Historie výpočetní tabulky. Výpočetní zařízení a zařízení od starověku po současnost - dokument

Jakmile člověk objevil pojem „množství“, okamžitě začal vybírat nástroje, které by optimalizovaly a usnadnily počítání. Dnes supervýkonné počítače, založené na principech matematických výpočtů, zpracovávají, ukládají a přenášejí informace – nejdůležitější zdroj a motor lidského pokroku. Není těžké získat představu o tom, jak probíhal vývoj výpočetní techniky, krátkým zvážením hlavních fází tohoto procesu.

Hlavní etapy vývoje výpočetní techniky

Nejpopulárnější klasifikace navrhuje chronologicky zdůraznit hlavní fáze vývoje výpočetní techniky:

• Manuální stupeň. Začalo to na úsvitu lidské éry a pokračovalo až do poloviny 17. století. V tomto období vznikly základy počítání. Později, s tvorbou pozičních číselných soustav, se objevila zařízení (počítadlo, počítadlo a později logaritmické pravítko), které umožňovalo výpočty podle číslic.
• Mechanická fáze. Začalo to v polovině 17. století a trvalo téměř do konce 19. století. Úroveň rozvoje vědy v tomto období umožnila vytvořit mechanická zařízení, která provádějí základní aritmetické operace a automaticky si pamatují nejvyšší číslice.
• Elektromechanická etapa je nejkratší ze všech, které spojují historii vývoje výpočetní techniky. Trvalo to jen asi 60 let. Toto je období mezi vynálezem prvního tabulátoru v roce 1887 až do roku 1946, kdy se objevil úplně první počítač (ENIAC). Nové stroje, jejichž provoz byl založen na elektrickém pohonu a elektrickém relé, umožňovaly provádět výpočty s mnohem větší rychlostí a přesností, ale proces počítání musel stále řídit člověk.
• Elektronická etapa začala ve druhé polovině minulého století a pokračuje dodnes. Toto je příběh šesti generací elektronických počítačů – od úplně prvních obřích jednotek, které byly založeny na elektronkách, až po ultravýkonné moderní superpočítače s obrovským množstvím paralelně pracujících procesorů, schopných současně vykonávat mnoho příkazů.

Etapy vývoje výpočetní techniky jsou rozděleny podle chronologického principu spíše libovolně. V době, kdy se používaly některé typy počítačů, se aktivně vytvářely předpoklady pro vznik následujících.

Úplně první počítací zařízení

Nejstarším počítacím nástrojem známým v historii vývoje výpočetní techniky je deset prstů na lidských rukou. Výsledky počítání byly zpočátku zaznamenávány pomocí prstů, zářezů na dřevě a kameni, speciálních tyčinek a uzlů.

S příchodem písma se objevily a vyvíjely různé způsoby zápisu čísel a byly vynalezeny poziční číselné soustavy (desítkové v Indii, šestinásobné v Babylóně).

Kolem 4. století před naším letopočtem začali staří Řekové počítat pomocí počítadla. Zpočátku to byla hliněná plochá tableta s pruhy aplikovanými na ni ostrým předmětem. Počítání se provádělo tak, že na tyto pruhy byly v určitém pořadí kladeny malé kamínky nebo jiné drobné předměty.

V Číně se ve 4. století našeho letopočtu objevilo sedmicípé počítadlo – suanpan (suanpan). Dráty nebo lana - devět nebo více - byly nataženy na obdélníkový dřevěný rám. Další drát (lano), natažený kolmo k ostatním, rozdělil suanpan na dvě nestejné části. Ve větším oddělení, zvaném „země“, bylo pět kostí navlečených na drátech, v menším oddělení zvaném „nebe“ byly dvě. Každý z vodičů odpovídal desetinnému místu.

Tradiční počítadlo soroban se stalo populární v Japonsku od 16. století, když tam dorazilo z Číny. Ve stejné době se v Rusku objevilo počítadlo.

V 17. století na základě logaritmů objevených skotským matematikem Johnem Napierem vynalezl Angličan Edmond Gunter logaritmické pravítko. Toto zařízení bylo neustále vylepšováno a přežilo dodnes. Umožňuje násobit a dělit čísla, zvyšovat mocniny, určovat logaritmy a goniometrické funkce.

Z logaritmického pravítka se stalo zařízení, které dokončilo vývoj výpočetní techniky v manuální (předmechanické) fázi.

První mechanická počítací zařízení

V roce 1623 vytvořil německý vědec Wilhelm Schickard první mechanickou „kalkulačku“, kterou nazval počítací hodiny. Mechanismus tohoto zařízení připomínal obyčejné hodiny, skládající se z ozubených kol a ozubených kol. Tento vynález se však stal známým až v polovině minulého století.

Kvantovým skokem na poli výpočetní techniky byl v roce 1642 vynález Pascalina sčítacího stroje. Jeho tvůrce, francouzský matematik Blaise Pascal, začal na tomto zařízení pracovat, když mu nebylo ani 20 let. "Pascalina" bylo mechanické zařízení ve formě krabice s velkým počtem vzájemně propojených ozubených kol. Čísla, která bylo potřeba doplnit, se do stroje zadávala otáčením speciálních kol.

V roce 1673 vynalezl saský matematik a filozof Gottfried von Leibniz stroj, který prováděl čtyři základní matematické operace a dokázal extrahovat druhou odmocninu. Princip jeho fungování byl založen na binárním číselném systému, speciálně vynalezeném vědcem.

V roce 1818 vynalezl Francouz Charles (Karl) Xavier Thomas de Colmar na základě Leibnizových myšlenek sčítací stroj, který uměl násobit a dělit. A o dva roky později začal Angličan Charles Babbage konstruovat stroj, který by byl schopen provádět výpočty s přesností na 20 desetinných míst. Tento projekt zůstal nedokončen, ale v roce 1830 jeho autor vyvinul jiný - analytický stroj pro provádění přesných vědeckých a technických výpočtů. Stroj měl být řízen softwarově a pro vstup a výstup informací měly sloužit děrované karty s různým umístěním otvorů. Babbageův projekt předvídal vývoj elektronické výpočetní techniky a problémy, které by s její pomocí mohly být vyřešeny.

Je pozoruhodné, že sláva první programátorky na světě patří ženě - Lady Ada Lovelace (rozená Byron). Byla to ona, kdo vytvořil první programy pro Babbageův počítač. Jeden z počítačových jazyků byl následně pojmenován po ní.

Vývoj prvních počítačových analogů

V roce 1887 vstoupily dějiny vývoje výpočetní techniky do nové etapy. Americký inženýr Herman Hollerith (Hollerith) dokázal zkonstruovat první elektromechanický počítač - tabulátor. Jeho mechanismus měl relé, stejně jako počítadla a speciální třídicí box. Zařízení načítalo a třídilo statistické záznamy pořízené na děrných štítcích. Následně se společnost založená Hollerithem stala páteří světoznámého počítačového gigantu IBM.

V roce 1930 vytvořil Američan Vannovar Bush diferenciální analyzátor. Byl poháněn elektřinou a k ukládání dat se používaly elektronky. Tento stroj byl schopen rychle najít řešení složitých matematických problémů.

O šest let později anglický vědec Alan Turing vyvinul koncept stroje, který se stal teoretickým základem moderních počítačů. Měl všechny hlavní vlastnosti moderní výpočetní techniky: mohl krok za krokem provádět operace, které byly naprogramovány ve vnitřní paměti.

O rok později vynalezl George Stibitz, vědec ze Spojených států, první elektromechanické zařízení schopné provádět binární sčítání. Jeho operace byly založeny na Booleově algebře – matematické logice vytvořené v polovině 19. století Georgem Boolem: použití logických operátorů AND, OR a NOT. Později se binární sčítačka stane nedílnou součástí digitálního počítače.

V roce 1938 Claude Shannon, zaměstnanec University of Massachusetts, nastínil principy logického návrhu počítače, který využívá elektrické obvody k řešení problémů Booleovy algebry.

Začátek počítačové éry

Vlády zemí zapojených do druhé světové války si byly vědomy strategické role výpočetní techniky při vedení vojenských operací. To byl impuls pro vývoj a paralelní vznik první generace počítačů v těchto zemích.

Průkopníkem v oblasti počítačového inženýrství byl Konrad Zuse, německý inženýr. V roce 1941 vytvořil první počítač řízený programem. Stroj nazvaný Z3 byl postaven na telefonních relé a programy pro něj byly kódovány na perforované pásce. Toto zařízení bylo schopno pracovat v binárním systému a také pracovat s čísly s pohyblivou řádovou čárkou.

Další model Zuseova stroje, Z4, je oficiálně uznáván jako první skutečně fungující programovatelný počítač. Do historie se také zapsal jako tvůrce prvního programovacího jazyka na vysoké úrovni s názvem Plankalküll.

V roce 1942 američtí výzkumníci John Atanasoff (Atanasoff) a Clifford Berry vytvořili výpočetní zařízení, které běželo na elektronkách. Stroj také používal binární kód a mohl provádět řadu logických operací.

V roce 1943 byl v anglické vládní laboratoři v atmosféře utajení sestrojen první počítač nazvaný „Colossus“. Místo elektromechanických relé použila pro ukládání a zpracování informací 2 tisíce elektronek. Byl určen k rozluštění a dešifrování kódu tajných zpráv přenášených německým šifrovacím strojem Enigma, který byl široce používán Wehrmachtem. Existence tohoto zařízení byla dlouhou dobu držena v nejpřísnější tajnosti. Po skončení války rozkaz k jeho zničení podepsal osobně Winston Churchill.

Vývoj architektury

V roce 1945 vytvořil maďarsko-německý americký matematik John (Janos Lajos) von Neumann prototyp architektury moderních počítačů. Navrhl zapsat program ve formě kódu přímo do paměti stroje, což znamenalo společné ukládání programů a dat do paměti počítače.

Von Neumannova architektura vytvořila základ pro první univerzální elektronický počítač ENIAC, který byl v té době vytvořen ve Spojených státech. Tento obr vážil asi 30 tun a nacházel se na 170 metrech čtverečních plochy. Při provozu stroje bylo použito 18 tisíc lamp. Tento počítač mohl provést 300 operací násobení nebo 5 tisíc sčítání za jednu sekundu.

První univerzální programovatelný počítač v Evropě byl vytvořen v roce 1950 v Sovětském svazu (Ukrajina). Skupina kyjevských vědců pod vedením Sergeje Alekseeviče Lebedeva navrhla malý elektronický počítací stroj (MESM). Jeho rychlost byla 50 operací za vteřinu, obsahoval asi 6 tisíc elektronek.

V roce 1952 byla domácí počítačová technika doplněna o BESM, velký elektronický počítací stroj, rovněž vyvinutý pod vedením Lebeděva. Tento počítač, který provedl až 10 tisíc operací za sekundu, byl v té době nejrychlejší v Evropě. Informace byly vkládány do paměti stroje pomocí děrované papírové pásky a data byla vydávána tiskem fotografií.

Ve stejném období byla v SSSR vyrobena řada velkých počítačů pod obecným názvem „Strela“ (autorem vývoje byl Jurij Jakovlevič Bazilevskij). Od roku 1954 začala sériová výroba univerzálního počítače "Ural" v Penze pod vedením Bashira Rameeva. Nejnovější modely byly vzájemně hardwarově i softwarově kompatibilní, k dispozici byl široký výběr periferních zařízení, umožňujících sestavit stroje různých konfigurací.

Tranzistory. Vydání prvních sériových počítačů

Lampy však velmi rychle selhaly, což velmi znesnadnilo práci se strojem. Tranzistor, vynalezený v roce 1947, dokázal tento problém vyřešit. S využitím elektrických vlastností polovodičů plnila stejné úkoly jako elektronky, ale zabírala mnohem méně místa a nespotřebovala tolik energie. Spolu s příchodem feritových jader pro organizaci počítačové paměti umožnilo použití tranzistorů výrazně zmenšit velikost strojů, čímž se staly ještě spolehlivějšími a rychlejšími.

V roce 1954 začala americká společnost Texas Instruments sériově vyrábět tranzistory a o dva roky později se v Massachusetts objevil první počítač druhé generace postavený na tranzistorech, TX-O.

V polovině minulého století značná část vládních organizací a velkých společností využívala počítače pro vědecké, finanční, inženýrské výpočty a práci s velkým množstvím dat. Počítače postupně získávaly funkce, které známe dnes. V tomto období se objevily plotry, tiskárny a paměťová média na magnetických discích a páskách.

Aktivní využívání výpočetní techniky vedlo k rozšíření oblastí její aplikace a vyžádalo si tvorbu nových softwarových technologií. Objevily se programovací jazyky na vysoké úrovni, které umožňují přenášet programy z jednoho stroje na druhý a zjednodušují proces psaní kódu (Fortran, Cobol a další). Objevily se speciální překladatelské programy, které převádějí kód z těchto jazyků na příkazy, které může stroj přímo vnímat.

Vznik integrovaných obvodů

V letech 1958-1960 se díky inženýrům ze Spojených států Robertu Noyceovi a Jacku Kilbymu svět dozvěděl o existenci integrovaných obvodů. Miniaturní tranzistory a další součástky, někdy až stovky nebo tisíce, byly osazeny na křemíkové nebo germaniové krystalové základně. Čipy o velikosti jen něco málo přes centimetr byly mnohem rychlejší než tranzistory a spotřebovávaly mnohem méně energie. Historie vývoje výpočetní techniky spojuje jejich vzhled se vznikem třetí generace počítačů.

V roce 1964 IBM vydala první počítač z rodiny SYSTEM 360, který byl založen na integrovaných obvodech. Od této doby lze počítat s masovou výrobou počítačů. Celkem bylo vyrobeno více než 20 tisíc kopií tohoto počítače.

