Információs technológiák 1. Ea: Történelmese
B IT M A N
56/1
2015.09.08 B ITv: M AN
Témakörök
A
számítógép kialakulása
A
Neumann-elvek
Testépítés
A
lélek útja – tudattágítás Ellenőrző kérdések
56/2
B IT M A N
Mi a számítógép? Első közelítésben: egy automatikus működésre képes berendezés, mellyel adatokat tudunk feldolgozni. Hogyan alakult ki? XV. Század - mechanikus számológépek (Pascal, Napier) Törekvés az automatikus működésre (Jacquard szövőszéke)
56/3
B IT M A N
A számítógépek története 1843 Babbage - Analitikus gép:
tetszőleges matematikai számításra alkalmas berendezés – Bemenet, programozhatóság 1854 Bool - A gondolkodás törvényei – Bool algebra és logika 1890 Hollerith berendezésével népszámlálás Amerikában. – Lyukkártya alkalmazása, adattárolás 1924 Hollerith megalapítja az IBM-et. 1935-1940 Konrad Zuse - Z1, Z2, elektromechanikus számológép – Relék, bináris feldolgozás 56/4
B IT M A N
A számítógépek története (2) II. világháború - kódfejtőgépek 1943 - Colossus
– elektroncső 1945 - Eniac Neumann János – John von Neumann – Budapest, 1903. december 28. –> Washington, 1957. február 8. – Matematikus, közgazdász, fizikus, biológus 1945: Előzetes gondolatok egy elektronikus számító berendezés logikai tervéről értekezés az USA hadügyminisztériuma 56/5 számára.
B IT M A N
Colossus 1943. decemberében készült el Alan Turing csoportja alkotta meg Anglia, Bletchley Park, a föld alatt! Teljesen elektronikus és digitális célszámítógép volt. Paraméterei: – Elektroncső: kb. 1500 db-ot tartalmazott. – Kvarcvezérlésű volt (5 kHz-s órajellel) – Feldolgozási sebessége: 25.000 karaktert/sec. Feladata: rejtjelezett német rádióüzenetek megfejtése, ezzel fejtették meg a németek ENIGMA nevű kódoló gépének rejtjelét. A II. világháborús helyzet miatt csak a XX. század végén hozták nyilvánosságra létezését (50 évig titkosították).
56/6
B IT M A N
Colossus
56/7
B IT M A N
ENIAC 1945–47 között készült el ENIAC (Electronic Numerical
Integrator And Calculator) Machly és Eckert villamosmérnökök készítették el USA, University of Pennsylvania Jellemzői: – Viszonylag megbízhatóan működött – Külső kapcsolótábla segítségével programozható – Elődeinél közelítőleg 2000-szer volt gyorsabb Paraméterei: – Előállítási költsége (akkori áron): 10 millió dollár – Mérete: 30 m × 3 m × 1 m – Tömege: 30 tonna fölötti – Elektroncső: kb. 18.000 db-ot tartalmazott Érdekes: az első számítási feladatot atomfizikából kapta, amivel
két óra alatt végzett, amivel egy ember papírral, ceruzával kb. 200 év alatt végezne. 56/8 IT A N
B
M
ENIAC
56/9
B IT M A N
A számítógépek története (3) 1948
Tranzisztor,
1951
EDVAC, Neumann-elvek alapján épített első
1954
1955
1961
1965
1971
1975
56/10
számítógép (csöves) UNIVAC - sorozatban gyártott szg. TRIDAC, az első tranzisztoros számítógép (kb: 10000 művelet/másodperc) IBM 360, az első igazi általános célú gép Arpanet, Basic programozási nyelv Integrált áramkör - IC IC-s számítógépek, (kb: 100000 művelet/sec.) Processzor, (1 Millió művelet/sec)
B IT M A N
A számítógépek története (4) 1981 1983 1984
1985 1989 1991 1993 1998 1999 2001 2002 2004 2006
56/11
2010
IBM PC, 4,7 MHz IBM XT, 4,7 MHz IBM 286-os AT, 10 MHz 386-os AT, 33-40 MHz ( : 1993) 486-os AT, 66 MHz ( : 1994) Notebook megjelenése Pentium, 200 MHz ( : 1995) Pentium II, 400-600 MHz Pentium III, 600-1200 MHz Pentium 4, 1.3-2 GHz Okostelefon, tablet Pentium M, D, Core (2; 4) Netbook Apple iPad
B IT M A N
Témakörök
A
számítógép kialakulása
A
Neumann-elvek
Testépítés
A
lélek útja – tudattágítás Ellenőrző kérdések
56/12
B IT M A N
A Neumann modell Feldolgozás
Bemenet
Tárolás
Kiment
Feldolgozás: vezérlés, műveletvégzés, adatmozgatás Tárolás: az adatok és a programok a program
végrehajtása közben belső memóriába kerülnek Bemenet, kimenet: kommunikáció a külvilággal, az adatbevitel- és kivitel megvalósítása 56/13
B IT M A N
Neumann-gép, Neumann-elvek (1) Program, adat egy belső tárban -> memória
– A számítógép legyen teljesen elektronikus működésű.
