PC Paletta tankönyvsorozat

I. Információ-technológiai alapismeretek

PC Paletta tankönyvsorozat

I.

2

modul: Információ-technológiai (IT) alapismeretek

Bevezetés Tartalomjegyzék Bevezetés 4. oldal 1. Az emberi kommunikáció története, alapfogalmak 1.1. Mi a kommunikáció? 1.2. Mi az információ? 2. A számítástechnika és a számítógépek története 2.1. A kezdetek 2.2. A következő állomás, a mechanikus számológépek kora 2.3. Elektromechanikus eszközök kora 2.4. I. generációs számítógépek (elektroncső), elektronikus gépek kora 2.5. II. generációs számítógépek (tranzisztor) 2.6. III. generációs számítógépek (Integrated Circuit) 2.7. IV. generációs számítógépek (mikroprocesszor) 2.8. A személyi számítógépek fajtái 2.9. V. generációs számítógépek 2.10. A jövő 2.11. Programozási nyelvek 3. Adatábrázolás, számrendszerek 3.1. Adatábrázolás a számítástechnikában 3.2. Kódrendszerek (karakterek ábrázolása) 3.2. Számrendszerek 3.5. Elemi aritmetikai műveletek a kettes és a tizenhatos számrendszerben 3.6. Törtszámok ábrázolása kettes számrendszerben 3.7. Negatív számok ábrázolása kettes számrendszerben 3.8. Relációs és logikai műveletek 3.9. Az IT jelentősége 4. Az asztali PC-k felépítése, hardver és szoftver 4.1. Hardver (hardware) 4.2. Belső egységek 4.3. Külső egységek, vagy perifériák 4.4. Háttértárak 4.5. Program, vagy szoftver (software) 4.6. Segédprogramok 4.7. Felhasználói programok 4.8. Fejlesztői programok 4.9. A DOS belső felépítése 4.10. További informatikai eszközök 4.11. Multimédia szerepe a számítástechnikában 5. Az adatok védelme és biztonsága 5.1. Adattömörítés 5.2. Vírusvédelem 5.3. A winchester archiválása 5.4. Szoftverek biztonsága 6. Kislexikon A felhasznált irodalom

5. 5. 6. 9. 9.

oldal oldal oldal oldal oldal

10. oldal 16. oldal 17. oldal 24. oldal 25. oldal 27. oldal 33. oldal 36. oldal 37. oldal 38. oldal 40. oldal 40. oldal 41. oldal 46. oldal 49. oldal 51. oldal 52. oldal 55. oldal 58. oldal 60. oldal 61. oldal 62. oldal 64. oldal 71. oldal 75. oldal 76. oldal 80. oldal 82. oldal 84. oldal 88. oldal 90. oldal 92. oldal 92. oldal 102. oldal 111. oldal 113. oldal 115. oldal 158. oldal

3

I. Információ-technológiai alapismeretek

Bevezetés A PC Paletta című számítástechnikai ismeretterjesztő könyvsorozatot elsősorban azoknak az olvasóknak ajánljuk, akik ECDL (European Computer Driving Licence), vagy az OKJ (Országos Képzési Jegyzék) alapfokú-, ill. középfokú számítógépes tanfolyamára járnak, és sikeres vizsgát szeretnének tenni. A sorozat 7 kötetből áll: Információtechnológiai (IT) alapismeretek, Operációs rendszerek (Windows), Szövegszerkesztés (Word), Táblázatkezelés (Excel), Adatbázis-kezelés (Access), Prezentáció (PowerPoint), Információ és kommunikáció (Hálózatok) címmel, valamint tartozik a sorozathoz egy komplett példatár és egy tanári, prezentációs segédanyag is. Reméljük azonban, hogy a könyveket minden olyan érdeklődő sikerrel forgatja majd, aki felhasználói szinten érdeklődik a számítógépek gyakorlati hasznosítása iránt.

A könyvekben használt jelölésrendszer 1. A minimális alapismeretek mindig normál betűvel szedettek. 2. A legfontosabb információk, fogalmak vastagon íródtak. 3. A kiegészítő, illetve magasabb tudásszintet jelentő ismeretek dőlt betűvel, vagy kisebb méretű betűvel vannak megkülönböztetve. Esetenként zárójelbe kerültek. 4. Különböző könnyen azonosítható, ismétlődő grafikai jelek segítenek a gyors tájékozódásban:

Fontos!

Kérdés!

Feladat!

Megoldás!

Emlékezz!

Fogalom!

Az ismeretanyag elsajátításához különösebb előzetes ismeretre nincs szükség!

4

1. Az emberi kommunikáció története, alapfogalmak

1. Az emberi kommunikáció története, alapfogalmak 1.1. Mi a kommunikáció? A kommunikáció a latin „communicatio” közlés, részesítés, közlésfolyamat szóból származik. Bővebb jelentése: „az emberek egymás közötti kölcsönös megértése”. S végül legszélesebb értelemben kommunikációnak nevezünk minden olyan folyamatot, ahol valamilyen közös kód alapján információtovábbítás történik. E szerint nemcsak az emberek közötti információközlés lehet kommunikáció, hanem az ember alkotta eszközökkel közvetített információátadás is az. Az emberi kommunikációnak létezik verbális (szavakban kifejezésre jutó) és nonverbális (testbeszéd, jelbeszéd) formája is. A kommunikáció tehát többnyire kölcsönös információátvitel, amelybe beletartozhat az információra való reagálás és a viszontválasz kibocsátása is, ráadásul a kommunikáció rendszerint nem egyszeri történés, hanem bizonyos szabályszerűségek alapján lejátszódó történések sorozata. H. D. Lasswell az emberi kommunikáció leglényegesebb kérdéseit így fogalmazta meg: „Ki közöl? Mit közöl? Milyen csatornán át? Kivel? Milyen hatékonysággal?” (Ezek az ún. „egyoldalú” kommunikáció klasszikus elemei.) 1949-ben Shanon és Weaver megalkották a kibernetikai kommunikációs modellt.

1. ábra: Kibernetikai kommunikációs modell

A kommunikációt sokan összekeverik a nyelvvel, holott a kettő nem ugyanaz. Különbségük megértéséhez szét kell választanunk a jel, a jelzés és a szimbólum fogalmát. A jel egy érzékelhető dolog és egy információ kapcsolata. A jelzések viszont olyan jelek, amelyeket élőlények hoznak létre. A szimbólumok is valaminek a jelölésére alakultak ki. Jelentésüket az őket használó emberi közösségtől kapják.