V roce 1972 vyvinul SSSR počítač ES (unified series). Jednalo se o standardizované komplexy pro provoz výpočetních středisek, které měly společný systém velení. Jako základ byl vzat americký systém IBM 360.

Následující rok vydala společnost DEC minipočítač PDP-8, první komerční projekt v této oblasti. Relativně nízká cena minipočítačů umožnila jejich používání i malým organizacím.

Během stejného období byl software neustále vylepšován. Byly vyvinuty operační systémy zaměřené na podporu maximálního počtu externích zařízení a objevily se nové programy. V roce 1964 vyvinuli BASIC, jazyk určený speciálně pro školení začínajících programátorů. Pět let poté se objevil Pascal, který se ukázal jako velmi vhodný pro řešení mnoha aplikovaných problémů.

Osobní počítače

Po roce 1970 začala výroba čtvrté generace počítačů. Rozvoj výpočetní techniky je v této době charakteristický zaváděním velkých integrovaných obvodů do výroby počítačů. Takové stroje nyní mohly provádět tisíce milionů výpočetních operací za jednu sekundu a kapacita jejich paměti RAM se zvýšila na 500 milionů bitů. Výrazné snížení nákladů na mikropočítače vedlo k tomu, že možnost jejich nákupu se postupně stala dostupnou pro běžného člověka.

Apple byl jedním z prvních výrobců osobních počítačů. Jeho tvůrci Steve Jobs a Steve Wozniak navrhli první model PC v roce 1976 a dali mu jméno Apple I. Stál pouhých 500 dolarů. O rok později byl představen další model této společnosti - Apple II.

Počítač této doby se poprvé stal podobným domácímu spotřebiči: kromě kompaktních rozměrů měl elegantní design a uživatelsky přívětivé rozhraní. Rozšíření osobních počítačů na konci 70. let vedlo k tomu, že poptávka po sálových počítačích výrazně poklesla. Tato skutečnost jejich výrobce, IBM, vážně znepokojila a v roce 1979 uvedla na trh své první PC.

O dva roky později se objevil první mikropočítač společnosti s otevřenou architekturou, založený na 16bitovém mikroprocesoru 8088 vyráběném společností Intel. Počítač byl vybaven monochromatickým displejem, dvěma mechanikami pro pětipalcové diskety a 64 kilobajty RAM. Jménem tvůrce společnosti Microsoft speciálně vyvinul operační systém pro tento stroj. Na trhu se objevily četné klony IBM PC, které podnítily růst průmyslové výroby osobních počítačů.

V roce 1984 Apple vyvinul a vydal nový počítač – Macintosh. Jeho operační systém byl mimořádně uživatelsky přívětivý: příkazy zobrazoval ve formě grafických obrázků a umožňoval je zadávat pomocí myši. Díky tomu byl počítač ještě dostupnější, protože nyní nebyly od uživatele vyžadovány žádné speciální dovednosti.

Některé zdroje datují počítače páté generace výpočetní techniky do let 1992-2013. Jejich hlavní koncept je stručně formulován následovně: jedná se o počítače vytvořené na bázi vysoce složitých mikroprocesorů s paralelně-vektorovou strukturou, která umožňuje současně provádět desítky sekvenčních příkazů zabudovaných v programu. Stroje s několika stovkami paralelně pracujících procesorů umožňují zpracovávat data ještě přesněji a rychleji a také vytvářet efektivní sítě.

Rozvoj moderní výpočetní techniky již umožňuje mluvit o počítačích šesté generace. Jde o elektronické a optoelektronické počítače běžící na desítkách tisíc mikroprocesorů, vyznačující se masivním paralelismem a modelováním architektury nervových biologických systémů, což jim umožňuje úspěšně rozpoznávat složité obrazy.

Po důsledném prozkoumání všech fází vývoje výpočetní techniky je třeba poznamenat zajímavou skutečnost: vynálezy, které se dobře osvědčily v každé z nich, přežily dodnes a úspěšně se používají.

Kurzy informatiky

Existují různé možnosti klasifikace počítačů.

Podle účelu se tedy počítače dělí:

• na univerzální - ty, které jsou schopny řešit širokou škálu matematických, ekonomických, inženýrských, technických, vědeckých a dalších problémů;
• orientovaný na problémy - řešení problémů užšího směru, spojených zpravidla s řízením určitých procesů (záznam dat, shromažďování a zpracování malého množství informací, provádění výpočtů podle jednoduchých algoritmů). Mají omezenější softwarové a hardwarové zdroje než první skupina počítačů;
• specializované počítače obvykle řeší přesně definované úkoly. Mají vysoce specializovanou strukturu a při relativně nízké složitosti zařízení a ovládání jsou ve svém oboru poměrně spolehlivé a produktivní. Jde například o řadiče nebo adaptéry, které řídí řadu zařízení, ale i o programovatelné mikroprocesory.

Na základě velikosti a výrobní kapacity se moderní elektronické výpočetní zařízení dělí na:

• až ultravelké (superpočítače);
• velké počítače;
• malé počítače;
• ultra-malé (mikropočítače).

Viděli jsme tedy, že zařízení, která nejprve vynalezl člověk, aby zohledňovala zdroje a hodnoty a poté rychle a přesně prováděla složité výpočty a výpočetní operace, se neustále vyvíjela a zdokonalovala.

Městský vzdělávací ústav střední škola č. 3 okresu Karasuk

Předmět : Historie vývoje výpočetní techniky.

Zkompilovaný:

Student MOUSOSH č. 3

Kočetov Jegor Pavlovič

Manažer a konzultant:

Serdjukov Valentin Ivanovič,

učitel informatiky MOUSOSH č. 3

Karasuk 2008

Relevantnost

Úvod

První kroky ve vývoji počítacích zařízení

Počítací zařízení 17. století

Počítací zařízení z 18. století

Počítací zařízení z 19. století

Vývoj výpočetní techniky na počátku 20. století

Vznik a rozvoj výpočetní techniky ve 40. letech 20. století

Rozvoj výpočetní techniky v 50. letech 20. století

Rozvoj výpočetní techniky v 60. letech 20. století

Rozvoj výpočetní techniky v 70. letech 20. století

Rozvoj výpočetní techniky v 80. letech 20. století

Rozvoj výpočetní techniky v 90. letech 20. století

Role výpočetní techniky v životě člověka

Můj výzkum

Závěr

Bibliografie

Relevantnost

Matematika a informatika se používají ve všech oblastech moderní informační společnosti. Moderní výroba, informatizace společnosti a zavádění moderních informačních technologií vyžadují matematickou a informační gramotnost a kompetence. Školní kurzy informatiky a ICT však dnes často nabízejí jednostranný vzdělávací přístup, který neumožňuje náležitě zvýšit úroveň znalostí kvůli nedostatku matematické logiky nezbytné pro úplné zvládnutí látky. Nedostatečná stimulace tvůrčího potenciálu žáků má navíc negativní dopad na motivaci k učení a ve svém důsledku i na konečnou úroveň dovedností, znalostí a schopností. Jak můžete studovat předmět, aniž byste znali jeho historii? Tento materiál lze využít v hodinách dějepisu, matematiky a informatiky.

V dnešní době je těžké si představit, že se obejdete bez počítačů. Ale není to tak dávno, až do počátku 70. let byly počítače dostupné velmi omezenému okruhu odborníků a jejich použití zůstávalo zpravidla zahaleno tajemstvím a široké veřejnosti málo známé. V roce 1971 však došlo k události, která radikálně změnila situaci a fantastickou rychlostí proměnila počítač v každodenní pracovní nástroj pro desítky milionů lidí.

Úvod

Lidé se naučili počítat pomocí vlastních prstů. Když to nestačilo, objevila se nejjednodušší počítací zařízení. Zvláštní místo mezi nimi zaujímal ABAK, který se rozšířil ve starověkém světě. Poté, po letech lidského vývoje, se objevily první elektronické počítače (počítače). Nejenže urychlily práci na počítači, ale také daly lidem impuls k vytváření nových technologií. Slovo „počítač“ znamená „počítač“, tj. výpočetní zařízení. Potřeba automatizovat zpracování dat včetně výpočtů vznikla již dávno. V dnešní době je těžké si představit, že se obejdete bez počítačů. Ale není to tak dávno, až do počátku 70. let byly počítače dostupné velmi omezenému okruhu odborníků a jejich použití zůstávalo zpravidla zahaleno tajemstvím a široké veřejnosti málo známé. V roce 1971 však došlo k události, která radikálně změnila situaci a fantastickou rychlostí proměnila počítač v každodenní pracovní nástroj pro desítky milionů lidí. V onom bezesporu významném roce vydala téměř neznámá společnost Intel z malého amerického městečka s krásným jménem Santa Clara (Kalifornie) první mikroprocesor. Právě jemu vděčíme za vznik nové třídy výpočetních systémů – osobních počítačů, které dnes používají v podstatě všichni, od žáků základních škol a účetních až po vědce a inženýry. Na konci 20. století si život bez osobního počítače nelze představit. Počítač pevně vstoupil do našich životů a stal se hlavním pomocníkem člověka. Dnes na světě existuje mnoho počítačů od různých společností, různých skupin složitosti, účelů a generací. V této eseji se podíváme na historii vývoje výpočetní techniky a také na stručný přehled možností využití moderních výpočetních systémů a dalších trendů ve vývoji osobních počítačů.

První kroky ve vývoji počítacích zařízení

Historie počítacích zařízení sahá mnoho staletí zpět. Nejstarším počítacím nástrojem, který sama příroda dala člověku k dispozici, byla jeho vlastní ruka. Aby si lidé usnadnili počítání, začali používat prsty nejprve jedné ruky, pak obou a u některých kmenů i prsty u nohou. V 16. století byly techniky počítání prstů popsány v učebnicích.

Dalším krokem ve vývoji počítání bylo použití oblázků nebo jiných předmětů a pro zapamatování čísel - zářezy na zvířecích kostech, uzly na lanech. Takzvaná „kost Vestonitsa“ se zářezy objevenými ve vykopávkách umožňuje historikům předpokládat, že již tehdy, 30 tisíc let před naším letopočtem, byli naši předkové obeznámeni se základy počítání:

Raný vývoj písemného počítání byl brzděn složitostí aritmetických operací při násobení čísel, které v té době existovaly. Psát navíc uměl jen málokdo a na psaní chyběl vzdělávací materiál – pergamen se začal vyrábět kolem 2. století před naším letopočtem, papyrus byl příliš drahý a hliněné tabulky byly nepohodlné.

Tyto okolnosti vysvětlují vzhled speciálního počítacího zařízení - počítadla. Do 5. století př. Kr. abacus se rozšířil v Egyptě, Řecku a Římě. Byla to deska s drážkami, do kterých se podle polohového principu umisťovaly nějaké předměty – oblázky, kosti.

Nástroj podobný počítadlu byl znám mezi všemi národy. Starořecké počítadlo (deska nebo „salaminská deska“ pojmenovaná podle ostrova Salamis v Egejském moři) bylo prkno posypané mořským pískem. V písku byly rýhy, na kterých byla oblázky označena číslicemi. Jedna drážka odpovídala jednotkám, druhá desítkám atd. Pokud se při počítání nashromáždilo v jakékoli drážce více než 10 oblázků, byly odstraněny a jeden oblázek byl přidán do další řady.

Římané vylepšili počítadlo a přešli z dřevěných prken, písku a oblázků na mramorová prkna s vytesanými drážkami a mramorovými kuličkami. Později, kolem roku 500 našeho letopočtu, bylo počítadlo vylepšeno a zrodilo se počítadlo, zařízení sestávající ze sady kloubů navlečených na tyčích. Čínské počítadlo suan-pan sestávalo z dřevěného rámu rozděleného na horní a spodní část. Tyčinky odpovídají sloupcům a korálky odpovídají číslům. U Číňanů počítání nevycházelo z deseti, ale z pěti.

Je rozdělena na dvě části: ve spodní části je na každém řádku 5 semen, v horní části jsou dvě. Aby tedy na těchto počítadlech nastavili číslo 6, nejprve umístili kost odpovídající pětce a pak přidali jedničku k číslu jednotek.

Japonci nazvali stejné zařízení pro počítání serobyanů:

Na Rusi se dlouho počítalo podle kostí uložených na hromadách. Kolem 15. století se rozšířilo „prkenné počítadlo“, které se od běžného počítadla téměř nelišilo a sestávalo z rámu se zesílenými vodorovnými lany, na které byly navlečeny vyvrtané pecky ze švestek nebo třešní.

Kolem 6. stol. INZERÁT V Indii vznikly velmi pokročilé způsoby zápisu čísel a pravidla pro provádění aritmetických operací, dnes nazývaná desítková číselná soustava. Při zápisu čísla, které postrádá jakoukoli číslici (například 101 nebo 1204), Indové říkali slovo „prázdný “ místo názvu čísla. Při nahrávání byla na místo „prázdné“ číslice umístěna tečka a později byl nakreslen kruh. Takový kruh se nazýval „sunya“ - v hindštině to znamenalo „prázdný prostor“. Arabští matematici přeložili toto slovo do jeho vlastního jazyka – říkali „sifr“. Moderní slovo „nula“ se zrodilo relativně nedávno - později než „číslice“. Pochází z latinského slova „nihil“ – „ne“. Kolem roku 850 n.l. Arabský vědec matematik Muhammad ben Musa al-Khorezm (z města Khorezm na řece Amudarya) napsal knihu o obecných pravidlech pro řešení aritmetických problémů pomocí rovnic. Říkalo se tomu „Kitab al-Jabr“. Tato kniha dala jméno vědě o algebře. Velmi důležitou roli sehrála další kniha al-Khwarizmiho, ve které podrobně popsal indickou aritmetiku. O tři sta let později (v roce 1120) byla tato kniha přeložena do latiny a stala se první učebnice „indické“ (tedy naší moderní) aritmetiky pro všechna evropská města.

