Az emberek ősidők óta törekednek arra, hogy olyan eszközöket állítsanak elő, melyek könnyebbé teszik a számolást, ilyen pl.: kavicsok, fadarabok, zsinórokra kötött csomók, fák, földre vésett jelek voltak. Legjelentősebb lépés a számok fogalmának kialakulásában a helyiérték fogalma volt. Valószínűleg a kavicsokkal való számolásból fejlődött ki az elsőszámológép az abakusz. (Mezopotámia) Egyiptom: 10-es számrendszer, törtek ismerete, szorzás és osztás duplikáció segítségével, Babilon: 60-as számrendszer, helyiérték bevezetése, nádpálcával agyagtáblára írtak majd kiégették. Nincs 0! Róma: 10-es számrendszer, római számok, tiltják az arab számok használatát, Alfabetikus számírás: betűkhöz számokat rendeltek 1-9, 10, 20… grúzok, etiópok, zsidók, ókori görögök, szlávok Hinduk: 10-es számrendszer, helyiérték használata, 0 megjelenése és használata, negatív számok ismerete és használata, műveleti szabályok, műveleti jelek és zárójelek bevezetése Arabok: a közvetítők Európa felé. Algebra és szinusztáblázat Európa: rovásfa használata, adózás vezetésére. Fibonacci – arab számolás ismertetője. 1299-ben megtiltják Firenzében az arab számmal való számolást. 1424 az elsőérme arab számozással Svájcból. Törtekkel való műveletvégzés, tizedesvessző–Kepler, tizedespont –Napier. Magyarok: először 6-os, majd 7-es számrendszer használatára vannak utaló jelek, de az ezredforduló környékén már 10-es számrendszer használata. Rovásírás, 1407 elsőarab számos emlékünk! Napier –logaritmus felfedezője és kidolgozója. Qughtred –logarléc 1621 Willhelm Sichkard –elsőszámolásra alkalmas gép 1623. fogaskerekek és fogaslécek segítaségével képes volt szorozni, osztani, összeadni és kivonni. 1950es években szerzett róla tudomást a világ Pascal –gépe összeadni és kivonni tudott és kezelte a helyiértékeket. 1642 Leibniz fogaskerekes számológépe: osztani, szorozni is képes volt ismételt összeadások és kivonások segítségével. 1673 Jacquard –szövőgépe, vezérlési modulok használata 1805 –lyukkártyás vezérlés Babbage: 1822 –számológép modell, speciális célú, mechanikus működésűdigitális számítógépe. - Differenciálgép: logaritmus táblázat, négyzetek, harmadik hatvány… ~17470 font - analitikus gép: adatbevitel és eredmény kivitel, számolómű, részeredmény tároló, lyukkártya. A tárolómű200 részeredmény tárolására lett volna alkalmas, 1000 db, egyenként 50 fogaskerekes oszloppal. Nagyságát focipálya méretűre becsülték, és 5 gőzgép energiájára lett volna szükség a működtetéséhez. Bináris formában számtárolás. Külső programozás elve: bemeneti egységek segítségével lehetett betáplálni a számokat és a vezérlőutasításokat (később ezt az elvet elvetették) Számítási műveleteket egy külön aritmetikai egység végezte. (processzor aritmetikai egysége) Külön egység gondoskodott a számolási műveletek megfelelő sorrendben való elvégzéséről (vezérlőegység) A művelet közben az átmeneti eredményeket egy belsőtároló raktározta el. (operatív
memória) Az eredmények megjelenítésére egy digitális, azaz számjegyeket használó egység szolgált. Hollerith: 1890es USA népszámlálása, 55 millió ember adatait feldolgozza 4 hét alatt! 1880-as számlálás, 500 ember, 36 szempont szerint 7 évig végzi 1896. Tabulating Machine Company –1924-től IBM Statisztikai adatok tárolása lyukkártyán Az elsőelektromechanikus számítógépek csak a XX. Sz. közepe felé jelentek meg, a hadiipar titkos kutatásai miatt, így a kutatók nem tudtak együttműködni Zuse Konrad: (Z1) működő számítógép tervezése és elkészítése. 1936 – bináris számrendszert használata! Relék és kódlyukakkal lyukasztott film használata (Németo.) Adatbevitel billentyűzettel, kivitel világító táblával történt. Számolóműés tároló telefonból készült, 16 adat tárolására volt alkalmas. Zuse KG –később Fujitsu átvette! Z3: 1600 mechanikus relé, 64 szám tárolása. 1943 Aiken (USA): 1943 Mark1 modern technika felhasználásával Babbage gépének modern változata! Alkotóelemei elektromágneses relék. 3304 kapcsoló, 760 000 alkatrész, 800 km huzal. 15 m hosszú, 2,4m magas, 10-es számrendszer, 72db 23 jegyűszám tárol. I. Generáció –elektroncsöves számítógépek
