Zawsze fascynowała mnie historia komputera. Urządzenie to nie powstało zbyt dawno, ale trzeba zdać sobie jednak sprawę, że przodkami współczesnych komputerów były maszyny liczące, a zanim one powstały różnorodne narzędzia, które służyły człowiekowi do wykonywania prostych obliczeń.
Kiedyś pokusiłam się do zebrania tych informacji - dzisiaj dzielę się nimi z Wami. Mam świadomość, że nie są to szczegółowe informacje, ale z pewnością są wystarczające, aby przybliżyć ten jakże ciekawy temat.
X wiek p. n. e.
W wykopaliskach między Mezopotamią
i Indiami odnaleziono ślady systematycznych metod znajdowania wyniku
najprostszych operacji za pomocą specjalnie przygotowanych i poukładanych
kamieni. Początkowo kamienie układano w rzędach na piasku tworząc w ten sposób
plansze obliczeniowe, które nazywano abakami (abakusami). Abak był używany
przez starożytnych Egipcjan, Greków i Rzymian. Później zaczęto nawlekać
kamienie na pręty, tworząc liczydła, czyli kompletne i przenośne przyrządy do
obliczeń. Liczydła przeżywały swój renesans w wiekach średnich - wtedy np:
ukształtował się japoński soroban.
Soroban
http://figur8.net
2300 lat temu powstał jeden z najstarszych algorytmów
– algorytm Euklidesa – służy on do obliczania największego dzielnika
dwóch liczb.
Euklides nie użył określenia algorytmu. Pochodzi ono
bowiem od nazwiska arabskiego matematyka Muhammada ibn Musa
al-Chwarizmi’ego żyjącego na przełomie VIII i IX wieku. Jest on uznawany
za prekursora metod obliczeniowych w matematyce. Upowszechnił on system
dziesiętny i stosowanie zera.
Muhammad ibn Musa al-Chuwarizmi
http://www.yesiknowthat.com
XVII wiek - rok 1623
Wilhelm Schickard (1592-1635) niemiecki matematyk
zbudował pierwszą maszynę do liczenia wykonującą proste działania arytmetyczne.
Niestety jedyny egzemplarz tej maszyny spłonął w niewyjaśnionych
okolicznościach. Dzięki temu, że Schickard zawarł jej opis w liście do
Johannesa Keplera, któremu ta maszyna miała pomóc w jego astronomicznych
rachunkach, można było odtworzyć replikę owej maszyny.
Dwadzieścia lat później Blaise Pascal (1623-1662)
chcąc dopomóż swojemu ojcu, który był poborcą podatkowym, skonstruował maszynę
liczącą nazwaną Pascaliną. Wyprodukowano około 50 egzemplarzy tej
maszyny -część z nich była przeznaczona do obliczeń w różnych systemach
monetarnych, a część - dla różnych miar odległości i powierzchni (dla
geodetów). Za pomocą tej maszyny można było wykonywać dwa działania: dodawanie
i odejmowanie. Ponadto Pascal umieścił w swojej maszynie mechanizm przenoszenia
cyfr i mogły być w niej przechowywane niektóre wyniki obliczeń.
Blaise Pascal
http://www.fiz.boost.pl
Pascalina
www.esamealex.altervista.org
Gottfried Wilhelm Leibniz
(1646-1716) - niemiecki matematyk i filozof - przypisuje się mu zbudowanie
pierwszej mechanicznej maszyny mnożącej. W swojej maszynie Leibniz użył wielu
części, które później wykorzystano w maszynach biurowych. Podobnie jak w
przypadku maszyn Schickarda i Pascala, maszyna Leibniza wymagała wykonywania
wielu manualnych operacji w trakcie obliczeń. Jednak nie można było na niej w
pełni automatycznie i w całości wykonać prostego działania na dwóch liczbach.
Gottfried Wilhelm Leibniz
http://www.earlymoderntexts.com
Maszyna Leibniza
www.computerhistory.org
XVIII wiek
Automatyzację procesu
przetwarzania danych zapoczątkował wynalazek tkacza - Francuza J. M. Jacquarda,
pokazany w 1801r. na wystawie w Paryżu. Wykorzystał on do sterowania krosnem
kart dziurkowanych, na których był zakodowany wzór tkanej tkaniny.
