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

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

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

U podstaw… oczywiście arytmetyka 4000-1200 p.n.e. - Sumerowie zaczynają zapisywać transakcje handlowe na glinianych tabliczkach. 876 n.e. - Pierwsze, zarejestrowane w Indiach, użycie symbolu 0.

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.. Podobno dzielenie wymagało wtedy studiów na uniwersytecie. MCMVII + XIX / MDCIII / IX * XVIII ------------------------------------------------- = ?????????... XII - MCMII + IX * MDCIII / IX * XVIII

U podstaw… oczywiście arytmetyka Rozwinięte kultury od dawna posługiwały się urządzeniami do liczenia (3000 p.n.e. - Powstaje pierwsze liczydło w Babilonii). Jednym z najstarszych znanych liczydeł jest abak (abakus). Liczydło, rodzaj przyrządu wspomagającego obliczenia w dawnych czasach. Zwykle w postaci deski z wyżłobieniami, w których umieszczano kamyki, czy też pręciki z koralikami. Każdy z rowków lub pręcików oznaczał pewną potęgę dziesięciu. Zasada liczenia opierała się na przesuwaniu kamyków bądź koralików. Na jednym metaliku znajdowało się po 10 kamyków lub koralików czyli 10*10=100 było tam aż 100 kamyków (koralików). 50 kamyków (koralików) było np. w kolorze niebieskim, a drugie 50 np. w czerwonym. Do tej pory są jeszcze dostępne na rynku. Zostało wyparte przez kalkulator. abacus, gr. ábaks) - deska z wyżłobionymi rowkami, które symbolizowały kolejne potęgi dziesięciu. Ułatwiało liczenie, używane w Rzymie i Grecji od 440 p.n.e. do XVIII wieku - prekursor liczydła i maszyn liczących. Był używany także w innych krajach Europy. Obliczeń dokonywano poprzez wkładanie i przekładanie kamyków w rowkach. Zasada liczenia była taka sama jak na liczydle. Jedną z odmian abaku, stanowiącą poważne udoskonalenie, przypisywali Rzymianie pitagorejczykom i nazwali mensa pythagoreana. Chińczycy używali liczydła zwanego swan-pan. Jest ono wytworem własnym pomysłowości chińskiej. Odmiana japońska nosi nazwę soroban Rzymski abakus Chińskie liczydło

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

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

1000 lat minęło… W epoce Renesansu pojawiły się urządzenia zwane suwakami logarytmicznymi Kostki Napiera pozwalały dodawać i odejmować zamiast mnożyć i dzielić Tak na marginesie to nie bylo rzeczą jasną, czy urządzenia cyfrowe okażą się bardziej przydatne od komputerów analogowych - suwaki logarytmiczne (urządzenia analogowe) w porównaniu z liczydami (urządzenia cyfrowe) miay znacznie większe możliwości rozwiązywania zożonych zagadnień i byy popularne jeszcze w latach siedemdziesiątych. Pierwsze komputery analogowe, budowane od początku lat trzydziestych, mogy rozwiązywać zożone zagadnienia znacznie szybciej niż maszyny cyfrowe. W zastosowaniach inżynierskich i naukowych komputery analogowe przetrway bardzo dugo, w latach siedemdziesiątych już gównie w symbiozie z urządzeniami cyfrowymi pod postacią komputerów hybrydowych, czyli analogowo-cyfrowych. Chociaż nadaway się one do obliczeń naukowych w mniejszym stopniu przydatne byy w administracji czy przetwarzaniu informacji, a takie zastosowania stanowią znacznie większy rynek dla producentów komputerów. Zadecydowao to o ich stopniowym zaniku - urządzenia cyfrowe rozwijay się znacznie szybciej.