Colossus: II. VH anglia: számítógépcsalád a német rejtjelek megfejtésére. ENIAC (Electronical Numerical Integrator and Computer): 1946 Pensylvaniai egyetemen mutatják be, john Mauchly és Presper Eckert. Elektroncsöves külső vezérlésű brendezés! - hatalmas méret: 17.468 db elektroncső, 450m2 területet foglalt el. Tömege 30 tonna, megépítése 10 millió dollár. - Nagy fogyasztás: több mint 100kW energia, egyesek szerint több mint 800kW - Bizonytalan működés - Tárolókapacitása kb 1kb - Sebessége: néhány ezer művelet / másodperc - Háttértár: mágnesszalag vagy mágnesdob - Adatbevitel: lyukszalag vagy lyukkártya - Adatkivitel: lyukkártya, nyomtatott lista - Kapcsolók által beállított vezérlés Edvac: 1946-ban kezdik el az építését, Neumann János is csatlakozik a fejlesztőkhöz. Neumann elv: - a programot ne külső, információhordozón, hanem magában a gépben, annak központi tárolójában helyezzék el. - - a számítógép legyen teljesen elektronikus - Az információtárolás és a feldolgozás a bináris számrendszeren alapuljon - Az adatfeldolgozás teljes egészében a gépben menjen végbe, azaz a program is tárolt legyen A program és az adatok memóriában tárolta, bitenkénti adatfeldolgozás, végrehajtáshoz a programot be kellett táplálni a memóriába. Adatbevitel írógéphez hasonló eszközt használtak, kivitelre pedig nyomtatót. A tárolt program előnyei: a tárolt program bármely része gyorsan hozzáférhető a vezérlőegység számára, , nem hátráltatja a gép működését a programváltás, így megnövekedik az adatfeldolgozás sebessége. A lefutott program újra
felhasználhatóvá válik, be lehet építeni a programba feltételektől függőelágazásokat is. II. Generáció –Tranzisztorok megjelenése
A tranzisztort William Shockley találta fel 1947-ben a Bell laboratóriumban. 1948-ban hozták nyilvánosságra, de tömeggyártása csak 1950-es évek végén kezdődött meg. Főalkotórészek: tranzisztorokból felépülőlogikai áramkörök. - óriási méretcsökkenés: kisebb alkatrészek, kisebb hézagok az alkatrészek között - csökkent a fogyasztás - megbízhatóbbak voltak, mint az elektroncsövek - megsokszorozódott a műveletek sebessége: 1 millió művelet / másodperc - adatbevitel lyukkártya vagy mágnesszalag - adatkivitel: lyukkártya vagy nyomtatott lista - háttértár: mágnesszalag az általános, megjelenik a mágneslemez - mérete: wc - lyukkártyás vezérlés IBM 1400-as sorozat, több 17000 db-ot adtak el belőle. Egyre több cég foglalkozik számítógép gyártással. I. teljesen tranzisztoros számítógép 1953 MIT (massachusettes Institute of Technology) Fortran programnyelv megjelenése, később az Algol elsőváltozata is. Megjelentek az első valós idejű operációs rendzserek első példányai is, American Airlines 1964-ben kezdett valós idejűhelyfoglalási rendszert használni. III. Generáció –integrált áramkörök (1965-72)
Félvezető lapkába, négyzetcentriméterenként több ezer áramköri elemet elhelyezőIC technika tovább csökkentette a méreteket és növelte a műveleti sebességet. 1958-ban fedezte fel Jack S. Kilby (Texas Instruments) és Robert Noyce (Fairchhild Semiconductor). Tömegtermelése 1962-ben indult meg, az első IC-s számítógépek pedig 1964-ben kerültek kereskedelmi forgalomba. - gépek sebessége: 15 millió művelet / másodperc Megjelenik a bájt –szervezés és az input-output processzor is. A számítógépek több tevékenységet tudnak párhuzamosan végezni. Előrelépések a távadat átvitelben is. - csökken a számítógépek ára, mérete és meghibásodási gyakorisága 1970-re több mint 100 000 db nagyszámítógépet és kb ugyanennyi miniszámítógépet értékesítettek. Elterjedt programozási nyelv: Pascal és a C. - háttértár: mágneslemez vagy mágnesszalag Adatbevitel: billentyűzetről mágneslemezre vagy mágnesszalagra Adatkivitel: nyomtatott lista vagy képernyő - méret: asztal (minigép) - szoftver: operációs rendszer, újabb magas szintűnyelvek, IV. Generáció –mikroprocesszorok 1985-ig
Mikroprocesszor: egyetlen félvezetőelemben kialakított teljes CPU (Central Processing Unit –Központi vezérlőegység), egyetlen integrált áramkörös tokban helyezkedik el. 1971. Intel jelentette be a mikroprocesszor megalkotását, de csak 1972-ben dobják piacra a 8008-at, ’ 74-ben pedig a 8080-at. 1979-re elkészül a 8086 és a 8088, melyet ’ 81-ben dobnak piacra, mely az IBM PC-k központi egysége lett. A mikroprocesszorok megjelenése tette lehetővé, hogy a számítógépek a mindennapi életbe is belépjenek.