Krosno Jacquarda
https://pl.wikipedia.org
Abraham Stern (1769-1842) z zawodu zegarmistrz wykonał serię
maszyn, które poza czterema działaniami podstawowymi, wyciągały także
pierwiastki kwadratowe. Jedna z jego maszyn, raz uruchomiona, potrafiła wykonać
za pomocą mechanizmu zegarowego wszystkie operacje bez ingerencji człowieka.
Niestety były to konstrukcje bardzo delikatne - stąd mało praktyczne.
XIX wiek
Za najwybitniejszego twórcę
maszyn liczących, żyjącego przed erą elektroniczą, uważa się angielskiego
matematyka Charlesa Babbage'a (1791-1871). Babbage zaprojektował
maszynę, która miała wykonywać obliczenia według schematów różnicowych i
przeznaczona była głównie do automatyzacji tworzenia tablic astronomicznych.
Swoją pierwszą maszynę nazwał maszyną różnicową (1822).
Babbage konstruował swoją
maszynę przez ponad 10 lat - niestety z powodów rodzinnych i finansowych oraz z
braku porozumienia z głównym konstruktorem-wykonawcom zaprzestał dalszych prac
nad maszyną różnicową. Zmontowaną część maszyny - podobno nadal sprawną, można
oglądać w Muzeum Nauki w Londynie. Kompletny egzemplarz maszyny różnicowej
według projektu Babbage'a został ukończony w 1991 roku, dla uczczenia dwusetnej
rocznicy urodzin Babbage'a.
Maszyna różnicowa
http://ciekawostkihistoryczne.pl
Maszyna analityczna
https://pl.wikipedia.org
W trakcie prac nad maszyną
różnicową, Babbage zajął się pomysłem zbudowania doskonalszej maszyny liczacej,
maszyny analitycznej.(1833) W tym projekcie Babbage zawarł wiele pomysłów,
zrealizowanych dopiero we współczesnych komputerach: rozdzielił pamięć od
jednostki liczącej, wprowadził urządzenie kontrolne, sterowane poleceniami na
kartach dziurkowanych (podobnie ja u Jacquarda). Był to więc pierwszy pomysł
kalkulatora sterowanego programem zewnętrznym. Niestety, ówczesny poziom
mechaniki precyzyjnej (maszyna miała mieć ponad 50 tys. części) nie pozwolił
nawet na rozpoczęcie realizacji tego projektu.
W latach trzydziestych XIX
wieku powstała idea tworzenia wymiennych programów dla automatycznych maszyn
liczących - pomysł ten przypisuje się Adzie Auguście hrabinie Lovelace
(1815-1852), córce poety angielskiego lorda Byrona. Jest uznawana za pierwszą w
historii programistkę. W 1833 roku poznała Charlesa Babbage'a, zmagającego się
wtedy z budową maszyny analitycznej. Nie czekając na jej skonstruowanie zajęła
się sporządzaniem opisów jej użytkowania do rozwiązywania konkretnych zadań
obliczeniowych. Opisy te nazwalibyśmy dzisiaj programami.
Ada Augusta
https://pl.wikipedia.org
ok. 1890 roku
Amerykanin Herman Hollerith
(1860-1926) skonstruował pierwsze na świecie elektromechaniczne maszyny licząco-analityczne.
Hollerith chcąc zautomatyzować prace statystyczne związane ze spisem ludności
przeprowadzanym wtedy w Stanach Zjednoczonych co dziesięć lat, sięgnął po
elektryczność, jako źródło impulsów i energii i skonstruował czytnik-sorter
kart dziurkowanych, na których były zapisywane wyniki spisu. Hollerith założył
przedsiębiorstwo, z którego w 1924 roku powstała firma IBM.
Maszyna Hermana Holleritha
XX wiek
W pierwszej połowie XX wieku
pojawiły się pierwsze maszyny elektroniczne, zwane jeszcze wtedy maszynami
matematycznymi. Ich twórcami byli bowiem głównie matematycy, a przeznaczeniem -
złożone obliczenia matematyczne.