5

I. Információ-technológiai alapismeretek A szimbólumok teszik lehetővé az absztrakt ismeretkörök (történelem, irodalom, vallás, művészet, tudomány) kialakulását. A szimbólumok használata minőségi ugrást jelent a törzsfejlődésben, csak az ember képes szimbólumok alkalmazására.

1.2. Mi az információ? E fogalmat igen sokféleképpen határozhatjuk meg. Azonban minden meghatározásban megtaláljuk a következő alapfogalmakat: értesülés, hír, adat. Az informatika az információk megszerzésével, rendezésével, tárolásával és feldolgozásával összefüggő ismeretek összességével foglalkozó tudományág. Az információk megváltozásához, tárolásához és továbbításához szükséges eszközökkel, eszközrendszerekkel foglalkozó tudományág az információ-technológia. Az információ megváltozása mérhető mennyiség, alapegysége a bit. Az emberi kommunikáció fejlődésének története során az információk átadásának a következő módjai (csatornái) követték egymást. kialakult volna a verbális Mielőtt kommunikáció, előbb őseink a metakommunikáció eszközeivel közöltek egymással információkat. Az ősemberek kiáltásokkal, arcjátékkal, taglejtéssel, jellegzetes testtartásokkal, mozdulatokkal kommunikáltak egymással. Jeleket, ábrákat rajzoltak a homokba, falakra, így tájékoztatva egymást a legfontosabb teendőkről. Az egyre sűrűbb érintkezések, kapcsolatok révén az artikulálatlan hangokból lassan szótagok, majd pedig szavak képződnek. E szavak mondatokká alakulnak, lassan, folyamatosan kialakul a 2. ábra: Őskori barlangrajzok nyelv és a hangos beszéd. Létrejön az emberek közötti verbális kommunikáció, amely egyre bonyolultabb dolgok kifejezésére válik alkalmassá. Ugyanakkor a sűrűsödő jelképekből, rajzokból kialakul a piktogramokból álló képírás, később a szóírás, majd a jelek egyszerűsödésével, bővülésével létrejön a betűírás. A betűírást azért tartjuk a legfejlettebb írásformának, mert a nyelv minden egyes hangjának egy írásjel, a betű felel meg. Egy nyelvnek általában 40-50 hangból álló hangkészlete van, amelyet ugyanannyi betűvel jelöl. A számok ábrázolása írásonként eltérő volt hosszú ideig. Az ókori egyiptomiak alkalmazták először a tízes számrendszert, amelyet a görögök és később a rómaiak is átvettek.

6

1. Az emberi kommunikáció története, alapfogalmak

A számok jelölésére azonban betűket használtak. A számjegyek mai formájukat a XV. századra vették fel Európában. Ezek az ún. arab számok (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9) Indiából származnak és arab közvetítéssel jutottak el hozzánk. 1202-ben Leonardo da Pisa, Fibonacci (1170?-1240) Liber Abaci című könyve hathatósan közreműködött abban, hogy Európa megismerkedjék a hindu-arab számokkal és használatukkal. A könyvében még hindu számjegyekről beszélt helyesen! A könyv címe azt sugallja, hogy csak az abakusszal elvégezhető műveletekről szól, ezzel szemben valójában az arab számokkal való számolás érdekében az abakusz ellenpropagandáját 3. ábra: Számírás és számolás jelenti. A középkorban azonban még tudtak ezeknek az „arab” számoknak az igazi eredetéről. A beszélt nyelv lerögzítésével az emberiség olyan információtároló eszközhöz jutott, amely segítségével képessé volt megőrizni a legfontosabb gondolatokat, következtetéseket, összefüggéseket, tapasztalatokat. Lehetővé vált az információk átadása a soron következő generációk számára is. Az írásokat sokféle anyagon örökítették: sumer agyagtáblák, római viasztáblák, különböző állatbőrök (pergamen), kő- és fatáblák, papirusz tekercsek, s később a Kínából származó papírlapok. A tekercsek és a papírlapokból összefűzött könyvek sokszorosítása, másolása azonban rendkívül hosszadalmas, fárasztó, nagy szakértelmet igénylő és igen drága művelet volt, így csak kevesekhez juthatott el az információ. Az emberiség fejlődésének ebben a korai szakaszában a társadalom csak nagyon szűk rétege juthatott információhoz. Egyre többször felmerült a sokszorosítás igénye. Kínában már a 800-as évek közepén kísérleteztek a bélyegzőnyomtatással. Európában is történtek próbálkozások a X. századtól kezdődően. Az igazi változás azonban az 1440-es években Strassbourgban következett be, ahol Johannes Gutenberg szétszedhető fabetűket szerkesztett, s segítségükkel nyomtatott könyvlapokat. Kísérletezései során jött rá, fémből jóval pontosabb és sokkal időállóbb betűket lehet készíteni, mint fából. 1442 és 1445 között több mint 50000 öntött betű felhasználásával elkészítette az ún. 42 soros Bibliát. A Biblia elkészítése ajkkor hatalmas vállalkozás volt, hiszen a két kötet egyenként 1278 lapból állt és a kötéstől függően 8-10 kg-ot nyomott. Új korszak kezdődött az emberi kommunikáció történetében, létrejött a könyvnyomtatás.

7

I. Információ-technológiai alapismeretek

Az elkövetkező évszázadokban a nyomtatás technikája rengeteget fejlődött, lehetővé téve a könyvek példányszámának hatalmas növekedését, ugyanakkor áruk csökkenését. Valamint a legfrissebb információk gyors fogyasztóhoz történő eljuttatását, az újság (sajtó) kialakulását. A XIX. század második felétől kezdődően az emberi kommunikáció fejlődése újabb szakaszába lép, kialakul a telekommunikáció. Megteremtődött a technikai lehetősége annak, hogy az információt térben és időben gyakorlatilag korlátozás nélkül lehessen továbbítani. Őseink is próbálkoztak nagyobb távolságokra kódolt jelek (dobszó, füstjel stb.) továbbításával, de az így áthidalható távolságok elhanyagolhatóak az elektronikus úton áthidalhatókhoz képest. A kódolt információ nagy