Za vznik termínu „algoritmus“ vděčíme Muhammadovi ben Musovi al-Chorezmovi.

Na konci 15. století vytvořil Leonardo da Vinci (1452-1519) náčrt 13bitového sčítacího zařízení s desetizubými kroužky. Ale da Vinciho rukopisy byly objeveny až v roce 1967, takže biografie mechanických zařízení pochází z Pascalova sčítacího stroje. Na základě jeho nákresů dnes americká společnost vyrábějící počítače postavila pracovní stroj pro reklamní účely.

Počítací zařízení 17. století

V roce 1614 vynalezl skotský matematik John Naiper (1550-1617) logaritmické tabulky. Jejich princip spočívá v tom, že každé číslo odpovídá speciálnímu číslu - logaritmu - exponentu, na který je nutné číslo umocnit (základ logaritmu), abychom získali dané číslo. Tímto způsobem lze vyjádřit libovolné číslo. Logaritmy velmi zjednodušují dělení a násobení. Chcete-li vynásobit dvě čísla, jednoduše sečtěte jejich logaritmy. Díky této vlastnosti se složitá operace násobení redukuje na jednoduchou operaci sčítání. Pro zjednodušení byly sestaveny tabulky logaritmů, které byly později zabudovány do zařízení, které mohlo výrazně urychlit výpočetní proces - logaritmického pravítka.

Napier navrhl v roce 1617 jinou (nelogaritmickou) metodu násobení čísel. Nástroj, nazývaný Napierova hůl (nebo kloub), sestával z tenkých desek nebo bloků. Každá strana bloku nese čísla, která tvoří matematický postup.

Manipulace s bloky umožňuje extrahovat odmocniny čtverců a krychlí a také násobit a dělit velká čísla.

Wilhelm Schickard

V roce 1623 Wilhelm Schickard, orientalista a matematik, profesor na univerzitě v Tyubinu, v dopisech svému příteli Johannesu Keplerovi popsal konstrukci „počítacích hodin“ - počítacího stroje se zařízením pro nastavování čísel a válečků s posuvníkem. a okno pro čtení výsledku. Tento stroj uměl pouze sčítat a odčítat (některé zdroje uvádějí, že tento stroj uměl i násobit a dělit). Toto bylo první mechanické auto. V naší době byl podle jeho popisu postaven jeho model:

Blaise Pascala

V roce 1642 francouzský matematik Blaise Pascal (1623-1662) zkonstruoval počítací přístroj, který měl usnadnit práci jeho otci, daňovému inspektorovi. Toto zařízení umožňovalo sčítání desetinných čísel. Navenek to vypadalo jako krabice s mnoha převody.

Základem sčítacího stroje byl protizáznamník, neboli počítací zařízení. Mělo deset výčnělků, z nichž každý měl napsána čísla. Pro přenos desítek byl na ozubeném kole jeden podlouhlý zub, který zabíral a roztáčel mezikolo, které přenášelo otáčení na desítkové kolo. Bylo potřeba další ozubené kolo, aby se zajistilo, že se obě počítací ozubená kola – jedničky i desítky – otáčejí stejným směrem. Počítací ozubené kolo bylo s pákou spojeno pomocí ráčnového mechanismu (přenášející pohyb vpřed a nepřenášející pohyb vzad). Vychýlení páky do toho či onoho úhlu umožnilo zadávat do počítadla jednociferná čísla a sčítat je. V Pascalově stroji byl na všechna počítací ozubená kola připevněn ráčnový pohon, který umožňoval sčítání vícemístných čísel.

V roce 1642 Brit Robert Bissacar a v roce 1657 - nezávisle - S. Partridge vyvinuli pravoúhlé posuvné pravítko, jehož konstrukce se z velké části dochovala dodnes.

V roce 1673 vytvořil německý filozof, matematik, fyzik Gottfried Wilhelm Leibniz (Gottfried Wilhelm Leibniz, 1646-1716) „kalkulátor kroků“ - počítací stroj, který umožňuje sčítat, odečítat, násobit, dělit, extrahovat odmocniny pomocí binární číselná soustava.

Jednalo se o pokročilejší zařízení, které využívalo pohyblivou část (prototyp lafety) a rukojeť, pomocí které obsluha otáčela kolem. Leibnizův produkt postihl smutný osud svých předchůdců: pokud jej někdo používal, pak pouze Leibnizovu rodinu a přátele jeho rodiny, protože doba masové poptávky po takových mechanismech ještě nenastala.

Stroj byl prototypem sčítacího stroje, používaného od roku 1820 do 60. let dvacátého století.

Počítací přístroje z 18. století.

V roce 1700 Charles Perrault publikoval „Sbírka velkého počtu strojů vlastního vynálezu Clauda Perraulta“, ve které mezi vynálezy Clauda Perraulta (bratr Charlese Perraulta) je sčítací stroj, ve kterém jsou místo ozubených kol použity ozubené hřebeny. Stroj se nazýval „Rhabdologické počítadlo“. Toto zařízení bylo pojmenováno tak, protože staří lidé nazývali abacus malou tabuli, na které se píší čísla, a rabdologie - věda o provádění

aritmetické operace pomocí malých tyčinek s čísly.

V roce 1703 Gottfried Wilhelm Leibniz napsal pojednání "Expication de l"Arithmetique Binary" - o použití binárního číselného systému v počítačích. Jeho první práce o binární aritmetice pocházejí z roku 1679.

Člen Královské společnosti v Londýně, německý matematik, fyzik a astronom Christian Ludwig Gersten vynalezl v roce 1723 aritmetický stroj a o dva roky později jej vyrobil. Gerstenův stroj je pozoruhodný tím, že jako první používá zařízení pro výpočet podílu a počtu po sobě jdoucích operací sčítání potřebných při násobení čísel a také poskytuje možnost kontroly správnosti zadávání (nastavení) druhého sčítání, který snižuje pravděpodobnost subjektivní chyby spojené s únavou kalkulačky.

V roce 1727 Jacob Leupold vytvořil počítací stroj, který používal princip Leibnizova stroje.

Ve zprávě komise pařížské akademie věd, publikované v roce 1751 v Journal of Scientists, jsou pozoruhodné řádky: „Výsledky metody pana Pereiry, které jsme viděli, jsou zcela dostatečné k tomu, aby znovu potvrdily názor... že tato metoda výuky hluchoněmých je mimořádně praktická a že ten, kdo ji s takovým úspěchem použil, si zaslouží pochvalu a povzbuzení... Když už mluvíme o pokroku, kterého žák pana Pereiry ve velmi krátké době dosáhl znalost čísel, musíme dodat, že pan Pereira používal aritmetický stroj, který sám vynalezl.“ Tento aritmetický stroj je popsán v "Journal of Scientists", ale bohužel, časopis neobsahuje kresby. Tento počítací stroj používal některé nápady vypůjčené od Pascala a Perraulta, ale celkově šlo o zcela originální design. Od známých strojů se lišil tím, že jeho počítací kolečka nebyla umístěna na rovnoběžných osách, ale na jediné ose procházející celým strojem. Tato inovace, díky níž byl design kompaktnější, byla následně široce používána dalšími vynálezci - Feltem a Odnerem.

Ve druhé polovině 17. století (nejpozději v roce 1770) vznikl ve městě Nesvizh sčítací stroj. Nápis na tomto stroji uvádí, že jej „vynalezla a vyrobila Židovka Evna Jacobsonová, hodinářka a mechanika ve městě Nesviž v Litvě“, „Minské vojvodství“. Tento stroj je v současné době ve sbírce vědeckých přístrojů M.V.Lomonosova muzea (Petrohrad). Zajímavostí Jacobsonova stroje bylo speciální zařízení, které umožňovalo automaticky počítat počet provedených odečtení, jinými slovy určit kvocient. Přítomnost tohoto zařízení, důmyslně vyřešený problém zadávání čísel, schopnost zaznamenávat mezivýsledky - to vše nám umožňuje považovat „hodináře z Nesvizhu“ za vynikajícího konstruktéra výpočetního zařízení.

V roce 1774 vyvinul venkovský pastor Philip Matthaos Hahn první fungující počítací stroj. Podařilo se mu postavit a hlavně neuvěřitelně prodat malé množství počítacích strojů.

V roce 1775 vytvořil hrabě Steinhope v Anglii počítací zařízení, ve kterém nebyly implementovány nové mechanické systémy, ale toto zařízení bylo spolehlivější v provozu.

Počítací přístroje z 19. století.

V roce 1804 přišel francouzský vynálezce Joseph-Marie Jacquard (1752-1834) na způsob, jak automaticky ovládat nit při práci na tkalcovském stavu. Metoda spočívala v použití speciálních karet s vyvrtanými otvory na správných místech (v závislosti na vzoru, který měl být na látku aplikován). Zkonstruoval tedy spřádací stroj, jehož chod bylo možné naprogramovat pomocí speciálních karet. Činnost stroje byla naprogramována pomocí celého balíčku děrných štítků, z nichž každý ovládal jeden zdvih člunu. Při přechodu na nový výkres operátor jednoduše vyměnil jeden balíček děrných štítků za jiný. Vytvoření tkalcovského stavu ovládaného kartami s vyraženými otvory a vzájemně propojenými páskou je jedním z klíčových objevů, které předurčily další vývoj výpočetní techniky.

Charles Xavier Thomas

Charles Xavier Thomas (1785-1870) v roce 1820 vytvořil první mechanickou kalkulačku, která uměla nejen sčítat a násobit, ale také odčítat a dělit. Rychlý rozvoj mechanických kalkulaček vedl k tomu, že do roku 1890 byla přidána řada užitečných funkcí: ukládání mezivýsledků a jejich použití v následných operacích, tisk výsledku atd. Vytvoření levných a spolehlivých strojů umožnilo použití těchto strojů pro komerční účely a vědecké výpočty.

Charles Babbage

V roce 1822 Anglický matematik Charles Babbage (1792-1871) předložil myšlenku vytvoření programově řízeného počítacího stroje s aritmetickým zařízením, řídicím zařízením, vstupem a tiskem.

První stroj navržený Babbage, Difference Engine, byl poháněn parním strojem. Metodou konstantní diferenciace vypočítala tabulky logaritmů a výsledky zaznamenala na kovovou desku. Pracovní model, který vytvořil v roce 1822, byla šestimístná kalkulačka schopná provádět výpočty a tisknout číselné tabulky.

Ada Lovelace

Lady Ada Lovelace (Ada Byron, hraběnka z Lovelace, 1815-1852) pracovala současně s anglickým vědcem. Vyvinula první programy pro stroj, položila mnoho nápadů a představila řadu pojmů a termínů, které přežily dodnes.

Babbageův analytický stroj byl sestrojen nadšenci z London Science Museum. Skládá se ze čtyř tisíc železných, bronzových a ocelových dílů a váží tři tuny. Je pravda, že použití je velmi obtížné - s každým výpočtem musíte několikrát otočit rukojetí stroje několikrát (nebo dokonce tisíckrát).

Čísla se zapisují (zapisují) na disky uspořádané svisle a nastavují se na pozice 0 až 9. Motor je poháněn sekvencí děrných štítků obsahujících instrukce (program).

První telegraf

První elektrický telegraf vytvořili v roce 1937 angličtí vynálezci William Cook (1806-1879) a Charles Wheatstone (1802-1875). Elektrický proud byl poslán přes dráty do přijímače. Signály aktivovaly šipky na přijímači, které ukazovaly na různá písmena a přenášely tak zprávy.

Americký umělec Samuel Morse (1791-1872) vynalezl nový telegrafní kód, který nahradil Cookův a Wheatstoneův kód. Pro každé písmeno vyvinul tečky a čárky. Morse uspořádal demonstraci svého kódu položením 6 km dlouhého telegrafního drátu z Baltimoru do Washingtonu a předáním zpráv o prezidentských volbách přes něj.

Později (v roce 1858) vytvořil Charles Wheatstone systém, ve kterém operátor pomocí Morseovy abecedy zapisoval zprávy na dlouhou papírovou pásku, která se vkládala do telegrafního stroje. Na druhém konci linky zapisovatel přepisoval přijatou zprávu na jinou papírovou pásku. Produktivita telegrafistů se zdesetinásobí – zprávy jsou nyní odesílány rychlostí sto slov za minutu.

V roce 1846 se objevila kalkulačka Kummer, která se sériově vyráběla více než 100 let - až do sedmdesátých let dvacátého století. Kalkulačky se dnes staly nedílnou součástí moderního života. Ale když nebyly žádné kalkulačky, používala se kalkulačka Kummer, která se z rozmaru designérů později změnila na „Addiator“, „Produkty“, „Aritmetické pravítko“ nebo „Progress“. Toto nádherné zařízení, vytvořené v polovině 19. století, se podle jeho výrobce dalo vyrobit ve velikosti hrací karty, a proto se snadno vešlo do kapsy. Zařízení petrohradského učitele hudby Kummera vyniklo mezi dříve vynalezenými pro svou přenositelnost, která se stala jeho nejdůležitější předností. Kummerův vynález vypadal jako obdélníková deska s tvarovanými lamelami. Sčítání a odečítání bylo prováděno pomocí nejjednoduššího pohybu lamel. Zajímavostí je, že Kummerova kalkulačka, představená v roce 1946 petrohradské akademii věd, byla zaměřena na peněžní výpočty.

V Rusku byly kromě Slonimského přístroje a úprav Kummerova čitatele docela populární takzvané počítací tyče, které v roce 1881 vynalezl vědec Ioffe.