Matematyk angielski Alan Turing
(1912-1954) podał w 1936 roku opis teoretycznej konstrukcji - uniwersalnej
maszyny, znanej dzisiaj jako maszyna Turinga. Maszyna ta jest w stanie
rozwiązać dowolny problem, dla którego można podać algorytm. Budowa tej maszyny
jest bardzo prosta: składa się z głowicy i przesuwającej się pod nią taśmy.
Obliczenia za pomocą takiej maszyny polegają na przeprowadzeniu zapisanej symbolami
taśmy od stanu początkowego do stanu końcowego, który również można opisać
układem symboli na taśmie.
W latach wojny Turing
uczestniczył w konstruowaniu pierwszego brytyjskiego komputera Collos, który
był wykorzystywany do łamania kodów niemieckich maszyn Enigma.
rok 1941
Niemiecki inżynier Konrad
Zuse (1910-1995) zakończył pracę nad maszyną Z3, wykonywała ona
obliczenia na liczbach binarnych, sterowane programem zewnętrznym, podawanym za
pomocą perforowanej taśmy filmowej. W 1945r. maszyna Z3 została zniszczona
podczas bombardowania. Następna maszyna zbudowana przez Zusego, Z4, działała do
końca lat pięćdziesiątych.
Replika maszyny Z1 i jej autor Konrad Zuse
www.mkgajwer.jgora.net
Maszyna Z3 i jej autor Konrad Zuse
http://www.german-way.com
rok 1944
Howard H. Aiken (1900-1973) na Uniwersytecie Harvarda skonstruował
maszynę liczącą MARK I, zwaną również ASCC (ang. Automatic Sequence
Controlled Computer). Obok mechanizmu liczącego, maszyna dysponowała również
urządzeniami wejścia/wyjścia, pamięcią dla danych oraz urządzeniem sterującym.
Wykonywała ona trzy dodawania na 1 s. Jedno mnożenie trwało 6 s., dzielenie zaś
15 s. Maszyna mogła zapamiętać 72 liczby dwudziestotrzycyfrowe.
MARK I
www.eldiariodenewyork.com
Zbudowany w 1947 roku
komputer MARK II był już w pełni maszyną elektroniczną. W maszynach tych
można było pamiętać około 100 liczb kilkunastocyfrowych, a działania trwały od
0,2 do kilku sekund.
Okres drugiej wojny światowej
był decydujący dla rozwoju automatycznych maszyn cyfrowych. Wraz z rozwojem
techniki zbrojeniowej powstało zapotrzebowanie na szybko liczące maszyny
cyfrowe.
rok 1946
Na Uniwersytecie Pensylwania
uruchomiono pierwszą elektroniczną maszynę liczącą ENIAC (ang. Elektronic Numerical
Integrator and Computer). Jej twórcami byli John P. Eckert (1919-1995) i John
W. Mauchly (1907-1980). Ta wielka maszyna
matematyczna wyposażona była w lampy elektronowe i liczyła 2000 razy szybciej
niż komputer na przekaźnikach. ENIAC zajmował powierzchnię 140m2,miał przeszło
18000lamp elektronowych, 1500 przekaźników, pobierał prąd elektryczny o mocy
150 kW i ważył prawie 30 ton. Koszty instalacji w specjalnie zaprojektowanych
budybku wynosił ok. 2 mln dolarów. Maszyny na lampach elektronowych określa się
w elektronice jako komputery pierwszej generacji.
ENIAC
https://en.wikipedia.org
www.cmlab.csie.ntu.edu.tw
Również w 1946r.
amerykański matematyk węgierskiego pochodzenia John von Neumann (1903-1957)
zainspirował prace nad projektem EDVAC (Electronic Discrete Variable
Automatic Cimputer), których celem było zbudowanie komputera bez wad
poprzednich konstrukcji. Model komputera zaproponowany przez von Neumanna,
zwany dzisiaj architekturą von neumanowską, składa się z: arytmometru
(procesora), pamięci, centralnego zegara i wprowadzania danych oraz
wyprowadzania wyników. Program jest przechowywany w pamięci komputera, tam
gdzie znajdują się dane. Jednostka sterująca komputera pobiera kolejne rozkazy
programu i w takt zegara wykonuje je na danych z pamięci.