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. Kostki Napiera pozwalały dodawać i odejmować zamiast mnożyć i dzielić Tak na marginesie to nie bylo rzeczą jasną, czy urządzenia cyfrowe okażą się bardziej przydatne od komputerów analogowych - suwaki logarytmiczne (urządzenia analogowe) w porównaniu z liczydami (urządzenia cyfrowe) miay znacznie większe możliwości rozwiązywania zożonych zagadnień i byy popularne jeszcze w latach siedemdziesiątych. Pierwsze komputery analogowe, budowane od początku lat trzydziestych, mogy rozwiązywać zożone zagadnienia znacznie szybciej niż maszyny cyfrowe. W zastosowaniach inżynierskich i naukowych komputery analogowe przetrway bardzo dugo, w latach siedemdziesiątych już gównie w symbiozie z urządzeniami cyfrowymi pod postacią komputerów hybrydowych, czyli analogowo-cyfrowych. Chociaż nadaway się one do obliczeń naukowych w mniejszym stopniu przydatne byy w administracji czy przetwarzaniu informacji, a takie zastosowania stanowią znacznie większy rynek dla producentów komputerów. Zadecydowao to o ich stopniowym zaniku - urządzenia cyfrowe rozwijay się znacznie szybciej.

„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. Wygląda jak sterta odpadów, w dotyku jest łupkowaty, kruchy, niczym ciasto i łączony jest z kosmitami. Przez dekady, naukowcy głowili się nad złożoną kolekcją kół, trybów i przekładni widocznych w najbardziej wyrafinowanym obiekcie z antyczności - pisze Helena Smith. Jednak 102 lata po odkryciu wapniowo-brązowego mechanizmu na dnie oceanu, ukryte inskrypcje pokazują, że jest to najstarszy komputer świata, używany do pomiarów i obliczania ruchu Słońca, Księżyca i planet. "Jesteśmy bardzo blisko odkrycia sekretu" - powiedział Xenophon Moussas, astrofizyk biorący udział w badaniach nad urządzeniem wraz z zespołem naukowców z Anglii i Grecji. "To jak puzzle zawierające astronomiczną i matematyczną wiedzę." Znany pod nazwą ANTIKYTHERA mechanizm, zbudowany przed narodzeniem Chrystusa, został znaleziony przez nurków głębinowych pośród wraku statku towarowego, który zatonął niedaleko malutkiej wyspy Antikythera w 80 roku przed Chrystusem. rekonstrukcja

„Komputery mechaniczne” Prawdopodobnie pierwsze mechaniczne urządzenie liczące zbudował Wilhelm Schickard (1592-1635) 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.

„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. Pascal jest też jednym z najbardziej popularnych języków programowania.

„Komputery mechaniczne” 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 wynalazcą ruletki. Pascal jest też jednym z najbardziej popularnych języków programowania. Osiem par kół zębatych pozwalało na dodawanie stosunkowo dużych liczb. Koła były sprzężone ze sobą realizując przeniesienie rezultatu dodawania do następnego koła jeśli cyfra przekraczała 9. Największą wadą Pascaliny był skomplikowany sposób wykonywania odejmowania, mnożenia czy dzielenia. Pascalina – maszyna licząca zaprojektowana przez Blaise Pascala około 1645 roku. Pascalina umożliwiała jedynie dodawanie i odejmowanie liczb - była więc mechanicznym sumatorem. Był to drugi mechaniczny kalkulator w historii (pierwszy został skonstruowany w 1623 roku przez Wilhelma Schickarda). Pascal w chwili rozpoczęcia projektu (1642 r.) miał 19 lat. Motywacją jego projektu była chęć ułatwienia pracy ojcu, który był poborcą podatkowym. Do 1652 roku wykonano w sumie około 50 pascalin - część do liczenia w różnych systemach monetarnych, część do wspomagania pracy geodetów.

