My Opera2) Historie a vývoj počítačů
By Jana VondrákováJanisCW. Wednesday, May 6, 2009 5:26:10 PM
2) HISTORIE A VÝVOJ POČÍTAČŮ
Předchůdci, 20.století
PŘEDCHŮDCI
JEDNODUCHÁ POČÍTADLA
Nejsstarší a nejjednoduší počítaldo je ABAKUS ( podobné jako kuličkové počítadlo). Pochází pravděpodobně z Číny a je asi 5000 let starý. Abakus umožňuje základní matematické operace
( sčítání, odečítání, násobení , dělení a také odmocňování nebo řešení úloh se zlomky).Nepotřebuje napájení a jeho výroba je velmi levná.Protože se s ním učí pracovat školáci v Číně, Japonsku a dalších asijských zemích, odhaduje se, že ho dnes používá asi 50% světové populace.
LOGARITMICKÉ PRAVÍTKO má svůj původ v Evropě 17. Století a bylo ještě před třiceti lety široce používané pro výpočty násobení, dělení, mocnění ( dvěma a třemi), odmocňování a k hledání hodnot goniometrických funkcí.
MECHANICKÉ KALKULÁTORY
Podle pověsti sestrojil Blaise Pascal několik variant mechanických počítacích strojů kvůli svému otci - daňovému kontroloovi. Funkční model své kalkulačky s názvem PASCALINE sestrojil v roce 1645 a uvedl ho na trh - prodal asi 15 kusů.
Další vývoj nejvíce ovlivnil Wilhelm von Leibnitz. Nepodařilo se mu vylepšit Pasclův stroj a tak roku 1673 navrh zcela nový kalkulátor, založená na válci se stupňovitým ozubením. Ten dokázal pracovat až s 12místnými čísly. Podobné principy používaly mechanické stoje další dvě století.
DĚRNÉ ŠTÍTKY A MECHANICKÉ POČÍTAČE (1805 - 1925 )
První médium pro zápis programů vymyslel kolem roku 1805 Joseph Marie Jacquard, který sestrojil "automatický" tkalcovský stav na výrobu vzorovaných tkanin. Tkaní voru bylo řízeno pomocí děrných štítků spojených provázky. Různé druhy děrných štítků pak byly základním paměťovým médiem dalších 140 let.
V 19. Století se Angličan Charles Babbage pokusil vytvořit počítací stroj ANALYTICAL ENGINE, který by byl schopen provádět jakékoli numerické výpočty podle zadaného programu. Věnoval této myšlence celý svůj život a i když se mu stroj nepodařilo dokončit ( dokončen o 100 let později - fungoval ), byl jeho návrh nadčasový. V jeho době nebyly dostupné elektické obvody, prot byl jeho stroj mechanický a poháněný párou.
Babbage vymyslel principy, které ovlivňují i současné počítače.
Architekturu jeho stroje tvořilo několik dílů:
-Pamět z mechanických registrů
-Mlýnek neboli centrální operační jednotky, která měla vykonávat základní matematické operace - tedy sčítání, odčítání, násobení a dělení s tychlostí jedno sčítání za sekundu a jedno násobení za minutu.
-mechanismum na řízení posloupnosti jednotlivých operací
-vstupní a výstupní jednotky, výstup měl být spojen s tiskárnou
Celý stoj měl být řízen programem na děrném štítku, který umožňoval podmíněné skoky a používání podporgramů. Je zřejmé, že kdyby měl Babbage ve své době k dispozici alespoň elektronky, byl by prní počítač vytvořen a mnoho let dříve.
