Okruh č. 2
Historie počítačů Dějiny počítačů zahrnují vývoj jak samotného hardware, tak jeho architektury a mají přímý vliv na vývoj software. První počítače byly vyrobeny ve 30. letech 20. století, avšak za jejich vynálezce je přesto považován Charles Babbage, který již 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. Generace počítačů: Generace Rok
Konfigurace
Součástky Typ hlavní Kapacita paměti paměti
Velký počet skříní
Rychlost (MIPS)
Příklad
0,01
UNIVAC I
0,1
IBM 7090
Relé
0.
1940
1.
1950 Desítky skříní Elektronky
Buben
1KB
2.
1958
do 10 skříní
Tranzistor y
Ferity
10KB
3.
1964
do 5 skříní
IO (SSI)
Ferity
1MB
1
IBM 360
3.1/2
1972
1 skříň
IO (MSI)
IO (MSI)
1MB
1
IBM 370
4.
1981
1 skříň
IO (LSI)
IO (LSI)
10MB
10
IBM 308X
Poznámky: MIPS – Mega Instructions Per Second = počet miliónů operací za sekundu: jednotka pro výkonnost počítače. IO – Integrovaný obvod, součástka obsahující v jednom pouzdře více jednoduchých součástek (zpravidla tranzistorů) SSI – malá hustota integrace (10-100 tranzistorů na čip) MSI – střední hustota integrace (100-1000 tranzistorů na čip) LSI – vysoká hustota integrace (1000-10 000 tranzistorů na čip) VLSI – velmi vysoká hustota integrace (více než 10000 tranzistorů na čip, dnes se dosahuje několik miliónů součástek na jednom čipu)
0. Nultá generace Za počítače nulté generace jsou považovány elektromechanické počítače využívající většinou relé. Pracovaly většinou na kmitočtu okolo 100 Hz. Hybnou silou vývoje nulté generace se stala druhá světová válka,
1
Okruh č. 2
kdy došlo paralelně k velkému pokroku v různých částech světa.
1. První generace (1945 až 1951) První generace je charakteristická použitím elektronek (tzv. elektronika) a v menší míře též ještě relé (elektromechanika). Počítače byly poměrně neefektivní, velmi drahé, měly vysoký příkon, velkou poruchovost a velmi nízkou výpočetní rychlost. Zpočátku byl program vytvářen na propojovacích deskách, později byly využity děrné štítky a děrné pásky, které též sloužily spolu s řádkovými tiskárnami k uchování výsledků. V té době neexistovaly ani operační systémy ani programovací jazyky ani assemblery. Počítač se ovládal ze systémové konzole. Jeden tým lidí pracoval jako konstruktéři, operátoři i technici, jejichž úspěchem bylo ukončit výpočet bez poruchy počítače.[8]
2.
a
Druhá generace (1951 až 1965) Druhá generace je charakteristická použitím tranzistorů (tzv. polovodičová elektronika), které dovolily zlepšit všechny parametry počítačů (zmenšení rozměrů, zvýšení rychlosti a spolehlivosti, snížení energetických nároků). Díky počátku obchodu s počítači byla snaha o co nejlepší využití počítače, proto vznikají první dávkové systémy, které byly zaváděny do počítače pomocí děrné pásky, štítků nebo magnetické pásky které se využívaly při prodeji strojového času počítače (pronájem počítače po dobu vykonání programu). Počátek využívání operačních systémů, jazyka symbolických adres, první programovací jazyky.
3. Třetí generace (1965 až 1980) Třetí generace je charakteristická použitím integrovaných obvodů (tzv. polovodičová elektronika). S postupem času roste počet tranzistorů v integrovaném obvodu (zvyšuje se integrace). V této době byl výkon počítače úměrný druhé mocnině jeho ceny, takže se vyplatilo koupit co nejvýkonnější počítač a poté prodávat jeho strojový čas. Majitelé požadovali maximalizaci využití počítače, proto se objevilo multiprogramování – zatímco jeden program čeká na dokončení I/O operace, je procesorem zpracovávána druhá úloha. S tím úzce souvisí zavedení pojmu proces, který označuje prováděný program a zahrnuje kromě něj i dynamicky se měnící data. Objevuje se první podpora multitaskingu, kdy se programy vykonávané procesorem střídají, takže jsou zdánlivě
1
Okruh č. 2
zpracovávány najednou. Tento pokrok umožňuje zavedení interaktivních systémů (počítač v reálném čase reaguje na požadavky uživatele). Kromě velkých střediskových počítačů (mainframe) se objevují i první minipočítače a mikropočítače.