– A szükséges adatokat (és részeredményeket) a gép a memóriájában, digitálisan, logikailag számjegyként tárolja. – A tárolás alapja a kettes számrendszer (bináris tárolás). – A gép belső programvezérlésű legyen, vagyis a működéséhez nélkülözhetetlen programot is tárolja.
56/14
B IT M A N
Neumann-gép, Neumann-elvek (2) Általános célú számítógép -> központi vezérlőegység
– Az így tárolt utasítássorozatot (a programot) a megfelelő körülmények között elindítva, a gép vezérlőegysége az eredeti sorrendben (szekvenciálisan) hajtsa végre az utasításokat, de legyen univerzális, legyen mód a végrehajtási sorrend valamely feltételtől függő megváltoztatására is (elágazás, ciklus).
56/15
B IT M A N
Neumann-gép, Neumann-elvek (3) Szükséges egy számolómű > központi aritmetikai
egység – A számítási, logikai műveletek végrehajtására szolgál, ugyanis a vezérlőegységnek az utasítások „értelmezése” a feladata. Szükséges beviteli (input) és kiviteli (output)
egység.
56/16
B IT M A N
A Neumann-elvű számítógép működése 1. A bemeneti egységről - a felhasználó parancsára - a program betöltődik a memóriába. 2. A központi egység sorban egymás után kiolvassa a program utasításait a memóriából, és végrehajtja azokat. 3. A program utolsó utasításának végrehajtása után a számítógép készenléti állapotba kerül, és várja a felhasználó következő parancsát. Következmény: a számítógép így két egymástól jól elkülöníthető részre bontható, a programokra (szoftver), és az utasításokat végrehajtó fizikai berendezésekre (hardver).
A „test” 56/17
és a „lélek” egysége.
B IT M A N
Mi a számítógép? Olyan elektronikus berendezés, amely képes adatok
fogadására, tárolására, az adatok egy csoportja (a letárolt program utasításai) által meghatározott módon, automatikusan, az adatok egy másik csoportjának (a letárolt adatoknak) feldolgozására, és az eredmény kivitelére.
56/18
B IT M A N
Témakörök
A
számítógép kialakulása
A
Neumann-elvek
Testépítés
A
lélek útja – tudattágítás Ellenőrző kérdések
56/19
B IT M A N
Számítógép generációk Generáció
1.
2.
3.
4.
5.
Időszak
1946-1958
1958-1965
1965-1978
1978-2000
2000-
Művelet másodperc
Néhány ezer
1 millió
10 millió
100 millió
1 milliárd
Hardver:
Elektroncső, lyukkártya
Tranzisztor, mágnesszalag
Integrált á.k., mágneslemez
processzor, hálózatok
Párhuzamos feldolgozás
Szoftver:
Gépi kódú programozás
Magas szintű programnyelvek
Operációs rendszerek
Irodai, internetes programok
Intelligens szoftverek
56/20
B IT M A N
Nulladik generáció
56/21
B IT M A N
Az 1950-es évek
Kijelző
Számítógép
0
1
GO
Vezérlőpult M.O.: 60-as évek vége! 56/22
B IT M A N
Az 1. generáció blokkvázlata
Vezérlő egység
Beviteli egység (Input)
perifériák 56/23
Aritmetikai logikai egység
adatátvitel
Operatív tár (Memória)
vezérlés
Kiviteli egység (Output)
perifériák B IT M A N
Az 1960-as évek
Lyukkártya
Számítógép
Felhasználók 56/24
Operátor
B IT M A N
A 60-as évek vége Lyukkártya Segéd számítógép
Nagy számítógép
Mágnesszalag
Nyomtató
M.O.: 80-as évek eleje! 56/25
Terminál
Kezdetleges vezérlőprogram
Operátor
B IT M A N
A 3. generáció blokkvázlata Tár modul
Tár modul
Tár modul
Átviteli sínrendszer (busz) adatátvitel
Aritmetikai, logikai processzor
56/26
I/O processzor
I/O processzor
B IT M A N
A 60-as évek vége: IBM 360
56/27
B IT M A N
A 70-es évek: Interaktív rendszerek megjelenése Mágneslemez
Terminálok
56/28
Operációs rendszer Távadat-feldolgozás Cégen belüli programok
B IT M A N
A 80-as évek eleje: Személyi számítógépek (PC) megjelenése
56/29
B IT M A N
Elosztott rendszerek kora Szerverek
Hálózat
Kliensek 56/30
B IT M A N
Konvergencia IPTV
DVB-H MP4
MP3 56/31
B IT M A N
És ha nincs áram, …
Leálltak a gépek, mindent kézzel kell csinálnunk!
56/32
B IT M A N
Témakörök
A
számítógép kialakulása
A
Neumann-elvek
Testépítés
A
lélek útja – tudattágítás Ellenőrző kérdések
56/33
B IT M A N
Szoftver fogalma A szoftver a programok, a hozzájuk tartozó dokumentációk és az adatok együttese.
