Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Historia maszyn liczących Nie jest bowiem rzeczą godną wykształconego człowieka, by tracić godziny pracując jak niewolnik nad obliczeniami, które wykonać

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Historia maszyn liczących Nie jest bowiem rzeczą godną wykształconego człowieka, by tracić godziny pracując jak niewolnik nad obliczeniami, które wykonać"— Zapis prezentacji:

1 Historia maszyn liczących Nie jest bowiem rzeczą godną wykształconego człowieka, by tracić godziny pracując jak niewolnik nad obliczeniami, które wykonać mógłby każdy, gdyby użyto w tym celu maszyny. Gottfried Wilhelm Leibniz

2 Po co? Historia informatyki może nam najlepiej pokazać czym obecnie jest informatyka. Po drugie… bo to jest po prostu ciekawe. Większa część informacji do wykładu pochodzi z książki Fascynujący świat komputerów Ducha

3 Filozofia Logika matematyczna Logika Algebra Boola Informatyka Matematyka Arytmetyka Obliczalność zadań matematycznych Teoria informacji Arytmetyka cyfrowa Algebra Zrozumieć informatykę…

4 U podstaw… oczywiście arytmetyka Od tysięcy lat rozwój cywilizacji opiera się na liczeniu Arytmetyka niezbędna aby: –Zbierać podatki –Mierzyć ziemię –Liczyć poddanych

5 U podstaw… oczywiście arytmetyka p.n.e. - Sumerowie zaczynają zapisywać transakcje handlowe na glinianych tabliczkach. 876 n.e. - Pierwsze, zarejestrowane w Indiach, użycie symbolu 0.

6 U podstaw… oczywiście arytmetyka Przeprowadzanie obliczeń było baaardzo złożone. System cyfr arabskich powszechnie przyjęto dopiero w XVI wieku. … a raczej trudno był mnożyć i dzielić liczby zapisane w systemie rzymskim.. MCMVII + XIX / MDCIII / IX * XVIII = ?????????... XII - MCMII + IX * MDCIII / IX * XVIII

7 U podstaw… oczywiście arytmetyka Rozwinięte kultury od dawna posługiwały się urządzeniami do liczenia (3000 p.n.e. - pierwsze liczydło w Babilonii). Jednym z najstarszych znanych liczydeł jest abak (abakus). Rzymski abakusChińskie liczydło

8 U podstaw… oczywiście arytmetyka W niektórych krajach liczydła są popularne do dziś: Chiny, Filipiny, Brazylia …Ukraina

9 Ale… …liczydła w wyniku zliczania paciorków dają wyniki dokładne. Są więc przykładami urządzeń CYFROWYCH

10 1000 lat minęło… W epoce Renesansu pojawiły się urządzenia zwane suwakami logarytmicznymi

11 1000 lat minęło… Liczby na suwaku uzyskuje się w wyniku przesunięcia wskaźnika. Następuje więc zamiana wartości dokładnej na wartość przybliżoną (odległość na suwaku). Takie urządzenia nazywamy ANALOGOWYMI Wynika z tego, że liczydła były bliższe współczesnym komputerom, niż nam się wydaje… Wykonanie obliczeń na liczydle wymagało odpowiedniego planu – algorytmu.

12 Komputery mechaniczne Już starożytni Grecy posługiwali się mechanicznymi urządzeniami do obliczania położenia słońca i księżyca (urządzenie znaleziono we wraku w pobliżu greckiej wysepki). Ochrzczono je nazwą starożytny komputer". Nie ma jednak podstaw by sądzić, że urządzenie to pozwalało na wykonywanie działań arytmetycznych. rekonstrukcja

13 Komputery mechaniczne Projekty Leonadro da Vinci (ok r.)

14 Komputery mechaniczne W roku 1614, szkocki teolog i matematyk, John Napier, odkrył logarytmy, dzięki którym skomplikowane mnożenie można zastąpić prostym dodawaniem. Wprowadził też tzw. tabliczki Napiera. Bazując na jego dokonaniach, w roku 1622, William Oughtred stworzył suwak logarytmiczny, który jeszcze bardziej ułatwił wykonywanie obliczeń.

