Hlavní strana | See live article

Historie počítačů

Table of contents
1 Historie počítačů
2 Přechůdci
3 Nultá generace
4 První generace
5 Druhá generace
6 Třetí generace
7 Čtvrtá generace
8 Pátá generace

Historie počítačů

Historie počítačů tak jak je známe dnes, se začala teprve ve 30. letech 20. století.

Přesto za vynálezce počítače je považován Charles Babbage, který v 19. století vymyslel základní principy fungování stroje na řešení složitých výpočtů. Např. struktura stroje obsahovala „sklad“ (paměť) a „mlýnici“ (procesor), což mu umožňovalo činit rozhodnutí a opakovat instrukce, přesně jako to dělají dnešní počítače pomocí příkazů IF … THEN … a LOOP.

Jeho počítač Analytical Engine pracoval (přesněji měl pracovat) s 50místnými čísly v pevné desetinné čárce. Jako pohonná jednotka byl uvažován parní stroj.

Přechůdci

Abakus Vznikl přibližně před 5000 lety. Používal se ve starém Řecku a Římě. Byla to dřevěná, nebo hliněná destička, do nichž se vkládaly kamínky - "calculli" - odtud název kalkulačka.

Logaritmické tabulky Počátek 17. stol jsou v Anglii sestaveny první logaritmické tabulky, po nichž následovalo i první logaritmické pravítko.

Ozubená kola Objevují se i první počítací stroje, pracují na principu ozubených kol, které se nám v pozměněné podobě zachovaly dodnes - mechanické kalkulačky a staré pokladny.

Nultá generace

Za počítače nulté generace jsou považovány elektromechanické počítače využívající většinou relé. Pracovaly většinou na kmitočtu okolo 100 Hz.

Z1

První, komu se podařilo sestrojit fungující počítací stroj, byl němec Konrád Zuse. V roce 1934 začal pracovat na konstrukci mechanické výpočetní pomůcky a po řadě různých zdokonalení dokončil v roce 1936 základní návrh stroje pracujícího v dvojkové soustavě s aritmetikou v plovoucí čárce a programem na děrné pásce (jako nosič byl použit kinofilm). Neznalost prací Babbageho a jeho následovníků však měla za následek, že Zuse do svého projektu nezahrnul podmíněné skoky. Přes tento nedostatek však můžeme tvrdit, že roku 1938 spatřil světlo světa první počítač nazvaný Z1. Byl ještě elektromechanický s kolíčkovou pamětí na 16 čísel a byl poněkud nespolehlivý, pro praktické použití nevhodný.

Z2, Z3

Zuse proto přistoupil ke stavbě počítače Z2, který již obsahoval asi 200 relé. Paměť však byla stále ještě mechanická, převzatá ze Z1. V té době se Zuse seznámil s Helmutem Schreyerem, s nímž se pustil do stavby počítače Z3. Tento první prakticky použitelný počítač na světě obsahoval 2600 elektromagnetických relé. Pracoval s dvojkovou aritmetikou v pohyblivé čárce a prováděl až 50 aritmetických operací za minutu. Délka slova byla 22 bitů, reléová paměť měla kapacitu 64 slov. Data se zadávala ručně z klávesnice, výstup byl na žárovkovém zobrazovači. Počítač byl v roce 1944 zničen při leteckém náletu.

Mark 1

Přibližně ve stejné době pracoval ve Spojených státech na podobném projektu Howard Aiken. Celý projekt financovala firma IBM (International Business Machines), jejíž jméno se stalo v současné době na západě synonymem slova počítač. Tato firma vznikla sloučením bývalé Holleritovy společnosti Tabulating Machine Company s několika dalšími a zabývala se do té doby zejména výrobou děrnoštítkových strojů. Aikenův projekt počítacího stroje chápala jako demonstraci svých technických možností. Byl to její první vstup do světa výpočetní techniky, ve které dnes ovládá více než polovinu světového trhu. Vraťme se však k Aikenovu projektu. Počítač dostal pracovní název ASCC z anglického Automatic Sequence Controlled Calculator neboli automatický sekvenčně řízený počítač. Později byl ve světě znám spíše pod názvem Mark I. Počítač byl dokončen v roce 1943 ve výpočetní laboratoři Hardvardské univerzity v Cambridge. Patnáct metrů dlouhé monstrum bylo postaveno dost marnotratně. Základní hnací jednotkou byl elektromotor o výkonu 3,7 kW napojený na dlouhou hřídel, která zprostředkovala pohon jednotlivých částí počítače. Program nesla děrná páska, jejíchž 24 stop bylo rozděleno do tří skupin po osmi (2 adresy + kód operace). Počítač pracoval v desítkové soustavě s pevnou čárkou. Paměť měla dvě části - statickou, do které bylo možno před záhájením výpočtu vložit prostřednictvím desetipolohových přepínačů až 60 dvacetitřímístných čísel, a dynamickou (operační) paměť tvořenou elektromechicky ovládanými kolečky. Do této paměti si mohl počítač zaznamenat a zpětně přečíst dalších 72 čísel. Zároveň zde probíhaly aritmetické operace sčítání a odčítání. Mark I dovedl sečíst dvě čísla za 0,3 s, vynásobit je za 6 s a vypočítat např. hodnotu sinus daného úhlu během jedné minuty.