- olcsó - kicsi méret: szinte minden területen használják őket. - háttértár: mágneslemez, floppy Adatbevitel: billentyűzetről a memóriába, egér, szkenner, optikai karakterfelismerés Adatkivitel: képernyő, hangszóró, nyomtatott lista Méret: chip –írógép (mikroszámítógép Szoftver: táblázatkezelők, adatbáziskezelők, PC-s csomagok PC –Personal Computer (személyi számítógép): IBM PC-k valamint a velük kompatibilis gépek foglalják el a piac vezetőszerepét. IBM PC XT –80286, később a továbbfejlesztett IBM PC AT, majd az újabb és újabb változataik: 80386, 80486, pentium. Az ilyen változaton belül több altípus is létezik az adattovábbítás megoldása szerint, a vezérlőórajel nagysága szerint. V. Generáció
Évről évre nőa processzorok integráltsága, egyre több tranzisztor kerül rá egy chipre, ma ez már 100 milliós nagyságrendű. Nő a párhuzamos programozás jelentősége, tudásalapú intelligens rendszerek fejlesztése, szakértői rendszerek fejlesztése, sokféle magas szintűprogramozási nyelv, fejlesztői környezet használatos, programgenerátorok hatékony fejlesztés. Moore törvény –fejlődés üteme 18 havonta megkétszereződik a mikroprocesszorok teljesítménye változatlan ár mellett, a merevlemezek és memóriák kapacitása is hasonló progresszivitással fejlődik. - nagy hálózatok alakulnak ki –internet - erősen terjed a multi és hipermédia Robbanásszerűen szaporodnak a személyi számítógépek, általánossá válnak a grafikus operációs rendszerek Kialakul és általánosan használttá válik egy számítógépes vizuális- manuális jelrendszer, az alkalmazói nyelv a számítógépes írni olvasni tudás alapja Általánossá válik a mobilkommunikáció és a hálózatiság
Neumann János 1946-ban hozta nyilvánosságra azokat a tételeket, amelyekkel egy univerzális számítógép kialakításának alapjait fektette le. Ma is a klasszikus Neumann-elveken alapul a számítógépek működése. Ezek a következők. l. A számítógép funkcionálisan öt egységből épül fel: bemeneti egység, amelyen keresztül adatokat juttathatunk be a számítógépbe és beavatkozhatunk annak működésébe, tárolóegység, amelyben a bemeneti egységen bejuttatott, ill. a számítások eredményeképpen képződött adatokat tároljuk, számolóegység, amely a számítógépben tárolt adatokkal végzi el a különféle aritmetikai és logikai mű veleteket, kimeneti egység, amely által megjeleníthetjük a számítógépes feldolgozás során kapott eredményeket, vezérlő egység, amely az eddig felsorolt egységek működését irányítja. 2. Az elektronikus gép elve. A számítógép elektronikus elemekből, mozgó alkatrészek nélkül
épül fel. Ennek következtében a műveletek végrehajtása a korábbiakhoz képest jelentősen felgyorsul. 3. Belsőtároló alkalmazása. A számítógép működését nehezíti, ha minden lépés után be kell avatkoznunk a probléma megoldásának folyamatába. Belső tároló használatával a részeredményeket is tárolni lehet, és így meghatározott lépéssorozatokat automatikusan is végrehajtathatunk a számítógéppel. A tárolóegység azonos méretű rekeszeket tartalmaz, amelyekre egyedi azonosítójuk (sorszámuk, címük) alapján hivatkozhatunk, tartalmukat lekérdezhetjük és megváltoztathatjuk. 4. A tárolt program elve, az egyik legfontosabb alapelv. Neumann János elképzelése szerint a gép működését meghatározó utasítások (program) számokkal is leírhatók így azok adatként kezelhetők és a bevitt, ill. a keletkezelt adatokkal együtt a tároló egységben tárolhatók. 5. Az univerzális gép elve. A számítógép univerzális gép, fízikai felépítése a megoldandó feladattól független. A feladatok megoldásához feldolgozási előírást, ún. programot kell kívűlről megadnunk. Különféle problémák megoldásához ugyanazt a számítógépet használjuk, persze minden esetben a megfelelő program megadásával. A programot, amely nélkül a számítógép működésképtelen, a tárolóegységben tároljuk. 