História počítačov
Ľudia používajú počítacie
prostriedky už storočia, hoci počítače ako ich poznáme
dnes, existujú iba od polovice 30- tych rokov. Ľudia vždy
hľadali spôsoby ako byť produktívnejší, ako získať
vedomosti a ako zlepšiť kvalitu výroby. Nech je dôvod
akýkoľvek, cesta za počítačmi má dlhú a významnú
históriu.
Niektorí kritici zastávajú hľadisko, že učiť sa o
počiatkoch počítačov nie je nevyhnutné. Samozrejme, že
trocha znalosti o histórii počítacích prostriedkov nikomu
nepomôže zdokonaliť svoje zručnosti pri práci s počítačom
alebo stať sa lepším programátorom. Trocha vedomostí o
histórii počítačov môže pomôcť pochopiť vývoj
počítačov a úlohy, ktoré počítače môžu vykonávať.
Napríklad, v roku 1981 firma IBM uviedla počítač IBM-PC za
približne 3000 dolárov. Dnes cena nového PC s najnovšou
technológiou je rovnaká, ale rýchlosť a schopnosti tohto
počítača sa zvýšila viac ako 500-násobne.
Táto kapitola stručne popisuje vývoj od ranných prostriedkov
k dnešným výkonným mikropočítačom. Jednotlivé počítacie
zariadenia sa nerozvíjali nezávisle na sebe ani nepredstavujú
chronologický sled v technologickom vývoji. Každý počítač
alebo počítací stroj sa vyvinul ako výsledok
predchádzajúceho vývoja. Každý počítač je tiež
výsledkom osobností a konfliktov, ktoré sú súčasťou
každého ľudského úsilia. Aby sme pochopili vývoj
počítačov, musíme pochopiť aj vplyv týchto strojov na
život ľudí.
Prvé počítacie stroje
Medzi prvé počítacie nástroje patrili mechanické stroje.
Namiesto elektronických prostriedkov, ktoré poznáme dnes, sa
používali primitívne počítacie zariadenia (okrem abakusu),
boli založené na ozubenom súkolesí a pákach. V určitom
zmysle tieto ranné počítacie stroje vôbec neboli
počítačmi, pretože neboli elektronické. Podstata týchto
zariadení tvorila základ dnešných počítačov. V
skutočnosti štúdium raných počítacích strojov ukazuje
prechod od mechanických k elektronickým.
Abacus
Asi okolo roku 3000 p.n.l. Číňania používali rám s
posuvnými korálkami na sčítavanie väčšieho počtu čísel,
ktorý sa nazýval abakus. Napriek tomu, že pôvod abakusu nie
je známy, predpokladá sa, že tento prostriedok pochádzal z
Babylónu.
Hovorí sa, že starovekí Babylónčania používali na
výpočty systém čiar v piesku a kamene na drevenej ploche.
Abakus je to prekvapivo presný nástroj. Stal populárnym,
pretože nevyžaduje vzdelaného užívateľa. Ten, kto chce
používať nemusí vedieť čítať a písať. V starovekom
Babylóne a Číne podobne ako v ostatných častiach
starovekého sveta, väčšina ľudí bola nevzdelaná a abakus
sa osvedčil ako najužitočnejší počítací prostriedok. V
súčasnosti je abakus stále obľúbený v mnohých častiach
sveta. V šesťdesiatych rokov boli veľmi populárne súťaže
medzi odborníkmi používajúcimi abakus a používateľmi
elektronických počítačov, experti na abakus často
vyhrávali.
Pascalina
V období rannej histórie ľudstva bol abakus základným
prostriedkom na počítanie. Napriek tomu, že existovali aj iné
prostriedky na meranie a predpovedanie pohybu hviezd a planét
(napr. logaritmické pravítko), prvý mechanický počítací
prostriedok bol vynájdený až 17. storočí.
Už stovky rokov učenci pripisujú vynález prvého
mechanického počítacieho stroja
Blaise Pascalovi roku 1642. Novšie historické nálezy
naznačujú, že nemecký profesor Wilhem Schickard vytvoril
jednoduchý počítač už v roku 1623. Bolo to v tom istom roku,
keď sa narodil Pascal. Keďže málo sa vie o Schickardovi,
mnohí ľudia uznávajú Pascala ako vynálezcu prvého
mechanického počítača. Keď bol Blaise Pascal mladý,
pracoval pre svojho otca, francúzskeho daňového úradníka.
Pascalov otec musel pripravovať dokumenty, ktoré obsahovali
niekoľko stĺpcov čísel. Blaise veril, že musí existovať
lepší a ľahší spôsob, ako zvládnuť nudnú zdĺhavú
prácu so sčítavaním čísel. V roku 1642 vo veku 19-tich
rokov vynašiel počítací prostriedok na mechanické
sčítavanie a odčítavanie čísel, ktorý sa osvedčil ako
pomerne pozoruhodný a presný prístroj s obmedzenými
možnosťami pri sčítavaní a odčítavaní. Asi sa domnievate,
že ľudia v minulosti privítali túto novinku s otvoreným
náručím, keďže bol schopný vykonávať prácu namiesto
mnohých úradníkov s prekvapujúcou rýchlosťou a presnosťou.
Mnohí ľudia mali strach z tohto stroja. Niektorí mali pocit,
že tento stroj je príliš zložitý a ťažký na používanie.
