(12) Historie počítačů

Předchůdci

  • První zařízení = velmi jednoduchá (mechanické principy)
  • Vývoj těchto zařízení probíhal do pol. 20. století (dvě větve):
    • Analogové ‚počítače‘
    • Číslicové ‚počítače‘

Abakus

  • Vznik před 5000 lety
  • Usnadňoval počítání s čísly
  • Dřevěná / hliněná destička, do níž se vkládali kamínky (tzv. calculli)

Logaritmické tabulky

  • 1614, John Napier
  • Násobení a dělení pomocí sčítání a odčítání pomocí logaritmů
    • První logaritmické tabulky
    • První logaritmické pravítko

Pozn.: logaritmické pravítko bylo využíváno v rámci programu Apollo

Mechanické kalkulátory

  • Mechanismus z Antikythéry (150 – 100 př. Kr.)
    • Výpočet kalendáře (resp. polohy Slunce a Měsíce a planet)
    • Ozubená kolečka v rovnostranném trojúhleníku
  • „Počítací hodiny“ (1623, V. Schickard)
    • Ozubená kolečka
    • Umí sčítat a odečítat až šesticiferná čísla
    • Kepler: astronomické výpočty
  • Thomasový Arithmometr (1820, Ch. X. Thomas)
    • První sériově vyráběný kalkulátor (+ – × ÷)
    • Užíván do 70. let 20. stol.

Kalkulátory pracovali v desítkové soustavě.

Ta je však složitější než v současnosti používaná binární soustava (PRAVDA × NEPRAVDA ; ANO × NE)
Dvojkovou soustavu popsal právě Leibniz

 

1725, B. Bouchon – tkalcovský stroj

1801, J. M. Jacquard (fr. vynálezce) – DĚRNÉ ŠTÍTKY

  • Důležitý milník v programovatelnosti strojů
  • Na Jacquardovi děrné štítky navazují např.:
    • Babbage – analytický stroj
    • Helerith – sčítání lidu 1890 v USA, základ pro IBM
  • Technologie děrných štítků = první programovatelné stroje

Princip:

  • Tenký karton
  • Běžný děrovací štítek = 80 nebo 90 sloupců
  • Do štítků děrovány otvory (vyseknuto příslušné číslo)
  • Neúspěch – chyba – nový karton, proces se opakuje

První programovatelné stroje

Charles Babbage

  • 1933, Analytický stroj
  • Univerzální programovatelný počítač
  • Vstupní médium: děrné stítky
  • Stavba:
    • Sklad (paměť) & Mlýnice (procesor)
    • >> činit rozhodnutí, opakovat instruce
    • IF, THEM, FOR
  • 50 místná čísla
  • Pohon = parní stroj
  • NEDOKONČEN

Ada Lovelace

  • Dcera básníka G. G. Byrona
  • První programátorka na světě
  • Byl po ní pojmenován programovací jazyk Ada

Generace

  • Každá generace má charakteristickou:
    • Konfigurace
    • Rychlost počítače
    • Základní stavební prvek
GeneraceRokKonfiguraceRychlost (operaci/s)Soucastky
0.1940Velky pocet skriniJednotkyRele
1.1950Desitky skrini100 - 1000Elektronky
2.1958do 10 skriniTisiceTranzistory
3.1964do 5 skriniDesetitisiceIntegrovane obvody
3 1/219721 skrinStatisiceIntegrovane obvody (vysoka inteligence)
4.19811 skrindesitky milionuIntegrovane obvody (velmi vysoka inteligence)

 

Nultá generace (30. – 40. léta)

  • světová válka
  • Elektromechanické počítače využívající relé
  • Pár operací za sekundu
  • Velký počet skříní

Z1

  • 1938, K. Zuse (Něm.)
  • V binární soustavě s plavoucí čárkou a programem na děrné pásce
  • Kolíčková paměť: 16 čísel
  • Velmi poruchový ⇒ prakticky nepoužitelný

Z2, Z3

  • 1941, K. Zuse & H. Schreyr
  • Prakticky použitelný, 2600 elektromagnetických relé
  • Dvojková soustava, klávesnice
  • 50 arit. operací v pohyblivé čárce za minutu
  • Paměť: 64 čísel o 22 bitech (na tu dobu vysoká)
  • Použit k výpočtům balistických raket V2
  • Zničen při spojeneckém náletu 1944

Collossus

  • 1943, T. H. Flowers; VB
  • Určen k lámání německých šifer, vytvářených šifrovacími stroji Enigma (2. světová válka)

Mark I

  • 1944, H. H. Aiken; USA
  • ASCC (automatický sekvenčně řízený počítač)
  • Pod záštitou IBM
  • Desítková soustava s pevnou desetinnou čárkou
  • Paměť –
    • statická,
    • dynamická (operační)
  • + (0,3 s) × (6 s)
    sinδ° (1 min)
  • Použit při výpočtu první atomové bomby