„Komputery mechaniczne” Gottfried Wilhelm Leibniz, urodzony 21.06.1646 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… zmarły 14.11.1716 w Hannowerze i pochowany w zbiorowym, bezimiennym grobie

„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. Leibniz posługiwał się jeszcze cyframi rzymskimi. 010 110

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. Nazywano ich COMPUTERS (ang. comp – liczyć) Aż do lat 40’ XXw. Computer określało rodzaj wykonywanej pracy. W czasach Babbage'a tablice matematyczne, takie jak tablice logarytmów i funkcji trygonometrycznych, były tworzone przez zespoły matematyków, pracujących dzień i noc przy pomocy prymitywnych kalkulatorów. Z uwagi na fakt, iż ludzie ci wykonywali obliczenia, nazywano ich "computers" (ang. to compute - liczyć, computer - ktoś liczący). W rzeczywistości aż do lat 40. XX wieku określenie "computer" było używane jako określenie rodzaju wykonywanej pracy (a nie jako nazwa odnosząca się do samych maszyn), lecz z biegiem czasu termin ten został powiązany z maszynami, które samodzielnie mogły wykonywać obliczenia. W 1822 Babbage zaproponował zbudowanie maszyny zwanej maszyną różnicową, która automatycznie wyliczała by te tablice. Maszyna różnicowa została tylko częściowo ukończona, gdy Babbage wpadł na pomysł innej, bardziej zaawansowanej maszyny, którą nazwał maszyną analityczną. Interesujące jest to, iż po ponad 150 latach od narodzin tej koncepcji zespół naukowców z Londyńskiego Muzeum Nauki w końcu zbudował według oryginalnych planów jedną z pierwszych maszyn różnicowych Babbage'a. Ostateczna maszyna, zbudowana z kutego żelaza, brązu i stali, składała się z 4000 elementów, ważyła trzy tony oraz miała 10 stóp szerokości i 6 wysokości. Urządzenie to wykonało pierwszą serię obliczeń na początku lat 1990 i dało wyniki z dokładnością do 31 cyfr, co daleko wykracza poza dokładność zwykłego, kieszonkowego kalkulatora. O jego nieprzydatności świadczy jednak fakt, że każde obliczenie wymaga wykonania wielu obrotów korbą.

Pierwszy prawie komputer Maszyna różnicowa Babbage’a 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 wLondynie! Dwadzieścia lat po zarzuceniu tego projektu szwedzki wynalazca Pehr Scheutz, korzystając z rad Babbage'a, zbudował zmodyfikowaną wersję maszyny różnicowej. Pokazana na wystawach w Londynie i Paryżu została nagrodzona złotym medalem. Po wstępnym ustawieniu maszyna produkowała kolejne wyniki szeregów różnicowych automatycznie, wymagając od człowieka jedynie kręcenia korbą. Interesujące jest to, iż po ponad 150 latach od narodzin tej koncepcji zespół naukowców z Londyńskiego Muzeum Nauki w końcu zbudował według oryginalnych planów jedną z pierwszych maszyn różnicowych Babbage'a. Ostateczna maszyna, zbudowana z kutego żelaza, brązu i stali, składała się z 4000 elementów, ważyła trzy tony oraz miała 10 stóp szerokości i 6 wysokości. Urządzenie to wykonało pierwszą serię obliczeń na początku lat 1990 i dało wyniki z dokładnością do 31 cyfr, co daleko wykracza poza dokładność zwykłego, kieszonkowego kalkulatora. O jego nieprzydatności świadczy jednak fakt, że każde obliczenie wymaga wykonania wielu obrotów korbą.

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 Urządzenie składało się z trzech części, nazywanych przez Babbage'a „składem”, „młynem” i „mechanizmem sekwencyjnym”. „Skład” miał przechowywać rezultaty pośrednich obliczeń, pełnił więc rolę pamięci. Zgodnie z planem powinien przechowywać 100 liczb 40-cyfrowych do czasu, aż będą potrzebne do dalszych obliczeń. „Młyn” spełniał rolę arytmometru, wprowadzając dane ze składu i wykonując na nich operacje arytmetyczne. „Mechanizm sekwencyjny”, który można by nazwać programem, miał decydować o tym, które dane pobierać ze składu i jakie wykonywać na nich operacje. Pierwsze komputery cyfrowe złożone były dokładnie z takich trzech części. Ponieważ sterowanie maszyny analitycznej miało być zależne od wyników obliczeń („pożera własny ogon”, jak to obrazowo określił jej twórca), była to w założeniach pierwsza programowalna uniwersalna maszyna licząca.