Niektorí úradníci sa báli, že takýto výkonný stroj môže
zapríčiniť stratu ich zamestnania. Z týchto dôvodov Pascal
mohol vytvoriť a distribuovať iba asi 50 kusov pascaliny.
Obavy, ktoré pociťovali ľudia v dobe Pascala, boli tie isté,
aké majú ľudia dnes. Aj dnes sa ľudia domnievajú, že
pokroková technika ich môže obrať o prácu. Treba ešte
dodať, že mnohí majú pocit, že počítače sú príliš
ťažké a zložité na pochopenie.
Kalkulátor Leibnitza
Neskôr v 17. storočí nemecký filozof a matematik G. W. von
Leibnitz (1673) zdokonalil pascaline. Vyvinul prístroj, ktorý
dokázal násobiť, deliť a počítať s odmocninami. Tento
prístroj bol predchodcom modernej kalkulačky.
Jacquardov tkáčsky stroj
Jeden z najvýznamnejších vynálezov v počítačovej technike
pochádza z tkáčskeho priemyslu, dôležitého priemyslu na
začiatku 19. storočia. V tomto čase Joseph Marie Jacquard
vyvinul tkáčsky stroj, v ktorom sa tkaný vzor vytváral
pomocou dierkovaných kartičiek.
Ihly prechádzali systémom dier na kartónových kartách,
preťahovali nite a tak tkali látku. Umiestnenie dier na
kartách určovalo vzor materiálu. Niektorí počítačoví
historici sa domnievajú, že tieto dierkované karty boli
počiatkom programov, ktoré zabezpečujú príkazy pre
počítače. Na výrobu nového návrhu tkáči vytvorili novú
súpravu kariet. Jacquard vystavil a predal svoj tkáčsky stroj
priemyselníkom na svetovom trhu v Paríži v roku 1801. V
priebehu niekoľkých rokov tkáčsky stroj pripravil o prácu
mnohých zručných tkáčov. Pochopiteľne sa prejavil silný
nesúhlas s novou technológiou. Ľudia znovu pocítili hrozbu
technického pokroku. Napríklad v Anglicku sa šírilo
ludistické hnutie, ktoré ničilo Jacquardove stroje. Avšak
technológia zvíťazila a tkáčsky priemysel stále používa
Jacquardovu techniku na výrobu textílií.
Babbageho diferenčný stroj
V roku 1830 Charles Babbage, anglický matematik navrhol stroj
podobný prvému modernému počítaču.
Počas štúdia astronomických dát našiel veľa chýb v
logaritmických tabuľkách. Uradníci robili prepočty ručne
pomocou logaritmických tabuliek a dopúšťali sa rôznych chýb
od jednoduchých aritmetických až po chyby v logike výpočtu.
Babbage požiadal Britskú vládu o peniaze na výrobu presného
a bezchybného zariadenia. Vláda mu peniaze poskytla a Babbage
navrhol stroj poháňaný parou na počítanie logaritmov. Stroj
používal iba operácie sčítania s využitím vlastností
diferenčnej tabuľky a jednotlivých diferencií. Stroj sa
používal pri rozličných administratívnych výpočtoch v
štátnej správe. Babbage, často nazývaný otcom moderného
počítania, nazval tento stroj diferenčný stroj.
Babbageho analytický stroj
Kedˇ Babbage pracoval na svojom diferenčnom stroji, dostal
dˇaľší nápad vyrobiť analytický stroj na počítanie
rôznych matematických funkcií (1834).
Analytický stroj pozostával z dvoch častí: pamäti a z
"mlynčeka". Pamäť sa skladala z mechanických
registrov, kde sa uchovávali čísla, ktoré používal stroj.
Mlynček bol vlastne centrálnou aritmetickú jednotkou, v ktorej
sa mali vykonávať operácie sčítania, odčítania, násobenia
a delenia. Na zadefinovanie postupnosti vykonávania
aritmetických krokov Babbage plánoval použiť dierne štítky
podobné Jacquardovým. Babbage veril, že jeho stroj sa bude
dať použiť okrem výpočtov tiež ako sádzačský stroj,
všetky operácie budú prevádzané automaticky a bude
používať motor poháňaný parou, ako to navrhol pre
diferenčný stroj. Babbagov analytický stroj nebol nikdy
zostrojený. Babbageho mechanické zariadenia požadovali
presnosť a technológie, ktoré neboli v 19. storočí
dostupné.
Holleritov tabulátor
H.Hollerith a J.Powers (1890) vytvorili tabelátor, ktorý sa
použil v spojení s triediacou skrinkou pri spracúvaní
výsledkov sčítania ľudu v USA.
Ručne dierované štítky sa vkladali do matrice a ich dierky
určovali prechod elektrického prúdu, čo potom prenášalo na
panel tabelačného stroja,
Analógové prístroje
Veľký význam mal vznik zariadení pracujúcich na princípe
nanalógie, analógových prístrojov a prístrojov
(mechanických a elektromechanických), ktoré neoperujú s
číslami, ale so spojite sa meniacimi fyzikálnymi veličinami.
Z analógových prístrojov možno spomenúť Amslerov
planiometer (1854), stroj na integrovanie Veglovových a
Vetcerových diferenciálnych rovníc (1911-1912). Moderný
diferenciálny analyzátor skonštruoval V.Bush.