Mark II

Po úspěchu počítače Mark I začal Aiken pracovat na počítači Mark II. Toto zařízení bylo již čistě reléové. Aritmetika pracovala v plovoucí čárce s desítkovými číslicemi, které byly dvojkově kódovány pomocí čtyř relé. Operační paměť počítače mohla pojmout až 100 čísel s deseti platnými číslicemi. Sčítání již trvalo pouze 0,125 s a násobení průměrně 0,25 s. Celý počítač obsahoval přibližně 13 000 relé.

SAPO

Prvním počítačem vyrobeným v naší republice byl SAPO (SAmočinný POčítač), který byl uveden do provozu v roce 1957. Obsahoval 7000 relé a 400 elektronek. Měl magnetickou bubnovou paměť o kapacitě 1024 dvaatřicetibitových slov. Pracoval ve dvojkové soustavě s pohyblivou řádovou čárkou. Tento počítač měl dvě zvláštnosti. Za prvé byl pětiadresový, neboli součástí každé instrukce bylo 5 adres (2 operandy, výsledek a adresy skoků v případě kladného a záporného výsledku). Druhou zvláštností bylo to, že se vlastně jednalo o tři shodné počítače, které pracovaly paralelně. Výsledek každé operace z jednotlivých počítačů se mezi sebou porovnal a pokud byl shodný alespoň ve dvou případech, byl považován za správný. Pokud se ve všech třech případech lišil, operace se opakovala.

Počítač SAPO byl zkonstruován prof. Svobodou a jeho spolupracovníky ve Výzkumném ústavu matematických strojů a byl instalován v budově ústavu na Loretánském náměstí.

První generace

V roce 1944 byl na univerzitě v Pensylvánii uveden do provozu první elektronkový počítač ENIAC. Z dnešního hlediska to bylo příšerné monstrum s nulovým výkonem - 18 000 elektronek, 10 000 kondenzátorů, 7000 odporů, 1300 relé, byl chlazen dvěma leteckými motory, zabíral plochu asi 150m2 a vážil asi 40 tun.

Druhá generace

Druhá generace počítačů nastupuje s vynálezem tranzistoru (John Barden), který dovolil díky svým vlastnostem zmenšení rozměrů celého počítače, zvýšení jeho rychlosti a spolehlivosti a snížení energetických nároků počítače.

V této generaci počítačů také začínají vznikat operační systémy a první programovací jazyky, jako jsou COBOL a FORTRAN.

Třetí generace

Počítače třetí a vyšších generací jsou vybudovány na integrovaných obvodech, které na svých čipech integrují velké množství tranzistorů.

S postupným vývojem integrovaných obvodů se neustále zvyšuje stupeň integrace (počet integrovaných členů na čipu integrovaného obvodu). Podle počtu takto integrovaných součástek je možné rozlišit následující stupně integrace:

Čtvrtá generace

Začala v roce
1981 a trvá do dnes (2004). Obsahují integrované obvody střední a velké integrace, malé rozměry, velké rychlost a velká kapacita paměti. Odtud název mikroprocesor.

Pátá generace

Počítače páté generace jsou zatím hudbou budoucnosti. Občas jsou popisovány jako stroje s umělou inteligencí. Podle výzkumů je však nemožné sestrojit takový počítač, aby sám skutečně myslel. Alespoň ne na technologiích z nulté až čtvrté generace.