ELEKTROMECHANICKÉ POČÍTACÍ STROJE (1890 - 1945)
Herman Hollerith vymyslel sčítací stroj, který snímal otvory v děrném štítku a při každém otvoru magnet sepnul motorek, který posunul číselník počítadla. Děrný štítek tedy sloužil pro zánam dat, nikoliv programu. Díky jeho strojům trvalo vyhodnocení lístků po sčítání obyvatel USA roku 1890 "jen" asi roky ( ruční vyhodnocování trvalo 7 let )
Využití těchto počítacích strojů výrazně zefektivnilo práci s velkým množstvím dat, proto o ně projevily zájem velké komerční firmy, zejména banky a pojišťovny. Hollerith stál při založení firmy Tabulating Machnine Company, která dodávala zařízení potřebná k výpočtům pomocí děrných štítků ( děrovače, přezkoušeče, třídiče, sčítačky, násobičky, tiskárny….). V roce 1924 z této a dalších firem vznikla společnost International Bussines Machine - IBM
VÝVOJ POČÍTAČŮ
RELÉOVÉ POČÍTAČE ( II. Sv. válka )
Konrad Zuse vytvořil v Německu v letech 1938 až 1942 několik reléových počítačů s označením Z1 až Z3. Počítače byly funkční, naštěstí představitelé nacistického německa o ně neprojevili zájem. Byly zničeny během II. Světové války.
Američan Howard Aiken uvedl v roce 1944 do provozu počítač MARK I. Měl hmotnost pět tun a skládal se z 3 500 relé, několi set kilometrů drátových spojů a několik tisíc koleček poháněných elektormotorem. I když sečtení dvou čísel trvalo třetinu sekundy a násobení nebo dělení přes 5 sekund, byla na tomto stroji během stovek hodin vypočtena konfigurace uranové nálože první atomové bomby. Další reléové počítače vznikly za války pod vedením Alana Turinga ve Velké Británii, kde sloužili k luštění šifer.
ELEKTRONKOVÉ POČÍTAČE ( po roce 1946 )
Prvním " počítačem" byl ENIAC, dokončený v roce 1946 na Pensylvánské universitě ve philadelphii v USA. Eniac byl postaven z 19 000 aktivních prvků ( elektronek ), 1 500 relé, 70 000 odporů, byl chlazen dvěma leteckými motory a zabíral celou halu. Byl to počítač pouze na matematické výpočty, nepoužíval však ještě dvojkovou soustavu a nebyl univerzálně využivatelný.
Teoretické základy konstrukce současných počítačů položil John von Neumann. Návrh je znám jako von Neumannova koncepce počítače.
Podle ní se počítač skládá z několika základních funkčních částí:
- z paměti
-procesoru ( tenkárt řadiče a aritmetické jednotky )
-vstupní a výstupní zařízení
Pro reprezentaci všech údajů se pouřívá dvojková soustava, tedy pouze nuly a jedničky. Podle N-koncepce byl v roce 1951 vyroben elektronkový počítač EDVAC, který byl již poměrně univerzálně využivatelný.
Rozdíl mezi Eniacem a Edvacem nebyl v dílech, ale Eniac byl analogový a Edvac byl digitální.
DALŠÍ GENERACE POČÍTAČŮ
S novými technologiemi dochází ve druhé polovině 20. Století k rychlému vývoji výkonnějších a přitom stále menších počítačů. Vývoj počítačů proběhl bleskovým tempem, zmenšení velikosti a zbýšení výkonu nemá u žádného jiného výrobku obdobu. Aktivní prvek, který umožňuje zpracovat jeden bit, se stále zmenšoval. Elektronky nahradily tranzistory, ty pak integrované obvody stále vyšší integrace ( vyššího počtu aktivních prvků na jednom čipu )
PRVNÍ MIKROPOČÍTAČE
V 70. Letech minulého století se podařilo dosáhnout takové hustoty integrace, která umožňovala postavení celého "mozku" počítače z jednoho obvodu - mikroprocesoru. Začaly se objevovat první mikropočítače.
Altair - první osobní počítač?
Počítač Altair 8800 vznikl roku 1975 v USA , tvůrcem byl Edd Roberts. Obsahoval mikroprocesor od firmy Intel, 1KB paměti, neměl však klávesnici ani obrazovku a programoval se pomocí přepínačů. Svýs způsobem to ale byl opravdu počítač, se kterým mohl pracovat jeden člověk.Chyběl mu však programovací jazyk na vytváření aplikací. Uživateli se stali středoškoláci a vysokoškoláci z USA.