Diferenciálny analyzátor
Vannevar Bush (1930)
Prvý počítač
Mark 1
Mark 1 (1937) (operátor opravuje dierne pásky)
V roku 1937 Howard Aiken a Grace Hopper navrhli
elektromechanické zariadenie nazvané automaticko-sekvenčná
kalkulačka. Ich zámerom bolo zostrojiť kalkulačku
používajúcu elektrické obvody k presúvaniu dát a
informácií z jednej časti zariadenia do druhej. Využívanie
elektriny urobilo takéto stroje rýchlejšie a oveľa
presnejšie ako Babbageho zariadenia a iné mechanické stroje.
Aiken a Hopper zrealizovali svoj plán v roku 1944, ktorý
predstavili ako počítač Mark 1. Aiken bol človek, ktorý
presadzoval potrebu všeobecných a viacúčelových počítačov
na vykonávanie rôznych úloh. Avšak na zostrojenie takéhoto
počítača potreboval veľa podpory. Prostredníctvom priateľa
sa Aiken zoznámil s Tomom Watsonom, predsedom IBM a presvedčil
ho o geniálnosti svojho nápadu. A tak mu Watson poskytol dve
tretiny z 500 000 dolárov potrebných na výrobu takéhoto
zariadenia a tiež prístup k najlepším strojom v IBM. Na
zhotovenie Mark 1 sa spotrebovalo 497 míľ drôtu, 78
sčítacích strojov a stolných kalkulátorov. Kotúč papiera
kontroloval toto elektromechanické zariadenie prostredníctvom
série spínačov. Mark 1 vykonával tri sčítania za sekundu.
Mark 1 pri svojich výpočtoch používa 23 pozícii, mal 72
aritmetických registrov na sčítanie a ukladanie čísel a 60
ručných kľúčov na vkladanie konštánt. Vstup sa
uskutočňoval nastavovaním ručných kľúčov alebo zo
štandardných diernych štítkov, výstup pomocou elektrického
písacieho stroja alebo dierovaním do štítkov. Stroj pracoval
plných 15 rokov a mal mnohostranný význam. Bol prvým
operačným automatickým počítačom a teda za začiatok
modernej výpočtovej éry možno pokladať obdobie okolo 1940.
Atanasoff-Berry Computer (ABC)
Atanasoff-Berry Computer alebo ABC (1939) bol prvý plne
eletronický počítač. Použili 300 elektróniek, ktoré
nahrádzali mechanické časti.
Elektromechanické počítače reprezentovali zdokonalenie v
mechanike, ale tiež mali nevýhody. Tieto počítače
používali elektrinu na spúšťanie rôznych spínačov. Ako
všetky mechanické zariadenia, aj tieto sa po čase opotrebovali
a pokazili. Elektromechanické zariadenia také ako Mark 1 boli
veľmi veľké. Mark 1 bol 8 stôp vysoký 51 stôp dlhý a 2
stopy hlboký. Vážil 5 ton a obsahoval viac ako 750.000
súčiastok.
Približne v tom istom čase ako Aiken robil na Mark 1, John
V.Atanasoff a Clifford Berry dostali grant vo výške 650
dolárov od štátnej univerzity na vývoj počítača (v
r.1939). Vyvinuli počítač Atanasoff-Berry Computer alebo ABC,
prvý plne eletronický počítač. Použili 300 elektróniek,
ktoré nahrádzali mechanické časti. Počítač ABC bol veľký
ako úradnícky stôl. Bohužial ABC bol zostrojený iba pre
určité druhy úloh, ktoré dokázal riešiť, nebol to
univerzálny počítač.
ENIAC
V r. 1945 John W. Mauchly a J. Presper Eckert vyvinuli prvý plne
elekronický počítač za pomoci vládneho grantu na univerzite
v Pensylvánii. Stroj sa volal Elektronical numerical integrator
and calculator alebo Eniac.
ABC sa nikdy nepreslávil, ale ovlyvnil vývoj počítačov.
Eniac bol vyvinutý hlavne pre vojenské účely. Využili sa pri
ňom nové prvky a konštrukciu ovplyvnilo i jeho určenie na
výpočty balistických tabuliek. Eniac bol rýchlejší než
prvé počítače, mohol vykonatˇ za jednu hodinu viac operácii
ako počítač Mark 1 za jeden týždeň. Bohužialˇ Eniac
nemohol fungovatˇ na jeden chod viac ako jednu hodinu. Podobne,
ako aj jeho predchodcovia aj Eniac vyžadoval od operátorov
prevíjanie drôtov, nulovanie prepínačov pre každú operáciu
a tieto opravy zaberali operátorom celé hodiny .
Elektronické počítače znamenajú kvalitatívne najvyšší
stupeň v doterajšom rozvoji matematických strojov. Vďaka
princípu programového riadenia a veľkej operačnej rýchlosti
sa v ostatných rokoch úspešne používajú na riešenie
rozsiahleho okruhu matematických a logických úloh.
John von Neuman
Do ďalšieho vývoja počítačov zo stránky teoretickej
zasiahol John von Neumann, bol známy matematik a ENIAC ho
fascinoval. Zaoberal logickým návrhom výpočtových
zariadení. Jeho matematická metóda používala dve čísa nula
a jednotka, ktoré reprezentovali všetky inštrukcie a dáta.