George Boole

V roce 1847 vydal anglický matematik George Boole (1815-1864) dílo „Mathematical Analysis of Logic“. Tak se objevil nový obor matematiky. Říkalo se tomu Booleova algebra. Každá hodnota v něm může nabývat pouze jedné ze dvou hodnot: true nebo false, 1 nebo 0. Tato algebra byla velmi užitečná pro tvůrce moderních počítačů. Počítač totiž rozumí pouze dvěma symbolům: 0 a 1. Je považován za zakladatele moderní matematické logiky.

1855 Bratři George a Edvard Scheutzovi ze Stockholmu sestrojili první mechanický počítač podle díla Ch. Babbage.

V roce 1867 vynalezl Bunyakovsky samokalkulačky, které byly založeny na principu spojených digitálních kol (Pascalova převodovka).

V roce 1878 vynalezl anglický vědec Joseph Swan (1828-1914) elektrickou žárovku. Byla to skleněná baňka s uhlíkovým vláknem uvnitř. Aby nit nevyhořela, odstranila Swan z baňky vzduch.

V následujícím roce vynalezl žárovku také americký vynálezce Thomas Edison (1847-1931). V roce 1880 začal Edison vyrábět bezpečnostní žárovky a prodával je za 2,50 $. Následně Edison a Swan vytvořili společnou společnost Edison and Swan United Electric Light Company.

V roce 1883 Edison při pokusech s lampou vložil platinovou elektrodu do vakuového válce, připojil napětí a ke svému překvapení zjistil, že mezi elektrodou a uhlíkovým vláknem protéká proud. Protože v tu chvíli bylo Edisonovým hlavním cílem prodloužit životnost žárovky, tento výsledek ho málo zajímal, ale podnikavý Američan stále obdržel patent. Jev známý jako termionická emise se tehdy nazýval „Edisonův efekt“ a byl na nějakou dobu zapomenut.

Vilgodt Teofilovič Odner

V roce 1880 Vilgodt Teofilovič Odner, Švéd podle národnosti, který žil v Petrohradě, zkonstruoval sčítací stroj. Nutno přiznat, že před Odnerem existovaly i sčítací stroje - systémy K. Thomase. Byly však nespolehlivé, velké a nepohodlné na obsluhu.

Na sčítacím stroji začal pracovat v roce 1874 a v roce 1890 zahájil jejich sériovou výrobu. Jejich modifikace "Felix" se vyráběla až do 50. let. Hlavním rysem Odhnerova nápadu je použití ozubených kol s proměnným počtem zubů (toto kolo nese Odhnerovo jméno) místo Leibnizových stupňovitých válečků. Je konstrukčně jednodušší než válec a má menší rozměry.

Herman Hollerith

V roce 1884 si americký inženýr Herman Hillerith (1860-1929) nechal patentovat „sčítací stroj“ (statistický tabelátor). Vynález zahrnoval děrný štítek a třídicí stroj. Hollerithův děrný štítek se ukázal být natolik úspěšný, že bez sebemenších změn existuje dodnes.

Myšlenka vkládat data na děrné štítky a následně je automaticky číst a zpracovávat patřila Johnu Billingsovi a její technické řešení patřilo Hermanu Hollerithovi.

Tabulátor přijímal karty velikosti dolarové bankovky. Na kartách bylo 240 pozic (12 řad po 20 pozicích). Při čtení informací z děrných štítků tyto štítky propíchlo 240 jehel. Tam, kde jehla vstoupila do otvoru, uzavřela elektrický kontakt, v důsledku čehož se hodnota v odpovídajícím čítači zvýšila o jednu.

Vývoj výpočetní techniky

na počátku 20. století

1904 Slavný ruský matematik, stavitel lodí, akademik A.N. Krylov navrhl konstrukci stroje pro integraci obyčejných diferenciálních rovnic, který byl postaven v roce 1912.

Anglický fyzik John Ambrose Fleming (1849-1945), studující "Edisonův jev", vytváří diodu. Diody se používají k přeměně rádiových vln na elektrické signály, které lze přenášet na velké vzdálenosti.

O dva roky později se díky úsilí amerického vynálezce Lee di Forest objevily triody.

1907 Americký inženýr J. Power navrhl automatický děrovač karet.

Petrohradský vědec Boris Rosing žádá o patent na katodovou trubici jako přijímač dat.

1918 Ruský vědec M. A. Bonch-Bruevich a angličtí vědci V. Iccles a F. Jordan (1919) nezávisle na sobě vytvořili elektronické zařízení, Brity nazývané spoušť, které sehrálo velkou roli ve vývoji výpočetní techniky.

V roce 1930 Vannevar Bush (1890-1974) navrhuje diferenciální analyzátor. Ve skutečnosti jde o první úspěšný pokus o vytvoření počítače schopného provádět těžkopádné vědecké výpočty. Bushova role v dějinách výpočetní techniky je velmi velká, ale jeho jméno se nejčastěji objevuje v souvislosti s prorockým článkem „As We May Think“ (1945), ve kterém popisuje pojem hypertext.

Konrad Zuse vytvořil počítač Z1, který měl klávesnici pro zadávání problémových stavů. Po dokončení výpočtů se výsledek zobrazil na panelu s mnoha malými světly. Celková plocha, kterou stroj zabíral, byla 4 m2.

Konrad Zuse patentoval metodu pro automatické výpočty.

Pro další model Z2 přišel K. Zuse s velmi důmyslným a levným vstupním zařízením: Zuse začal kódovat instrukce pro stroj děrováním otvorů do použitého 35mm fotografického filmu.

V roce 1838 Americký matematik a inženýr Claude Shannon a ruský vědec V.I. Shestakov v roce 1941 ukázali možnost matematicko-logického aparátu pro syntézu a analýzu reléových kontaktních spínacích systémů.

V roce 1938 vytvořila telefonní společnost Bell Laboratories první binární sčítačku (elektrický obvod, který prováděl binární sčítání) – jednu z hlavních součástí každého počítače. Autorem nápadu byl George Stibits, který experimentoval s Booleovou algebrou a různými součástmi – starými relé, bateriemi, žárovkami a elektroinstalací. V roce 1940 se zrodil stroj, který dokázal provádět čtyři aritmetické operace s komplexními čísly.

Vzhled a

ve 40. letech 20. století.

V roce 1941 začal inženýr IBM B. Phelps pracovat na vytvoření desítkových elektronických čítačů pro tabulátory a v roce 1942 vytvořil experimentální model elektronického násobícího zařízení. V roce 1941 sestrojil Konrad Zuse první operačním programem řízený reléový binární počítač na světě, Z3.

Současně s konstrukcí ENIACu, rovněž v utajení, vznikl ve Velké Británii počítač. Utajení bylo nutné, protože bylo navrženo zařízení k dešifrování kódů používaných německými ozbrojenými silami během druhé světové války. Metoda matematického dešifrování byla vyvinuta skupinou matematiků, včetně Alana Turinga. Během roku 1943 byl v Londýně postaven stroj Colossus s použitím 1500 elektronek. Vývojáři stroje jsou M. Newman a T. F. Flowers.

Přestože ENIAC i Colossus běžely na elektronkách, v podstatě kopírovaly elektromechanické stroje: nový obsah (elektronika) byl vtěsnán do staré formy (struktura předelektronických strojů).

V roce 1937 navrhl harvardský matematik Howard Aiken projekt na vytvoření velkého počítacího stroje. Dílo zaštítil prezident IBM Thomas Watson, který do něj investoval 500 tisíc dolarů. Design Mark-1 začal v roce 1939; počítač byl postaven newyorskou společností IBM. Počítač obsahoval asi 750 tisíc dílů, 3304 relé a více než 800 km drátů.

V roce 1944 byl hotový stroj oficiálně převeden na Harvardskou univerzitu.

V roce 1944 americký inženýr John Presper Eckert poprvé předložil koncept programu uloženého v paměti počítače.

Aiken, který měl intelektuální zdroje Harvardu a schopný stroj Mark-1, obdržel několik rozkazů od armády. Takže další model, Mark-2, objednalo americké námořnictvo Weapons Directorate. Design začal v roce 1945 a stavba skončila v roce 1947. Mark-2 byl první multitaskingový stroj – více sběrnic umožňovalo současně přenášet více čísel z jedné části počítače do druhé.

V roce 1948 Sergej Aleksandrovič Lebedev (1990-1974) a B.I. Rameev navrhli první projekt domácího digitálního elektronického počítače. Pod vedením akademika Lebedeva S.A. a Glushkova V.M. vyvíjejí se domácí počítače: nejprve MESM - malý elektronický počítací stroj (1951, Kyjev), poté BESM - vysokorychlostní elektronický počítací stroj (1952, Moskva). Paralelně s nimi vznikly Strela, Ural, Minsk, Hrazdan a Nairi.

V roce 1949 Do provozu byl uveden anglický uložený programový stroj EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Computer), který navrhl Maurice Wilkes z University of Cambridge. Počítač EDSAC obsahoval 3000 elektronek a byl šestkrát produktivnější než jeho předchůdci. Maurice Wilkis představil systém mnemotechnických pomůcek pro strojové instrukce zvaný assembler.

V roce 1949 John Mauchly vytvořil první interpret programovacího jazyka nazvaný „Short Order Code“.

Vývoj výpočetní techniky

v 50. letech 20. století.

V roce 1951 byly dokončeny práce na vytvoření UNIVAC (Universal Automatic Computer). První exemplář stroje UNIVAC-1 byl postaven pro US Census Bureau. Synchronní sekvenční počítač UNIVAC-1 vznikl na základě počítačů ENIAC a EDVAC, pracoval s taktovací frekvencí 2,25 MHz a obsahoval asi 5000 elektronek. Vnitřní paměťové zařízení s kapacitou 1000 dvanáctibitových dekadických čísel bylo vyrobeno na 100 rtuťových zpožďovacích linkách.

Tento počítač je zajímavý tím, že byl zaměřen na relativně masovou výrobu bez změny architektury a zvláštní pozornost byla věnována periferní části (vstupně-výstupní zařízení).

Paměť magnetického jádra patentovaná Jay Forrester. Poprvé byla taková paměť použita na stroji Whirlwind-1. Skládal se ze dvou kostek s 32x32x17 jádry, které poskytovaly úložiště 2048 slov pro 16bitová binární čísla s jedním paritním bitem.

Tento stroj jako první používal univerzální nespecializovanou sběrnici (vztahy mezi různými počítačovými zařízeními se stávají flexibilní) a jako vstupně-výstupní systémy byly použity dvě zařízení: Williamsova katodová trubice a psací stroj s děrnou papírovou páskou (flexopsací stroj).

"Tradis", vydané v roce 1955. - první tranzistorový počítač od Bell Telephone Laboratories - obsahoval 800 tranzistorů, z nichž každý byl uzavřen v samostatném krytu.

V roce 1957 V modelu IBM 350 RAMAC se poprvé objevila disková paměť (magnetizované hliníkové disky o průměru 61 cm).

G. Simon, A. Newell, J. Shaw vytvořili GPS – univerzální řešení problémů.

V roce 1958 Jack Kilby z Texas Instruments a Robert Noyce z Fairchild Semiconductor nezávisle vynalezli integrovaný obvod.

1955-1959 Ruští vědci A.A. Ljapunov, S.S. Kamynin, E.Z. Lyubimsky, A.P. Ershov, L.N. Koroljov, V.M. Kurochkin, M.R. Shura-Bura a další vytvořili „programovací programy“ - prototypy překladatelů. V.V. Martynyuk vytvořil systém symbolického kódování – prostředek pro urychlení vývoje a ladění programů.

1955-1959 Byl položen základ pro teorii programování (A.A. Ljapunov, Yu.I. Yanov, A.A. Markov, L.A. Kaluzhin) a numerické metody (V.M. Glushkov, A.A. Samarsky, A.N. Tikhonov). Jsou modelována schémata mechanismu myšlení a genetických procesů, algoritmy pro diagnostiku lékařských onemocnění (A.A. Lyapunov, B.V. Gnedenko, N.M. Amosov, A.G. Ivakhnenko, V.A. Kovalevsky atd.).

1959 Pod vedením S.A. Lebedev vytvořil stroj BESM-2 s produktivitou 10 tisíc operací/s. Jeho použití je spojeno s výpočty startů vesmírných raket a prvních umělých družic Země na světě.

1959 Vznikl stroj M-20, hlavní konstruktér S.A. Lebeděv. Na svou dobu jeden z nejrychlejších na světě (20 tisíc operací/s). Tento stroj sloužil k řešení většiny teoretických i aplikovaných problémů souvisejících s rozvojem nejpokročilejších oblastí vědy a techniky té doby. Na základě M-20 vznikl unikátní multiprocesor M-40 - nejrychlejší počítač té doby na světě (40 tisíc operací/sec.). M-20 byl nahrazen polovodičovými BESM-4 a M-220 (200 tisíc operací/s).

Vývoj výpočetní techniky

v 60. letech 20. století.

V roce 1960 na krátkou dobu skupina CADASYL (Conference on Data System Languages) pod vedením Joy Wegstein a s podporou IBM vyvinula standardizovaný obchodní programovací jazyk COBOL (Common business oriented language). Tento jazyk je zaměřen na řešení ekonomických problémů, přesněji na zpracování informací.

V témže roce J. Schwartz a další ze společnosti System Development vyvinuli programovací jazyk Jovial. Název pochází z Jule's Own Version of International Algorithmic Language.Procedural Java, verze Algol-58. Používá se hlavně pro vojenské aplikace americkým letectvem.

IBM vyvinulo výkonný výpočetní systém nazvaný Stretch (IBM 7030).