5. ábra: A távíró felfedezése

4. ábra: A telefon felfedezése

távolságú, időveszteség nélküli átvitelének problémáját először Samuel Morse oldotta meg 1837-ben, a távíró feltalálásával. A következő lépés az emberi hang továbbítása volt, a telefon segítségével, amelyet Alexander Graham Bell talált fel 1876-ban. A XIX. század 30-as éveitől kezdve a fényképezés folyamatosan hódít és fejlődik. Segítségével megörökíthető a pillanat, mintegy megállítva az időt, s megőrizve minden fontos részletet. A század végén 1896-ban G. M. Marconi feltalálja a rádiót. Az első rádióműsort H. Bredow és A. Meissner 1917-ben sugározza a német Ny-i fronton. A rádió megjelenésével új kommunikációs csatorna jött létre, amelynek segítségével tömegekhez lehet eljuttatni a legfrissebb és legfontosabb információkat. A hangok felvételére szolgáló eszközt, a fonográfot Thomas Alva Edison (1847-1931) találta fel. A mágneses hangrögzítés eszköze, a magnetofon, később a XX. század negyvenes éveiben alakult ki. Mozgókép rögzítése először a Lumiere testvéreknek sikerült 1895-ben. A mozgókép és a hang egyszerre történő továbbításának eszköze a televízió. A TV az információ tömegméretű elterjesztésének legfontosabb és legnagyobb hatású eszközének bizonyult a XX. században. 8

1. Az emberi kommunikáció története, alapfogalmak Az 1970-es években újabb korszakába lépett az emberi kommunikáció, beléptünk az űrtávközlés korszakába. A távközlési műholdak által sugárzott információk eljutnak otthonainkba, találkozhatunk velük az utcán, közlekedési eszközökön és a munkahelyünkön is. S végül, de nem utolsósorban az 1950-es években megjelentek a személyi számítógépek. E „intelligens gépek” révén az emberi kommunikáció eddig teljesen ismeretlen korszakába lépett. A lehetőségek határtalannak tűnnek, ma még igen nehéz lenne megmondani, hogy akár csak néhány évtized múlva hová fejlődik a kommunikáció. Valószínűleg még a fejlődésnek csak az elején tartunk. Az azonban jól érzékelhető, hogy a tömegkommunikációs eszközök és a számítógépek egyre inkább integrálódnak. A számítástechnika egyre nagyobb teret kap a telekommunikációban és a telekommunikáció, egyre többet használja a számítógépes kommunikáció lehetőségeit. A telekommunikáció és az informatika összefonódásából kialakuló új tudományág neve telematika.

2. A számítástechnika és a számítógépek története 2.1. A kezdetek A számolást segítő eszközök története gyakorlatilag egyidős az emberiség történetével. Az ősember az ujjait használta a számoláshoz, aminek a latin neve digitus. Innen származik az angol számjegy, a digit elnevezés is. Később a számoláshoz köveket, fonalakat használtak, az eredményt a barlang falába, csontba vagy falapokba bevésve rögzítették. A nagyobb számértékek megjelenésével kialakult az átváltásos rendszerű számábrázolás, a tízes, tizenkettes, majd a hatvanas számrendszer. Az első máig is fennmaradt helyiértékes írásmód a kipukon látható. Az egyik első eszközként az abakusz (kb. 6000 éves, a pénzzel egyidős. Hasonló eszközt használnak még ma is a kínaiak és a japánok. Az előbbit szuan-pannak, az utóbbit szorobánnak nevezik, amely ma újra terjedőben lévő eszköz. A görög abax névből származik a rómaiak által használt eszköz neve: az abakusz, amely lehetővé tette az egyszerűbb műveletvégzést. Az abakusz sínekbe helyezett apró

6. ábra: „Számoló fonal”, a kipuk

7. ábra: Abakusz

kövekből

áll.

9

I. Információ-technológiai alapismeretek A kövecske latin neve calculus, innen származik a kalkulátor szó is. Az abakuszt némileg módosítva a XVI. századig mint fő számolást segítő eszközt használták, egyetemen tanították a vele való szorzás és osztás műveletsorát. A mai európai formája a golyós számolótábla. A XVII. században a hajózási és a csillagászati térképek készítése, az ehhez szükséges számítások elvégzése hosszadalmas és idegőrlő munkát jelentett. A munka könnyebbé válását elsőként a logaritmus feltalálása segítette. A logaritmust először Simon Stevin (1548-1620) használta kamatoskamatszámításra, és elkészítette az (1+p)n értékeinek táblázatát különböző p-kre és n-ekre, amelyet mintául véve 8. ábra: Golyós számolótábla és az Jost Bürgi (1552-1632) a svájci asztrolábium lichtensteini órásmester Kepler sürgetésére elkészítette az első, logaritmustáblázatot (1620) 8 év alatt. Adatai 1603 és 1611 között végre nyomtatásban is megjelentek. Bürgi 1592-ben kiadott "Arithmetica" című könyvében szerepel elsőként a tizedes törtek mai írásmódja. Egy a logarléc ősének tekinthető eszközt is szerkesztett. A számolólécek a maradékosztályokra alapozva segítették a szorzás és az osztás könnyebb elvégzését.

2.2. A következő állomás, a mechanikus számológépek kora A németországi Herrenbergben született Wilhelm Schickard thübingeni csillagász professzor 1623-ban egy olyan számológépet tervezett, amelyben egymáshoz illeszkedő tíz- és egyfogú fogaskerekek vannak. Ezen, a mai fordulatszámlálókhoz hasonló elvű gépen elvégezhető volt mind a négy alapművelet. Az első "szériában gyártott" számológépet 1642-44 között Blaise Pascal készítette el, összesen hét példányban. 9. ábra: Pascaline (arithmométer)

10

2. A számítástechnika és a számítógépek története A kor technikai szintjének megfelelően óraalkatrészekből építette meg a szerkezetet. A gép újdonsága, alapötlete az automatikus átvitelképzés megoldása volt. Az arithmométer, illetve később feltalálójáról csak Pascaline-nak nevezett gép csak az összeadást és a kivonást tudta elvégezni, a nem lineáris műveleteket: a szorzást és az osztást nem, így ténylegesen visszalépés volt Schickard készülékéhez képest. Magas ára és magas karbantartási költsége miatt csak kevesen tudták megvásárolni. Kétségtelen viszont, hogy Pascal kortársai igen nagyra 10. ábra: Blaise Pascal értékelték, Diderot részletesen le is írja Enciklopédiájában. A ma is fellelhető példányok még mindig működőképesek! 1666-ban Samuel Morland (16251695) angol mérnök-fizikus olyan mechanikus működésű gépet épített Pascal ötlete alapján, amely már a szorzás elvégzését is lehetővé tette, ismételt összeadással. Ezen gép létrejöttét egyértelműen az ipari forradalom ösztönözte. arithmométerét 1671-ben Pascal Gottfried Wilhelm Leibniz fejlesztette 11. ábra: Az első működő kalkulátor

tovább. Ez a gép volt az első, amely közvetlenül végezte el az osztást és a

szorzást, valamint kiegészítő művelet nélkül a kivonást. Az összeadószorzó gép a szorzást visszavezette az összeadásra. Leibniz javasolta 12. ábra: Leibniz számológépe elsőként a kettes számrendszer alkalmazását e készülékekben. Az első igazán jól használható számológépet egy gépészeti érdeklődésű lelkész, Matthieu Hahn készítette 1779-ben. Nem tudni, hogy hány Hahn-gép készült, mivel halála után két fia és sógora kb. 1820-ig folytatta a készítését. 11

