Historie počítačů 1. Předchůdci počítačů Počítače 0. a 1. generace

Historie počítačů 1 Předchůdci počítačů Počítače 0. a 1. generace

Historie výpočetní techniky •

•

Snaha ulehčit si počítání vedla už daleko v minulosti ke vzniku jednoduchých, ale promyšlených pomůcek Následoval vývoj mechanických počítacích strojů, který vedl až k vývoji počítačů, tak jak je známe v dnešní době

Historie výpočetní techniky Předchůdci počítačů

Jednoduchá počítadla  Nejjednodušším počítadlem jsou prsty (proto používáme desítkovou soustavu)

 Abakus – předchůdce kuličkového počítadla  V původní podobě hliněné nebo dřevěné destičky, do nichž se vkládaly kamínky (vznik v dávnověku – staré Řecko a Řím)

 Umožňuje základní aritmetické operace (sčítání a odečítání, násobení a dělení, ale také odmocňování nebo řešení úloh se zlomky)  Stále se používá (hlavně na dálném východě).


Jednoduchá počítadla - Abakus

Rekonstrukce římského abaku Národní knihovna v Paříži


Jednoduchá počítadla  Logaritmické pravítko  Vznik v Evropě v 17. století  Před 30. lety bylo používáno pro výpočty násobení, dělení, mocnění (dvěma a třemi), odmocňování


Mechanické kalkulátory  Počítací hodiny (1623 – Wilhelm Schickard)  První mechanický počítací stroj - používal ozubená kolečka určená původně pro hodiny  V roce 1960 byl podle původních nalezených plánů stroj sestaven a fungoval.  Stroj sloužil pouze ke sčítání a odčítání šesticiferných čísel


Mechanické kalkulátory– Počítací hodiny


Mechanické kalkulátory  Sčítací stroj Pascaline (1645 - Blaise Pascal)  Funkční model této kalkulačky byl uveden na trh a prý se dokonce prodalo 15 kusů (vyrobeno bylo asi 50 kusů).  Opět uměla pouze sčítat a odečítat.


Mechanické kalkulátory  Další vývoj ovlivnil Gottfried Wilhelm Leibnitz  Pokoušel se neúspěšně vylepšit Pascalův sčítací stroj.  V roce 1673 navrhl zcela nový kalkulátor.  Uměl pracovat až z 12-ti místnými čísly a zvládal dělení a násobení.  Podobné principy používali mechanické stroje další dvě století.


Mechanické kalkulátory  Thomasův Arithomether (Thomas de Colmar)  V roce 1862 získal na výstavě v Londýně zlatou medaili  První úspěšný sériově vyráběný kalkulátor (prodalo se asi 1500 kusů).  Zvládal dělení, násobení, odčítání, sčítání

Historie výpočetní techniky Předchůdci počítačů Mechanické kalkulátory - Thomasův Arithomether


Děrné štítky a mechanické počítače  První médium pro zápis programů vymyslel kolem roku 1805 Joseph Marie Jacquard

 Sestrojil automatický tkalcovský stav na výrobu vzorovaných tkanin  Bylo možné změnit výsledný vzorek látky výměnou děrného štítku (změna štítků tak způsobila to, co by jinak bylo možné udělat jen přestavbou stroje).  Děrné štítky se používali jako základní médium následujících 150 let.


Děrné štítky a mechanické počítače


Děrné štítky a mechanické počítače  V 19. století se pokusil anglický vědec Charles Babbage (1792 – 1871) pokusil vytvořit počítací stroj Analytical Engine, který by byl schopen provádět jakékoli číselné výpočty podle zadaného programu  Věnoval této myšlence celý svůj život, ale stroj nebyl pro svou složitost dokončen (byl dokončen až o 100 let později a fungoval)  V té době ještě nebyly elektronky a tak stroj měl být pouze mechanický a poháněný párou


Děrné štítky a mechanické počítače 

Babbage vymyslel principy, které ovlivňují i současné počítače. Architekturu jeho stroje tvořilo několik dílů:

 Paměť z mechanických registrů.  Mlýnek neboli centrální řídící jednotka, která měla vykonávat základní matematické operace (sčítání, odčítání, násobení a dělení s rychlostí jedno sčítání za sekundu a jedno násobení za minutu).  Mechanismus na řízení posloupnosti jednotlivých operací.  Vstupní a výstupní jednotku (výstup měl být spojen s tiskárnou).


Děrné štítky a mechanické počítače Analytical Engine

Celý stroj byl řízen programem na děrném štítku.


Elektromechanické počítací stroje  Herman Hollerith vymyslel sčítací stroj, který snímal otvory v děrném štítku a při každém otvoru magnet sepnul motorek, který posunul číselník počítadla.  Děrný štítek zde sloužil pro záznam dat, nikoli pro vstup programu.  Díky těmto strojům trvalo sčítání obyvatel v USA (v roce 1890) pouze dva roky (dříve trvalo 7 let).


Elektromechanické počítací stroje


Elektromechanické počítací stroje

Děrný štítek použitý při sčítání lidu v USA v roce 1890.