EDVAC
www.thocp.net
rok 1949
Na Uniwersytecie Manchester w
Anglii skonstruowano pod kierunkiem Maurice'a V. Wilkesa pierwszy
komputer lampowy z programowalną pamięcią - EDSAC (Electronic Delay
Storage Automatic Calculator). Była ona pierwszą uruchomioną i wykorzystywaną
automatyczną maszyną o nowej strukturze, dominującej po dzień dzisiejszy w
elektronicznych cyfrowych maszynach liczących.
UNIVAC 1 - pierwszy komputer produkowany
seryjnie (1951r.)
Powstały w 1951 roku Univac 1
był pierwszym ogólnodostępnym komputerem, produkowanym seryjnie, każdy, kto
dysponował milionem dolarów mógł go kupić, wyprodukowano 49 sztuk. W porównaniu
z ENIAC’iem był mniejszy i można go było swobodnie programować. Jego wielkość
to 7,5 x 15 m, wyposażony był w 5600 lamp, 18,000 diod, 300 przekaźników.
Częstotliwość zegara wynosiła 2.25 MHz, miał wewnętrzną pamięć 1000 słów lub 12
znaków. Pobór prądu to 120 KW. Prędkość obliczeń wynosiła 0,525 milisekund dla
dodawania i odejmowania, 2,15 ms dla mnożenia i 3,9 ms dla dzielenia.
UNIVAC
http://www.computermuseum.li
rok 1955
W Bell Laboratory w USA
rozpoczęła pracę pierwsza licząca maszyna tranzystorowa Tradic skonstruowana
przez J.H. Felkera. Jest ona znana jako komputer drugiej generacji. Do licznych
zalet tego komputera należy zaliczyć: niewielkie rozmiary, wysoką niezawodność,
mały pobór prądu, niewysoką cenę oraz wykonywanie ok. 1300 dodawań na sekundę.
Dalsze osiągnięcia doprowadziły
w 1962 roku do skonstruowania komputerów trzeciej generacji, wykonujących
160000 dodawań na sekundę.
rok 1968
Dzięki zastosowaniu
monolitycznych układów scalonych uzyskano dalszą miniaturyzację, która
doprowadziła do powstania komputerów czwartej generacji, wykonujących ok 300000
dodawań na sekundę.
rok 1971
Amerykańska firma Texas
Instruments rozpoczęła seryjną produkcje mikroprocesorów. Mikroprocesor
przyczynił się do powszechnego stosowania kalkulatorów, komputerów osobistych,
notesów elektronicznych i szeregu innych urządzeń.
początek lat 80-tych
W ośrodkach naukowych Japonii i
USA rozpoczęto prace nad komputerami piątej generacji. Główna idea towarzysząca
projektantom takich systemów sprowadza się do przekonania, że komputer powinien
wykonywać czynności właściwe człowiekowi. Taki komputer musi być wyposażony w
sztuczną inteligencję.
Odra 1305 – produkowany seryjnie od 1973r. we Wrocławiu
https://pl.wikipedia.org
IBM 5150 PC - pierwszy PeCet IBM'a – 1981r.
https://pl.wikipedia.org
Osborne 1 - pierwszy komputer przenośny – 1981r.
http://www.oldcomputers.net
Elwro 800 Junior - polski komputer osobisty -1986r.
www.grafull.mtvk.pl
Commodore 64
www.grafull.mtvk.pl
Amiga 500
https://pl.wikipedia.org
Bibliografia:
- Elementy informatyki. Podręcznik pod red. Macieja
M. Sysły. PWN Warszawa 1995r.
- Encyklopedia Szkolna.
Matematyka. WSiP
Warszawa 1990r.
- Informatyka. Podręcznik dla
ucznia gimnazjum. WSiP
Warszawa 2000r.
- Płoski Zdzisław, Słownik
szkolny. Komputer, Internet. Wydawnictwo Europa 2001r.
- Szkolny Leksykon Informatyczny WSiP Warszawa 2000r.