I. Információ-technológiai alapismeretek 1786-ban Muller regiszterek közötti műveletvégzést alkalmazott, és a túlcsordulást csengővel jelezte. 1820-ban Thomas megkonstruálta a mai asztali számítógép ősét, a négy alapművelet elvégzésére alkalmas Arithmometer nevű gépét. XIX. század elejétől kezdve a megmunkálás fejlődésével, az ipari termelés kialakulásával számos tekerős számológép típus jelent meg és került sorozatgyártásra. Az állítható fogazású számkerekekkel szerkesztett, Theophil Witgold Odhner (1845-1905) által 1887-ben készített géphez hasonlóakat még sokáig gyártottak Odhner szabadalmára építve számos mechanikus számológép készült. A német Brunsviga cég megvásárolva a 13. ábra: Brunsviga, tekerős számológép szabadalmat elkezdte a megbízható eszközök sorozatgyártását. A 80-as évek elejéig szinte egyeduralkodó irodai eszközöket némileg modernizált formában, elektromotorral forgattatva a XX. században is használták. Továbbfejlesztett változatai főleg a könyvelés területén értek el nagy sikereket. A másik alkalmazási irány a pénztárgépek felé vitte a fejlődést, amelyeket csak a megváltozott gazdasági előírások tudtak kiszorítani a hétköznapi életből.

14. ábra: Korabeli pénztárgépek

12

2. A számítástechnika és a számítógépek története

A modern intellektuális történelem egyik legkülönösebb alakja Charles Babbage (1791. 12. 26. - 1871. 10. 18.). Vele kapcsolatban szinte minden vitatott, még a születésének időpontja is. Egyes adatok szerint 1791. december 26-án született Devonshire-ban, Babbage szerint viszont 1792-ben Londonban. Felső-középosztálybeli angol családban született, így a taníttatásához az intellektuális háttér és a társadalmi előny adott volt. Egyetemi évei alatt főleg a csillagászat érdekelte, George Peacockkal, de Morgannal, az Uranust felfedező Herschellel és Boole-lal együtt a modern algebra megalapozói voltak. Babbage kezdettől fogva az angliai szellemi élet központjában volt. Egyike a Royal Astronomical Society (Királyi Csillagászati Társaság) megalapítójának 1820 január 12én. Később ő lett a társaság első aranyérmese is, a Observations on the Application of Machinery to the Computation of Mathematical Tables (Gépek matematikai táblázatok kiszámításánál való alkalmazásának tapasztalatai) című munkájáért. Babbage elmesélése szerint 1812 körül az aritmetikai táblázatok géppel történő készítésére utaló ötlet akkor jutott eszébe, amikor egy este a Cambrige-i Analitical Society-ben üldögélt egy logaritmustáblázat felett mélázva. Amint a társaság egy másik tagja bejött és látta, hogy félig alszik, odaszólt: – “nocsak, Babbage, miről álmodik?” – Amire azt válaszolta: “azon gondolkodom, hogy ezeket a táblázatokat géppel is ki lehetne számítani”. Egy másik történet a valószínűbb, amely szerint 1822-ben Herschel és Babbage csillagászati számításokat ellenőriztek, amikor Babbage a mérgében a reménytelennek tűnő munka alatt így szólt: “adná Isten, hogy ezeket a számításokat gőzgéppel lehessen elvégezni!” Az volt a szándéka, hogy létrehoz egy olyan szerkezetet, amely a számolási műveleteket sokkal könnyebben és jóval pontosabban elvégzi. Hamarosan elkészült a gép terve (1822). Babbage azt tervezte, hogy a gép nemcsak elvégzi a műveleteket, hanem az eredményt majd ki is nyomtatja. 1823-ban a brit kormánytól kapott 1500 fontot, majd újabb 200 fontot, de mindez kevés volt a terv megvalósításához. Így a nagy vállalkozás csődöt mondott. Babbage kigondolt egy ennél még merészebb tervet, de eme gép megépítéséhez még száz év találmányai hiányoztak. Később számos mérnök vizsgálgatta Babbage „analitikus mozdony”-nak nevezett gépének leírását. Babbage érdeklődési köre rendkívül széles volt. Kifejlesztett egy vasúti kocsikra szerelhető dinamométert, búvárharangot és szemtükröt tervezett. Foglalkozott rendszerelemezéssel is.

13

I. Információ-technológiai alapismeretek A Brit Posta számára elemzést készített a küldemények továbbítási költségeiről. E tanulmánynak köszönheti részben a létrejöttét az egységes postai díjszabás. Ő javasolta a postai szolgáltatások kiterjesztését könyvek és csomagok továbbítására. A politikai gazdaságtanban is jártas volt, a manufaktúrák működtetéséről is készített elemzést. Személyét igazán nagy jelentőségűvé az utókor számára azonban, mégis az analitikus gép elméleti megalkotásával tette. Az analitikus gép rendkívül általános jellegű. Bármilyen formula értékét akarjuk kiszámíttatni, e számítás szabályait két kártyacsomag útján kell közölnünk a géppele. Ha ezeket behelyeztük, a gépet beállítottuk erre a speciális formulára. Ha egyszer a kártyacsomagokat egy adott formulához összeállítottuk, azokat bármely későbbi időpontban ismét felhasználhatjuk, hogy a 15. ábra: Babbage analitikus gépének működési elve formula értékét más, esetleg szükségessé váló konstansokkal számítsuk ki újra. Az analitikus gépnek így saját könyvtára lesz. Bármely, egyszer már összeállított kártyacsomag bármely későbbi időpontban meg fogja ismételni azokat a számításokat, amelyekre eredetileg létrehozták. Ekkor csak a konstansok numerikus értékét kell beadni.” Babbage elképzelése rettentő modern. A gép titka a kártyacsomag. Ada Lovelace szellemesen azt írja, hogy “a gép algebrai mintákat sző éppúgy, ahogy a Jaquard-féle szövőszék virágokat és leveleket. Babbage elképzeléseit csak a huszadik század tudta teljes mértékben valóra váltani. Számos mérnök vizsgálgatta Babbage gépeinek leírását, köztük Pehr George Sceutz (1785-1873) is, aki egy svéd lap hasábjain 16. ábra: George Sceutz analitikus gépe találkozott először vele. 14

2. A számítástechnika és a számítógépek története Sceutz a maga elgondolása szerint megépítette Babbage analitikus gépét. Ez már működött is. 1855-ben mutatta be az első működő modellt. A gép az eredetileg tervezett hatodik differenciák helyett csak negyedikkel dolgozott, tizennégy számjegyet használt és alkalmas volt táblázatok készítésére is. Az Egyesült Államokban, az 1880-as években népszámlálásra írtak ki pályázatot, amelyen végül három pályamunka állta meg a helyét. A három pályamunka a következő volt. Mr. William C. Hunt színes adatkártyái, Mr. Charles F. Pidgin színkódos zsetonjai, valamint Mr. Hermann Hollerith (1860-1929) csodálatos tabulátora. A gyakorlati versenyen Hollerith tabulátora elsöprő győzelmet aratott, az ő gépe 5 és fél óra alatt oldotta meg azt, amit a versenytársak eszközei 44, illetve 55 óra alatt. Az 1890-es népszámlálás eszközéül ezután Hollerith gépét választották. A népszámlálást rekordidő alatt bonyolították le. A lakosok száma ekkor 62.622.250 fő volt.