Dvojhodnotový systém, známy pod názvom binárny systém
tvorí základ aj dnešných počítačov. Zaviedol pojem
počítač s vloženým programom. Operácie, ktoré počítač
realizuje, sú uložené v pamäťových registroch vo forme
číselného kódu. Kódy pre danú postupnosť operácií sú v
príslušnom zásobníku registrov. Pri štarte počítač
spracúva a vykonáva operácie podľa označených kódov.
Neumanov počítač s vloženým programom automaticky vykonáva
uložený program inštrukcií vyberaných z miesta uloženia.
Má veľké možnosti, pretože môže modifikovať svoje
vlastné inštrukcie. Inštrukcie sú uložené v registroch
pamäti počítača ako údaje, možno ich presúvať,
modifikovať. Princíp vloženého programu využívajú všetky
moderné výkonné počítacie stroje. Neumanova práca bola
dôležitá pre množstvo ďalších technických vynálezov.
Počítačové generácie
História rannej výpočtovej techniky je dosť dlhá. Trvalo
viac než 100 rokov, kým Babbagove myšlienky boli vymenené
počítačom Mark 1. Dnes sú zmeny vo výpočtovej technike
oveľa rýchlejšie. Nie je to neobvyklé, že väčšina zmien
vo výpočtovej technike sa nepočíta na roky, ale na mesiace.
Preto na lepšie pochopenie rozlíšenia podstatných zmien vo
výpočtovej techike sa používa pojem generácia. Podobne ako
generácie ľudských bytostí, existuje mnoho podobností v
počítačoch v tej istej generácie. V počítačovej
terminológii novou generáciou sa označoval dôležitý vývoj
hardwaru. Avšak, nový vývoj v elektronickom inžinierstve
umožnil tiež nové počítačové možnosti. Vývoj počítača
prechádza z jednej generácie do druhej čoraz rýchlejšie.
Prvá počítačová generácia
Spočiatku počítače boli vyvíjané školami alebo
vynálezcami za podpory vlády a bohatých patrónov. Vynálezci
sami obsluhovali počítač. Iba tak ho mohli používať
ďalší vedci, inžinieri alebo vláda. Vstup počítačov do
sveta komercie je jednou z charakteristík prvej generácie
počítačov.
Prvý počítač. ktorý našiel uplatnenie v obchode a priemysle
bol univerzálny, automatický počítač UNIVAC. Vyvinuli ho J.
Presper Eckert a J. Mauchly, tvorcovia ENIACU, rýchle našli
komerčné využitie počítača. Títo dvaja vedci formovali a
sprivatizovali spoločnosť a navrhli výrobnú dielňu pre
Univac. Avšak, pre nedostatok finančných prostriedkov ju
predali spoločnosti Remington-Rand Comporation. Ako prvá
začala využívať výhody Univacu vláda, no veľmi skoro sa
našlo jeho využitie v obchode a priemysle.
Počítač nebol limitovaný na jeden účel. Môže počítať
inventár, kalkulovať mzdovú listinu, monitorovať príjmové
účty a kontrolovať hlavnú účtovnú knihu. Napriek tomu, že
niekoľko tuctov ľudí obsluhovalo počítač, UNIVAC a iné
počítače prvej generácie robili prácu za mnoho účtovníkov
a účtovných revízorov. Teda spoločnosť môže oceniť
počiatočnú investíciu a zamerať sa na nákup počítačov a
zakúpenie tuctu špecializovaných programov, pre zvýšenie
presnosti a rýchlosti práce a efektívnejšie využitie
personálnych zdrojov. Účtovníci a účtoví revízori
nemuseli celé dni a hodiny kontrolovať účty. Ich novou
úlohou bolo tlmočiť dáta vytvorené počítačom. Teda
použitie počítačov prvej generácie v biznise nemalo
dôsledok zníženia veľkého počtu zamestnancov, ale zmenu
úlohy v zamestnaní.
Počítače prvej generácie používali elektrónky, zavedené
Atanasoffom a Berrym. Elektrónky sú elektrické spínače,
ktoré pracujú oveľa rýchlejšie ako v počítači Mark 1
mechanické spínacie zariadenia. Stroje s elektrónkami môžu
vykonávať tisíc individuálnych operácii za sekundu,
pomalšie ako dnešný štandard, ale na svoju dobu rýchlejšie.
Bohužiaľ elektrónky sa prehrievali, čo zapríčinilo, že sa
skoro vypálili. To spôsobovalo časté poruchy a krátke
elektrické výkyvy. Počítače prvej generácie mali
klimatizované vnútro. Vnútorné priestory mali veľmi veľké,
pretože sa v nich nachádzalo viacero elektrónok rôznych
veľkostí. Typický počítač prvej generácie mal veľkosť
obývacej izby. So skorým príchodom počítačov prvej
generácie, prišli i dierne štítky podobné tým, ktoré sa
používali pred rokom 1800. Ich počiatočné významy boli
zamerané na vstup a výstup dát. Čítačky diernych štítkov,
ktoré mohli prečítať nepatrné dierky vyrazené do štítku,
mohli spracovať až 130 znakov za sekundu (opäť pomalšie ako
dnešné počítače, ale prekvapujúco rýchlejšie ako
počítače v roku 1950). Počítače prvej generácie nemali
pamäťové zariadenie, ktoré poznáme u dnešných
počítačov. Veľa skorých počítačov používalo magnetickú
bubnovú na uskladnenie a spracovanie údajov.