1961 IBM Deutschland implementovalo připojení počítače k ​​telefonní lince pomocí modemu.

Americký profesor John McCartney také vyvinul jazyk LISP (List procssing language).

J. Gordon, vedoucí vývoje simulačních systémů v IBM, vytvořil jazyk GPSS (General Purpose Simulation System).

Zaměstnanci univerzity v Manchesteru pod vedením T. Kilburna vytvořili počítač Atlas, který poprvé implementoval koncept virtuální paměti. První minipočítač (PDP-1) se objevil před rokem 1971, v době vzniku prvního mikroprocesoru (Intel 4004).

V roce 1962 vyvinul R. Griswold programovací jazyk SNOBOL, zaměřený na zpracování řetězců.

Steve Russell vyvinul první počítačovou hru. O jakou hru se jednalo, se bohužel neví.

E.V.Evreinov a Yu.Kosarev navrhli model týmu počítačů a zdůvodnili možnost stavby superpočítačů na principech paralelního provádění operací, variabilní logické struktuře a strukturální homogenitě.

IBM vydala první externí paměťová zařízení s vyměnitelnými disky.

Kenneth E. Iverson (IBM) vydal knihu s názvem „Programovací jazyk“ (APL). Zpočátku tento jazyk sloužil jako zápis pro zápis algoritmů. První implementaci APL/360 provedl v roce 1966 Adin Falkoff (Harvard, IBM). Existují verze interpretů pro PC. Kvůli obtížnosti čtení programů jaderných ponorek se někdy nazývá „čínský ZÁKLAD“. Ve skutečnosti je to procedurální, velmi kompaktní jazyk na velmi vysoké úrovni. Vyžaduje speciální klávesnici. Další vývoj – APL2.

1963 Byl schválen americký standardní kód pro výměnu informací - ASCII (American Standard Code Informatio Interchange).

General Electric vytvořila první komerční DBMS (systém správy databáze).

1964 U. Dahl a K. Nygort vytvořili modelovací jazyk SIMULA-1.

V roce 1967 pod vedením S.A.Lebeděva a V.M.Melnikova vznikl na ITM a VT vysokorychlostní výpočetní stroj BESM-6.

Následoval "Elbrus" - nový typ počítače s produktivitou 10 milionů operací/s.

Vývoj výpočetní techniky

v 70. letech 20. století.

V roce 1970 Charles Murr, zaměstnanec National Radio Astronomy Observatory, vytvořil programovací jazyk FORT.

Denis Ritchie a Kenneth Thomson vydávají první verzi Unixu.

Dr. Codd publikuje první článek o relačním datovém modelu.

V roce 1971 Intel (USA) vytvořil první mikroprocesor (MP) - programovatelné logické zařízení vyrobené pomocí technologie VLSI.

Procesor 4004 byl 4bitový a mohl provádět 60 tisíc operací za sekundu.

1974 Intel vyvinul první univerzální osmibitový mikroprocesor, 8080, se 4500 tranzistory. Edward Roberts z MITS postavil první osobní počítač Altair na novém čipu od Intelu, 8080. Altair se ukázal jako první sériově vyráběný počítač, který v podstatě znamenal začátek celého odvětví. Sada obsahovala procesor, 256bajtový paměťový modul, systémovou sběrnici a některé další drobnosti.

Mladý programátor Paul Allen a student Harvardské univerzity Bill Gates implementovali jazyk BASIC pro Altair. Následně založili společnost Microsoft, která je dnes největším výrobcem softwaru.

Vývoj výpočetní techniky

v 80. letech 20. století.

1981 Compaq vydal první notebook.

Niklaus Wirth vyvinul programovací jazyk MODULA-2.

Vznikl první přenosný počítač – Osborne-1, vážící asi 12 kg. I přes vcelku úspěšný start firma o dva roky později zkrachovala.

1981 IBM vydala první osobní počítač, IBM PC, založený na mikroprocesoru 8088.

1982 Intel vydal mikroprocesor 80286.

Americká počítačová společnost IBM, která dříve zaujímala přední místo ve výrobě velkých počítačů, začala vyrábět profesionální osobní počítače IBM PC s operačním systémem MS DOS.

Sun začal vyrábět první pracovní stanice.

Lotus Development Corp. vydala tabulku Lotus 1-2-3.

Anglická společnost Inmos na základě myšlenek profesora Oxfordské univerzity Tonyho Hoara o „interakčních sekvenčních procesech“ a konceptu experimentálního programovacího jazyka Davida Maye vytvořila jazyk OCCAM.

1985 Intel vydal 32bitový mikroprocesor 80386, který se skládá z 250 tisíc tranzistorů.

Seymour Cray vytvořil superpočítač CRAY-2 s kapacitou 1 miliardy operací za sekundu.

Microsoft vydal první verzi grafického operačního prostředí Windows.

Vznik nového programovacího jazyka C++.

Vývoj výpočetní techniky

v 90. letech 20. století.

1990 Microsoft vydal Windows 3.0.

Tim Berners-Lee vyvinul jazyk HTML (Hypertext Markup Language; hlavní formát webových dokumentů) a prototyp World Wide Web.

Cray vydal superpočítač Cray Y-MP C90 s 16 procesory a rychlostí 16 Gflops.

1991 Microsoft vydal Windows 3.1.

Byl vyvinut grafický formát JPEG

Philip Zimmerman vynalezl PGP, systém šifrování zpráv s veřejným klíčem.

1992 Objevil se první bezplatný operační systém s velkými schopnostmi - Linux. Finský student Linus Torvalds (autor tohoto systému) se rozhodl experimentovat s příkazy procesoru Intel 386 a to, co získal, zveřejnil na internetu. Program začaly přidávat a přepracovávat stovky programátorů z celého světa. Vyvinul se v plně funkční funkční operační systém. Historie mlčí o tom, kdo se rozhodl tomu říkat Linux, ale jak tento název vznikl, je celkem jasné. "Linu" nebo "Lin" jménem tvůrce a "x" nebo "ux" - z UNIX, protože nový OS mu byl velmi podobný, jen nyní fungoval na počítačích s architekturou x86.

DEC představil první 64bitový RISC Alpha procesor.

1993 Intel vydal 64bitový mikroprocesor Pentium, který se skládal z 3,1 milionu tranzistorů a mohl provádět 112 milionů operací za sekundu.

Objevil se formát komprese videa MPEG.

1994 Zahájení vydávání Power Mac řady Apple Computers - Power PC.

1995 DEC oznámilo uvedení pěti nových modelů osobních počítačů Celebris XL.

Společnost NEC oznámila dokončení vývoje prvního čipu na světě s kapacitou paměti 1 GB.

Objevil se operační systém Windows 95.

SUN představil programovací jazyk Java.

Objevil se formát RealAudio – alternativa k MPEG.

1996 Microsoft vydal Internet Explorer 3.0, poměrně vážného konkurenta Netscape Navigatoru.

1997 Apple vydal operační systém Macintosh OS 8.

Závěr

Osobní počítač rychle vstoupil do našich životů. Ještě před několika lety bylo vzácné vidět nějaký druh osobního počítače - existoval, ale byl velmi drahý a ani každá společnost nemohla mít počítač ve své kanceláři. Nyní má každý třetí domov počítač, který je již hluboce zakořeněn v lidském životě.

Moderní počítače představují jeden z nejvýznamnějších výdobytků lidského myšlení, jehož vliv na rozvoj vědeckotechnického pokroku lze jen stěží přeceňovat. Rozsah počítačových aplikací je obrovský a neustále se rozšiřuje.

Můj výzkum

Počet počítačů vlastněných studenty ve škole v roce 2007.

	Počet studentů	Mít počítače	Procento z celkového množství

Počet počítačů vlastněných studenty ve škole v roce 2008.

	Počet studentů	Mít počítače	Procento z celkového množství

Nárůst počtu počítačů mezi studenty:

Vzestup počítačů ve škole

Závěr

Bohužel je nemožné obsáhnout celou historii počítačů v rámci abstraktu. O tom, jak se v malém městečku Palo Alto (Kalifornie) ve výzkumném centru Xerox PARK sešla tehdejší smetánka programátorů, aby vyvinula revoluční koncepty, které radikálně změnily image aut a připravily cestu, bychom mohli mluvit dlouho pro počítače konec 20. století. Jako talentovaný školák se Bill Gates a jeho přítel Paul Allen setkali s Edem Robertsonem a vytvořili úžasný jazyk BASIC pro počítač Altair, který umožnil vyvíjet pro něj aplikační programy. Jak se postupně měnil vzhled osobního počítače, objevil se monitor a klávesnice, disketová mechanika, tzv. floppy disky, a poté pevný disk. Nedílnou součástí příslušenství se stala tiskárna a myš. Dalo by se mluvit o neviditelné válce na počítačových trzích o právo určovat standardy mezi obrovskou korporací IBM a mladým Applem, který se jí odvážil konkurovat a donutil celý svět rozhodnout se, co je lepší, Macintosh nebo PC? A o mnoha dalších zajímavostech, které se staly poměrně nedávno, ale již se staly historií.

Pro mnohé je svět bez počítače vzdálenou historií, vzdálenou asi jako objevení Ameriky nebo Říjnová revoluce. Ale pokaždé, když zapnete počítač, je nemožné přestat žasnout nad lidským géniem, který stvořil tento zázrak.

Moderní osobní počítače kompatibilní s IBM PC jsou nejpoužívanějším typem počítačů, jejich výkon neustále roste a jejich záběr se rozšiřuje. Tyto počítače lze propojit do sítě, což umožňuje desítkám nebo stovkám uživatelů snadno si vyměňovat informace a současně přistupovat k databázím. Elektronická pošta umožňuje uživatelům počítačů odesílat textové a faxové zprávy do jiných měst a zemí pomocí běžné telefonní sítě a získávat informace z velkých databank. Globální elektronický komunikační systém Internet poskytuje extrémně levnou příležitost pro rychlý příjem informací ze všech koutů světa, poskytuje možnosti hlasové a faxové komunikace a usnadňuje vytváření vnitropodnikových sítí pro přenos informací pro společnosti s pobočkami v různých městech a zemích. Schopnosti osobních počítačů kompatibilních s IBM PC pro zpracování informací jsou však stále omezené a jejich použití není opodstatněné ve všech situacích.

Pro pochopení historie výpočetní techniky má recenzovaný abstrakt alespoň dva aspekty: za prvé, všechny činnosti související s automatickým počítáním před vytvořením počítače ENIAC byly považovány za prehistorii; za druhé, vývoj výpočetní techniky je definován pouze z hlediska hardwarové technologie a mikroprocesorových obvodů.

Bibliografie:

1. Guk M. “IBM PC Hardware” - Petrohrad: “Peter”, 1997.

2. Ozertsovsky S. „Mikroprocesory Intel: od 4004 po Pentium Pro“, časopis Computer Week #41 –

3. Figurnov V.E. "IBM PC pro uživatele" - M.: "Infra-M", 1995.

4. Figurnov V.E. “IBM PC pro uživatele. Krátký kurz" - M.: 1999.

5. 1996 Frolov A.V., Frolov G.V. “IBM PC Hardware” - M.: DIALOG-MEPhI, 1992.

Věděl jsi, Co je to myšlenkový experiment, gedankenský experiment?
To je neexistující praxe, nadpozemská zkušenost, představa něčeho, co ve skutečnosti neexistuje. Myšlenkové experimenty jsou jako bdělé sny. Rodí monstra. Na rozdíl od fyzikálního experimentu, který je experimentálním testem hypotéz, „myšlenkový experiment“ magicky nahrazuje experimentální testování požadovanými závěry, které nebyly ověřeny v praxi, manipuluje s logickými konstrukcemi, které ve skutečnosti porušují samotnou logiku tím, že jako prokázané používají neprokázané premisy, tj. je substitucí. Hlavním úkolem žadatelů o „myšlenkové experimenty“ je tedy oklamat posluchače nebo čtenáře nahrazením skutečného fyzikálního experimentu jeho „panenkou“ – fiktivním uvažováním o podmíněném propuštění bez fyzického ověření samotného.
Plnění fyziky imaginárními „myšlenkovými experimenty“ vedlo ke vzniku absurdního, surrealistického a zmateného obrazu světa. Skutečný výzkumník musí rozlišit takové „obaly bonbónů“ od skutečných hodnot.

Relativisté a pozitivisté tvrdí, že „myšlenkové experimenty“ jsou velmi užitečným nástrojem pro testování konzistence teorií (také vznikajících v naší mysli). V tom klamou lidi, protože jakékoli ověření může provést pouze zdroj nezávislý na předmětu ověřování. Sám navrhovatel hypotézy nemůže být testem svého vlastního tvrzení, neboť důvodem tohoto tvrzení samotného je absence rozporů ve tvrzení viditelných pro žadatele.

Vidíme to na příkladu SRT a GTR, které se proměnily v jakési náboženství ovládající vědu a veřejné mínění. Žádné množství faktů, které jim odporují, nemůže překonat Einsteinův vzorec: „Pokud fakt neodpovídá teorii, změňte skutečnost“ (V jiné verzi „Neodpovídá fakt teorii? – Tím hůře pro skutečnost “).

Maximum, co může „myšlenkový experiment“ tvrdit, je pouze vnitřní konzistence hypotézy v rámci žadatelovy vlastní, často nikterak pravdivé, logiky. Tím se nekontroluje dodržování praxe. Skutečné ověření může probíhat pouze ve skutečném fyzikálním experimentu.

Experiment je experiment, protože to není zušlechťování myšlení, ale test myšlení. Myšlenka, která je konzistentní sama se sebou, se nemůže ověřit. To dokázal Kurt Gödel.