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). księżna Augusta Ada, córka Lorda Byrona i przyjaciółka Babbage'a, tak opisała maszynę analityczną w swoich pamiętnikach: „Przewyższa ona swoje poprzedniczki zarówno możliwościami obliczeń, które może wykonać, w ich pewności i dokładności, i w braku konieczności podejmowania przez człowieka inteligentnych decyzji w czasie wykonywania obliczeń.” Wspominając o możliwości użycia kart dziurkowanych napisała tak: „Można słusznie powiedzieć, że maszyna analityczna tka algebraiczne wzory podobnie jak krosna Jacquarda tkają materiały w kwiaty i liście .” Babbage napisał o swojej przyjaciółce: „...wydaje się ona rozumieć działanie maszyny analitycznej lepiej ode mnie i jest znacznie, znacznie lepsza w objaśnianiu jej zasad”. Jednak biografowie zanotowali, że Lovelace miała trudności z opanowaniem matematyki i trwa spór, czy naprawdę rozumiała dogłębnie idee ukryte za programowaniem maszyny Babbage'a, czy raczej była wykorzystywana przez Babbage'a do celów public relations. Jako jedna z pierwszych kobiet w historii informatyki Lovelace zajmuje ważne politycznie miejsce i przez to trudno jest oszacować czy jej, czy Babbage'a wkład jest ważniejszy. Jej podobizna widnieje na hologramach autentyczności produktów Microsoftu.

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 Hollerith’a przekształciła się w International Business Machines, czyli IBM, giganta przemysłu komputerowego. Podobne urządzenie wykorzystywane było w czasie spisów powszechnych jeszcze w 1950 roku.

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). Komputery zbudowane na przekaźnikach określa się czasem mianem komputerów zerowej generacji. Budowano kalkulatory działające w systemie dziesiętnym, zbudowano arytmometr działający w systemie ósemkowym, a system dwójkowy, w którym posługujemy się tylko dwoma cyframi, 0 i 1, pojawił się dopiero w maszynach na przekaźnikach.

TIME zaliczył Turinga do Największych postaci XX w. Alan Turing (1912-1954), twórca teorii automatów, dziedziny stanowiącej matematyczne podstawy teorii obliczeń. Największe znaczenie dla rozwoju informatyki miały jego prace teoretyczne, w szczególności praca podająca teoretyczny model komputera („automat Turinga”). Turing wielokrotnie startował jako zawodnik w maratonie. Aresztowany w 1952 roku za homoseksualizm i skazany na leczenie psychiatryczne oraz kurację hormonalną Turing w dwa lata później prawdopodobnie popełnił samobójstwo (okoliczności jego śmierci do dzisiaj nie są w pełni wyjaśnione). TIME zaliczył Turinga do Największych postaci XX w.