15 Komputery mechaniczne Prawdopodobnie pierwsze mechaniczne urządzenie liczące zbudował Wilhelm Schickard ( ) w oparciu o tabliczki Napiera. Inspiracją do budowy tego czterodziałaniowego arytmometru były astronomiczne obliczenia Keplera. Informacje jakie przetrwały do naszych czasów pochodzą z listu Schickarda do Keplera. List ten zawiera tak szczegółowy opis urządzenia, że możliwe było jego odtworzenie.

16 Komputery mechaniczne W 1642 roku Blaise Pascal, francuski filozof, matematyk i fizyk, mając zaledwie 19 lat skonstruował pierwszy sumator mechaniczny. Pascal był synem urzędnika podatkowego i do pracy nad sumatorem zainspirowała go żmudna praca ojca. Dopiero teraz sumatory, stanowiące podstawowe narzędzie pracy w księgowości, powoli ustępują bardziej wyrafinowanym programom komputerowym.

17 Komputery mechaniczne

18 Pascal zbudował ponad 50 wersji mechanicznych sumatorów w przeciągu dziesięciu lat. Pascaliny, jak nazywano jego sumatory, miały prostą konstrukcję, podobną do liczników kilometrów w dzisiejszych samochodach. Sumator pracował więc w oparciu o dziesiętny system liczenia. Podstawowe zasady konstrukcji w oparciu o koła zębate wykorzystywane były w urządzeniach liczących przez 300 lat. Ludzie renesansu byli niesamowici… !!! Pierwszą Pascalinę zbudował jak miał 19 lat !!! Wybudował w 1662 roku pierwszą linię komunikacji miejskiej, po której kursował omnibus projektu Pascala. !!! Blaise Pascal jest też wynalazcą ruletki.

19 Komputery mechaniczne Gottfried Wilhelm Leibniz, urodzony w Lipsku, mógłby być patronem informatyków. W swoich planach budowy maszyny liczącej Leibniz wprowadził ruchomą część pozwalającą na automatyzację wielokrotnego dodawania, koniecznego do wykonania mnożenia lub dzielenia. Pozdrawiam studentów…

20 Komputery mechaniczne Leibniz odkrywa system dwójkowy i rachunek logiczny. Niestety, przez ponad 100 lat odkrycie rachunku dwójkowego nie miało wpływu na rozwój nauki, gdyż rachunek ten nie jest przydatny do obliczeń wykonywanych przez człowieka. Odkrywając rachunek binarny Leibniz ulegał wpływom mistycznym: liczba 1 reprezentowała Boga, a 0 pustkę przed stworzeniem. Duży wpływ wywarły wiadomości o chińskiej filozofii opisującej świat w dualistyczny sposób, jako pary przeciwstawnych pojęć jing-jang Leibnitz… postać szczególna dla informatyki. Jego ideą było też stworzenie języka, w którym wszystkie stwierdzenia zredukowane będą do stwierdzeń ściśle prawdziwych lub fałszywych, pozwalając na rozumowanie w oparciu o logikę formalną Jeszcze do niego wrócimy przy omawianiu algorytmów.

21 Pierwszy prawie komputer Charles Babbage (1791 – 1871) Owładnięty ideą gromadzenia i opracowania liczb i faktów, poświęcił 35 lat życia na konstruowanie maszyn liczących. W XIX w. obliczaniem tablic matematycznych zajmowały się ogromne zespoły matematyków, ręcznie wykonujących obliczenia.

22 Pierwszy prawie komputer Maszyna różnicowa Babbagea miała być pierwszą prawdziwie automatyczną maszyną obliczającą tablice logarytmów. Niewielki prototyp maszyny różnicowej ukończony został w 1822 roku. Przez 11 lat rząd brytyjski wydał na projekt Babbage'a ogromną sumę, pomimo tego zrealizowano tylko niewielką część projektu. Wymagania dotyczące precyzji części mechanicznych były jak na owe czasy zbyt duże. Oryginalny projekt maszyny różnicowej udało się zrealizować dopiero w 1992 roku, a jej działający model ustawiono w muzeum techniki w Londynie!