56/34
B IT M A N
Szoftverek fejlődése 1943 … 1952 1954
1960
1965
1971 1973
1981
56/35
Közvetlen bináris kód - gépi kódú programok Assembly: rövid kódszavak, de még gépközeli nyelv Fortran Kötegelt feldolgozás, fordítás-végrehajtás vezérlő Algol, Cobol Kezdetleges vezérlők, FMS, IBSYS IBM OS/360 – Spool rendszer (assembly) CTSS – Időosztásos multiprogramozás Basic MULTICS – Bell Labs & General Electric C nyelv UNIX, az első igazi operációs rendszer Szövegszerkesztők, táblázatkezelők, adatbázis-kez. Xerox Star – Grafikus felületű op.rendszer, szövegszerkesztő, táblázatkezelő, képszerkesztő.
B IT M A N
56/36
B IT M A N
1997
1987 56/37
2004
B IT M A N
Tudattágítók 1. Neumann János John von Neumann Budapest, 1903. december 28. Washington, 1957. február 8. Matematikus, közgazdász, fizikus, biológus
56/38
B IT M A N
Tudattágítók 2. Gróf András (Andrew Grove) – 1968: Intel megalakítása
56/39
B IT M A N
Tudattágítók 3. Dennis Ritchie – C nyelv (1971), UNIX (1973)
56/40
B IT M A N
Tudattágítók 4. Ray Tomlinson – 1971: az e-mal megalkotója
56/41
B IT M A N
Tudattágítók 5. Adam Osborne – 1981: az első hordozható számítógép
56/42
B IT M A N
Tudattágítók 6. Tim Berners-Lee – 1991: WWW koncepció
56/43
B IT M A N
Tudattágítók 7. 1997: Google – Sergey Brin és Larry Page
56/44
B IT M A N
Tudattágítók 8. Swan Fanning – 1999: Napster, a zenemegosztó
56/45
B IT M A N
Tudattágítók 9. Bill Gates – Microsoft 1975 ->
Steve Jobs – Apple 1976 -> 2011
56/46
B IT M A N
Tudattágítók 10.
56/47
B IT M A N
Információs technológiák Ellenőrző kérdések
B IT M A N
56/48
B IT M A N
Ellenőrző kérdések 1. 1. Kinek a nevéhez kapcsolódik a lyukkártya? A: Konrad Zuse B: Bool C: Hollerith D: Babbage 2. Melyik évben jelent meg az első processzor? A: 1955 B: 1965 C: 1975 D: 1985 56/49
B IT M A N
Ellenőrző kérdések 2. 3. Melyik Neumann elv következménye a ciklus és az elágazás? A: Belső programvezérlés, B: Szekvenciális működés, C: Bináris tárolás, D: Univerzális, általános cél 4. A Neumann elvek szerint mi jellemzi a belső tárolót? A: Digitális B: Bináris C: Egy bájtos D: Szekvenciális 56/50
B IT M A N
Ellenőrző kérdések 3. 5. Mely generációt jelzik az egyes tulajdonságok?
1. generáció: 2. generáció: 3. generáció: 4. generáció: 5. generáció:
56/51
A: Elektroncső B: Integrált áramkör C: 1970 D: 1990 E: 1 MHz F: 10 MHz G: Gépi kódú program H: Operációs rendszer I: Mágnesszalag J: Hálózat megjelenése
B IT M A N
Ellenőrző kérdések 4. 6. Igaz vagy Hamis az állítás? A központi vezérlő egység végzi a számításokat. A program végrehajtását a központi vezérlő egység kezdeményezi. A szoftver a számítógépet vezérlő utasítások együttese. Az assembly az első magas szintű programnyelv. Az operációs rendszer az assemblyból alakult ki. Egy mai számítógép néhány milliárd műveletet végez másodpercenként. Az elektroncsöves számítógépek előbb jelentek meg, mint a tranzisztorosak. Az IC az Internet Computer rövidítése. A Neumann elvek az 1980-as évekből származnak. 56/52
B IT M A N
Ellenőrző kérdések 5. 7. A számítógép attól univerzális, hogy: A: többféle processzorral is működőképes. B: a hajlékonylemezek cserélhetők a meghajtóban. C: a szoftver cseréjével tetszőleges feladatra használható. D: bárhol használható, nincs helyhez kötve a kezelése. 8. Melyik egység feladata az éppen futó program tárolása? A: processzor. B: memória. C: merevlemez. D: hajlékonylemez. 56/53
B IT M A N
56/54
Gratulálok! Ön átvette a tananyagot, és letesztelte a tudását! B IT M A N
Felhasznált irodalom Bóta László elektronikus jegyzetei Vadász Dénes: Számítógépek, számítógép
rendszerek IHM: IT – Alapismeretek elektronikus jegyzet Szijártó Miklós: Informatika I. elektronikus jegyzet Markó Tamás: A számítástechnika története 1996.
56/55
B IT M A N
VÉGE 56/56
B IT M A N