Prvním zařízením, které mělo usnadnit počítání, bylo počítadlo. Pomocí abacus domino bylo možné provádět operace sčítání a odčítání a jednoduché násobení.

1642 – Francouzský matematik Blaise Pascal navrhl první mechanický sčítací stroj Pascalina, který uměl mechanicky sčítat čísla.

1673 - Gottfried Wilhelm Leibniz navrhl sčítací stroj, který mohl mechanicky provádět čtyři aritmetické operace.

První polovina 19. století - Anglický matematik Charles Babbage se pokusil sestrojit univerzální výpočetní zařízení, tedy počítač. Babbage to nazval analytický stroj. Stanovil, že počítač musí obsahovat paměť a být řízen programem. Podle Babbage je počítač mechanické zařízení, pro které se nastavují programy pomocí děrných štítků - karet vyrobených ze silného papíru s informacemi vytištěnými pomocí děr (v té době se již hojně používaly na tkalcovských stavech).

1941 - Německý inženýr Konrad Zuse postavil malý počítač založený na několika elektromechanických relé.

1943 - v USA, v jednom z podniků IBM, Howard Aiken vytvořil počítač s názvem „Mark-1“. Umožňoval provádět výpočty stokrát rychleji než ručně (pomocí sčítacího stroje) a používal se pro vojenské výpočty. Používal kombinaci elektrických signálů a mechanických pohonů. "Mark-1" měl rozměry: 15 * 2-5 m a obsahoval 750 000 dílů. Stroj byl schopen vynásobit dvě 32bitová čísla za 4 sekundy.

1943 – v USA začala skupina specialistů vedená Johnem Mauchlym a Prosperem Eckertem konstruovat počítač ENIAC založený na elektronkách.

1945 - matematik John von Neumann byl přizván k práci na ENIAC a připravil zprávu o tomto počítači. Von Neumann ve své zprávě formuloval obecné principy fungování počítačů, tedy univerzálních výpočetních zařízení. Dodnes je naprostá většina počítačů vyrobena podle zásad, které stanovil John von Neumann.

1947 – Eckert a Mauchly zahájili vývoj prvního elektronického sériového stroje UNIVAC (Universal Automatic Computer). První model stroje (UNIVAC-1) byl postaven pro US Census Bureau a uveden do provozu na jaře 1951. Synchronní, sekvenční počítač UNIVAC-1 vznikl na základě počítačů ENIAC a EDVAC. Pracoval s taktovací frekvencí 2,25 MHz a obsahoval asi 5000 elektronek. Vnitřní paměťová kapacita 1000 12bitových dekadických čísel byla implementována na 100 rtuťových zpožďovacích linkách.

1949 – Anglický výzkumník Mornes Wilkes sestrojil první počítač, který ztělesňoval von Neumannovy principy.

1951 – J. Forrester publikoval článek o použití magnetických jader pro ukládání digitální informace Stroj Whirlwind-1 byl první, který používal paměť magnetického jádra. Skládal se ze 2 krychlí s 32-32-17 jádry, které poskytovaly úložiště 2048 slov pro 16bitová binární čísla s jedním paritním bitem.

1952 – IBM vydala svůj první průmyslový elektronický počítač IBM 701, což byl synchronní paralelní počítač obsahující 4 000 elektronek a 12 000 diod. Vylepšená verze stroje IBM 704 se vyznačovala vysokou rychlostí, používala indexové registry a reprezentovala data ve formě s pohyblivou řádovou čárkou.

Po počítači IBM 704 vyšel IBM 709, který se architektonicky blížil strojům druhé a třetí generace. V tomto stroji bylo poprvé použito nepřímé adresování a poprvé se objevily vstupně-výstupní kanály.

1952 – Remington Rand uvádí na trh počítač UNIVAC-t 103, který jako první používal softwarová přerušení. Zaměstnanci společnosti Remington Rand používali algebraickou formu algoritmů psaní nazvanou „Short Code“ (první interpret, vytvořený v roce 1949 Johnem Mauchlym).

1956 – IBM vyvinula plovoucí magnetické hlavy na vzduchovém polštáři. Jejich vynález umožnil vytvořit nový typ paměti – disková paměťová zařízení (SD), jejichž význam byl plně doceněn v následujících desetiletích rozvoje výpočetní techniky. První disková paměťová zařízení se objevila ve strojích IBM 305 a RAMAC. Poslední jmenovaný měl obal složený z 50 kovových disků s magnetickým povlakem, které se otáčely rychlostí 12 000 otáček za minutu. /min. Povrch disku obsahoval 100 stop pro záznam dat, z nichž každá obsahovala 10 000 znaků.

1956 – Ferranti uvádí na trh počítač Pegasus, ve kterém byl poprvé implementován koncept obecných registrů (GPR). S příchodem RON došlo k odstranění rozdílu mezi indexovými registry a akumulátory a programátor měl k dispozici ne jeden, ale hned několik akumulátorových registrů.

1957 - skupina vedená D. Backusem dokončila práci na prvním programovacím jazyce na vysoké úrovni, nazvaném FORTRAN. Jazyk, implementovaný poprvé na počítači IBM 704, přispěl k rozšíření působnosti počítačů.

60. léta 20. století - 2. generace počítačů, počítačové logické prvky jsou implementovány na bázi polovodičových tranzistorových zařízení, vyvíjejí se algoritmické programovací jazyky jako Algol, Pascal a další.

70. léta 20. století - 3. generace počítačů, integrované obvody obsahující tisíce tranzistorů na jednom polovodičovém plátku. Začaly se vytvářet OS a strukturované programovací jazyky.

1974 - několik společností oznámilo vytvoření osobního počítače založeného na mikroprocesoru Intel-8008 - zařízení, které plní stejné funkce jako velký počítač, ale je určeno pro jednoho uživatele.

1975 - objevil se první komerčně distribuovaný osobní počítač Altair-8800 založený na mikroprocesoru Intel-8080. Tento počítač měl pouze 256 bajtů RAM a neexistovala žádná klávesnice ani obrazovka.

Konec roku 1975 – Paul Allen a Bill Gates (budoucí zakladatelé Microsoftu) vytvořili základní jazykový interpret pro počítač Altair, který uživatelům umožňoval jednoduše komunikovat s počítačem a snadno pro něj psát programy.

Srpen 1981 – IBM představilo osobní počítač IBM PC. Hlavním mikroprocesorem počítače byl 16bitový mikroprocesor Intel-8088, který umožňoval pracovat s 1 megabajtem paměti.

80. léta 20. století - 4. generace počítačů postavených na velkých integrovaných obvodech. Mikroprocesory jsou implementovány ve formě jednoho čipu, hromadná výroba osobních počítačů.

devadesátá léta — 5. generace počítačů, ultravelké integrované obvody. Procesory obsahují miliony tranzistorů. Vznik globálních počítačových sítí pro masové použití.

2000 — 6. generace počítačů. Integrace počítačů a domácích spotřebičů, vestavěné počítače, vývoj síťových výpočtů.

ZÁKLADY PC

Lidé vždy cítili potřebu počítat. Používali k tomu prsty, oblázky, které dávali do hromádek nebo kladli do řady. Počet předmětů byl zaznamenáván pomocí čar, které byly nakresleny podél země, pomocí zářezů na tyčích a uzlů, které byly uvázány na laně.

S nárůstem počtu počítaných předmětů a rozvojem věd a řemesel vyvstala potřeba provádět jednoduché výpočty. Nejstarším nástrojem známým v různých zemích je počítadlo (ve starém Římě se jim říkalo calculi). Umožňují provádět jednoduché výpočty na velkých číslech. Počítadlo se ukázalo být natolik úspěšným nástrojem, že přežilo od pradávna téměř až do dnešních dnů.

Nikdo nedokáže pojmenovat přesný čas a místo, kde se bankovky objevily. Historici se shodují, že jejich stáří je několik tisíc let a jejich domovinou může být starověká Čína, starověký Egypt a starověké Řecko.

1.1. KRÁTKÝ PŘÍBĚH

VÝVOJ VÝPOČETNÍHO ZAŘÍZENÍ

S rozvojem exaktních věd vyvstala naléhavá potřeba provádět velké množství přesných výpočtů. V roce 1642 zkonstruoval francouzský matematik Blaise Pascal první mechanický sčítací stroj, známý jako Pascalův sčítací stroj (obrázek 1.1). Tento stroj byl kombinací do sebe zapadajících kol a pohonů. Kola byla označena čísly od 0 do 9. Když první kolo (jednotky) udělalo plnou otáčku, bylo automaticky aktivováno druhé kolo (desítky); když dosáhl čísla 9, třetí kolo se začalo otáčet atd. Pascalův stroj uměl pouze sčítat a odečítat.

V roce 1694 zkonstruoval německý matematik Gottfried Wilhelm von Leibniz pokročilejší počítací stroj (obr. 1.2). Byl přesvědčen, že jeho vynález najde široké uplatnění nejen ve vědě, ale i v běžném životě. Na rozdíl od Pascalova stroje používal Leibniz spíše válce než kola a pohony. Válce byly označeny čísly. Každý válec měl devět řad výstupků nebo zubů. V tomto případě první řada obsahovala 1 výstupek, druhý - 2 a tak dále až do devátého řádku, který obsahoval 9 výstupků. Válce byly pohyblivé a byly operátorem uváděny do určité polohy. Konstrukce Leibnizova stroje byla pokročilejší: byl schopen provádět nejen sčítání a odčítání, ale také násobení, dělení a dokonce i extrakci druhé odmocniny.

Zajímavé je, že potomci tohoto designu přežili až do 70. let 20. století. ve formě mechanických kalkulátorů (sčítačka typu Felix) a byly široce používány pro různé výpočty (obr. 1.3). Ovšem již koncem 19. stol. S vynálezem elektromagnetického relé se objevila první elektromechanická počítací zařízení. V roce 1887 Herman Hollerith (USA) vynalezl elektromechanický tabelátor s čísly zadávanými pomocí děrných štítků. Myšlenka použití děrných štítků byla inspirována děrováním železničních jízdenek děrovačem. Jím vyvinutý děrný štítek o 80 sloupcích nedoznal výrazných změn a byl používán jako nosič informací v prvních třech generacích počítačů. Hollerithovy tabulátory byly použity při 1. sčítání lidu v Rusku v roce 1897. Sám vynálezce pak navštívil zvláštní návštěvu Petrohradu. Od té doby se v účetnictví široce používají elektromechanické tabelátory a další podobná zařízení.

Na počátku 19. stol. Charles Babbage formuloval základní principy, které by měly být základem návrhu zásadně nového typu počítače.

V takovém stroji by podle jeho názoru měl existovat „sklad“ pro ukládání digitálních informací, speciální zařízení, které provádí operace s čísly převzatými ze „skladu“. Babbage nazval takové zařízení „mlýn“. Další zařízení slouží k řízení sledu operací, přenosu čísel ze „skladu“ do „mlýny“ a zpět a nakonec musí mít stroj zařízení pro zadávání počátečních dat a výstup výsledků výpočtů. Tento stroj nebyl nikdy sestrojen - existovaly pouze jeho modely (obr. 1.4), ale principy, na nichž byl založen, byly později implementovány do digitálních počítačů.

Babbageovy vědecké myšlenky uchvátily dceru slavného anglického básníka Lorda Byrona, hraběnku Adu Augustu Lovelace. Položila první zásadní představy o interakci různých bloků počítače a posloupnosti řešení problémů na něm. Ada Lovelace je proto právem považována za první programátorku na světě. Mnoho pojmů představených Adou Lovelace v popisech prvních programů na světě je široce používáno moderními programátory.

Rýže. 1.1. Pascalův sčítací stroj

Rýže. 1.2. Leibnizův počítací stroj

Rýže. 1.3. Přikládací stroj Felix

Rýže. 1.4. Babbageův stroj

Začátek nové éry ve vývoji výpočetní techniky založené na elektromechanických relé byl v roce 1934. Americká společnost IBM (International Business Machines) začala vyrábět alfanumerické tabelátory schopné provádět operace násobení. V polovině 30. let XX století. na základě tabulátorů vzniká prototyp první lokální počítačové sítě. V Pittsburghu (USA) instaloval obchodní dům systém skládající se z 250 terminálů propojených telefonními linkami s 20 tabelátory a 15 psacími stroji pro platby zákazníkům. V letech 1934-1936 Německý inženýr Konrad Zuse přišel s myšlenkou vytvořit univerzální počítač s programovým ovládáním a ukládáním informací do paměťového zařízení. Zkonstruoval stroj Z-3 - byl to první programově řízený počítač - prototyp moderních počítačů (obr. 1.5).

Rýže. 1.5. Zuse počítač

Jednalo se o reléový stroj využívající binární číselný systém s pamětí na 64 čísel s pohyblivou řádovou čárkou. Aritmetický blok používal paralelní aritmetiku. Tým zahrnoval provozní a adresní část. Zadávání dat probíhalo pomocí dekadické klávesnice, byl zajištěn digitální výstup a také automatický převod desetinných čísel na binární a naopak. Rychlost operace přidávání je tři operace za sekundu.

Na počátku 40. let XX století. V laboratořích IBM spolu s vědci z Harvardské univerzity začal vývoj jednoho z nejvýkonnějších elektromechanických počítačů. Jmenoval se MARK-1, obsahoval 760 tisíc součástek a vážil 5 tun (obr. 1.6).

Rýže. 1.6. Počítací stroj OZNAČIT -1

Za poslední největší projekt v oblasti reléové výpočetní techniky (CT) je třeba považovat RVM-1, postavený v roce 1957 v SSSR, který byl v řadě úkolů značně konkurenceschopný tehdejším počítačům. S příchodem elektronky však byly dny elektromechanických zařízení sečteny. Elektronické součástky měly velkou převahu v rychlosti a spolehlivosti, což určilo budoucí osud elektromechanických počítačů. Nastala éra elektronických počítačů.