6. A soros végrehajtás elve. A program egymást követőutasításait a tárolóegység egymást követő rekeszeiben tároljuk. A vezérlőegység feladata az utasítások folyamatos végrehajtásának irányítása. Ez az alapvetően soros működés (az utasítások egymás utáni végrehajtása) az ún. ugrási utasításokkal megváltoztatható, azaz különleges esetekben az utasításokat a tárolási sorrendjüktől eltérőmódon is végrehajtathatjuk. 7. A programokat alkotó utasítások öt csoportba foglalhatók: aritmetíkai utasítások, amelyekkel a különféle számítási műveleteket írhatjuk elő logikai utasítások, amelyekkel logikai feltételek vizsgálatát végezhetjük el, átviteli utasítások, amelyekkel az adatok mozgathatók egyrészt a tárolórekeszek között, valamint a tárolórekeszek és a be-, ill. kiviteli egységek között, ugrási utasítások, amelyekkel megváltoztathatjuk az utasítások végrehajtásának sorrendjét, egyéb utasítások, pl. egy program leállítása, újraindítása, várakozás. 8. A kettes számrendszer alkalmazása. A programok utasításait, a beírt és keletkezett adatokat, a tárolórekeszek címeit stb. binárisan kódoljuk. Ezt a kódolást és ennek ellentettjét, a dekódolást a számítógép automatikusan végzi.
Az Modern Információs Társadalom jellemzése Az információs társadalom, politikai és társadalmi behatárolása Napjaink vezető, befolyásos gazdasági- és politikai társadalmai, túllépve az ipari társadalmak fejlődési szakaszán, egy minőségében új társadalmi berendezkedés felé haladnak, az információs társadalom állapota felé. De miközben az általános fejlődést azzal jellemezzük, hogy haladunk az információs társadalom felé, arra is kell gondolnunk, hogy ez jó esetben is csak a világ népességének 25-26 százalékára vonatkozik, azaz azokra a fejlett társadalmakra, ahol magas fokú a szellemi erőforrásoknak a társadalomban, ezen belül a gazdaságban való hasznosulása. Tehát a Föld össznépességének csak a negyedére vonatkoztatva beszélhetünk információs társadalomról. A társadalomtudósok elsősorban a Nyugati Világ társadalmait jellemezik az információs társadalom fogalmával. Ezen országokban a társadalom
minden területén (civil szféra, gazdaság, politika), az információs és kommunikációs eszközök fejlődésével (eszközök, folyamatok automatizálása, számítógépes vezérlése) és széles körűelterjedésével, lehetségessé vált az információs technológiák (táv- és hírközlés, számítástechnika) könnyűés biztonságos, a széles tömegek számára is elérhetőalkalmazása. Az alábbiakban, amikor az információs társadalom jellemzőit, próbáljuk meghatározni, akkor elsősorban ezekre az országokra és társadalmaikra gondolunk. Pozitív hatások, jellemvonások: Mivel a teljes körűinformációs társadalom kialakulásának folyamata még nem zárult le, igen nehéz egyértelműen definiálni az információs társadalmat, és meghatározni a lényeges jellemvonásait. Célszerűbb az információs társadalmat folyamatként jellemezni mintsem, mint meglévőkikristályosodott állapotként leírni. Ha megpróbáljuk a főbb fejlődési jellemzőket meghatározni, akkor elmondhatjuk, hogy a mai „ információs társadalom”az emberi együttélés új módja, ahol az információ központi szerepet foglal el, a társadalom életében és a társadalomi folyamatokban. Ennek az információnak a hálózatba szervezett előállítása, feldolgozása, tárolása, visszakeresése játssza a főszerepet, és ez az információs hálózat a társadalom minden egyes tagja számára gyorsan és olcsón elérhető. A folyamat infrastrukturális hátterében az információs és kommunikációs technológia és az új információgazdaság áll. Az egymástól független telekommunikáció (táv- és hírközlés) és számítástechnika integrálódása, új minőségi információs szolgáltatások megjelenésével jár együtt: Internet, mobiltelefon, kábeltévé, műholdas közvetítés, videó. És mindez az emberek életének és társadalmi helyzetének a változásában is megnyilvánul. Az információ, az informatika egyre inkább főszereplője a társadalmi-, gazdasági- és a politikai élet minden területének, és főszerepet játszik a társadalmi szintűdöntési folyamatokban.