SAPO

  • 1957, prof. Svoboda,
    Oblonský; ČSR
  • Dvojková soustava s pohyblivou řádovou čárkou
  • Pětiadresový, tří shodné procesy pracující paralelně
    • Výsledky porovnány, hlasováním
    • 2 shodné × všechny 3 odlišné à proces se opakuje
  • 1960 – shořel

 

První generace (40. – 50. léta)

  • Reléové obvody >>> elektronky (tzv. „elektronkové počítače“)
  • Neefektivní, velmi drahé, vysoký příkon (=> drahý provoz), velká poruchovost, velmi nízká výpočetní rychlost
  • Velký počet skříní
  • Počítač ovládán ze systémové konzole
    • Obsluhován týmem lidí (konstruktéři, operátoři, technici)
    • Snažili se ukončit výpočet bez poruchy počítače.

ENIAK

  • 1944, Pensylvánie
  • Elektronkový počítač
  • 5000 součtů za sekundu
  • Náročný, poruchový, provoz drahý
  • 150 m2, 40 tun
  • Inspirace pro Maniac
  • 1955 – provoz ukončen

MANIAK

  • 1945, John von Neumann (i)
  • Dokonalejší
  • Využit k vývoji jaderné bomby

Další – např. Geniac

Druhá generace (50. – 60. léta)

  • Využití tranzistorů (polovodičová elektrotechnika)
  • ⇒ zlepšení všech parametrů počítače
    (menší rozměry, navýšení rychlosti
    a spolehlivosti, snížení energetických nároků)
  • 10 skříní
  • Tisíce operací za sekundu
  • Počátek využívání operačních systémů
  • První programovací jazyky (COBOL, FORTAN, ALGOL)
  • Rozšíření počítačové techniky

Počítače:

  • IBM 7094
  • MINSK 22 – sovětský počítač
  • UNIVAC
    • První sériově vyráběný komerční počítač
    • Od tvůrců ENIACu
  • EPOS 1
    • 1960, prof. Svoboda
  • EPOS 2
    • 1962, automatická oprava jedné chyby
    • Tranzistory
    • 30 000 operací za sekundu
    • Paměť 40 000 slov
    • ZPA 600, ZPA 601 à operační systém, …

Třetí generace (60. – 70. léta)

  • Integrované obvody (polovodičová elektronika)
  • Navýšení rychlostí (104 – 105 operací za sekundu)
  • Do 5 skříní
  • Podpora tzv. multitaskingu (⇒ paralelní zpracovávání několika programů)
  • Klávesnice, obrazovka, disketa apod. ⇒ vzor a standard v oblasti hardwaru
  • Krom sálových počítačů à první minipočítače, mikropočítače
  • OPERAČNÍ SYSTÉMY (soubory programů, které jsou dodávány současně s počítačem – snadnější a dokonalejší práce s PC)

Počítače

  • Cray-1
    • Známý a úspěšný super počítač, výkonný
    • Firma Cray
    • S nástupem paralelních výpočtů v 80. letech superpočítač ustoupily à
    • 1995 firma zkracovala
  • EC 1021
    • léta; čs počítač
    • ‚Napodobenina‘ IBM System 360
    • Téměř 400 kusů
  • IBM Systém 360
    • 1965; Více modelů à různé výkony
    • Průlom počítačů do praktického a komerčního využití
    • Výroba v tisícových sériích

Tříapůltá generace (70. – 80. léta)

  • generace = časté problémy při provozu
    • Spolehlivost OS (přenos, zpracování dat)
  • Firma IBM >>> IBM System 370
    • V mnohém překonal 360, ale nelze pokládat za počítač nové generace
    • Snazší uživatelská ovladatelnost
    • Lepší spolehlivost
    • Polovodičové operační paměti (& samoopravný kód à zabraňoval chybám při dálkovém přenosu dat – stal se součástí spec. programového vybavení)

Československo

  • EC 1025, EC 1026

Čtvrtá generace (80. léta – současnost)

  • Integrované obvody s velmi vysokou inteligencí
    • Snížení počtu obvodů na základní desce počítače
    • zvýšení spolehlivosti, menší rozměry, vyšší rychlost a kapacita paměti
    • 107 – 108 operací za sekundu
  • Mikroprocesory a osobní počítače
  • Ústup střediskových počítačů
  • Éra systémů DOS (i), grafická uživatelská prostředí
  • Rozvoj počítačových sítí (Intranet, Internet), distribuované systémy
  • Výkon počítačů se zvyšuje použitím několika procesorů (multiprocesory)

 

image_pdfimage_print