17. ábra: Hermann Hollerith csodálatos tabulátora

Hollerith berendezésének számláló-, érzékelő- és rendezőegysége látható a képen. A kártyát behelyezték a tűket tartalmazó érzékelő berendezésbe, majd a tűket leengedve a lyukaknál a higannyal telt tárca zárta az áramkört. Ennek hatására a megfelelő számláló egyet lépett, valamint kinyílt a rendező egység egy rekesze. A kártyát kivéve az érzékelőből a bokszba behelyezték, a boksz fedelét zárták. Evvel a kártya feldolgozása lezárult. Hollerith gondolatatát vitte tovább az 1911-ben általa alapított első számítógép-felhasználó társaság, a Computer-Tabulator-Recording Company, vagy ismertebb nevén a CTR, amely nevét 1924-ben International Business Machines-re (IBM) változtatta.

15

I. Információ-technológiai alapismeretek

2.3. Elektromechanikus eszközök kora 1897-ben Michelson és Stratton analóg gépet szerkesztett a Fouriersorok számítására, Kelvin harmonikus analizátor nevű gépének továbbfejlesztésével. Gépüket az 1900-as Párizsi Világkiállításon is bemutatták. Sokan Vannevar Busht tekintik a korszerű számítógép igazi atyjának, aki megvalósította Lord Kelvin elképzelését és megalkotta a differenciálegyenletek megoldására is képes logikai elven működő elektromos elemeket is tartalmazó számítógépet. Az első világháború idején főleg a ballisztikai problémák megoldására tudóskollektívákat hoznak létre számos országban, és kutatóközpontok jönnek létre. Ebben az időben szerte a világon számos, látszólag egymástól független tudományterületen, sikerült régóta megoldásra váró problémákon túljutni. Angliában Alan Turing elméleti munkássága volt döntő jelentőségű. Németországban Konrad Zuse (1910-1995) dolgozott az első bármilyen matematikai probléma megoldását megvalósító számológép megalkotásán. A háború előtt már jelentősen megnőtt Németországban a számítási igény a fegyverek 18. ábra: A Z1 előállítása kapcsán. Zuse 1941ben barátságot kötött Gerhard Overhof-fal, akivel együtt dolgozott a Henschel Flugzeugwerken A. G. gyárban, Berlinben. Zuse szabad idejében jelfogós számítógép terveinek kidolgozásán fáradozott. A Z1 1939-ben készült el. Ez lett az első nagy sikerű, jelfogókkal működő, mechanikus rendszerű számítógép, amelyet szülei nappalijában épített meg. A Z2 után következett, az 1941-ben elkészült és Z3 néven ismertté vált számítógép. Zuse Herr Schreyer segítségével, aki az elektroncsövet is felhasználta a gép megalkotásánál hozta létre a Z3-at, majd később a Z4es gépeket is. A Z4-sek közül egyetlenegyet sikerült megmenteni a bombázások során. 19. ábra: A Z3

16

2. A számítástechnika és a számítógépek története Ezt követi 1952-ben a Z5 mely Wetzlarban, a Leitz Optikai Művek számára épül meg. Ez a gép hatszor gyorsabb, mint a Z4 volt. A feltételes ugró utasítások alkalmazásával lehetővé vált a szubrutinhívás, amelyet külön szalagokon elhelyezkedő programok futtatásával oldottak meg. A későbbi még mindig kapcsolós Z11 típusból harminc darabot helyeznek üzembe. Ennek újdonsága, hogy a felhasználók programjaik közül gombnyomással választhattak, emiatt igen népszerű is volt. A későbbi Zuse készülékek már 20. ábra: Konrad Zuse egyre inkább hasonlítanak a más gyártók által készített készülékekre, jóllehet Zuse haláláig meghatározó személyisége volt a német számítógépiparnak. Az általa alapított számítógép gyárat 1960-ban eladta a Siemensnek, ahol ezután tanácsadóként alkalmazták. Nevéhez több mint 50 szabadalom fűződik és számos kitüntetést és díjat kapott. A másik híressé vált német számítógép a PERM (Programmgesteuerte Elektronische Rechenanlage München) lett, amelyet Hans Piloty és Robert fia kezdett el építeni 1952-ben. Rendkívül gyors gép volt, egy 2048 szavas ferritgyűrűs memóriával és egy 8192 szó kapacitású mágnesdobbal rendelkezett. Ez a gép már Neumann és Goldstine professzor munkássága alapján készült el, amit az építők el is ismertek. A gép számára 9 másodperc elegendő volt az összeadás elvégzéséhez. 1943. július 12-én szabadalmaztatta G. Dirks a mágneses jeltárolásra alkalmas készülékét.

2.4. I. generációs számítógépek (elektroncső), elektronikus gépek kora Az Egyesült Államokban Howard Hathaway Aiken (1900-1973) és George R. Stibitz. 1937-ben érdeklődni kezdenek a digitális számítógépek iránt. Aiken egyetemista volt a Harvardon, Stibitz matematikus a Bell Telephone Laboratóriumban. 1937-ben Aiken kifejti egy kiadatlan memorandumban a számítógéppel kapcsolatos elképzeléseit. Négy fő célt jelöl meg a tudományos feladatokra alkalmas számológépek számára, ismerve a lyukkártyával működő könyvelő (adatfeldolgozó) berendezések korlátait. 1. legyen képes mind pozitív, mind negatív számok kezelésére; 2. működése legyen teljesen automatikus, ne legyen szükség emberi közreműködésre; 3. használjon különféle matematikai függvényeket; 4. egy számítást a matematikai műveletek természetes sorrendjének megfelelően hajtson végre. 17

