Тип урока: урок изучения и усвоения новых знаний.
Тема урока: “История ЭВМ”.
Планируемое количество часов: 2 часа
Класс: 9 класс.
Используемые средства: компьютерные презентации “Наш музей” (Приложение1), “Путешествие” (Приложение2), ресурсы Интернет – страницы виртуальных музеев.
Методы обучения: наибольшее применение получают частично-поисковый и репродуктивный.
Цели урока:
- Используя ресурсы Интернет, познакомить участников урока с историей развития вычислительной техники.
- Воспитывать внимательность, аккуратность, любовь и интерес к предмету; формировать навыки самостоятельной работы и работы в коллективе.
- Развивать мышление, умения анализировать, делать выводы.
Задачи:
- Эффективно предъявить большой по объему теоретический материал;
- Выработать у учащихся практическое умение использования ресурсов Интернет;
- Формировать у учащихся интерес к информатике.
ХОД УРОКА
1. ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ МОМЕНТ.
2. ВСТУПИТЕЛЬНОЕ СЛОВО УЧИТЕЛЯ. (Слайд №1 Приложение1).
3. ЭКСКУРСИЯ С ЭКСКУРСОВОДАМИ.
(Слайд №2 Приложение1). Выступление двух учащихся, играющих роль экскурсоводов. Сопровождается показом презентации “Наш музей”
1 экскурсовод.
(Слайд №3 Приложение1).
Первобытный человек, создал первые примитивные орудия труда, положил начало эпохи механизмов, увеличивающих физические возможности человека. В середине ХХ столетия были созданы первые электронные вычислительные машины, предназначенные для усиления его интеллектуальной мощи! Сегодня мы познакомимся с некоторыми устройствами, которые служили человеку в разные времена.
2 экскурсовод. Счётные палочки
(Слайд №4 Приложение1).
С возникновением у древних людей способности счета появилась необходимость в использовании приспособлений, которые смогли бы облегчить эту работу. Одно из таких орудий труда наших предков было обнаружено при раскопках поселения Дольни Вестоници на юго-востоке Чехии в Моравии. Обыкновенная кость с зарубками, получившая название “вестоницкая кость”, использовалась ими для ведения счета предположительно за 30 тыс. лет до н. э.
Примерно к VIII веку до н. э. древними индейскими цивилизациями был придуман другой способ для записи чисел. Для этих целей они использовали узелковое письмо, в котором знаками служили камни и разноцветные ракушки, сплетенные вместе веревками.
Развитие государств Европы и Азии, а также усиление торговых отношений между ними привело к созданию совершенно нового инструмента, известного практически у всех народов. Впервые его начали применять в Вавилоне, а вскоре новое изобретение попало в Грецию, где получило свое дальнейшее развитие. Это приспособление представляло собой деревянную дощечку, посыпанную морским песком, на котором наносились бороздки. Размещенные в этих бороздках камешки обозначали цифры. При этом количество камешков в первой бороздке соответствовало единицам, во второй — десяткам, в третьей — сотням и т. д. Если в одной из бороздок набиралось десять камешков, то их снимали и добавляли один камешек в следующую бороздку.
Ученые назвали этот способ записи чисел единичной ("палочной") системой счисления. В ней для записи чисел применялся только один вид знаков – "палочка". В наше время счётные палочки используются для обучения первоклассников.
(Выполняют простейшие операции сложения и вычитания чисел с помощью палочек).
1 экскурсовод. Русские счеты
(Слайд №5 Приложение1).
Немного позже вместо деревянных дощечек стали использовать каменные плиты с выточенными в них желобками. Одна из таких плит была обнаружена на острове Саламин в Эгейском море в 1899 году. “Саламинская доска”, длинной полтора метра и шириной чуть боле семидесяти сантиметров, была изготовлена примерно за 300 лет до н. э. На этой мраморной плите в левой ее части было нанесено одиннадцать вертикальных линий, разделенных горизонтальной чертой, таким образом, что они образовывали десять столбцов. В правой части также было прорезано пять вертикальных линий, которые, в свою очередь, образовывали четыре столбца. По периметру плиты были также высечены буквы греческого алфавита.