Software počítačov prvej generácie
Mal niekoľko nedostatkov závisiacich od rôznych typov úloh,
ktoré mohli tieto počítače vykonať. Najviac počítačov
prvej generácie mohlo vykonávať jednoduchý program
limitovaný nastavením údajov. Na začiatku boli všetky
programy v binárnom kóde. Programy, ktoré používali príkazy
nuly a jednotky sa nazývali "počítačové jazyky".
Písanie programov v počítačových jazykoch boli extrémne
náročné, veľa času sa strávilo drobnou prácou a programy
často obsahovali chyby.
V roku 1951 Dr. Grace Hopper, kolega Howarda Aikena, ktorý bol
zamestnaný ako námorný úradník, vyvinul nový počítačový
jazyk, aby pomohol rozriešiť tento problém. Hopperove
skladanie jazyka robilo reálnejším písanie krátkych správ
alebo kódov, ktoré úplne zmenilo série núl a jednotiek v
počítačovom jazyku. Dr. Hopper vyvinul program nazývaný
compiler (prekladajúci program), ktorý prekladal symbolický
jazyk do binárneho jazyka počítača. Pomocou tohto objavu sa
počítač mohol programovať oveľa ľahšie. Napriek tomu
písacie programy pre počítače prvej generácie zostali
všeobecným problémom.
Charakteristika počítačov prvej generácie.
. Elektrónky
. Veľa operatórov na obsluhu počítača
. Magnetická bubnová pamäť
. Dierne štítky
. Strojový jazyk
. Assembler
ENIAC (1943-1946) vynikol na Pensylvánskej univerzite v USA
prvý elektrónkový počítač. Využili sa pri ňom nové
technické prvky na výpočet balistických tabuliek
COLOSS (1943) používal sa na rozšifrovanie tajných nemeckých
kódov.
UNIVAC (1950)Universal Automatic Computer prvý počítač,
ktorý pracuje na základe programu, ktorý je uložený v
pamäti počítača a nie na diernzch štítkoch alebo na
magnetickej páske
LEO (1951)Lyons' Electronic Office prvý komerčný počítač
Počítače druhej generácie
Druhá generácia, ktorá začala okolo roku 1959, až do
polovice 1960, bola charakterizovaná používaním tranzistorov
namiesto elektrónok. Tranzistory robili tú istú prácu ako
elektrónky, ale boli menšie a rýchlejšie, potrebovali menšiu
elektrickú energiu, boli viac hodnovernejšie a poskytovali
oveľa väčšiu pamäť pre skladovanie inštrukcií a
počítanie. Počítače druhej generácie mohli vykonávať viac
ako 230 000 operácii za sekundu. Oproti tomu počítače prvej
generácie iba 3500 až 1700 operácii za sekundu. Pretože
tranzistory potrebujú menej energie ako elekrónky (asi 1/100
energie), druhá generácia počítačov bola nenej nákladná na
obsluhu ako jej predchodcovia..
Tak ako počítače prvej generácie, počítače druhej
generácie boli obmedzované v typoch a množstve úloh, ktoré
mohli vykonávať. V tejto generácii počítačov boli v obchode
najpoužívanejšie hlavne účtovnícke programy. Vo väčšom
obchode a v priemysle boli to práce v dávkach - veľké skupiny
dát sa spracovávali počas jednej doby. Napríklad:
spoločnosť zhromažďovala faktúry za dobu týždňa a
uložila všetky tieto dáta pre spracovanie na jeden deň. Tento
typ spracovania dát sa nazýva dávkové spracovanie (batch
processing). Používalo sa na spracovanie mzdového listu,
inventáru, splatnej faktúry atď. Dôležité bolo používanie
externej pamäti na ukladanie dát. Pamäťové bunky boli oveľa
rýchlejšie a spoľahlivejšie ako tie, ktoré sa používali v
prvej generácii. Jeden z prvých typov elektronického ukladania
dát bol založený na malom magnete okrúhleho tvaru,
nazývaného ferit (core). Feritová pamäť bola rýchlejšia a
viac spoľahlivejšia ako bubnová pamäť používaná v
počítačoch prvej generácie. Počítače druhej generácie sa
vyznačovali využívaním feritovej pamäte.
Ďalší dôležitý rozdiel bol v zavedení nezávislých
off-line zariadení. Nemali trvalú komunikáciu s počítačom,
ale boli k dispozícii, keď ich počítač potreboval.
Napríklad keď počítač potreboval dáta z čítača diernych
štítkov, čítač bol aktivovaný, dáta prečítal do
počítača, a potom ostal v nečinnosti, až kým počítač
nepotreboval opäť dáta. Dáta mohli byť poslané do
nezávislej tlačiarne, a počítač mohol opäť začať
spracúvať ďalšiu skupinu dát.
Jedným z off-line médií bola magnetická páska. Eckert a
Mauchly vyvinuli tento typ média pre počítače prvej
generácie, ale počítače druhej generácie boli prvé, ktoré
to využívali vo veľkom rozsahu. Počítače mohli posielať
informácie na pásky, na ktorých sa informácie ukladali a
neskôr sa mohli vložiť z pásky späť do počítača.
Vloženie bolo oveľa rýchlejšie s magnetickými páskami ako
so štítkami. Informácie vkladané cez dierne štítky mohli
byť vkladané 130 znakov za sekundu, počítač používajúci
magnetickú pásku mohol čítať viac ako 6500 znakov za
sekundu.