I. Információ-technológiai alapismeretek Aiken megállapítja: ahhoz, hogy a ma használatos lyukkártyás gépek alkalmasak legyenek e követelmények kielégítésére a gép által alkalmazott aritmetikai elemek számát jelentősen meg kell növelni. A javaslat feltűnt főnökének, Brownnak, aki kapcsolatba lépett Thomas J. Watsonnal, az IBM igazgatójával. Aiken és az IBM 1939-ben megállapodást kötött a közös fejlesztő munkára, ami 1944-ben fejeződött be. Az együttműködés eredményét augusztus 7-én Watson, az IBM nevében a Harvard Egyetemnek ajándékozta. Az elkészült Automatic Sequence Controlled Calculator (automatikus sorosan vezérelt számológép) gép MARK-I néven vált ismertté. A Harvardon később a hadsereg számára a MARK-II, és 1949-ben a MARK-III (ADEC) utód született, de ezek eleve halálra ítélt próbálkozások voltak a jelfogók miatt. A MARK-II-nek két szám összeadásához 0,5, szorzásához 6, osztásához 15 másodperc kellett. E készülékek meglehetősen nehezen programozhatóak, a növekvő igényekhez képest igen lassúak voltak a mechanikus jelfogók kapcsolási sebessége miatt. Megalkotásukkal viszont Babbage álma részben valóra vált, elméleti terveinek megvalósulása volt ez a kor modern tömegtermelési módszereinek köszönhetően. A modern számítógép kialakításában többen játszottak fontos szerepet. Egyik meghatározó személy Wallace J. Eckert (1902-1971) volt, aki 1931-ben szerzett Brown, a numerikus csillagászat legnagyobb alakja mellett, a Yale-en doktori fokozatot. Eckert e számítástechnikai érdeklődése hamarosan általánossá vált, elszakadt az égi mechanika iránti figyelmétől. 1926-tól dolgozott Eckert a Columbia Egyetemen, ahol a csillagászat tanszék tanársegédje volt. A doktori fokozat elnyerése után docens lett, és hozzáfogott egy számítástechnikai laboratórium felszereléséhez. A Számítási Iroda (Comtuting Bureau) fejlődése nagy szerepet játszott abban, hogy az IBM a lyukkártyás gépekkel kapcsolatos üzlettől elindult az elektronikus számítógépek felé. A hivatalt felszerelték valamennyi korabeli szabványgéppel. A második világháborúban a fejlődés felgyorsult. Angliában közismerten a németek rejtjelezett üzeneteinek megfejtésére használták a kor legnagyobb számítógépét a Colossust! Ezzel lezárult a számítógépek fejlődésének II. Világháború előtti korszaka. A háború alatt és főleg utána az Egyesült Államokban a Moore Főiskolán indult egy titkos kísérlet, melynek célja, egy olyan gép készítése volt, mely képes lesz az új fegyverek, rakéták ballisztikai lőtáblázatainak összeállításához szükséges hatalmas mennyiségű számításokat elvégezni. Dr. John Mauchly-t bízták meg a vezetéssel. Mauchly úgy gondolta, digitális gépet kell építenie. Ugyanezen a főiskolán dolgozott J. Eckert is, aki osztotta ezt a nézetet. 1942 augusztusában közös munkával összeállítottak egy javaslatot, s benne részletesen meghatározták az elkészítendő gép jellemzőit. 18

2. A számítástechnika és a számítógépek története Válaszul 400 ezer dollárt kaptak a munka elvégzésére. Ebből megépítették az ENIAC-ot. A gépet 1946. februárjában kapcsolták be. A gép 1800 elektroncsövet tartalmazott. 1946-ban megtartották az első sajtótájékoztatót. Betáplálták a gépbe azt a feladatot, hogy számolja ki 97367 ötezredik hatványát. A gép a feladatot fél másodperc alatt oldotta meg. Herman Goldstine az ENIAC-csoport egyik tagja találkozott Neumann Jánossal. Neumann ekkor az atombombát előállító kutatócsoportban dolgozott, s legnagyobb problémájuk az volt, hogy hiába rendelkeztek a modern matematika teljes fegyvertárával, a számítások rutinellenőrzése minden idejüket igénybe vette. 1946-ban Neumann csatlakozott tanácsadóként a moore-i kutatócsoporthoz, amely akkor kezdett egy új számítógépen dolgozni, az EDVAC-on. Neumann János (1903-1957) John Louis Neumann 1903. december 28-án született Budapesten. Anyja Kann Margit három gyermeknek adott életet, közülük János volt a legidősebb. Egyik öccse Mihály (1907) chicagói orvos, másik Miklós (1911) philadelphiai jogász lett. Apja, Miksa a város magánbankjainak egyik résztulajdonosa volt, így gyermekei számára az anyagi jólét mellett a szellemi hátteret is bírta nyújtani. 1903-ban Ferenc József magyar király nemesi rangot ad a családnak, és felvehetik a Margittai előnevet. Később Amerikában a John von Neumann nevet használta, de Johnnynak vagy Jancsinak hívták barátai. Már egész kisgyermekként rendkívüli nyelvtehetségnek számított és kivételesen jó emlékezőtehetségű volt. Hat éves korában már folyékonyan tudott ógörögül, apjával e nyelven 21. ábra: Neumann J. viccelődött. Tudott latinul is, anyanyelvi szinten beszélt németül, és több ismerőse szerint németül is gondolkodott. Angolul úgy beszélt, hogy rendkívül gyorsan fordította a németül megfogalmazott gondolatait angolra. Ez a más nyelven gondolkodása főleg írásaiban figyelhető meg, ahol kissé körülményesebb és sejthető a háttérben húzódó összetettebb gondolkodás. Az amerikai angol nyelvnek tökéletes ura volt, remekül megértette az amerikai gondolkodást és életstílust, de kiejtésében a 'th' és az 'r' hangok problémát jelentettek, pompás magyar akcentusa volt, s szándékosan megőrzött néhány kiejtési hibát. Ha bizonyos szavakat mégis helyesen mondott ki, azokat egyből javította is, a hibásra. Ilyen volt például az 'integer' szó. Kedvtelésből később történészként is mély ismeretekre tett szert. Főként a bizánci kultúra érdekelte, óriási enciklopédikus tudása volt, e terület elismert szakértője lett. 1911-tõl a budapesti Evangélikus Gimnázium tanulója volt egészen 1921-ig, amikor is leérettségizett. Ez az iskola volt ez időben az ország egyik legjobb középiskolája. Magas színvonalú képzést kapott itt történelemből, jogtudományból és közgazdaságtanból is. 1917/18-as tanévben elnyerte az V. osztály legjobb matematikusa címet, 1920-ban pedig az ország legjobb matematikus-diákja kitűntetést. Tanáraira is lenyűgöző hatással volt, apját Rátz László matematika tanár rávette, hogy gyermekét iskolán kívül is taníttassa, amit Fekete Mihály műszaki egyetemi matematikus el is vállalt. Még az érettségi előtt, 18 évesen, tanárával közösen készítettek egy publikációt. Az iskola tanulója volt egyébként Wigner Jenő is ez időben, akire Rátz szintén felfigyelt. Később Kürschák József, Fekete Mihály és Szegő Gábor is oktatja.