Apple
Spolužáci Steve Jobs a Steve Wozniak vytvořili v garáži osobní počítač Apple I., který sice k ničemu nebyl, ale prodalo se 150 ks. V roce 1977 vytvořili AppleII……
Apple II. Byl první osobní počítač, který si získla srdce zákazníků. Měl procesor firmy Motorola s frekvencí 1 Mhz, paměť 16 KB, klávesnici, obrazovku a volitelné disketovou mechaniku.
IBM, Microsoft a Personal Computer
IBM pochopila že mikropočítače nejsou jen hračky, ale využíjí se i v kanceláři. V roce 1981 uvedla na trh počítač IBM PC, který měl velikost krabice na stole a byl orientová pro podnik. Měl operační pamět 16 KB, procesor Intel, dvě disketové mechaniky, byl rozšiřitelný, umožňoval slušné zobrazení monitoru.Operační systém měl od Microsoftu, který vyvinul systém DOS, který ( stále mírně vylepšovaný ) oživoval všechny kompatibilní PC až do roku 1995
Grafické rozhraní:
První PC obsahovaly operační systémy založené na vypisování textových příkazů. Firma Xerox před rokem 1980 vyvíjela grafické rozhraní ovládané pomocí myši.
Firma Apple uvedla v roce 1984 na trh počítač Apple Macintosh, který konkuroval IBM PC, který využíval GUI - grafické rozhraní. Na těchto počítačích se objevil také MacWrite, první textový editor, který pracoval v režimu WYSIWYG (what you see is what you get)
Grafické rozhraní Microsoft Windows:
Definitivní vítěztví PC, bylo zavedením grafického uživatelského rozhraní Microsoft Windows, které umožnilo práci s počítačem širšímu okruhu lidí než systém DOS. Verze Windoww 1 a 2 byly nepoužitelné, ale Windows 3.1 v roce 1992 dobyl svět. Výkonější verze podporující práci v síti byl Windows 3.11 v roce 1993. Uvedení operačního systému Windows 95 bylo výrazným skokem v kvalitě a uživatelksé příjemnosti PC.
Předchůdci, 20.století
PŘEDCHŮDCI
JEDNODUCHÁ POČÍTADLA
Nejsstarší a nejjednoduší počítaldo je ABAKUS ( podobné jako kuličkové počítadlo). Pochází pravděpodobně z Číny a je asi 5000 let starý. Abakus umožňuje základní matematické operace
( sčítání, odečítání, násobení , dělení a také odmocňování nebo řešení úloh se zlomky).Nepotřebuje napájení a jeho výroba je velmi levná.Protože se s ním učí pracovat školáci v Číně, Japonsku a dalších asijských zemích, odhaduje se, že ho dnes používá asi 50% světové populace.
LOGARITMICKÉ PRAVÍTKO má svůj původ v Evropě 17. Století a bylo ještě před třiceti lety široce používané pro výpočty násobení, dělení, mocnění ( dvěma a třemi), odmocňování a k hledání hodnot goniometrických funkcí.
MECHANICKÉ KALKULÁTORY
Podle pověsti sestrojil Blaise Pascal několik variant mechanických počítacích strojů kvůli svému otci - daňovému kontroloovi. Funkční model své kalkulačky s názvem PASCALINE sestrojil v roce 1645 a uvedl ho na trh - prodal asi 15 kusů.
Další vývoj nejvíce ovlivnil Wilhelm von Leibnitz. Nepodařilo se mu vylepšit Pasclův stroj a tak roku 1673 navrh zcela nový kalkulátor, založená na válci se stupňovitým ozubením. Ten dokázal pracovat až s 12místnými čísly. Podobné principy používaly mechanické stoje další dvě století.
DĚRNÉ ŠTÍTKY A MECHANICKÉ POČÍTAČE (1805 - 1925 )
První médium pro zápis programů vymyslel kolem roku 1805 Joseph Marie Jacquard, který sestrojil "automatický" tkalcovský stav na výrobu vzorovaných tkanin. Tkaní voru bylo řízeno pomocí děrných štítků spojených provázky. Různé druhy děrných štítků pak byly základním paměťovým médiem dalších 140 let.