В Древнем Риме “Саламинская доска” появилась, вероятно, в V-VI вв н. э. и называлась она calculi или abakuli. Для изготовления римского абака, помимо каменных плит, стали использовать бронзу, слоновую кость и даже цветное стекло. В вертикальных желобках, разделенных на два поля, также помещались камешки или мраморные шарики, при этом желобки нижнего поля служили для счета от единицы до пяти. Если в этом желобке набиралось пять шариков, то в верхнее отделение добавлялся один шарик, а из нижнего поля все шарики снимали.
Суан-пан — китайская разновидность абака — появилась в VI веке н. э. В XII-XIII столетиях он приобрел свою классическую форму, дошедшую до наших дней. Суан-пан представляет собой прямоугольную раму с натянутыми параллельно друг другу девятью или более нитями. Также как и римский абак, суан-пан разделен на два поля, имеющих свои названия. Большее поле называется “Земля”, а меньшее — “Небо”. В большем поле на каждой веревке нанизано по пять шариков, а в меньшем всего по два. При подсчете шарики уже не снимаются с поля, они лишь передвигаются в сторону соседнего поля. Каждый шарик большего поля соответствует единице, а каждый шарик меньшего поля — пяти.
Распространяясь в европейских странах, римский абак постепенно видоизменялся. В XV столетии в Англии появилась новая его форма, называемая “линейчатой доской” (line-board).
Примерно в это же время на Руси получил распространение так называемый “дощатый счет”, завезенный, видимо, купцами из Европы. Он представлял собой рамку с укрепленными горизонтальными веревками, на которые были нанизаны просверленные сливовые или вишневые косточки. Эта рамка разбивалась сначала на четыре, а затем на два счетных поля. В 1658 году в “Переписной книге деловой казны Патриарха Никона” вместо “дощатый счет” употребляется слово “счеты”. А в начале XVIII века счеты приняли свой привычный вид, который в дальнейшем не претерпевал существенных изменений. В них осталось лишь одно счетное поле, на спицах которого размещалось по десять косточек.
(Выполняют простейшие операции сложения и вычитания чисел на счётах).
2 экскурсовод. Арифмометр
(Слайд №6 Приложение1).
В 1642 году 18-летний французский математик и Физик Блез Паскаль создает первую модель вычислительной машины, которая могла выполнять арифметические операции сложения и вычитания”
В 1645 году арифметическая машина "Паскалина", или "Паскалево колесо", получает законченный вид.
В 1649 году Б. Паскаль получает королевскую привилегию на изготовление и продажу своей машины, до наших дней сохранилось 8 машин.
В 1673 году немецкий ученый Готфрид Вильгельм Лейбниц разработал счетное устройство, в котором использовал механизм, известный под названием "колеса Лейбница". Его счетная машина выполняла не только сложение и вычитание, но и умножение и деление.
В 1820 году эльзасец Карл Ксавье Томас получает патент на арифмометр. Он же организовал впервые в мире промышленное производство арифмометров, за первые 50 лет он изготовляет на продажу 1500 экземпляров. Механические счетные машины – арифмометры – с видоизмененными "колесами Лейбница" использовались до середины XX столетия, пока не были вытеснены электрическими цифровыми вычислителями, а впоследствии современными электронными калькуляторами.
(Выполняют простейшие операции сложения, вычитания, умножения чисел при помощи арифмометра).
1 экскурсовод. Счётная линейка
(Слайд №7 Приложение1).
Приблизительно в 1650 году, спустя почти сорок лет после открытия Джоном Непером логарифмов, англичане Роберт Биссакар, а в 1657 году - независимо от него - С. Патридж изобрели логарифмическую линейку — устройство, позволяющее значительно ускорить процесс вычисления. Шкала на логарифмической линейке размечалась с помощью таблиц логарифмов. Работа логарифмической линейки основывалась на свойствах логарифмов — для умножения двух чисел достаточно сложить их логарифмы. Благодаря данному свойству, сложная операция умножения сводится к простой операции сложения.