19

I. Információ-technológiai alapismeretek Neumann ugyan jó tanuló volt, de nem kitűnő, például ábrázoló geometriából B minősítést kapott, hasonlóan énekből és írásból és testnevelésből is, de a többi jegye többnyire A volt. Magatartásában is inkább B, mint A minősítés szerepelt a bizonyítványában. 1921. szeptemberétől beiratkozott a Budapesti Tudományegyetem bölcsész karára, ahol a fő tárgya a matematika volt, melléktárgyai a fizika és a kémia. Mivel a matematika és a technika is érdekelte párhuzamosan két egyetemet végzett: 1921. és 1923. közötti éveket Berlinben töltötte. Itt a vegyész Fritz Haber befolyása alá került. Berlinből 1924ben Zürichbe utazott, ahol az Eidgenössische Technische Hochschule-n folytatta tanulmányait. Itt találkozott a matematikussal Hermann Weyl-lel, aki később Princetonban kollégája is lett a Felsőfokú Tanulmányok Intézetében (Institute for Advanced Studies: IAS), valamint Pólya Györggyel, a legnagyobb matematika oktatók egyikével. A svájci Szövetségi Műszaki Főiskolán 1925-ben vegyészmérnöki oklevelet szerzett, 1926. március 12-én – 22 éves korában – Budapesti Tudományegyetemen summa cum laude doktorált matematikából. Doktori disszertációjának címe: Az általános halmazelmélet axiomatikus felépítése. 1926. októberében szerezte meg vegyészmérnöki diplomáját. Ezután Göttingenbe, a német matematika fellegvárába ment, ahol David Hilberttel dolgozott együtt. Itt tartotta meg első előadását 1926. december 7-én a társasjátékok elméletéről. Oktatói pályafutásának első állomása 1927. áprilisában kezdődik: ekkor kért tanítási engedélyt a berlini Friedrich Wilhelm Egyetemen, és december 13-án elfoglalhatta helyét az egyetem tanárai között a matematika tanszék magántanáraként. Három évig oktatott Berlinben, ezalatt halmazelméleti, algebrai és kvantummechanikai tárgyú dolgozatai révén világszerte ismertté vált. 1929-ben Hamburgban töltött egy évet, ahol 1930-ban meghívást kapott Henry B. Fine dékántól a Princeton Egyetemre, hogy ott vendégelőadóként egy évet töltsön. Itt 1931-ben az egyetem professzora lett. Fél évet Amerikában, fél évet Európában oktatott. 1933-ban Hitler hatalomra kerülte után ment át végleges helyére a Felsőfokú Tanulmányok Intézetébe, amit Fine dékán emlékére emeltek. Ténylegesen 1924-ben lépett e vitában színre Neumann, aki ez időben hitt az analízis egészének konzisztenciájában. 1927-ben tette közzé, híressé vált dolgozatát a matematika ellentmondásmentességének problémájáról. Néhány évvel később 1930-ban Kurt Gödel mutatta meg, hogy bizonyos logikai struktúrák szükségképpen tartalmaznak olyan állításokat, amelyek igazsága az adott rendszeren belül nem dönthető el. A bizonyítás nagyon egyszerű volt, s nem csak bizarr rendszerekre volt igaz, hanem a Hilbert által körvonalazott aritmetikára is fennállt, hogy ellentmondás-mentessége önmagában nem mutatható meg. Neumann igen tisztelte ezen eredménye miatt Gödelt és a logika legnagyobb gondolkodójának tartotta Arisztotelész óta. A formális logikai kutatásainak eredményei tulajdonképpen Emil L. Post és Alan M. Turing 1936-ban egymástól függetlenül közzétett dolgozataiban olvashatók. Post a New York-i egyetemen dolgozott, míg Turing 1936-1938 között a Princeton Egyetem hallgatója volt. Kettejük munkája érlelte be Leibniz gondolatát: "egy olyan általános módszerről, amellyel minden, a józanész számára belátható igazság egyfajta számítássá redukálható." A Turing gép, az automata pontosan ezt teszi, mint ahogy Gödel is egész számok sorozatával jelölte meg a tételben alkalmazott jeleket, amely megfelelt a tételben való elhelyezkedésüknek. Ily módon a numerikus alkalmazások területére léptünk. 1930-ban Neumann házasságot kötött Kövesi Mariettával, 1935-ben született meg leányuk, Marina. Felesége a Pittsburgi Egyetem közgazdaságtani professzora lesz, kapcsolatuk megromlott, 1937-ben elváltak. Még ez évben megkapja az amerikai állampolgárságot is. 1938-ban feleségül vette Dán Klárát, aki később Los Alamos-i Tudományos Laboratóriumban programozója lett, és az 50-es években igen sok bonyolult probléma megoldásában közreműködött programozóként a tervezésben és a kódolásban is. Nemann figyelemre méltó képessége volt, hogy nagyon bonyolult számításokat volt képes meglepően gyorsan fejben elvégezni.