23 Pierwszy prawie komputer Niezrażony niepowodzeniem Babbage przystąpił do jeszcze bardziej ambitnego projektu: maszyny analitycznej, pozwalającej na wykonywanie działań zgodnie z określoną przez operatora instrukcją. Maszyna ta miała być napędzana... energią pary, jak na wiek XIX przystało. W założeniu miał to być cud mechaniki, zbudowany głównie w oparciu o zębate kółka. Urządzenie składało się z pamięci, arytmometru i programu. Pierwsze komputery cyfrowe złożone oparte były na tej samej koncepcji Sterowanie maszyny analitycznej miało być zależne od wyników obliczeń, była to więc w założeniach pierwsza programowalna uniwersalna maszyna licząca

24 Pierwszy programistka Księżna Augusta Ada, córka Lorda Byrona i przyjaciółka Babbage'a, wymyślała dla niego teoretyczne problemy do testowania maszyny analitycznej i dlatego uważa się ją za pierwszą programistkę. Na jej cześć nazwano jeden z języków programowania ADA (jest to oficjalny język do zastosowań wojskowych w USA). Jej podobizna widnieje na niektórych hologramach autentyczności produktów Microsoftu.Microsoftu

25 Potrzeba matką wynalazków… Zgodnie z konstytucją USA co 10 lat należy sporządzać spis powszechny. W 1885 roku podliczanie danych z 1880 roku było dalekie od zakończenia. Szukano sposobów zautomatyzowania przetwarzania danych gdyż z powodu wzrostu liczby ludności w USA zachodziła obawa, że nie uda się opracować wyników danego spisu przed początkiem następnego! Amerykański statystyk, Hermann Hollerith, opracował elektryczną maszynę do wprowadzania, sortowania i podliczania danych wykorzystującą dziurkowane karty. Wyniki spisu z 1890 roku udało się dzięki temu opracować w niecałe 3 lata. Firma Holleritha przekształciła się w International Business Machines, czyli IBM, giganta przemysłu komputerowego.

26 Komputery generacji ZERO Pierwszy krok w kierunku czysto elektrycznych maszyn liczących komputer Z3 oparty na przekaźnikach (Konrad Zuse). Wykorzystane idee dwójkowej reprezentacji liczb. Dla przekaźników dwójkowa reprezentacja jest naturalna, gdyż przekaźniki to po prostu sterowane wyłączniki: są albo włączone i przepuszczają prąd, albo wyłączone i prądu nie przepuszczają. Z3 był to już w pełni funkcjonalny automat liczący sterowany programem. Rekonstrukcję Z3 można obejrzeć w Deutsches Museum (Monachium).

27 Pierwszą, w pełni automatyczną maszynę liczącą był Mark I Computer, ukończony w 1943 r. Konstrukcja 16-metrowej długości i 2.5 metrowej wysokości, w której 800 km przewodów elektrycznych łączyło jej 750 tysięcy części. Dane wprowadzano przy pomocy papierowej taśmy dziurkowanej wywodzącej się z telegrafii. Była to udoskonalona konstrukcja elektromechaniczna, nie elektroniczna, nie miała również pamięci. Zmiana programu wymagała stworzenia sieci połączeń przy pomocy kabli łączących gniazda na specjalnej tablicy. Mark I pracował w systemie dziesiętnym. W ciągu sekundy dodawał zaledwie 3 liczby, dla wykonania dzielenia zaś potrzebował aż 12 sekund, za to wykonywał je z dokładnością do 23 cyfr. Maszyna ta pracowała przez 16 lat.

28 ENIGMA i COLLOSUS Dla potrzeb deszyfracji zbudowano przy udziale A. Turinga imponującą maszynę liczącą o nazwie Collossus. Analizowała ona tysiące wiadomości dziennie poszukując właściwego klucza (zmienianego trzy razy dziennie), dzięki któremu Enigma mogła odcyfrować wiadomości.