ENIGMA i COLLOSUS W czasie wojny Turing należał do grupy ekspertów zaangażowanych w odcyfrowywanie niemieckich szyfrów ENIGMA. Niemałą rolę w tej pracy grał polski wywiad. Dla potrzeb deszyfracji zbudowano imponującą maszynę liczącą o nazwie Collossus. Analizowała ona tysiące wiadomości dziennie poszukując właściwego klucza (zmienianego trzy razy dziennie), dzięki któremu Enigma mogła odcyfrować wiadomości. Jeden ze współpracowników Turinga tak powiedział komentując jego rolę w programie łamania szyfrów: „Nie powiem, że dzięki Turingowi wygraliśmy wojnę ale śmiem powiedzieć, że bez niego moglibyśmy ją przegrać”. Turing wielokrotnie startował jako zawodnik w maratonie. Jakkolwiek byśmy na to nie popatrzyli, COLOSSUS był jednym z pierwszych na świecie działających, programowanych komputerów cyfrowych. Lecz była to maszyna o specjalnym przeznaczeniu, która w rzeczywistości nadawała się do wąskiego zakresu zadań (na przykład nie potrafiła mnożyć dziesiętnie). Gdy to już stwierdziliśmy, musimy jednak przyznać, iż COLOSSUS pomimo tego, iż był komputerem o specjalnym zastosowaniu, to jednak dowiódł on swojej wystarczającej elastyczności, aby można go było programować do wykonywaniu przeróżnych zadań. W 1952 roku włamano się do domu Alana Turinga, który poinformował o tym fakcie policje. W wyniku jej śledztwa Turing potwierdził, iż jest homoseksualistą[1]. Wówczas został oskarżony o naruszenie moralności publicznej, wytoczono przeciwko niemu proces. Jako karę orzeczono odebranie klauzuli dostępu do poufnych informacji oraz zakazano udziału w badaniach związanych z konstrukcją komputera. Zmuszono go do konsultacji z psychiatrą i rocznej kuracji hormonalnej, polegającej na przyjmowaniu estrogenu (zob. terapia konwersyjna). Efektem kuracji była między innymi ginekomastia. 7 czerwca 1954 Alan Turing zamknął się w swojej sypialni i popełnił samobójstwo spożywając jabłko zanurzone wcześniej w cyjanku.

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.

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. W ostatnim dniu maja 1943 roku ustalono nazwę ENIAC. Piątego czerwca podpisano uruchomienie najściślej tajnego "Projektu PX", którego koszty ustalono na 150 tys. dolarów (faktycznie wyniosły 486 804 dolary i 22 centy). Oficjalnie pracę rozpoczęto 1 lipca, dwa pierwsze akumulatory uruchomiono w czerwcu następnego roku, całą maszynę oddano do prób laboratoryjnych jesienią 1945 roku, pierwsze eksperymentalne obliczenia przeprowadzono w listopadzie roku 1945. Jak wspomniano, 30 czerwca 1946 roku przekazano ENIACa armii, która pokwitowała odbiór "Projektu PX". ENIAC zatem w wojnie udziału nie wziął. Co więcej, uruchamianie go przez armię trwało aż do 29 lipca 1947 roku. Ale raz uruchomiony i po bardzo zasadniczych poprawkach, wprowadzonych do jego działania – według wskazówek von Neumanna – służył w wojsku dość długo, obliczając nie tyko tablice balistyczne, ale także analizując warianty budowy bomby wodorowej, projektując taktyczną broń atomową, badając promienie kosmiczne, projektując tunele aerodynamiczne, czy wreszcie – najzupełniej "cywilnie" – obliczając wartość liczby pi z dokładnością do tysiąca miejsc po przecinku. Zakończył swą służbę 2 października 1955 roku o godzinie 23.45, kiedy to wyłączono go ostatecznie z sieci i przystąpiono do demontażu. Miał być sprzedany na złom; ale korzystający zeń uczeni zaprotestowali i duże fragmenty maszyny udało się ocalić. Największy z nich znajduje się dziś w Smithsonian Institution w Waszyngtonie. ENIAC rachował – w odróżnieniu od komputerów współczesnych – w systemie dziesiętnym, operując liczbami dziesięciocyfrowymi, dodatnimi lub ujemnymi, z ustalonym położeniem przecinka dziesiętnego. Jego szybkość, na owe czasy niewyobrażalnie niemal wielka, wyrażała się pięcioma tysiącami dodawań takich liczb w ciągu sekundy. W razie potrzeby maszyna mogła pracować na liczbach podwójnej precyzji (dwudziestocyfrowych) o zmiennym miejscu położenia przecinka dziesiętnego; oczywiście, w takim wypadku działała wolniej, a pojemność pamięci odpowiednio malała. ENIAC miał typową budowę modułową. Jego architektura opierała się na zhierarchizowanych układach o zmiennej złożoności. Wewnątrz wspomnianych szaf znajdowały się stosunkowo łatwo wymienialne panele, zawierające różne zestawy elementów elektronicznych. Taki typowy panel stanowiła np. dekada, mogąca rejestrować cyfry od 0 do 9 i generować przy dodawaniu sygnał przeniesienia do następnego takiego układu – to w pewnym sensie elektroniczny odpowiednik kół cyfrowych z siedemnastowiecznego sumatora Pascala. Podstawowymi elementami maszyny były akumulatory, które potrafiły zapamiętać liczby dziesiętne, dodawać je i przekazywać dalej; każdy z takich akumulatorów zawierał 550 lamp elektronowych. Liczbę, przechowywaną akurat w danym akumulatorze, można było odczytać z układu zapalonych na czołowej części odpowiedniej szafy neonówek. Wprawdzie dziś uważa się, że już przed nim na miano komputera zasłużyły maszyny Z1 oraz Z3 skonstruowane przez niemieckiego inżyniera Konrada 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.