Ďalší pokrok začal počas druhej generácie a ešte dnes
zaujímavý bol vývoj magnetického disku. Spracovanie
magnetickej pásky bolo pomalšie, pretože na obnovenie
informácií magnetickej pásky počítač musel čítať pásku
postupne (sekvenčne). Počítač číta pásky zo začiatku
pásky až po miesto, kde boli informácie uložené. S diskami
počítač mohol pristupovať k žiadúcim informáciám priamo,
tak disk mohol oveľa rýchlejšie pracovať.
Druhá generácia počítačového softwaru
Počas druhej generácie počítačov sa začali vyvíjať
programovacie jazyky. Programovacie jazyky hovoria počítaču
čo robiť v jazyku, ktorý sa veľmi podobá hovorenému jazyku.
Programovacie jazyky majú vysvetľovať ľuďom, kým
počítačový jazyk má vysvetľovať len počítaču.
Programovacie jazyky počítače prekladajú do binárneho kódu
cez špeciálne programy nazývané prekladače. Prekladač je
program, ktorý prekladá inštrukcie napísané v programovacom
jazyku na príkazy priamo zrozumiteľné počítaču. Hlavné
výhody programovacích jazykov sú, že programy sa ľahšie
píšu a tiež pomáhajú redukovať programovacie chyby.
Počítačový jazyk, ktorý je používaný v obchodnom styku,
je často odlišný od počítačového jazyka používaného
vedcami. Pre túto príčinu odlišné programovacie jazyky sú
vhodné pre špecifické typy užívateľov a aplikácií.
Niektoré z programovacích jazykov sa vyvíjali počas tohto
obdobia zahrňujúceho COBOL, obchodne orientovaného jazyka, a
FORTRAN, vyvíjaného firmou IBM pre vedcov a inžinierov.
V vývojom vyšších programovacích jazykov úzko súvisí
vývoj inštrukcií navrhovaných na kontrolu počítačových
zdrojov. S vývojom off-line zariadení inštrukcie museli byť
vyvíjané tak, aby mohli posielať alebo prijímať informácie
do týchto zariadení, keď boli on-line. Tieto inštrukcie sú
nazývané operačné systémy. Prvé operačné systémy boli
primitívne. Modernejšie operačné systémy museli počkať na
vývoj tretej generácie počítačov.
Charakteristika počítačov druhej generácie.
. Tranzistory
. Magnetické pásky
. Magnetická feritová pamäť
. Čítače diernych štítkov
. Tlačiarne
. Hromadné spracovanie dát
. Zavedenie programovacích jazykov vyššej úrovne
. Operačné systémy
TRADIS (1955) prvý tranzistorový počítač obsahoval 800
tranzistorov v Bell Laboratories v spoločnosti Texas Instrument.
John Bardeen, v 1956 ocenený Nobellovou cenou za fyziku za objav
tranzistorového efektu
IBM 650 (1954) Firma IBM začala ako prvá masovú výrobu
počítačov. Za 15 rokov sa predalo 1500 takých počítačov.
Minipočítač PDP-8 (1965) vyvinutý firmou Digital Equipment,
stál 20000 dolárov
Tretia generácia počítačov
Vývoj a používanie integrovaných obvodov znakom tretej
generácie výpočtovej techniky . Táto generácia trvala od
roku 1964 až do roku 1970. Integrovaný obvod pozostáva z
tisícok obvodov vytlačených na malú silikónovú kartu
nazývanú čip (chip).
Výhoda čipov je tá, že jednoduchý čip môže nahradiť
tisíce tranzistorov. Používaním integrovaných obvodov
počítače mohli vykonať viac ako 2.500.000 operácií za
sekundu. Integrované obvody sú viac spoľahlivé ako
tranzistory, pretože používajú menej elektriny a majú
dlhšiu životnosť.
Ďalším dôležitým krokom vo vývoji tretej generácie
počítačov bolo predstavenie rodín počítačov (family
computers). Najdôležitejší detail je, že rodiny používajú
rovnaké čipy a podieľajú sa na rovnakom operačnom systéme
alebo metóde kontrolovania počítača. Počas roku 1960 IBM
vyvinulo jednu z prvých počítačových rodín, série
centrálnych počítačov nazývaných System/360. IBM System/360
alebo S/360 pozostával zo šiestich vzostupne kompatibilných
počítačov. Vzostupne kompatibilný znamená, že programy
mohli fungovať na malých počítačoch 360 a tiež na
väčších počítačoch 360.
Pre túto kompatibilitu obchod mohol začať s malým
počítačom a postúpil k väčšiemu počítaču bez nutnosti
zmeniť software a preškoliť počítačových operátorov.
Táto vlastnosť bola zvlášť atraktívna pre mnohých
menších obchodníkov s menším kapitálom ako veľké firmy.
IBM predalo viac ako 30 000 týchto sérií počítačov typu
System/360.
Neskôr IBM vyvinulo novšiu sériu rodín počítačov 370.
Tieto série 20 počítačov s doplnkovým hardwarom a softwarom
boli tiež vzájomne kompatibilné. Teraz opäť firmy mohli
začať s malými počítačmi a potom pokračovať s väčšími
a výkonnejšími počítačmi.
Dnes ďalšie firmy ponúkajú rodiny vzájomne kompatibilných
centrálnych počítačov, ale IBM bol prvý, kto to tak urobil.
