• Zápis

      Vývoj počítačů

       

      předchůdce počítačů:

      - počítadlo abakus

      - logaritmické pravítko

      - další mechanické stroje a kalkulačky

       

      0. GENERACE

      - použití elekromagnetické součástky RELÉ

      - počítač Mark 1 (cca 750 000 součástek)

       

      1. GENERACE

      - použití součástky ELEKTRONKA

      - počítač ENIAC – první elektronický počítač (cca 40t)

       

      2.GENERACE

      - Použití součástky TRANZISTOR

      - vznikají první operační systémy a programovací jazyky

       

      3.GENERACE

      - použití INTEGROVANÝCH OBVODŮ

      - počítač IMB360 – sériová výroba

       

      4.GENERACE

      - použití MIKROPROCESORU

      - vznik osobních počítačů

      - počítač IBM PC

      - éra operačního systému MS-DOS

       

       

      Předchůdci počítačů

      Abakus

      • první mechanické počítadlo připomínající dnešní dětská počítadla
      • vznik asi přes 5000 lety v Malé Asii, následné rozšíření do Číny nebo Řecka a Říma

      abakus

      Obr. 1: Rekonstrukce římského abaku.

      Logaritmické pravítko

      • nástroj umožňující převést násobení a dělení na scítání a odčítání
      • vynálezce angličan John Napier (1614)

      Mechanické kalkulátory

      • předchůdci dnešních kalkulaček, umožňovali základní početní operace včetně druhé odmocniny
      • průkopníky v této oblasti byli francouz Blaise Pascal (1642) či němec Gottfried Wilhelm von Leibniz (1694)
      • Thomas de Colmar - první hromadně vyrábené kalkulátrory nazvané Arithmometr (1820)

      arithmometr

      Obr. 2: Arithmometr z roku 1887.

      Analytický stroj

      • anglický matematik Charles Babbage plánoval v 19. století vytvořit stroj, který by umožnil řešit složité výpočty
      • mělo se jednat o mechanický stroj poháněný parou, který obsahoval tzv. "sklad" (dnes paměť) a "mlýnici" (dnes procesor)
      • stroj však nebyl nikdy zcela dokončen

      Za počátek vývoje dnešní počítačů jsou považována 30. léta 20. století

      Nultá generace (1930 - 1945)

      • vývoj tzv. nulté generace počítačů byl umocněn začátkem druhé světové války
      • hlavními součástkami byly reléové obvody
      • počítače byl obrovské, vážily několik tun a jejich rychlost byla několik operací za sekundu
      • jako vstupní datové médium se používaly děrné pásky nebo děrně štítky
      • výstup byl v podobě automatizovaných psacích strojů či dálnopisů
      • 1939 - vzniká firma Hewlett-Packard (dnes HP)

      Z1, Z2 a Z3 (Německo)

      • konstruktéry byli němečtí inženýři Konrad Zuse a Helmut Schreyr
      • Z1 z roku 1936 je považán za první svého druhu, následoval Z2 (1938)
      • nejvýkonnější byl Z3 (1939) a sloužil pro výpočty drah balistických raket V2
      • po náletu spojeneckých letadel v roce 1944 byl zničen

      z3

      Obr. 3: Replika počítače Z3

      Colossus (Velká Británie)

      • byl zkonstruován v anglickém Bletchley Parku v roce 1944
      • sloužil k dešifrování tajných německých depeší z přístroje Enigma
      • po válce byl rozebrán a zničen

      Mark I a Mark II (USA)

      • byly postaveny na Harvardské univerzitě, autorem byl Howard Hathaway Aiken a financován byl nově vzniklou firmou IBM
      • byl využíván americkým námořnictvem pro výpočet balistických tabulek
      • Mark II fungoval i několik let pro druhé světové válce

      mark1

      Obr. 4: Pravá strana počítače Mark I.

      První generace (1945 - 1951)

      • první generace byla charakteristická použití elektronkových obvodů, méně již relé
      • stále byly velké, několik tun těžké, energeticky náročné a nespolehlivé
      • jako datová média se stále používaly děrné pásky, avšak již dokázely zpracovat stovky operací za sekundu

      Obr. 5: Elektronkový obvod.