4. Čtvrtá generace (od roku 1980) Čtvrtá generace je charakteristická mikroprocesory a osobními počítači. Mikroprocesory v jednom pouzdře obsahují celý procesor (dřívější procesory se skládaly z více obvodů) a jsou to integrované obvody s vysokou integrací, které umožnily snížit počet obvodů na základní desce počítače, zvýšila se spolehlivost, zmenšily rozměry, zvýšila rychlost a kapacita pamětí. Nastává ústup střediskových počítačů (mainframe) ve prospěch pracovních stanic a v roce 1981 uvedeného osobního počítače IBM PC. Počítač shodné konstrukce vyrábějí i jiní výrobci jako tzv. IBM PC kompatibilní počítače. Přichází éra systémů DOS a vznikají grafická uživatelská rozhraní. Poměr cena/výkon je nejlepší u nejvíce prodávaných počítačů, vyšší výkon je vykoupen exponenciálním růstem ceny, proto se již nevyplatí koupit nejvýkonnější počítač na trhu a z mnoha běžných a laciných počítačů vznikají clustery. S rozvojem počítačových sítí vzniká Internet, distribuované systémy. Výkon počítačů se zvyšuje použití několika procesorů (multiprocesory).
Počátky osobních počítačů PC Zájem o počítače začal zejména v Americe prudce růst od poloviny 60. let. Trh se dožadoval „počítače pro jednoho člověka“ – Personal Computer - zařízení tak jednoduchého a levného, aby si jej mohl pořídit a provozovat jednotlivec. Rozhodujícím faktorem byl vývoj nových elektronických součástek - integrovaných obvodů. Pojem byl používán již v průběhu 70. let 20. století, kdy společnost Apple a řada dalších uvedly první osmibitové osobní počítače na trh. Je ale obecně velmi málo známo, že systémy technologicky velmi podobné tehdejším prvním mikropočítačům Apple již tehdy vyráběly i jiné společnosti, kupř. společnost Hewlett-Packard či Texas Instrument a další. Jako další zlomové datum je uváděno datum kdesi v lednu 1977, kdy vyšlo první číslo Personal Computing Magazine. Ale teprve s uvedením počítače IBM PC (IBM 5150) na trh v srpnu 1981 se ustálilo označení PC (nebo Personal computer) pro počítač s procesorem Intel x86 kompatibilní (tj. vnitřní architekturou a tím i komponentami a programovým vybavením slučitelný) s tímto modelem. Zde je nutno podotknout, že vývoj v oblasti výpočetní techniky v té době probíhal velmi překotným ba až hektickým způsobem a to, že se právě tato počítačová platforma nakonec mnohem později stala de facto průmyslovým standardem bylo dáno jak shodou příznivých náhod a vynikající marketingovou prací zainteresovaných firem. V této době nebylo ještě vůbec jasné, kterým směrem půjde vývoj, systémy firmy Apple byly v mnoha ohledech technicky dokonalejší než IBM PC. Zásadní roli zde však sehrál fakt, že firma IBM zvolila otevřenou politiku, která umožnila třetím výrobcům vyrábět komponenty pro PC. Politika drahého značkového výrobku, kterou razila firma Apple, nakonec neuspěla, protože díky obrovské konkurenci uvnitř trhu komponent pro potomky IBM PC, začaly nakonec její výrobky zaostávat i po technické stránce.
1
Okruh č. 2
IBM PC zaznamenal drtivý úspěch a rychle po něm následovaly zdokonalené modely PC/XT (s procesorem Intel 8088 v roce 1983) a PC/AT (procesor Intel 80286 v roce1984). Další zvyšování výkonu PC (procesor Intel 80386 v roce 1985, 80486 v roce 1989 a Pentium v roce 1993) spolu s Windows vedlo k tomu, že rozdíly mezi platformami PC a Apple se v druhé polovině 80. let značně zmenšily. Na trhu se začaly výrazně prosazovat přenosné počítače, nejprve pod názvem portable (cca 10 kg), později laptop, nyní notebook (formát A4, tloušťka několik cm, hmotnost 1,5- 3 kg, výkonové charakteristiky stejné jako u stolních osobních počítačů, cena asi o 50% vyšší). V přenosném provedení existují jak PC, tak počítače Macintosh.