Линейка Ватта - первая универсальная логарифмическая линейка, пригодная для выполнения любых инженерных расчетов, была сконструирована в 1779 году выдающимся английским механиком Джоном Ваттом. Она получила название “сохо-линейки”, по имени местечка близ Бирмингема, где работал Ватт.
В конце XIX века офицером французской армии Амеди Маннхеимом (1831-1906) была разработана круглая логарифмическая линейка, вычисления на которой отличались большей точностью, чем на обычной прямой линейке.
Несмотря на кажущуюся на первый взгляд простоту, практически все первые инструменты для работы с числами не только дожили до наших дней, но кое-где используются до сих пор. (Выполняют сложение чисел при помощи логарифмической линейки).
2 экскурсовод. Перфорационные вычислительные машины
(Слайд №8 Приложение1).
В конце XIX века американский изобретатель Г. Голле Рит сконструировал первые перфорационные машины, которые выполняли сортировальные и некоторые вычислительные операции.
В конце прошлого века в США проводилась первая перепись населения. В преддверии этой работы, связанной с учетом и обобщением огромного количества данных о многомиллионном населении, американский инженер Г. Холлерит сконструировал электромеханическое вычислительное устройство – табулятор. Табулятор в несколько раз превосходил арифмометр по скорости вычислений, имел память на перфокартах – картонных картах, на которых пробивались (перфорировались) специальные отверстия. Определенная система отверстий изображала число. Табуляторы нашли широкое применение и были предшественниками вычислительных машин нашего времени, они использовались для учета, статистических разработок, планово-экономических и частично инженерно-технических и других расчетов в различных областях народного хозяйства СССР.
В нашей стране в 1930-1950 гг. были достигнуты значительные успехи в области разработки средств вычислительной техники. В этот период были созданы полные комплекты перфорационных вычислительных машин, а также различные аналоговые вычислительные машины и моделирующие устройства.
1 экскурсовод. Электронные клавишные вычислительные машины (ЭКВМ)
(Слайд №9 Приложение1).
На промышленных предприятиях, в конструкторских бюро, различных учреждениях существует обширный класс простых задач (планово-экономических, учетно-статистических, научно-технических, бухгалтерских, связанных с первичной обработкой информации в автоматизированных системах управления, и т. д. ), для решения которых требуются дешевые, простые в эксплуатации и доступные для неподготовленного оператора вычислительные средства. Использование в качестве таких средств механических и электромеханических клавишных вычислительных машин вследствие их недостатков (небольшая скорость выполнения операций, значительный шум во время работы, быстрый износ механических деталей и др. ) не может полностью разрешить указанную проблему. В связи с этим прогресс в области создания новых элементов вычислительной техники позволил в начале 60-х годов на смену механическим и электромеханическим клавишным вычислительным машинам начать производство ЭКВМ, обладающих по сравнению с первыми рядом преимуществ (большее быстродействие, более высокая надежность и долговечность, бесшумность в работе, большие функциональные возможности, простота агрегатирования с различными устройствами ввода — вывода).
ЭКВМ "Зоемтрон-220" относится к типу электронных клавишных вычислительных машин с ручным вводом информации последовательного принципа действия. Ввод цифровой информации обеспечивает десятичная цифровая клавиатура. Арифметические операции сложения, вычитания, умножения, деления и возведения в степень выполняются с учетом знака числа. Арифметические операции умножения и деления выполняются с заданной степенью точности и с округлением в последнем разряде. Выдачу информации ввода и результатов вычислений обеспечивают 15 цифровых ламп. Выполнение операций сложения и вычитания происходит за 5 мсек. , умножения и деления – в среднем за 0,5 сек. Машину успешно использовали для различных инженерно-технических расчетов.
2 экскурсовод. Микрокалькуляторы
(Слайд №10 Приложение1).
