A számítástechnika története Berzsenyi Dániel Gimnázium 9. osztály

Őskor: számolást segítő eszközök Az ősember első számolóeszközei: pálcikák, kövek, csontok, saját ujjai Ujj latinul: digitus – digit szó (számjegy) Eredmény rögzítése: Barlangok fala Rovátkák fára, csontra stb.

Számrendszerek Sok rovátka nehézkes – csoportosítás helyiértékenként 60-as számrendszer (Mezopotámia) 12-es számrendszer (angolszász népek) 10-es számrendszer: rómaiak

Az abakusz Az első számolóeszköz Ókori Kína, Japán területe Még napjainkban is néhány helyen (Oroszország, Kína…) Kő: calculus - kalkulátor

A számjegyek kialakulása Római számok: nem helyiértékes Arab számok: először Muhammad Ibn Musza Al-Hvárizmi arab tudós írta le ezekkel a számolási módszereket Mai számalakok: Albrecht Dürer

Középkor, újkor: tényleges számológépek XVI-XVIII. Sz.: kereskedelem tengeren túlra is hajózás fejlődése Pontos számolótáblák (csillagászat, térképészet) – ún. navigációs táblázatok Számolószolgák – sok pontatlanság Igény számolást segítő gépekre

Mechanikus számológépek Wilhelm Schickard, 1623 +-*/ Blaise Pascal 1642 +- Gottfried Wilhelm Leibniz 1671 +-

Lyukkártyavezérlés A fogaskerekes vezérlés sok gondot okozott Ipari gépeknél: lyukkártyavezérlés Lyukkártya először: Joseph-Maria Jackard szövőszéke Vezérlés, külső programozás lehetősége

Charles Babbage Cambridge-i egyetemi tanár, XIX. sz. Több gépet is tervezett Lyukkártyás vezérlés Az 1820-as években két gépet tervezett: Differenciagép Analitikai gép

Differenciagép mechanikus működésű, automatikus vezérlésű Hatjegyű számokkal végzett volna műveleteket Nem fejezte be az építését

Analitikai gép Külső vezérlés: lyukkártyával A kor technikai színvonalán nem lehetett megépíteni, egy évszázaddal megelőzte a korát A számításokat végző részt (malom) fia építette meg

Hermann Hollerith USA, XIX. sz.: 10 évente népszámlálás, igen lassú kiértékeléssel Pályázat a gyorsításra: Hermann Hollerith gépe Lyukkártyás adatkezelés Lényegesen gyorsabb adatfeldolgozás: 7 évről 1-2-re, részeredmények néhány hónap alatt Nagy anyagi siker: saját cég: TMC (1924 IBM)

Elektromechanikus gépek XX. sz. eleje: elektromos vezérlés Relés (jelfogós) gépek háborús készülődés: új fegyverek kipróbálása Ún. ballisztikus táblázatok: nagyon sok számolás igénye Anglia, Németország, Szovjetunió: elektromechanikus gépek építése

Zuse gépe: Z1 Konrad Zuse német mérnök, 1938: első igazai jelfogós gép Kettes számrendszer Z1: még mechanikus, Z2: első jelfogós, Z3, Z4 +-*/ gyök Összeadás: 0,07 s, gyökvonás: 3 s

MARK-I. USA, 1944. Howard Aiken: MARK-I. Felépítése Babbage analitikai gépével egyezett meg (később: MARK-II, III, IV) 16 m hosszú, 2,5 m magas, 35 tonna Összeadás: 0,3 s, szorzás: 6s, osztás: 11s

Elektronikus számítógépek 40-es évek közepe: teljesen elektronikus számítógépek Elektroncsövek Fejlesztés: hadiipar, röppálya-számítás ENIAC, 1945: USA 140 m2 alapterület, 30 tonna, 18 000 elektroncső Gyakori meghibásodás Összeadás: 0,0002 s, szorzás: 0,002 s Colossus: Anglia (Alan Turing)

ENIAC

Neumann János 1903-1957 Rendkívüli képességek Fasori Gimnázium Budapesti Egyetem (matematika), Zürichi Egyetem (vegyészet) Princetonban egyetemi tanár Kvantumelmélet, halmazelmélet, matematikai logika, játékelmélet

Neumann és a számítógépek Részt vesz a II. világháborús fejlesztésekben, így az ENIAC-éban is Az ENIAC hibáit látva megfogalmazza egy új számítógép működési elvét: „The EDVAC Report” 1945 Neumann-elvek Az EDVAC 1949-ben készült el

Neumann-elvek Szekvenciális (soros) működés: Az utasításokat egymás után hajtja végre. Kettes számrendszer használata Operatív tár (belső memória) használata, tárolt program elve: A számítások részeredményeit és a végrehajtandó utasításokat is a memóriában tároljuk. Univerzális gép: Nemcsak egyetlen feladat megoldására alkalmas.

A Neumann-elvű számítógép részei Operatív tár (memória), amelyben az adatok és az utasítások egyszerre tárolódnak. Vezérlőegység, amely önállóan tudja értelmezni és végrehajtani az utasításokat. Aritmetikai-logikai (műveletvégrehajtó) egység, amely képes az alapvető matematikai és logikai műveletek elvégzésére. Bemeneti-kimeneti egység, amely a gép és kezelője közötti kapcsolatot biztosítja.

További fejlesztések 50-es évek: sorozatgyártás (UNIVAC, BINAC) Technikai újítások (dióda, tranzisztor): teljesítmény növelése, méret csökkentése 60-as évek: IBM 360, 370 integrált áramkör: teljesítmény tovább nő, méret tovább csökken Mágneses háttértárak megjelenése Nagy számítástechnikai cégek kialakulása (INTEL, IBM, HP, DEC…) 1971: első mikroprocesszor Személyi számítógép (PC): 1981

Számítógépes generációk Nulladik generációs számítógépek (XX. sz. eleje): Elektromechanikus számítógépek (reléket tartalmaznak) Első generációs számítógépek (1946-1958): Elektroncsöves gépek Második generációs számítógépek (1958-1965): Félvezetős gépek (diódák, tranzisztorok). Harmadik generációs számítógépek (1965-1972): Integrált áramköröket tartalmaznak Negyedik generációs számítógépek (1973-tól): Mikroprocesszorokkal végzik a műveleteket. Ötödik generációs gépek: kutatási fázis