Přechod do další etapy vývoje výpočetní techniky a programovací techniky by nebyl možný bez zásadního vědeckého výzkumu v oblasti přenosu a zpracování informací. Rozvoj teorie informace je spojen především se jménem Claude Shannon. Norbert Wiener je právem považován za otce kybernetiky a Heinrich von Neumann je tvůrcem teorie automatů.

Koncept kybernetiky se zrodil syntézou mnoha vědeckých směrů: za prvé jako obecný přístup k popisu a analýze akcí živých organismů a počítačů nebo jiných automatů; za druhé z analogií mezi chováním společenství živých organismů a lidské společnosti a možností jejich popisu pomocí obecné teorie řízení; a konečně ze syntézy teorie přenosu informace a statistické fyziky, která vedla k nejdůležitějšímu objevu spojujícímu množství informace a zápornou entropii v systému. Samotný pojem „kybernetika“ pochází z řeckého slova znamenajícího „kormidelník“, poprvé jej v moderním smyslu použil N. Wiener v roce 1947. Kniha N. Wienera, ve které formuloval základní principy kybernetiky, se nazývá „Kybernetika nebo ovládání a komunikace ve zvířeti a autě."

Claude Shannon je americký inženýr a matematik, muž, který je nazýván otcem moderní teorie informace. Dokázal, že činnost spínačů a relé v elektrických obvodech lze znázornit pomocí algebry, vynalezené v polovině 19. století. Anglický matematik George Boole. Od té doby se booleovská algebra stala základem pro analýzu logické struktury systémů jakékoli úrovně složitosti.

Shannon dokázal, že každý hlučný komunikační kanál se vyznačuje omezující rychlostí přenosu informací, nazývanou Shannonův limit. Při přenosových rychlostech nad tento limit jsou chyby v přenášených informacích nevyhnutelné. Použitím vhodných metod kódování informací je však možné získat libovolně malou pravděpodobnost chyby pro jakýkoli zašuměný kanál. Jeho výzkum vytvořil základ pro vývoj systémů přenosu informací po komunikačních linkách.

Brilantní americký matematik maďarského původu Heinrich von Neumann v roce 1946 zformuloval základní koncept ukládání počítačových instrukcí do vlastní vnitřní paměti, což posloužilo jako obrovský impuls k rozvoji elektronické výpočetní techniky.

Během 2. světové války působil jako konzultant v Atomovém centru Los Alamos, kde pracoval na výpočtech pro explozivní detonaci jaderné bomby a podílel se na vývoji vodíkové bomby.

Neumann vlastní díla související s logickou organizací počítačů, problémy fungování počítačové paměti, samoreprodukujících se systémů atd. Podílel se na vytvoření prvního elektronického počítače ENIAC, jím navržená počítačová architektura byla základem pro všechny následující modeluje a dodnes se tomu říká - "von Neumann"

I generace počítačů. V roce 1946 byly v USA dokončeny práce na vytvoření ENIACu, prvního počítače využívajícího elektronické součástky (obr. 1.7).

Rýže. 1.7. První počítač ENIAC

Nový stroj měl působivé parametry: používal 18 tisíc elektronek, zabíral místnost o ploše 300 m 2, měl hmotnost 30 tun a spotřeba energie byla 150 kW. Stroj pracoval na hodinové frekvenci 100 kHz a provedl operaci sčítání za 0,2 ms a násobení za 2,8 ms, což bylo o tři řády rychleji, než dokázaly reléové stroje. Nedostatky nového vozu byly rychle odhaleny. Svou strukturou se počítač ENIAC podobal mechanickým počítačům: byla použita desítková soustava; program byl psán ručně na 40 sazebních polích; Překonfigurování přepínacích polí trvalo týdny. Během zkušebního provozu se ukázalo, že spolehlivost tohoto stroje je velmi nízká: odstraňování závad trvalo několik dní. Pro vstup a výstup dat byly použity děrné pásky a děrné štítky, magnetické pásky a tisková zařízení. Počítače první generace implementovaly koncept uloženého programu. Počítače první generace se používaly pro předpovědi počasí, řešení energetických problémů, vojenských problémů a v dalších důležitých oblastech.

II generace počítačů. Jedním z nejdůležitějších pokroků, které vedly k revoluci v designu počítačů a nakonec k vytvoření osobních počítačů, byl vynález tranzistoru v roce 1948. Tranzistor, což je polovodičový elektronický spínací prvek (hradlo), zabírá mnohem méně místo a spotřebuje mnohem méně energie, dělá stejnou práci jako lampa. Výpočetní systémy postavené na tranzistorech byly mnohem kompaktnější, ekonomičtější a mnohem efektivnější než elektronkové. Přechod na tranzistory znamenal počátek miniaturizace, která umožnila vznik moderních osobních počítačů (ale i dalších rádiových zařízení – rádia, magnetofony, televize atd.). U strojů generace II vyvstal úkol automatizace programování, protože se prodloužila mezera mezi časem na vývoj programů a samotným časem výpočtu. Druhá etapa ve vývoji výpočetní techniky na konci 50. - počátkem 60. let XX století. vyznačující se tvorbou rozvinutých programovacích jazyků (Algol, Fortran, Cobol) a zvládnutím procesu automatizace řízení toku úloh pomocí samotného počítače, tzn. vývoj operačních systémů.

V roce 1959 IBM uvedla na trh komerční tranzistorový stroj IBM 1401. Bylo dodáno ve více než 10 tisících kopiích. Ve stejném roce IBM vytvořilo svůj první velký počítač (sálový počítač), model IBM 7090, zcela založený na tranzistorech, s rychlostí 229 tisíc operací za sekundu, a v roce 1961 vyvinulo model IBM 7030 pro americkou jadernou laboratoř Los Alamos.

Výrazným zástupcem domácích počítačů druhé generace byl velký elektronický sčítací stroj BESM-6, vyvinutý společností S.A. Lebeděv a jeho kolegové (obr. 1.8). Počítače této generace se vyznačují používáním programovacích jazyků na vysoké úrovni, které byly vyvinuty v počítačích další generace. Tranzistorovým strojům druhé generace trvalo v historii počítačů pouhých pět let.

Rýže. 1.8. BESM-6

III generace počítačů. V roce 1959 vyvinuli inženýři z Texas Instruments způsob, jak umístit více tranzistorů a dalších součástek na jednu základnu (nebo substrát) a připojit tyto tranzistory bez použití drátů. Tak se zrodil integrovaný obvod (IC, neboli čip). První integrovaný obvod obsahoval pouze šest tranzistorů. Nyní byly počítače navrženy na bázi integrovaných obvodů s nízkou integrací. Objevily se operační systémy, které začaly přebírat úkoly správy paměti, vstupních/výstupních zařízení a dalších zdrojů.

V dubnu 1964 IBM oznámila System 360, první rodinu univerzálních počítačů a periferií kompatibilních se softwarem. Jako elementární základ rodiny System 360 byly zvoleny hybridní mikroobvody, díky nimž se nové modely začaly považovat za stroje třetí generace (obr. 1.9).

Rýže. 1.9. Počítač III generace IBM

S rodinou System 360 si IBM naposledy dovolilo luxus vydávat počítače, které nebyly kompatibilní s těmi předchozími. Cenová výhodnost, univerzálnost a malé rozměry počítačů této generace rychle rozšířily rozsah jejich uplatnění – řízení, přenos dat, automatizace vědeckých experimentů atd. V rámci této generace byl v roce 1971 vyvinut první mikroprocesor jako nečekaný výsledek práce Intelu na tvorbě mikrokalkulátorů. (Mimochodem, poznamenáváme, že mikrokalkulačky v naší době dobře vycházejí se svými „pokrevními bratry“ - osobními počítači.)

IV generace počítačů. Tato etapa vývoje výpočetní techniky je spojena s vývojem velkých a ultravelkých integrovaných obvodů. Počítače IV. generace začaly používat vysokorychlostní paměťové systémy na integrovaných obvodech s kapacitou několika megabajtů.

Čtyřbitový mikroprocesor Intel 8004 byl vyvinut v roce 1971. Následující rok byl uveden na trh osmibitový procesor a v roce 1973 Intel vydal procesor 8080, který byl 10krát rychlejší než 8008 a dokázal adresovat 64 KB paměti. To byl jeden z nejvážnějších kroků k vytvoření moderních osobních počítačů. IBM vydala svůj první osobní počítač v roce 1975. Model 5100 měl 16 KB paměti, vestavěný překladač BASIC a vestavěnou kazetovou páskovou jednotku, která se používala jako úložné zařízení. Debut IBM PC se uskutečnil v roce 1981. V tento den zaujal nový standard své místo v počítačovém průmyslu. Pro tuto rodinu bylo napsáno velké množství různých programů. Nová modifikace se nazývá „extended“ (IBM PC-XT) (obr. 1.10).

Rýže. 1.10. Osobní počítač IBM PC - XT

Výrobci upustili od používání magnetofonu jako zařízení pro ukládání informací, přidali druhou disketovou mechaniku a jako hlavní zařízení pro ukládání dat a programů použili 20 MB pevný disk. Model byl založen na použití mikroprocesoru - Intel 8088. Vzhledem k přirozenému pokroku v oblasti vývoje a výroby mikroprocesorové techniky ovládl Intel - stálý partner IBM - výrobu nové řady procesorů - Intel 80286. V souladu s tím se objevil nový model IBM PC. Jmenoval se IBM PC-AT. Další etapou je vývoj mikroprocesorů Intel 80386 a Intel 80486, které lze nalézt dodnes. Poté byly vyvinuty procesory Pentium, které jsou dnes nejoblíbenějšími procesory.

V generace počítačů. V 90. letech XX století. Velká pozornost se začala věnovat ani ne tak zlepšování technických vlastností počítačů, ale jejich „inteligenci“, otevřené architektuře a síťovým možnostem. Pozornost je zaměřena na vývoj znalostních bází, uživatelsky přívětivých rozhraní, grafických prostředků pro prezentaci informací a vývoj nástrojů makro programování. Neexistují žádné jasné definice této fáze vývoje výpočetní techniky, protože základna prvků, na kterých je tato klasifikace založena, zůstala stejná - je zřejmé, že všechny počítače v současné době vyráběné lze klasifikovat jako V generaci.

1.2. KLASIFIKACE POČÍTAČŮ

Počítače lze klasifikovat podle řady kritérií, zejména podle principu činnosti, účelu, způsobu organizace výpočetního procesu, velikosti a výpočetního výkonu, funkčnosti atd.

Na základě principu jejich fungování lze počítače rozdělit do dvou širokých kategorií: analogové a digitální.

Analogové počítače(analogové počítače - AVM) - průběžné počítače (obr. 1.11).

Rýže. 1.11. Analogový počítač

Pracují s informacemi prezentovanými v analogové podobě, tzn. ve formě souvislé řady hodnot jakékoli fyzikální veličiny. Existují zařízení, ve kterých jsou výpočetní operace prováděny pomocí hydraulických a pneumatických prvků. Nejrozšířenější jsou však elektronické AVM, ve kterých jako strojní veličiny slouží elektrická napětí a proudy.

Práce AVM je založena na obecnosti zákonů, které popisují procesy různé povahy. Například oscilace kyvadla se řídí stejnými zákony jako změny intenzity elektrického pole v oscilačním obvodu. A místo studia skutečného kyvadla můžete studovat jeho chování na modelu implementovaném na analogovém počítači. Kromě toho lze tento model také použít ke studiu některých biologických a chemických procesů, které se řídí stejnými zákony.

Hlavními prvky takových strojů jsou zesilovače, rezistory, kondenzátory a induktory, mezi nimiž lze vytvořit spojení, která odrážejí podmínky konkrétního úkolu. Programování úloh se provádí psaním prvků na sázecí pole. AVM se používá k nejefektivnějšímu řešení matematických problémů obsahujících diferenciální rovnice, které nevyžadují složitou logiku. Výsledky řešení se zobrazují ve formě závislostí elektrických napětí v závislosti na čase na obrazovce osciloskopu nebo zaznamenávají měřicí přístroje.

Ve 40. - 50. letech XX století. elektronické analogové počítače vytvořily vážnou konkurenci pro nově vznikající počítače. Jejich hlavní předností byl vysoký výkon (srovnatelný s rychlostí průchodu elektrického signálu obvodem), přehlednost prezentace výsledků simulace.

Mezi nevýhody patří nízká přesnost výpočtů, omezený rozsah problémů k řešení a ruční nastavení parametrů úlohy. V současné době se AVM používají pouze ve velmi omezených oblastech - pro vzdělávací a demonstrační účely a vědecký výzkum. V každodenním životě se nepoužívají.

Digitální počítače(elektronické počítače - počítače) jsou založeny na diskrétní logice „ano-ne“, „nula-jedna“. Všechny operace jsou prováděny počítačem v souladu s předkompilovaným programem. Rychlost výpočtů je určena rychlostí hodin systému.

Na základě fází vzniku a základny prvků se digitální počítače konvenčně dělí do pěti generací:

I generace (50. léta) - počítače založené na elektronickém vakuu
lampy;

II generace (60. léta) - počítače na bázi polovodičových prvků (tranzistorů);

III generace (70. léta) - počítače založené na polovodičových integrovaných obvodech s nízkým a středním stupněm integrace (desítky a stovky tranzistorů v jednom pouzdře);

VI generace (80. léta) - velké a ultravelké počítače
integrované obvody - mikroprocesory (miliony tranzistorů v jednom čipu);

V generace (90. léta - současnost) - superpočítače s tisíci paralelně pracujících mikroprocesorů,
umožňující budovat efektivní systémy pro velké zpracování
pole informací; osobních počítačů na vysoce složitých mikroprocesorech a uživatelsky přívětivých rozhraních, které
určuje jejich realizaci téměř ve všech oblastech činnosti
osoba. Síťové technologie umožňují sjednotit uživatele počítačů do jediné informační společnosti.