V 19. Století se Angličan Charles Babbage pokusil vytvořit počítací stroj ANALYTICAL ENGINE, který by byl schopen provádět jakékoli numerické výpočty podle zadaného programu. Věnoval této myšlence celý svůj život a i když se mu stroj nepodařilo dokončit ( dokončen o 100 let později - fungoval ), byl jeho návrh nadčasový. V jeho době nebyly dostupné elektické obvody, prot byl jeho stroj mechanický a poháněný párou.
Babbage vymyslel principy, které ovlivňují i současné počítače.
Architekturu jeho stroje tvořilo několik dílů:
-Pamět z mechanických registrů
-Mlýnek neboli centrální operační jednotky, která měla vykonávat základní matematické operace - tedy sčítání, odčítání, násobení a dělení s tychlostí jedno sčítání za sekundu a jedno násobení za minutu.
-mechanismum na řízení posloupnosti jednotlivých operací
-vstupní a výstupní jednotky, výstup měl být spojen s tiskárnou
Celý stoj měl být řízen programem na děrném štítku, který umožňoval podmíněné skoky a používání podporgramů. Je zřejmé, že kdyby měl Babbage ve své době k dispozici alespoň elektronky, byl by prní počítač vytvořen a mnoho let dříve.
ELEKTROMECHANICKÉ POČÍTACÍ STROJE (1890 - 1945)
Herman Hollerith vymyslel sčítací stroj, který snímal otvory v děrném štítku a při každém otvoru magnet sepnul motorek, který posunul číselník počítadla. Děrný štítek tedy sloužil pro zánam dat, nikoliv programu. Díky jeho strojům trvalo vyhodnocení lístků po sčítání obyvatel USA roku 1890 "jen" asi roky ( ruční vyhodnocování trvalo 7 let )
Využití těchto počítacích strojů výrazně zefektivnilo práci s velkým množstvím dat, proto o ně projevily zájem velké komerční firmy, zejména banky a pojišťovny. Hollerith stál při založení firmy Tabulating Machnine Company, která dodávala zařízení potřebná k výpočtům pomocí děrných štítků ( děrovače, přezkoušeče, třídiče, sčítačky, násobičky, tiskárny….). V roce 1924 z této a dalších firem vznikla společnost International Bussines Machine - IBM
VÝVOJ POČÍTAČŮ
RELÉOVÉ POČÍTAČE ( II. Sv. válka )
Konrad Zuse vytvořil v Německu v letech 1938 až 1942 několik reléových počítačů s označením Z1 až Z3. Počítače byly funkční, naštěstí představitelé nacistického německa o ně neprojevili zájem. Byly zničeny během II. Světové války.
Američan Howard Aiken uvedl v roce 1944 do provozu počítač MARK I. Měl hmotnost pět tun a skládal se z 3 500 relé, několi set kilometrů drátových spojů a několik tisíc koleček poháněných elektormotorem. I když sečtení dvou čísel trvalo třetinu sekundy a násobení nebo dělení přes 5 sekund, byla na tomto stroji během stovek hodin vypočtena konfigurace uranové nálože první atomové bomby. Další reléové počítače vznikly za války pod vedením Alana Turinga ve Velké Británii, kde sloužili k luštění šifer.
ELEKTRONKOVÉ POČÍTAČE ( po roce 1946 )
Prvním " počítačem" byl ENIAC, dokončený v roce 1946 na Pensylvánské universitě ve philadelphii v USA. Eniac byl postaven z 19 000 aktivních prvků ( elektronek ), 1 500 relé, 70 000 odporů, byl chlazen dvěma leteckými motory a zabíral celou halu. Byl to počítač pouze na matematické výpočty, nepoužíval však ještě dvojkovou soustavu a nebyl univerzálně využivatelný.
Teoretické základy konstrukce současných počítačů položil John von Neumann. Návrh je znám jako von Neumannova koncepce počítače.