29 ENIAC Electronic Numerical Integrator and Computer, czyli elektroniczna maszyna do całkowania numerycznego i obliczeń, maszyna zbudowana w oparciu o lampy próżniowe, z dziesiętnym systemem liczenia. Ukończony w 1946 roku był ogromną maszyną: ważył 30 ton i wymagał 175 kilowatów mocy, wypełniając prostokąt 7 na 13 metrów. Zawierał 18 tysięcy lamp i tysiące przekaźników. Głównym zadaniem ENIAC-a miało być obliczanie tablic zasięgu pocisków dla artylerii oraz praca nad programem budowy bomby wodorowej. W ciągu sekundy komputer potrafił wykonać 5000 dodawań, 350 mnożeń lub 40 dzieleń. Dziennikarze pisali, że było to szybciej niż myśl. Ta imponująca maszyna zastosowana została nie tylko dla potrzeb wojskowych, lecz również do obliczeń naukowych i inżynierskich. Na miano komputera zasłużyły maszyny Z1 oraz Z3 skonstruowane przez Zusego, a także – jak to się okazało po otwarciu tajnych archiwów brytyjskich w 1975 roku – angielskie komputery z serii Colossus, to jednak powszechnie uznaje się, iż to ENIAC rozpoczął erę postępu w rozwoju techniki obliczeniowej.

30 Eniac

31

32 Komputery generacji ZERO We wszystkich dotychczas opisywanych komputerach zmiana programu wymagała zmian jego połączeń. Kluczową ideą w budowie uniwersalnego komputera było przechowywanie danych jak i samego programu w pamięci. Decydujący wpływ w jej upowszechnieniu miał jeden człowiek, John von Neuman

33 John von Neumann ( ), inżynier chemik, fizyk, matematyk i informatyk. Wniósł znaczący wkład do wielu dziedzin matematyki, szczególnie teorii gier i uporządkował formalizm matematyczny mechaniki kwantowej. Uczestniczył w projekcie Manhattan. Przyczynił się do rozwoju numerycznych prognoz pogody. Architektura komputera von Neumana Moja koncepcja obowiązuje do dzisiaj.

34 Komputer generacji JEDEN EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer - elektroniczny komputer posługujący się dyskretnymi zmiennymi). Zbudowany zgodnie z koncepcją von Neumana Ukończony z opóźnieniem dopiero w 1951 roku. Od tego czasu dokonano wielu udoskonaleń konstrukcji komputerów, jednakże podstawowe zasady nie uległy już zmianie. Pamięć – rura rtęciowa na 1000 słów.

35 Historia informatyki nabiera tempa… komputer ogólnego przeznaczenia UNIVAC, pierwsza maszyna cyfrowa sprzedawana komercyjnie. Nabywcą pierwszego egzemplarza wyprodukowanego w 1951 roku było amerykańskie biuro rządowe zajmujące się opracowaniem wyników spisu powszechnego. w 1952 roku, pojawił się Model 701 firmy IBM

36 DRUGA generacja Druga generacja to komputery budowane w latach z wykorzystaniem tranzystorów. Wynalazek tranzystora zrewolucjonizował wiele dziedzin życia, od elektroniki użytkowej po komputery.

37 Pierwszy tranzystor Bell Laboratories

38 DRUGA generacja Pojawiły się pamięci ferrytowe, złożone z magnesów w kształcie pierścieni, nanizanych na siatkę drutów. Prąd, przepływający przez druty, mógł zmienić namagnesowanie pierścienia, zapisując w ten sposób dwie możliwości: namagnesowany lub nie. Wprowadzenie pamięci ferrytowych oznaczało ogromne przyspieszenie obliczeń. Zmieniając stan namagnesowania pamięci ferrytowe wydawały wysokie dźwięki. Na komputery wyposażone w pamięci ferrytowe opracowano nawet specjalne programy demonstracyjne odtwarzające w czasie pracy skomplikowane utwory muzyczne, np. Taniec z szablami.