V poslední době se setkáváme s pojmem Post-PC či PC+ éra, vynecháme-li technické detaily, můžeme říct, že hlavním a zásadním rozdílem byl fakt, že díky PC se změnil poměr mezi množstvím uživatelů a počítačů. V minulosti byl nejtypičtějším scénářem jeden mainframe na určité množství uživatelů, nástup PC éry upravil tento poměr na jedna ku jedné, tedy jeden uživatel na jeden počítač. Název „personal computer“ byl tak velmi výstižný a důležitý byl i fakt, že na obsluhu a správu počítače nebyl potřeba odborně vyškolený personál, protože tyto úkony zvládal i běžně vzdělaný domácí uživatel. Díky tomu se počítače postupně rozšířily do mnoha domácností. Mnoho lidí zapomíná, že právě to je hlavní poznávací znamení PC, protože PC neznamená automaticky stolní počítač, ale vyskytuje se v mnoha rozdílných podobách – od běžného desktopu přes notebooky až po tablety. Není tedy úplně přesné a správné tvrdit, že PC budou nahrazeny tablety, protože tablet je jen jiná forma PC. Podle mého názoru je tak přicházející období spíše „PC-plus“ érou, jejíž hlavní znak je lehce identifikovatelný = více zařízení a počítačů na jednoho uživatele. Počítače mohou mít různou formu, ať už se jedná o standardní notebook či desktop, nejnovější typy smartphonů či tablety, ale u většiny uživatelů se stejně setkáme s kombinací různých zařízení – smartphone upozorní na meeting, na tabletu se nejlépe konzumuje obsah (ať už jsou to texty, e-maily či obsah internetu) a nakonec je to notebook, který je ideální na tvorbu obsahu. Zmiňovaná PC-plus éra má ale specifika, která jsou rozdílná oproti standardní PC éře. Prvním z nich je jednoduchá správa a používání – jestliže musel uživatel strávit v PC éře několik hodin měsíčně správou svého počítače, tato doba musí být v PC-plus éře maximálně zkrácená i přesto, že se uživatel musí starat o několik různých zařízení. Typické operační systémy tuto podmínku nesplňují, ale v poslední době můžeme vidět rychlý nárůst popularity zařízení, u kterých je správa a uživatelská přívětivost zjednodušená (systém ale musí být o mnoho uzavřenější, než bylo v minulosti běžné). Druhé specifikum očekávané PC-Plus éry je fakt, že různá zařízení mají zákonitě různý výkon – desktop bude s největší pravděpodobností výkonnější než tablet a tablet bude zase o mnoho výkonnější než běžný smartphone. Uživatel ale od jednotlivých zařízení očekává stejný uživatelský komfort i výkon a z tohoto důvodu nastává postupný přesun, kdy se výkon přesouvá z koncových zařízení do datacenter (ať už veřejných nebo soukromých). Právě kvůli tomuto trendu roste velmi prudce oblíbenost a důležitost cloudových služeb. Zmíněný trend se stal motorem, který konečně umožnil naplno nastartovat revoluci na poli cloudů. Částečně se tak pomyslně dostáváme do stejné situace, která připomíná éru mainframů přecházející k období PC éry. 1
Okruh č. 2 Třetím specifikem je centralizace dat u všech dostupných zařízení, takže všechna zařízení by měla mít jednotný přístup k datům, která jsou centrálně synchronizovaná. Přicházející PC-plus éra tedy podporuje nástup cloudových služeb (je jedno, jestli se jedná o veřejné nebo soukromé služby). Nový trend tak významně mění způsob práce – uživatelé mají svůj vlastní cloud, ke kterému připojují svá zařízení (a ne naopak). Ideálním příkladem je platforma Windows Phone od Microsoftu – telefon s WP7 se po zapnutí a vyplnění několika detailů automaticky synchronizuje a na samotném zařízení je uloženo jen minimum dat. Výměna jakéhokoliv takového zařízení (například v případě jeho ztráty či krádeže) se tak stává jednoduchá a „bezbolestná“.
1