Podle ní se počítač skládá z několika základních funkčních částí:
- z paměti
-procesoru ( tenkárt řadiče a aritmetické jednotky )
-vstupní a výstupní zařízení
Pro reprezentaci všech údajů se pouřívá dvojková soustava, tedy pouze nuly a jedničky. Podle N-koncepce byl v roce 1951 vyroben elektronkový počítač EDVAC, který byl již poměrně univerzálně využivatelný.
Rozdíl mezi Eniacem a Edvacem nebyl v dílech, ale Eniac byl analogový a Edvac byl digitální.
DALŠÍ GENERACE POČÍTAČŮ
S novými technologiemi dochází ve druhé polovině 20. Století k rychlému vývoji výkonnějších a přitom stále menších počítačů. Vývoj počítačů proběhl bleskovým tempem, zmenšení velikosti a zbýšení výkonu nemá u žádného jiného výrobku obdobu. Aktivní prvek, který umožňuje zpracovat jeden bit, se stále zmenšoval. Elektronky nahradily tranzistory, ty pak integrované obvody stále vyšší integrace ( vyššího počtu aktivních prvků na jednom čipu )
PRVNÍ MIKROPOČÍTAČE
V 70. Letech minulého století se podařilo dosáhnout takové hustoty integrace, která umožňovala postavení celého "mozku" počítače z jednoho obvodu - mikroprocesoru. Začaly se objevovat první mikropočítače.
Altair - první osobní počítač?
Počítač Altair 8800 vznikl roku 1975 v USA , tvůrcem byl Edd Roberts. Obsahoval mikroprocesor od firmy Intel, 1KB paměti, neměl však klávesnici ani obrazovku a programoval se pomocí přepínačů. Svýs způsobem to ale byl opravdu počítač, se kterým mohl pracovat jeden člověk.Chyběl mu však programovací jazyk na vytváření aplikací. Uživateli se stali středoškoláci a vysokoškoláci z USA.
Apple
Spolužáci Steve Jobs a Steve Wozniak vytvořili v garáži osobní počítač Apple I., který sice k ničemu nebyl, ale prodalo se 150 ks. V roce 1977 vytvořili AppleII……
Apple II. Byl první osobní počítač, který si získla srdce zákazníků. Měl procesor firmy Motorola s frekvencí 1 Mhz, paměť 16 KB, klávesnici, obrazovku a volitelné disketovou mechaniku.
IBM, Microsoft a Personal Computer
IBM pochopila že mikropočítače nejsou jen hračky, ale využíjí se i v kanceláři. V roce 1981 uvedla na trh počítač IBM PC, který měl velikost krabice na stole a byl orientová pro podnik. Měl operační pamět 16 KB, procesor Intel, dvě disketové mechaniky, byl rozšiřitelný, umožňoval slušné zobrazení monitoru.Operační systém měl od Microsoftu, který vyvinul systém DOS, který ( stále mírně vylepšovaný ) oživoval všechny kompatibilní PC až do roku 1995
Grafické rozhraní:
První PC obsahovaly operační systémy založené na vypisování textových příkazů. Firma Xerox před rokem 1980 vyvíjela grafické rozhraní ovládané pomocí myši.
Firma Apple uvedla v roce 1984 na trh počítač Apple Macintosh, který konkuroval IBM PC, který využíval GUI - grafické rozhraní. Na těchto počítačích se objevil také MacWrite, první textový editor, který pracoval v režimu WYSIWYG (what you see is what you get)
Grafické rozhraní Microsoft Windows:
Definitivní vítěztví PC, bylo zavedením grafického uživatelského rozhraní Microsoft Windows, které umožnilo práci s počítačem širšímu okruhu lidí než systém DOS. Verze Windoww 1 a 2 byly nepoužitelné, ale Windows 3.1 v roce 1992 dobyl svět. Výkonější verze podporující práci v síti byl Windows 3.11 v roce 1993. Uvedení operačního systému Windows 95 bylo výrazným skokem v kvalitě a uživatelksé příjemnosti PC.