39 1952 Pierwsze układy scalone

40 ASCII 1964 American Standard Association decyduje, że kod ASCII będzie standardem transferu danych. (ang. American Standard Code for Information Interchange) 0 – brak napięcia (lub mniej niż 10% wysokiego) 1 - wysokie napięcie

41 TRZECIA generacja Komputery budowane w latach , działające w oparciu o układy scalone. Rozpoczęła ją seria 360 komputerów firmy IBM. Pierwsze urządzenie półprzewodnikowe, spełniające funkcję kilku tranzystorów zbudowano w Zawierały one tylko kilka do kilkunastu struktur półprzewodnikowych na jednej płytce.

42 Odra 1305 to polski komputer trzeciej generacji serii Odra, produkowany seryjnie od 1973 r. w Zakładach Elektronicznych Elwro we Wrocławiu. Prototyp powstał w 1971 r. Polskie akcenty

43 TRZECIA generacja Przy końcu lat 70-tych miałem okazję pracować na komputerze R20 trzeciej generacji, mając jednocześnie za ścianą sprzęt generacji czwartej, do którego trudno się było dopchać. Stare R20 grzało się, warczało, ale jeśli ktoś nauczył się trudnej sztuki operatora systemu (czynności związane z rozpoczęciem pracy po awarii systemu, która zdarzała się dość często, zabierały godzinę) mógł, a nawet musiał, jeśli chciał coś policzyć, z tą maszyną spędzać całe noce. Czytnik kart co dziesiątą kartę darł na strzępy i trzeba było mieć zapasowe kopie lub szybko dziurkować nowe karty. Elektryczna maszyna do pisania, służąca za konsolę, rozgrzewała się pisząc nieprzerwanie komunikaty o błędach czytnika kart; zapach parującej z niej oliwy przyprawiał o mdłości a warkot dysków, wentylacji i drukarek wierszowych ogłuszał. Dzisiejsi użytkownicy komputerów nie mają pojęcia o tych romantycznych czasach. Przejście do komputerów czwartej generacji było prawdziwym skokiem jakościowym. Fragment z książki: Fascynujący Świat Komputerów

44 ODRA (1971 r.)

45 CZWARTA generacja Czwarta generacja to komputery budowane na układach scalonych o bardzo dużym stopniu integracji. Umownie uważa się, że zapoczątkowała ją w 1971 roku seria 370 komputerów firmy IBM. Czwarta generacja komputerów obejmuje również specjalne obwody scalone, zwane mikroprocesorami. Wynalazł je w 1969 roku Ted Hoff, pracujący w firmie Intel.

46 1971 r. Pierwszy procesor czterobitowy Intel 4004 (108kHz) 2300 tranzystorów operacji / s

47 CZWARTA generacja aż do teraz… Można powiedzieć, że prawie wszystkie używane do tej pory komputery to urządzenia czwartej generacji.

48 Kolejne generacje? Piąta, szósta? Systemy wieloprocesorowe, sztuczna inteligencja, biokomputery?

49 Ciekawostki powstają pierwsze graficzne terminale i pióra świetlne do projektowania graficznego odbył się pierwszy turniej szachów komputerowych Twarde dyski magnetyczne, powstaje też standard sieci komputerowych Ethernet – Pierwszy sklep komputerowy (USA), powstaje firma Microsoft 1976 – Powstaje firma Apple Computer 1981 – Microsoft wprowadza MS-DOS …

50 666 $

51 Osborne 1 – pierwszy laptop (1981 r.)

52 Wielki wybuch! Po 1980 roku systemy komputerowe rozwijają się tak błyskawicznie, że aby omówić każdy kolejny rok potrzebny by był dodatkowy wykład.

53 Podsumowanie, wnioski…?


Pobierz ppt "Historia maszyn liczących Nie jest bowiem rzeczą godną wykształconego człowieka, by tracić godziny pracując jak niewolnik nad obliczeniami, które wykonać"

Podobne prezentacje


Reklamy Google