IBM vznikol z firmy nazývanej CTR
(Computing-Tabulating-Recording Corporation) v roku 1924. Niekedy
nazývaný "Big Blue".
So svojimi rodinami počítačov IBM si zabezpečili svoju
pozíciu na čele počítačového priemyslu. Hoci veľa firiem
kupovalo počítače, ďalšie stále neprestávali cítiť
potrebu investovať do vlastných systémov. Ďalší vývoj
tretej generácie diaľkových počítačových terminálov
umožňoval týmto firmám spájať sa do jednoduchých veľkých
centrálnych počítačov. Títo diaľkoví užívatelia, ako
napríklad malé firmy, mali platiť vlastníkovi veľkého
počítača poplatok za dobu, počas ktorej používali
centrálny počítač. Malé firmy mohli napríklad používať
diaľkový terminál na robenie svojich faktúr, alebo malý
školský obvod mohol používať diaľkový terminál na zoznam
miestností alebo študentov.
Najdôležitejší detail je, že zamestnanci v malých i
veľkých firmách nestrácali zamestnanie s počítačmi počas
tejto generácie. Začala sa objavovať nepatrná zmena vo
firemnom manažmente . Počítače umožňovali firmám zachovať
presné kópie záznamov. Toto viedlo k zmene úloh zamestnancov
v spoločnosti. Napríklad účtovníci s prístupom k
počítaču mohli stráviť viac času interpretáciou
účtovníckych informácii a vytvárať doporučenia pre
vlastníkov firmy. V tom čase veľa majiteľov malých firiem sa
obávali, že ich opustia ich účtovníci. Ak účtovník
opustil firmu, majiteľ nebol schopný v krátkom čase zaučiť
nového zamestnanca. S príchodom počítačov stačilo nového
zamestnanca zaučiť správne vkladať údaje do počítača a
obsluhovať účtovnícky program.
Ďalšia dôležitá vlastnosť počítačov tretej generácie
bolo zvýšené používanie magnetických diskových zariadení
na ukladanie dát. Magnetický disk je vynikajúci pretože
umožňuje priamy prístup k dátam a nie, ako to bolo predtým
sekvenčne. Priamy prístup k dátam podstatne zvýšil rýchosť
výpočtu.
Tretia generácia počítačov - software
Počas tretej generácie počítačov boli vyvinuté nové
programovacie jazyky ako BASIC, ktorý sa dal ľahko naučiť a
bol na všeobecné použitie. Ďalší bol PASCAL. Pretože tieto
programovacie jazyky sa dali ľahko naučiť a používať, veľa
počítačových užívateľov si mohli vytvoriť taký program,
ktorý potrebovali.
Dôležitá pre túto generáciu bola práca na skvalitnení
operačných systémov, ktoré sa objavili počas druhej
generácie. Operačné systémy spracovajú dáta novým
spôsobom. Prvá a druhá generácia počítačov spracovávala
dáta dávkovým spôsobom a v dannom čase vykonávali iba jednu
úlohu. Rýchosť spracovania dát tiež ovlyvňovala rýchosť
vstuných a výstupných zariadení. Operačné systémy tretej
generácie umožňujú spracovávať na počítači niekoľko
úloh súčasne, viacúlohový operačný systém (multitasking)
a s prideľovaním času (time sharing). Každá úloha sa
nachádza v malom segmente. Ak je ukončená jedna úloha,
výsledok pošle na disk, terminál, tlačiareň alebo nejaké
ďalšie zariadenie. Počítač nie je v nečinnosti, pokiaľ sa
prečítajú dáta z pomalého vstupného zariadenia, ale
pokračuje v ďalšej úlohe. Operačný systém tiež umožňuje
pristupovať viacerým užívateľom k tým istým dátam
súčasne, napr. v knižniciach, na letiskách.
Charakteristika počítačov tretej generácie.
. Integrovaný obvod
. počítače s možnosťou rozšírenia (výmena alebo doplnenie
ďalších komponentov)
. diskové mechaniky
. nižšia cena
. vylepšený operačný systém
. multitasking
. on-line prístup
. prideľovanie času
IBM 360 (1964)
Firma Burroughts (1968) vyvinula prvé počítače s
integrovanými obvodmi V2500, V3500
Počítače štvrtej generácie
Miniaturizácia integrovaných obvodov je charakteristická pre
švtrtú generáciu. (od 1970 podnes). Mikročíp alebo
mikroprocesor vykonáva milióny operácii za sekundu. Firma
Ingel Corporation vyvinula prvý mikroprocesor, ktorý nazvala
4004, neskôr to bol o rok neskôr 8008 Éru mikropočítačov
zahájil mikroprocesor Intel 8080. Vážil iba niekoľko gramov a
zaberal niekoľko štvorcových centimetrov. V porovnaní so
skoršími počítačmi to bol obrovský prevrat. Elektronický
číp je v dnešnej dobe výkonnejší, ekonomicky dostupnejší
a je menší ako minca.
Ďalšia dôležitá vlastnosť štvrtej generácie počítačov
je ich neobyčajne rozsiahle využitie. Počítače môžeme
nájsť skutočne v každej malej firme, v každej škole a v
miliónoch domácnostiach, pretože sú pomerne lacné. Štvrtá
generácia počítačov dáva na výber aplikácie podľa
účelov, nie len obmedzené aplikácie (ponúka napr.
počítanie potravinárskych účtov, automobilovým firmám
pomáha starať sa o design nových modelov, atď.).
