Historie a vývoj počítačů

  • abakus = počítadlo kuličkové, považován za prvního předka počítačů
  • logaritmické tabulky – objevil 1614 John Napier
  • za vynálezce počítačů považován Charles Babbage – v 19. století vymyslel základní principy fungování stroje pro řešení složitých výpočtů
  • cena počítačů se s jejich vývojem neustále snižuje, jejich rozšíření roste a zasahuje postupně do všech oblastí lidského života

ve světě x bývalem ČSSR

mechanické, elektromechanické (relé), elektronické – elektronka („lampa“), tranzistor

miniaturizace, integrace – integrované obvody

možnosti v blízké budoucnosti

Významné osobnosti

Charles Babbage

  • 1791 – 1871
  • jako první přišel s nápadem sestrojit programovatelný počítač
  • „otec počítačů“

Alan Turing

  • 1912 – 1954
  • zakladatel moderní informatiky
  • Turingův stroj – teoretický model počítače; skládá se z procesorové jednotky tvořené konečným automatem, programu ve tvaru pravidel přechodové funkce a pravostranně nekonečné pásky pro zápis mezivýsledků; využívá se pro modelování algoritmů v teorii vyčíslitelnosti

John von Neumann

  • 1903 – 1957
  • průkopník digitálních počítačů
  • Von Neumannova architektura – základy jím navrženého počítače: procesor, řadič, operační paměť, vstupní a výstupní zařízení – základ architektury současných počítačů
  • základní principy počítače:
    • dvojková soustava
    • programy a data v operační paměti
    • rychlost vnitřní paměti srovnatelná s rychlostí výpočetní jednotky
    • přímé adresování
    • aritmeticko-logická jednotka – pouze obvody pro sčítání čísel

Shrnutí

Generace Rok Konfigurace Rychlost (operací/s) Součástky
0. 1940 Velký počet skříní Jednotky Relé
1. 1950 Desítky skříní 100 – 1000 Elektronky
2. 1958 do 10 skříní Tisíce Tranzistory
3. 1964 do 5 skříní Desetitisíce Integrované obvody
3.1/2 1972 1 skříň Statisíce Integrované obvody (LSI)
4. 1981 1 skříň desítky milionů Integrované obvody (VLSI)

 

ABAKUS – vznik asi před 5000 lety v Malé Asii- založen na systému korálků, které na tyčkách či žlábcích kloužou nahoru a dolů– připomíná počítadlo
LOGARITMICKÉPRAVÍTKO –  objevitel John Napier 1614-  převádí násobení a dělení na sčítání a odčítání.
  – Leonardo da Vinci –  snaha vyřešit záhadu mechanické kalkulačky- podle jeho plánků byl takový stroj sestrojen
MECHANICKÁKALKULAČKA – 1623 Wilhelm Schickard- zachovala se pouze dokumentace a náčrtky
  – 1642 Blaise Pascal zdokonalil Ý- rozměry 51x10x7,5– (+,-)

– 1 exemplář se nachází v Zwingeru

  – 1694 Gottfried Wilhelm von Leibniz zdokonalil Ý- (+,-,*,/,-2)
ARITMOMETR – 1820 Thomas de Colmar- hromadně vyráběná a používaná kalkulačka
  – 1805 vynález a 1. použití děrného štítku (Hermann Hollerith)
ANALYTICKÝSTROJ – 1848 Charles Babbage- vstupní a výstupní zařízení

Počítače 1. generace (40. léta)

Charakteristika: – Elektronky, strojový kód, nespolehlivost, obrovské rozměry
Příklady: – 1938 (Německo) Z1, Z2  prototyp mechanického binárního programovatelného kalkulátoru (Konrad Zuse, Helmut Schreyer)
– 1943 (Harvard-USA) první široce známý programovatelný elektromechanický kalkulátor  ASCC Mark I.– délka šestnáct metrů, váha pět tun, třičtvrtě miliónu součástek, 800 kilometrů drátových spojů– tři až pět sekund na početní operaci
– 1944 Filadelfie ENIAC Eletronic Numerator, Integrator, Analyzer, and Computer- 17 468 elektronek a kolem pěti miliónů pájených spojů, váha 30 tun, plocha 310m2
– 1945 John von Neumann navrhl a popsal koncepci prvního počítače s uloženým programem, který byl později postaven pod názvem EDVAC(Electronic Discrete Variable Automatic Computer).

Počítače 2. generace (50. léta)

 Charakteristika: – cíl: zvýšení rychlosti provádění operací, zvýšení kapacity paměti a zvýšení rychlosti přenosu dat na vstupu a výstupu-1956 tranzistory a diody v počítačích– velikost počítačů se zmenšuje

Tranzistory pracují v samočinných počítacích jako čisté obvodové prvky stejně jako dosud používané triody a relé. Jestliže je základnové napětí na tranzistoru záporné, může základnou protékat proud. Tranzistor působí jako uzavřený spínač. Překročí-li záporné napětí určitou hodnotu, tranzistor se uzavře. Přitom jsou pro zpracování dat důležité spínací stavy 0/1.

– vývoj programovacích jazyků: 1957 FORTRAN1958 ALGOL1960 COBOL

1964 BASIC

snaha o univerzálnost

Příklady: 1955 USA první samočinný počítač na světě, který byl osazen tranzistoryTRADIC. konstruktér J. H. Felker.

Počítače 3. generace (60. léta)

Charakteristika: – 1958  integrované obvody, vznik osobních počítačů, používáním LED diod a obrazovek
Příklady: – 1967 USA Anitou Mark 8 první elektronický osobní počítač (PC – personal computer). Logaritmická pravítka a tabulky tím byly vytlačeny z mnoha oblastí

Počítače 4. generace (70. léta)

Charakteristika: – 1971 Mikroprocesor integrovaný obvod, který je obsahuje fce 5 000 až 100 000 tranzistorů – (výkonná jednotka počítače)
Data: – 1968 založen Intel- 1972 první počítačová hra– 1969 Intel 4004

– 1972 Intel 8008

– 1976 Intel 8080

– 1980 využití laseru pro ukládání dat

první kapesní počítače

– 1983 použití diskety jako standardní paměti

80. léta osmibity ovládly svět (Sinclair ZX Spectrum, Atari, Commodore, IQ 151 PMD 85, Didaktik Gama)