Z hlediska výpočetního výkonu v 70. - 80. letech XX. Vznikla následující taxonomie počítačů.

Superpočítače- Jedná se o počítače, které mají maximální možnosti z hlediska rychlosti a objemu výpočtů. Používají se k řešení problémů národního i univerzálního rozsahu – národní bezpečnost, výzkum v biologii a medicíně, modelování chování velkých systémů, předpověď počasí atd. (obr. 1.12).

Rýže. 1.12. Superpočítač CRAY 2

Sálové počítače(sálové počítače) - počítače, které se používají ve velkých výzkumných centrech a univerzitách k provádění výzkumu, v podnikových systémech - banky, pojišťovny, obchodní instituce, doprava, tiskové agentury a vydavatelství. Sálové počítače jsou spojeny do velkých počítačových sítí a obsluhují stovky a tisíce terminálů – strojů, na kterých přímo pracují uživatelé a klienti.

Mini počítače- jedná se o specializované počítače, které se používají k provádění určitého druhu práce vyžadující poměrně velký výpočetní výkon: grafika, inženýrské výpočty, práce s videem, úprava tištěných publikací atd.

Mikropočítače- jedná se o nejpočetnější a nejrozmanitější třídu počítačů, jejímž základem jsou osobní počítače, v současnosti používané téměř ve všech odvětvích lidské činnosti. Miliony lidí je používají při svých profesionálních činnostech pro interakci přes internet, zábavu a rekreaci.

V posledních letech se objevila taxonomie, která odráží rozmanitost a vlastnosti velké třídy počítačů, na kterých pracují přímí uživatelé. Tyto počítače se liší výpočetním výkonem, systémovým a aplikačním softwarem, sadou periferních zařízení, uživatelským rozhraním a v důsledku toho i velikostí a cenou. Všechny jsou však postaveny na společných principech a základně jednoho prvku, mají vysoký stupeň kompatibility, společná rozhraní a protokoly pro výměnu dat mezi sebou a sítěmi. Základem této třídy strojů jsou osobní počítače, které ve výše uvedené taxonomii odpovídají třídě mikropočítačů.

Tato taxonomie, jako každá jiná, je zcela konvenční; Protože je nemožné nakreslit jasnou hranici mezi různými třídami počítačů, objevují se modely, které je obtížné přiřadit konkrétní třídě. Nicméně široce odráží rozmanitost výpočetních zařízení, která v současnosti existují.

servery(z Angličtina sloužit - „servis“, „spravovat“) - víceuživatelské výkonné počítače, které zajišťují fungování počítačových sítí (obr. 1.13).

Rýže. 1.13. Server S 390

Slouží ke zpracování požadavků ze všech pracovních stanic připojených k síti. Server poskytuje přístup ke sdíleným síťovým zdrojům – výpočetní výkon, databáze, programové knihovny, tiskárny, faxy – a distribuuje tyto zdroje mezi uživatele. V každé instituci jsou osobní počítače spojeny do lokální sítě – to umožňuje výměnu dat mezi počítači koncových uživatelů a racionální využití systémových a hardwarových zdrojů.

Faktem je, že příprava dokumentu na počítači (ať už jde o fakturu za produkt nebo vědeckou zprávu) zabere mnohem více času než tisk. Mnohem výhodnější je mít jednu výkonnou síťovou tiskárnu pro několik počítačů a server se postará o distribuci tiskové fronty. Pokud jsou počítače připojeny k lokální síti, je vhodné mít na serveru jedinou databázi - ceník všech produktů prodejny, plán práce pro vědeckou instituci atd. Server navíc poskytuje společné internetové připojení pro všechny pracovní stanice, rozlišuje přístup k informacím pro různé kategorie uživatelů, nastavuje priority pro přístup ke sdíleným síťovým zdrojům, vede statistiky o využívání internetu, sleduje práci koncových uživatelů atd.

Osobní počítač(PC - Personal computer) je nejběžnější třída počítačů schopných řešit problémy na různých úrovních - od přípravy účetní závěrky až po inženýrské výpočty. Je určen především pro individuální použití (odtud název třídy, do které patří). Osobní počítač (PC) má speciální nástroje, které umožňují jeho zařazení do lokálních i globálních sítí. Hlavní obsah této knihy bude věnován popisu hardwaru a softwaru této konkrétní třídy počítačů.

Přenosný počítač(z Angličtina notebook - „notebook“) - tento ustálený pojem zcela nesprávně odráží vlastnosti této třídy osobních počítačů (obr. 1.14).

Rýže. 1.14. Přenosný počítač

Jeho rozměry a hmotnost více odpovídají formátu velké knihy a jeho funkčnost a technické vlastnosti plně odpovídají běžnému stolnímu PC. Další věcí je, že tato zařízení jsou kompaktnější, lehčí a hlavně spotřebovávají výrazně méně elektřiny, což umožňuje provoz na baterie. Software této třídy PC, od operačního systému až po aplikační programy, se absolutně neliší od stolních počítačů. V nedávné minulosti byla tato třída PC definována jako Laptop – „podkolenní“. Tento název odrážel jejich vlastnosti mnohem přesněji, ale z nějakého důvodu se nikdy neuchytil.

Hlavním rysem osobních počítačů třídy notebooků je tedy mobilita. Malé celkové rozměry a hmotnost, monobloková konstrukce umožňuje snadné umístění kdekoli v pracovním prostoru, přenášení z jednoho místa na druhé ve speciálním pouzdře nebo kufru typu „diplomat“ a napájení z baterie umožňuje použití i na cestách (auto nebo letadlo).

Všechny modely notebooků lze rozdělit do tří tříd: univerzální, obchodní a kompaktní (subnotebooky). Univerzální notebooky jsou plnohodnotnou náhradou stolního PC, jsou tedy rozměrově i hmotnostně poměrně velké, ale zároveň se vyznačují velkým displejem a pohodlnou klávesnicí podobnou stolnímu PC. Mají konvenční vestavěná paměťová zařízení: CD-ROM (R, RW, DVD), pevný disk a disketovou mechaniku. Tato konstrukce prakticky vylučuje možnost použití jako „cestovní“ PC. Nabití baterie vystačí pouze na 2-3 hodiny provozu.

Obchodní notebooky Navrženo pro použití v kanceláři, doma nebo na cestách. Mají výrazně menší celkové rozměry a hmotnost, minimální skladbu vestavěných zařízení, ale pokročilé prostředky pro připojení dalších zařízení. Počítače této třídy slouží spíše jako doplněk kancelářského nebo domácího desktopu než jako náhrada.

Kompaktní notebooky(subnotebooky) jsou ztělesněním nejpokročilejších výdobytků výpočetní techniky. Mají nejvyšší stupeň integrace různých zařízení (komponenty jako podpora zvuku, videa a lokální sítě jsou zabudovány na základní desce). Notebooky této třídy jsou obvykle vybaveny bezdrátovými rozhraními vstupních zařízení (přídavná klávesnice, myš), mají vestavěný rádiový modem pro připojení k internetu, kompaktní čipové karty se používají jako zařízení pro ukládání informací atd. Navíc hmotnost takových zařízení nepřesahuje 1 kg a tloušťka je asi 1 palec (2,4 cm). Nabití baterie trvá několik hodin, ale takové počítače stojí dvakrát až třikrát více než běžné počítače.

Kapesní osobní počítač(PDA) (RS - Rosket) - skládá se ze stejných částí jako stolní počítač: procesor, paměť, zvukový a obrazový systém, obrazovka, rozšiřující sloty, pomocí kterých můžete zvětšit paměť nebo přidat další zařízení. Bateriové napájení zajišťuje provoz po dobu dvou měsíců. Všechny tyto komponenty jsou velmi kompaktní a těsně integrované, díky čemuž zařízení váží 100...200 g a vejde se do dlaně, do náprsní kapsy košile nebo do kabelky (obr. 1.15).

Rýže. 1.15. Kapesní osobní počítač

Ne nadarmo se těmto zařízením také říká „handheldy“ (Palmtop).

Funkčnost PDA je však velmi odlišná od stolního počítače nebo notebooku. Za prvé, má relativně malou obrazovku, zpravidla neexistuje žádná klávesnice a myš, takže interakce s uživatelem je organizována jinak: k tomu se používá obrazovka PDA - je citlivá na tlak, pro který používají speciální hůl zvaná „stylus“. Pro psaní na PDA se používá tzv. virtuální klávesnice - její klávesy se zobrazují přímo na displeji, text se píše stylusem. Dalším důležitým rozdílem je absence pevného disku, takže objemy uložených informací jsou relativně malé. Hlavním úložištěm programů a dat je vestavěná paměť o velikosti až 64 MB a roli disků plní flash paměťové karty. Na těchto kartách jsou uloženy programy a data, která není nezbytně nutné ukládat do paměti rychlého přístupu (fotoalba, hudba ve formátu MP3, e-knihy atd.). Kvůli těmto vlastnostem se PDA často používají ve spojení se stolním PC, pro které existují speciální propojovací kabely.

Notebook a PDA jsou navrženy pro zcela odlišné úkoly, postavené na jiných principech a pouze se doplňují, ale nenahrazují.

S notebookem pracují stejně jako se stolním počítačem a PDA se zapínají a vypínají několikrát denně. Načítání programů a vypínání probíhá téměř okamžitě.

Z hlediska technických vlastností jsou moderní PDA zcela srovnatelné se stolními počítači, které byly vyrobeny před několika lety. Pro kvalitní reprodukci textových informací, například při práci s emailem nebo textovým editorem, to zcela stačí. Moderní PDA jsou také vybaveny vestavěným mikrofonem, reproduktory a konektory pro sluchátka. Komunikace se stolním PC a dalšími periferními zařízeními probíhá přes USB port, infračervený port (IgDA) nebo Bluetooth (moderní bezdrátové rozhraní).

Kromě speciálního operačního systému jsou PDA obvykle vybavena vestavěnými aplikacemi, mezi které patří textový editor, tabulkový editor, plánovač, internetový prohlížeč, sada diagnostických programů atd. Počítače třídy Pocket PC se v poslední době začínají vybavovat vestavěnými prostředky pro komunikaci s internetem (jako externí modem lze použít i běžný mobilní telefon).

Kapesní osobní počítače lze díky jejich schopnostem považovat nejen za zjednodušené PC se sníženými možnostmi, ale za zcela rovnocenného člena počítačové komunity, který má své nesporné výhody i ve srovnání s nejvyspělejšími modely stolních počítačů.

Elektronické sekretářky(PDA - Personal Digital Assistant) - mají formát kapesního počítače (s hmotností do 0,5 kg), ale slouží k jiným účelům (obr. 1.16).

Rýže. 1.16. Elektronická sekretářka

Jsou zaměřeny na používání elektronických adresářů, které uchovávají jména, adresy a telefonní čísla, informace o denních rutinách a schůzkách, seznamy úkolů, evidenci výdajů atd. Elektronická sekretářka může mít vestavěné textové a grafické editory, tabulky a další kancelářské aplikace.

Většina PDA má modemy a může si vyměňovat informace s jinými počítači a po připojení k síti může přijímat a odesílat e-maily a faxy. Některá PDA jsou vybavena rádiovými modemy a infračervenými porty pro vzdálenou bezdrátovou výměnu informací s jinými počítači. Elektronické sekretářky mají malý displej z tekutých krystalů, který se obvykle nachází v odklápěcím víku počítače. Ruční zadávání informací je možné z miniaturní klávesnice nebo pomocí dotykové obrazovky, jako je PDA. PDA lze nazvat počítačem jen s velkými výhradami: někdy jsou tato zařízení řazena mezi ultrapřenosné počítače, jindy do kategorie „chytrých“ kalkulaček, jiní se domnívají, že jde spíše o organizér s pokročilými možnostmi.

Elektronické notebooky(z Angličtina organizér - "organizér") - patří do "nejlehčí kategorie" přenosných počítačů (jejich hmotnost nepřesahuje 200 g). Organizéry mají prostornou paměť, do které si můžete zaznamenávat potřebné informace a upravovat je pomocí vestavěného textového editoru; Do paměti můžete ukládat obchodní dopisy, texty dohod, smluv, denní rutiny a obchodní jednání. Organizér má vestavěný vnitřní časovač, který vám připomene důležité události. Přístup k informacím může být chráněn heslem. Organizátoři jsou často vybaveni vestavěným překladačem, který má několik slovníků.

Informace se zobrazují na malém monochromatickém displeji z tekutých krystalů. Díky nízké spotřebě energie poskytuje bateriové napájení úložiště informací po dobu až pěti let bez dobíjení.

Chytrý telefon (Angličtina smartphone) je kompaktní zařízení, které kombinuje funkce mobilního telefonu, elektronického notebooku a digitálního fotoaparátu s mobilním přístupem k internetu (obr. 1.17).

Rýže. 1.17. Chytrý telefon

Smartphone má mikroprocesor, RAM a úložiště pouze pro čtení; Přístup k internetu je poskytován prostřednictvím mobilní komunikace. Kvalita fotografií není vysoká, ale pro použití na internetu a zasílání e-mailem dostačující. Doba záznamu videa je cca 15s. Má vestavěné úložiště pro čipové karty. Nabití baterie vystačí na 100 hodin provozu. Hmotnost 150 g. Velmi pohodlné a užitečné zařízení, ale jeho cena je srovnatelná s cenou dobrého stolního počítače.