História PC
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.
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.
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.
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
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.
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.
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.
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.
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,
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)
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
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
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.
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.
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
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
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
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
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)
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.
Všechno to začalo na konci
roku 1971, kdy firma Intel představila svůj první mikroprocesor 4004. Dnes se
to zdá směšné, ale tento 4bitový procesor měl frekvenci 108kHz a obsahoval 2300
tranzistorů. Po něm (v roce 1972) následoval rychlejší 8bitový procesor 8008 s
frekvencí 200kHz. Tyto procesory se používaly i v kalkulačkách nebo při řízení
světelné signalizace. První procesor použitý v osobním počítači Altair 8800
firmy MITS (pro něj panové Bill Gates a Paul Allen vyvinuli jazyk Basic) byl
označen
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
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.