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

Architektura komputera von Neumana Moja koncepcja obowiązuje do dzisiaj. John von Neumann (1903 - 1957), 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.

Komputer generacji JEDEN EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer - elektroniczny komputer posługujący się dyskretnymi zmiennymi). Ukończony z opóźnieniem dopiero w 1951 roku. Od tego czasu dokonano wielu udoskonaleń konstrukcji komputerów, jednakże podstawowe zasady nie uległy już zmianie. Zajmowała ponad 111 metrów kwadratowych powierzchni, zawierała ok. 6000 lamp i 12000 diod. Częstotliwość zegara 996,75 kHz. Pamięć operacyjna ultradźwiękowa z rtęciową rurą opóźniającą na 1000 słów (to rozwiązanie zastosowano później w polskiej maszynie XYZ); wejście/wyjście z zastosowaniem taśmy perforowanej i kart dziurkowanych systemu IBM; do kontroli sterowania używano zwykłego oscyloskopu; w roku 1953 dodano do maszyny pamięć zewnętrzną w postaci bębna magnetycznego. Zapotrzebowanie na moc 56 kilowatów. Maszyna osiągnęła użyteczność obliczeniową już w roku 1951, pracowała do grudnia roku 1962. Pamięć – rura rtęciowa na 1000 słów.

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

DRUGA generacja Druga generacja to komputery budowane w latach 1959-1964 z wykorzystaniem tranzystorów. Wynalazek tranzystora zrewolucjonizował wiele dziedzin życia, od elektroniki użytkowej po komputery.

1945-48 Pierwszy tranzystor Bell Laboratories

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.

Pierwsze układy scalone

TRZECIA generacja Komputery budowane w latach 1965-1970, działające w oparciu o układy scalone. Rozpoczęła ją „seria 360” komputerów firmy IBM. Pierwsze urządzenie półprzewodnikowe, spełniające funkcję kilku tranzystorów zbudowano w 1958. Zawierały one tylko kilka do kilkunastu struktur półprzewodnikowych na jednej płytce. W 1964 roku pod kierownictwem Thomasa Watsona Jr., syna założyciela firmy, IBM zainwestował 5 mld USD w opracowanie maszyny IBM 360, która stała się sukcesem rynkowym. IBM 360 zapoczątkował rodzinę kompatybilnych maszyn, spopularyzował prace na odległość (terminale podłączone przez linie telefoniczne), do roku 1968 sprzedano 14 tys. maszyn.

Polskie akcenty 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.

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 zdażała 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”

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.

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

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

Ciekawostki 1963 - powstają pierwsze graficzne terminale i pióra świetlne do projektowania graficznego. 1970 - odbył się pierwszy turniej szachów komputerowych. 1973 - Twarde dyski magnetyczne, powstaje też standard sieci komputerowych Ethernet. 1975 – Pierwszy sklep komputerowy (USA). 1981 – Microsoft wprowadza MS-DOS …

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

Podsumowanie, wnioski…?