Elektromechanické počítací stroje  Využití těchto počítacích strojů výrazně zefektivnilo práci s velkým množstvím dat, proto o ně projevily zájem velké komerční firmy (banky, pojišťovny,…).  Hollerith se podílel na založení firmy Tabulating Machine Company, která dodávala zařízení potřebná k výpočtům pomocí děrných štítků  V roce 1924 z této a dalších firem vznikla společnost IBM (International Bussines Machine)

Historie výpočetní techniky Vývoj počítačů – 0. generace

Reléové počítače

(II. světová válka)



0. generace - elektromechanické počítače využívající většinou relé (Elektromagnetické relé je elektrická součástka, která obsahuje elektromagneticky ovládané vypínače).



Konrad Zuse – vytvořil v letech 1938 až 1942 několik reléových počítačů s označením Z2 až Z4 (model Z3 byl prvním funkčním reléovým volně programovatelným počítačem).



Tyto počítače byly plně funkční - naštěstí představitelé nacistického Německa o ně neprojevili zájem (byly zničeny během II. světové války)

Historie výpočetní techniky Vývoj počítačů – 0. generace Reléové počítače Replika Z3 (muzeum v Berlíně) postavená v roce 1960.

Byl sestaven v roce 1941 a obsahoval 2600 relé. Roku 1943 byl původní Z3 zničen při bombardování Berlína.


Reléové počítače 



(II. světová válka)

Počítač Mark I. (Howard Aiken – Spojené státy) – uveden do provozu v roce 1944, sestrojen za podpory IBM 

hmotnost 5 tun a obsahoval 3500 relé, několik set kilometrů drátových spojů a několik tisíc koleček poháněných elektromotorem



Sečtení dvou čísel trvalo 1/3 sekundy a násobení nebo dělení trvalo přes 5 sekund



I přes to byla pravděpodobně 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 sloužily k luštění šifer

Historie výpočetní techniky Vývoj počítačů – 0. generace Reléové počítače Počítač Mark I. (délka cca 15 m)


Charakteristické rysy počítačů 0. generace:  Rok: 1940  Konfigurace: velký počet skříní  Počet operací za sekundu: jednotky  Součástky: relé  Využití: vojenské účely  Vyráběné množství: jednotlivé kusy


Elektronkové počítače  1. generace - počítače využívající elektronky (prosklená, kovová a nebo keramická vakuová baňka, která pracuje na principu vedení elektrického proudu ve vakuu).  V této době neexistují vyšší programovací jazyky, z čehož plynou vysoké nároky při vytváření nových programů. Neexistují ani operační systémy.


Elektronkové počítače - elektronka


Elektronkové počítače  Prvním elektronkovým počítačem byl ENIAC (Electronic Integrator Numerical And Calculator)  1944 - sestaven na Pensylvánské univerzitě v USA  Obsahoval 18000 elektronek, 1500 relé, byl chlazen dvěma leteckými motory, vážil 40 tun a zabíral celou halu  Byl určen pouze na matematické výpočty, nepoužíval ještě dvojkovou soustavu a nebyl univerzálně využitelný  Využívala ho americká armáda


Elektronkové počítače - ENIAC


Elektronkové počítače  Rok 1945 - John von Neumann sestavil počítač MANIAC (Mathematical Analyser Numerical Integrator And Computer)  Tento počítač byl použit k výrobě vodíkové bomby (mimo jiné).

 Prvním sériově vyráběným elektronkovým počítačem se stal UNIVAC (UNIVersal Automatic Computer) od firmy Remington, který byl dodáván na trh od roku 1951  Využíval von Neumannovu koncepci počítače


Elektronkové počítače - UNIVAC Cena UNIVACu byla statísíce až milióny dolarů. Celkově bylo vyrobeno a dodáno asi 50 strojů.

Vykonal asi 1905 operací za vteřinu.


Charakteristické rysy počítačů 1. generace:  Rok: 1945 - 1960  Konfigurace: Desítky skříní (umístění v halách)  Počet operací za sekundu: 100 - 1000  Součástky: elektronky  Využití: vojenské účely, hromadné zpracování dat  Vyráběné množství: desítky kusů

Historie počítačů 1

Zdroje • Roubal, Pavel. Informatika a výpočetní technika pro střední školy – teoretická učebnice. ISBN: 978-80-251-3228-9. • Navrátil, Pavel. S počítačem nejen k maturitě. ISBN: 978-80-7402-020-9.

jméno autora

Tomáš Žižka

název projektu

Informatika a digitální technika

číslo projektu

CZ.1.07/1.5.00/34.0158

číslo šablony

III/2 Inovace výuky pomocí ICT

předmět/ třída (ročník)

Informatika/kvarta

pořadové číslo DUM

1

datum

22. 10. 2012

název DUM

Historie počítačů 1

metodická poznámka k využití

Výuková prezentace popisující historii výpočetní techniky. Prezentace je zaměřena na předchůdce počítačů a počítače 0. a 1. generace. Určeno pro frontální výuku s celou třídou. Vhodné pro nižší gymnázium.

Historie počítačů 1. Předchůdci počítačů Počítače 0. a 1. generace

Recommend Documents