Mikropočítače sa používajú na úradoch, vo veľkoobchodoch,
v rôznych servisoch a vo všetkých druhoch podnikania.
Rozvoj mikroprocesorov bol sprevádzaný rozvojom ďalšieho
hardvéru. Čo sa týka podstaty pamäte, moderné
mikropočítače používajú pre vnútornú pamäť polovodiče
(metal-oxide semiconductor MOS). Je to špeciálny číp, ktorý
zásobuje veľké množstvo informácií na veľmi malé miesto.
Obvody polovodičovej pamäte sú veľmi podobné mikroprocesoru
pripojenému k silikónovým čípom. Polovodiče sú veľmi
rýchle, avšak sú nestále, teda, pokiaľ je polovodič
vypnutý, stráca všetko, čo je v ňom uskladnené.
Všetky rozvojové stupne technológií sprevádza pokrok v
používaní externej pamäte a uskladnenie dát na disk.
Mikropočítače používajú okrem disku malý "floppy
disk" ako formu prídavnej pamäť pre uskladnenie dát. S
mikropočítačmi, počítačovými programami muselo existovať
aj pravidelné ukladanie do pamäte (v určitých intervaloch),
pretože pamäť môže dosiaľ neuložené dáta stratiť a to
vtedy, ak sa predčasne sám vypne. Dáta teda môžu byť
uskladnené na disku pre neskoršie použitie.
Štvrtá generácia počítačov - software.
dôležitým softvérovým rozvojom štvrtej generácie
počítačov sú databázové systémy. Databázové programy
dovoľujú užívateľom počítačov zásobené dáta uložiť
do iných formátov. Fakulty a univerzity, napríklad,
používajú databázové programy na zásobovanie informácií o
študentoch a usmerniť dáta podľa rôznych ciest (napr. podľa
mena, bezpečnostného čísla atď.)
BASIC a Pascal, rozvinuté v priebehu tretej generácie, sú
ideálne pre domáceho mikropočítačového programátora a
používanie týchto programovacích jazykov je prospešné pre
rozvoj mikropočítačov.
Charakteristika počítačov štvrtej-generácie.
. miniaturizácia integrovaných obvodov
. mikroprocesor
. MOS pamäť
. dátové komunikácie
. modemy
. floppy disky
. hard disky
. mikropočítače
. rozličné programové aplikácie
. rozšírenie operačných systémov
1975 študenti Bill Gates a Paul Allen tvorcovia populárneho
programovacieho jazyka BASIC pre osobný počítač
ALTAIR(Beginners All-Purpose Symbolic Instruction Code)
Firma Commodor (1977) vyvinula svoj počítač PET Personal
Electronic Translator
V tom istom roku sa začal vyrábať aj Apple 2
IBM PC (1981)
Piata generácia počítačov
Čo je príznačné pre rozvoj piatej generácie počítačov?
Sme v piatej generácii? Bude mať každá domácnosť počas
piatej generácie počítač? Bude snáď mikropočítač tejto
generácie dôverný vo všetkom? Jedno tvrdenie je, že
počítače piatej generácie budú mať dôležitú funkciu v
domácnostiach. Iné tvrdenie je, že počítač piatej
generácie nebude dostupný ľuďom až kým nebude vedieť
vyvodzovať, usudzovať a učiť, teda kým nebude mať
inteligenciu.
Nech sa v ďalšej generácii stane hocičo, bude to pre ďalší
rozvoj vzrušujúce. Nové technológie budú riešiť mnoho
dnešných každodenných problémov. Ale predsa, s celým
pokrokom technológie prídu aj nové obmedzenia a problémy.
Postupný vývoj počítačov.
3000 p.n.l abacus
1642 Blaise Pascal uviedol pascaline
1801 Joseph Jacquard vynašiel Jacquardov rám založený na
základe sérií bodov
1830 Charles Babbage začal prácu na diferenčnom stroji
1834 Charles Babbage začal prácu na analytických strojoch
1906 Lee De Forest vynašiel elektrónku
1924 CTR Corporation založila IBM
1939 počiatok práce na ABC začal s Johnom V.Atanasoffom a
Cliffordom Berrym
1944 uvedenie Mark I.
1944 Eckert a Mauchly vynašli pojem dáta a ukladanie
informácií
1945 ENIAC
1946 John von Neumann začal používať sadu príkazov na
ovládanie počítača
1947 vedci z Bell Labs vynašli tranzistor
1948 uvedenie do EDSAC
1951 uvedenie UNIVAC-u
1957 IBM uviedlo FORTRAN
1961 uvedenie operácií počítačov
1964 IBM uviedlo System/360.
1971 Intel vyvinul mikroprocesor
1975 V časopise Popular Electronic sa objavila správa o Altair
1977 Prvý Apple computer
1981 IBM predstavuje IBM-PC
Použitá literatúra :
1. F.J.Erickson, J.A.Vonk : Modern Microcomputers, Times Mirror
Higher Education Group, Inc. company 1994.
2. V.M.Kuročkin : Znakomtes komputer, Moskva Mir 1989, ruský
preklad angického originálu K.G.Bateev : Understanding
Computers, Computer basic, Input/output, Time-Life Books Inc.,
Alexandria Virginia 1985.
3. Šalát Tibor a kol. : Malá encyklopédia matematiky,
Vydavateľstvo Obzor Bratislava 1978.