С 1970 года по настоящее время в нашей стране интенсивно разрабатываются, постоянно совершенствуются различные типы микрокалькуляторов (МК) - микроЭВМ карманного и настольного типа для личного пользования, совмещавшие в себе функции микрокалькулятора, часов, календаря, будильника, секундомера (1980г. ). В течение первого периода выпускаются различные модели "Электроники". При этом происходила миниатюризация моделей: объем и масса уменьшилась соответственно в 40 и 11 раз, а потребляемая мощность в 20000 раз, время непрерывной работы от автономного источника питания и число выполняемых операций возросли соответственно в 1000 (до 8-10 тыс. ч. ) и 3 (до 20 с 3) раза. В середине 70-х годов начат выпуск первых отечественные инженерных микрокалькуляторов, а позже выпуск используемых в школе отечественных инженерных микрокалькуляторов "Электроника".
ЭКСКУРСИЯ “ПО ЗАЛАМ МУЗЕЯ”. (Слайд №11 Приложение1).
Учащиеся делятся на 4 группы по 3 человека. Каждая группа путешествует (пользуясь гиперссылками) по музею по своему определенному залу. На всех компьютерах запущена презентация “Путешествие” (Приложение2).
1 группа – зал №1 “Поколения компьютеров”.
2 группа – зал №2 “Галерея портретов”.
3 группа – зал №3 “Вехи истории отечественной вычислительной техники”.
4 группа – зал №4 “История компьютерных игр”.
Каждой группе дается карточка с тремя вопросами, на которые надо найти ответ. (В группе учащиеся сами распределяют, кто на какой вопрос отвечает, в целях экономии времени). Учащиеся садятся за компьютеры. Пользуясь ссылками в презентации “Путешествие” (слайд № 2 Приложение2), выходят в сеть Интернет на определенный сайт и находят ответ на свой вопрос.
КАРТОЧКА №1 “ПОКОЛЕНИЯ КОМПЬЮТЕРОВ”
- Каким образом разделены поколения ЭВМ по временным рамкам и элементарной базе (т. е. какие элементы использовались при изготовлении ЭВМ в разное время)?
- Когда был создан первый персональный компьютер?
- Почему современные персональные компьютеры в сотни раз меньше, но при этом в сотни тысяч раз быстрее ЭВМ первого поколения?
КАРТОЧКА №2 “ГАЛЕРЕЯ ПОРТРЕТОВ”
- Кто, когда и для чего разработал “Аналитическую машину”?
- Когда была учреждена медаль “Computer Pioneer” и за какие заслуги ее вручают?
- Какие российские ученые награждены медалью “Computer Pioneer” и за что?
КАРТОЧКА №3 “ВЕХИ ИСТОРИИ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ”
- Перечислите периоды поколений, годы развития отечественной вычислительной техники.
- Когда и кем была разработана первая полупроводниковая управляющая машина? Как она называлась?
- Когда был принят опытный образец нового школьного комплекса учебной вычислительной техники УКНЦ, и что он в себя включал?
КАРТОЧКА №4 “ИСТОРИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ ИГР”
- Когда была создана первая компьютерная игра и как она называлась?
- Как называется первый в России журнал компьютерных игр?
- Приведите общепринятую классификацию компьютерных игр.
5. ОБМЕН ИНФОРМАЦИЕЙ (ответами на вопросы) МЕЖДУ ГРУППАМИ.
Найденный ответ на поставленный вопрос каждый ученик отправляет по локальной сети на главный (учительский) компьютер в папку ИСТОРИЯ ЭВМ с указанием источника информации – ссылки. Общий вид формы ответа: ВОПРОС – ОТВЕТ – АДРЕС ССЫЛКИ, ГДЕ НАЙДЕН ОТВЕТ.
Выступление каждой группы перед одноклассниками. Ответы должны звучать коротко, четко по установленной форме.
Все ответы оформляются в виде таблицы, распечатываются и вывешиваются в классе на стенд “Сегодня на уроке”.
Пример оформления таблицы:
ВОПРОС ОТВЕТ АДРЕС ССЫЛКИ
6. ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Подведение итогов. Выставление оценок.
Домашнее задание: учебник “Информатика. Базовый курс. 7 – 9 класс” И. Семакин, § 50. Дополнительный материал: часть 2, пункт 10. 2, 12. 9.