20

2. A számítástechnika és a számítógépek története Ez igen látványos volt elméleti fizikai munkássága során akkor, ha durva becsléseket kellett adni, mivel számtalan fizikai állandót tudott fejből, és gyorsan, néha megdöbbentően pontos eredményt szolgáltatott. Emiatt igen tisztelték és csodálták. Gyors gondolkodására példa, hogy Princetonban szobája bárki számára nyitva állt, mindenkit szívesen fogadott és segített problémája megoldásában. Egy új problémáról szinte pillanatok alatt megmutatta, hogy mit lehet bizonyítani, vagy milyen pontokra kell figyelni majd a bizonyítás folyamán. Könnyedén el tudta dönteni egy bizonyítás helyességét, vagy gyártott ellenpéldát annak megdöntésére. A fotografikus memóriája és kitűnő humorérzéke tette a társaság lelkévé is, minden történetre emlékezett, és remekül elő is tudta adni őket, hallgatósága főleg a hosszabb történeteket lélegzetvisszafojtva élvezte és feszült figyelemmel várta a csattanót. Ismerve ezen anekdotázó szokását barátai látogatásukkor ajándékképpen új történetekkel kedveskedtek neki. Ezeket szívesen szőtte bele előadásaiba is, ha az illett oda. Remek előadó volt, tisztán és világosan, ösztönzően és felemelően adott elő. Ez főleg annak volt köszönhető, hogy nem csak a bizonyításokat mondta el, hanem a bizonyításhoz vezető útról is beszámolt, a kitérőket is megemlítette. Talán egyetlen rossz szokása miatt nem lehetett a későbbiekben újra felidézni előadásait, megérteni utólagosan elegáns megoldásait. Hallgatóit gyakran megtévesztette az a könnyedség, amivel az eredményt bebizonyította. Amikor később otthon megpróbálták felidézni, nem bukkantak rá a bűvös ösvényre, ehelyett sűrű és félelmetes erdőben találták magukat. Ennek az is oka volt, hogy Neumann megállt a hatalmas tábla előtt, és kiválasztott azon egy fél méterszer fél méteres területet. Úgy tűnt sportot űz abból, hogy úgy írja fel levezetéseit a táblára, mintha azt tűzte volna ki célul, hogy ide minden elférjen. A bezsúfolási kísérlet többnyire eredményesen zárult, de ehhez sűrűn használta a szivacsot, ami szinte követhetetlenné tette a hallgatóság számára a táblára írtakat. Írásában elegáns, szimmetrikus és minden részletében tökéletes volt, de gyakran hiányzott az oda vezető út ismertetése, amit előadásaiban sosem hagyott el. Emiatt írásai kissé nehezen követhetőek, jóllehet a bennük rejlő gondolatok megértése összetettségük miatt magukban is szellemi erőfeszítést kívánnak. Noha Princetonban félistenként tisztelték, gondosan ügyelt arra, hogy senki se féljen felkeresni őt problémáival. Mókázó kedvére jellemző, hogy alaposan megfigyelte az embereket és kiválóan tudta őket utánozni. Meleg, emberséges személyiség volt, ily módon kiváló tanáregyéniséggé vált. Jó pár matematikus és fizikus személyes beszélgetéseik során többet tanult tőle, mint addig tanulmányai folyamán. Matematikus voltát kutyája neve is tükrözte, az ebet Inverznek hívták.

A zseniális szikra, amely Neumann agyából pattant ki az volt, hogy a programot magában a gépben kellene tárolni! Ennek három nagy előnye volt: 1. Ki lehetett használni a számítógép nagy feldolgozási sebességét. 2. Hagyni, hogy a gép váltson programot. 3. Magában a rendszerben több program tudott egymásba kapcsolódni. A Moor kutatócsoportjának szakemberei megértették Neumann elgondolását, s elhatározták, hogy az EDVAC Neumann elveire fog megépülni. Az EDVAC volt az első elektronikus digitális komputer, amit belső programtárolási koncepciónak megfelelően építettek meg.

21

I. Információ-technológiai alapismeretek

22. ábra: Az EDVAC műveletvégző egységének működése

Az EDVAC-ot a Moore School of Electrical Engineering munkatársai tervezték, mint az ENIAC-et, de az EDVAC igen jelentősen különbözött attól. A Moore főiskolán lázas munka folyt, mégsem az EDVAC lett a világon az első tárolt programmal rendelkező gép. Az első ilyen berendezés az EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Computer) volt. Ez utóbbit az angliai cambridge-i egyetemen építette egy lelkes kis csapat, Maurice Wilkinen vezetésével és 1949. június 25-ére készült el. Az első generációs gépek gyártása 1946-ban kezdődött. Mauchly és Eckert hozzáfogott a BINAC tervezéséhez, az első higanyos késleltetésű művonalas automatikus bináris számítógép kifejlesztéséhez. A Northop Légitársaság számára készült gép az ENIAC után a második amerikai gép, 1950-ben helyezték üzembe. A cég átalakítása után az EDVAC mintájára a Népszámlálási Hivatal számára építettek gépet, ami az UNIVAC (Universal Automatic Computer) néven vált ismertté, 1947-ben fogtak hozzá és 1951. márciusában készült el. Ekkora már az IBM sem elégedett meg a lyukkártyás egységek és a nyomtatók gyártásával, a Harvard MARK II tervezőivel együttműködve belefogott számítógépesítési programjába, ami legalább 50 évre biztosította, a cég vezető szerepét. 1956-ra az USA-ban egyre több intézet és még több iparvállalat fejlesztett elektroncsöves számítógépeket. Ebben az évben hivatalosan már 44 gyártót jegyeztek, amelyből 17 volt egyetemi intézmény és 27 ipari laboratórium. Neves fejlesztők voltak az UNIVAC, a Sperry Rand, de már akkor is az IBM a legfontosabb, ami gyorsan áttért az elektromechanikus lyukkártyás berendezések gyártásáról az elektronikus készülékekre, és hamarosan a legnagyobb számítógép-gyártó lett nem csak az USA-ban, hanem az egész világon. Híres gyártmányai voltak az SSEC, a 603-as és 604-es, majd a 400-as sorozat és a 700-as jelű gépek, amiket az IBM már nagy példányszámban gyártott. Az IBM 1951-től tanácsadóként alkalmazta Neumann Jánost, majd később Goldstine is csatlakozott a céghez.

22

2. A számítástechnika és a számítógépek története

Végül tekintsük át az első generációs IBM gépekhez vezető utat. Az elektronikus számítógépek elméleti alapjait 1946-ban fogalmazta meg Neumann János. 23. ábra: Az IBM számítógépek kialakulása

Neumann-elvek  Soros működésű elektronikus számítógép A soros működés azt jelenti, hogy a gép, ill. a processzor mindig csak egy műveletet hajt végre igen gyorsan. (Ma már ez túlhaladottá vált, és a párhuzamos működésű, feldolgozású számítógépek világát éljük. Egyébként a párhuzamos működést is Neumann írta le először, az Önreprodukáló sejt-automaták elméletét kidolgozva.)  A kettes számrendszer használata A számítógépek processzorában a matematikai műveletek elvégzése a bináris számrendszerben történik.  Belső memória alkalmazása Nincs szükség minden műveletvégzés után emberi beavatkozásra, hanem az egyes részeredményeket egy belső, operatív memóriában tároljuk. Ez a módszer hatalmas műveleti sebesség növekedést jelent.  A tárolt program elve A számítások elvégzésére vonatkozó utasítások is kifejezhetők számokkal, így ezek a processzorutasítások előre beépítetten a belső memóriában tárolhatók (műveleti sebesség gyorsan nőtt).  Univerzális gép A számítógépek csak néhány alapművelet elvégzésére alkalmasak. Viszont-e néhány művelet megismétlésével rendkívül sokrétű feladat megoldására alkalmassá válnak (Turing gép). 23