      ENIAC, MANIAC a UNIVAC

      • byly americké počítače, které svým principem fungovaly stejně jako dnešní počítače
      • ENIAC měl původně sloužit pro výpočet balistických střel, ale válka skončila dříve než byl dokončen
      • vylepšená verze ENIACu byl MANIAC, který posloužil pro výpočty při konstrukci atomových bomb v Los Alamos
      • UNIVAC byl první sériově výráběny počítač (sloužil například pro scítání lidu, nebo volební odhady)

      eniac

      univac
      Obr. 6: Počítač ENIAC. Obr. 7: Počítač UNIVAC.

      Druhá generace (1951 - 1965)

      • v druhé generaci byly elektronky nahrazeny křemíkovými tranzistory, které umožnily zvyšit rychlost, spolehlivost a zmenšit rozměry a energetickou náročnost (zpracovály již několik tisíc operací za sekundu)
      • objevují se také první operační systémyprogramovací jazyky
      • jako datové médium se začaly používat magnetické pásky
      • počítače začínaly též pronikat do komerční sféry
      • TRADIC - byl sériově výraběný počítač s tranzistory (firma Bell Labs)
      • nejúspěšnějšími byly modely firmy IBM
      • firma IBM představuje první jehličkovou tiskárnu (1957)
      • 1957 - v Praze byl kolektivem docenta Antonína Svobody spuštěn první československý reléový počítač SAPO (SAmočinný POčítač)
      • v roce 1964 je vynalezena první počítačová myš (Douglas Engelbart)
      ibm1401
      Obr. 8: Počítač IBM 1401.

      Třetí generace (1965 - 1980)

      • třetí generace je typická nahrazením samotných tranzistorů tzv. integrovanými obvody (zabudování velkého množství tranzisorů do jednoho čipu)
      • důsledkem bylo významné změnšení velikosti počítače a zvýšení rychlosti (desetitisíce operací za sekundu)
      • zavádí se podpora pro multitasking (víceúlohovost)
      • nejznámějšími typy počítačů byly IBM System 360 nebo Cray-1
      • v roce 1967 se objevuje první disketa (firma IBM) a první kapesní kalkulačka (firma Texas Instrument)
      • o objevem LED diod se začínají prosazovat zobrazovací displeje
      • vznikají firmy Intel (1968) nebo AMD (dnes přední výrobci procesorů)
      • 1969 - první komerční operační systém UNIX a též je spuštěna první verze počítačové sítě ARPAnet
      • 1971 - poslán první email
      • vzniká firma Atari (1972) a vydává první počítačovu hru Pong
      • je založena firma Microsoft (1975) a Apple (1976)
      ibm360 cray1
      Obr. 9: Počítač IBM System 360. Obr. 10: Počítač Cray-1.

      Čtvrtá generace (1980 - dodnes)

      • čtvrtou generaci vymezuje vývoj mikroprocesorů (integrace velkého množství integrovaných obvodů do jednoho pouzdra)
      • důsledkem je obrovský nárůst rychlosti (desítky miliónů operací za sekundu) a zmenšení hotového počítače do podoby osobního počítače
      • nejúspěšnějším počítačem 80. let byl 8bitový Commodore 64 (přes 20 mil. kusů)
      • objevují se grafická uživatelská rozhraní
      • vývoj pokračuje dodnes stále větším stupněm integrace a nárůstem rychlosti, kapacity, atd.
      • na počátku 80. let se stanovuje standard pro PC - tzv. IBM PC kompatibilní
      • v této době se prosazují i velké firmy dneška, např. MicrosoftAppleAdobe či Dell
      • 1982 - vynalezen první kompaktní disk CD (firma Philips), nejprve pro hudební průmysl
      • v roce 1984 je představena první laserová tiskárna firmou HP
      • 1985 - první optická mechanika CD pro PC (firmy Sony a Panasonic)

      intel4004

      Obr. 11: První komerční mikroprocesor Intel 4004.

      Obr. 12: Commodore 64 (bez monitoru a disketové jednotky).