A számítástechnika története

Az előadások a következő témára: "A számítástechnika története"— Előadás másolata:

1 A számítástechnika története
Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium

2 Számolás, számírás kialakulása
Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium

3 Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium
A számolás már az ősember számára ismert dolog volt, csontba, fába vésett rovások segítségével számoltak Kutatások azt igazolják, hogy kezdetben csak az egy, a kettő és a sok között tettek különbséget Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium

4 Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium
Az ókori keleti kultúrákban nagy mennyiségű számolási feladatot kellett megoldani, és rögzíteni is kellett azokat Az írás már a III. évezred elején kialakult, ekkoriban jelentek meg a számjegyek is Az ókori Babilóniában fejlesztették ki a 60-as számrendszert, ezzel a mai napig találkozhatunk. (pl.: 60 perc 1 óra) Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium

5 Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium
A hindu matematika virágkorát 200 és 1200 között élte. Legfontosabb érdeme a tízes számrendszer és ennek során a nullának mint számjegynek a bevezetése. Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium

6 Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium
Mai számírási módszerünk egyértelműen innen származik, csak a számjegyek formája változott egy kicsit. Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium

7 Számolási segédeszközök
Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium

8 * A Püthagorasz-féle számolótábla
A számoláshoz kezdetben a kéz ujjait használták, majd már az ókorban megjelentek a számolási segédeszközök. A felső soron az egyik szorzótényezőt kell kikeresni, az első oszlopon pedig a másikat. A szorzat a kiválasztott sor és oszlop metszéspontjában leolvasható: az ábrán a 7ˇ8=56 szorzás elvégzése látható. * A Püthagorasz-féle számolótábla Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium

9 Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium
Általánosan használt számolási eszköz volt az abakusz: valószínűleg mezopotámiai eredetű összeadásra és kivonásra alkalmas eredetileg kőtáblácska, melynek hornyaiba kavicsot tettek napjainkban is használatos Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium

10 Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium
A középkorban új számolási módszerek jelentek meg. Ezek között volt a rácsos módszer, amely a szorzást segítette elő. A gelosia-módszer (rácsos módszer) a középkor kezdete táján széles körben elterjedt a szorzás elősegítésére (emlékezzünk rá, az összeadásra és a kivonásra igen hatékony eszköz az abakusz). Először Indiában, Perzsiában, Kínában és az arab országokban jelent meg. Európában a XIV. sz. elején vált ismertté. Nevét a korai olasz építészet geometrikus, osztott rácsos ablakkereteiről kapta. Az eszköz már az arab számok használatára épül. Egy négyzetrácsot kell készíteni. Az egyik tényezőt a legfelső sorba kell írni, a másikat pedig a jobb szélső oszlopba (a legnagyobb helyiérték kerül felülre, a legkisebb alulra. A táblázat maradék részén a négyzeteket átlósan kétfelé kell osztani. Az egyes négyzetekbe az adott oszlop tetején és az adott sor jobb végén álló számjegy szorzatát írjuk, mégpedig a tízeseket az átló fölé, az egyeseket az átló alá. A teljes szorzatot úgy kapjuk meg, hogy az ábrán látható ferde sávok mentén összeadjuk a számjegyeket (az egyes sávokban összeadandó számjegyek felváltva kékkel és pírossal írva láthatók). A jobb alsó sáv adja az eredmény legkisebb helyiértékű számjegyét, a bal felső sáv pedig a legnagyobbat. Ha egy sávban az összeg két számjegyű, akkor az első számjegyet a felette (és tőle balra lévő) sáv összegéhez adjuk. Ha jól belegondolunk, ez a módszer megfelel annak, ahogy mi végezzük írásban a szorzást és a rész-szorzatokat egy-egy hellyel jobbra tolva írjuk le. * A gelosia-módszer Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium

11 Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium
A XV. századtól kezdve a gelosia-módszer használatát egy számhengereket tartalmazó gép segítségével igyekeztek könnyíteni Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium

12 Schikard rekonstruált számológépe (1960)
William Schikard (XVII. század) thübingeni csillagász. A csillagászati számítások megkönnyítésére alkotta meg eszközét 1623-ban. Schikard a négy alap-művelet elvégzésére alkalmas számológépet készített Az egyes számjegyeket a pálcák megfelelő elforgatásával lehet beállítani. A pálcák alatt fogaskerekekből készített számlálómű található. A felhasználónak a pálcákról leolvasott részeredményeket kézzel kellett bevinni a számlálóműbe és azzal összeadni. A számlálómű elvégezte a kétjegyű összeg első jegyének átvitelét is a következő nagyobb helyiértékre: az egyik kerék egy teljes körülfordulása egy külön fog segítségével a következő helyiértéknek megfelelő fogaskereket egy számjeggyel elforgatta (hasonló megoldás látható pl. a jelenleg is használt villanyórákban, gázórákban, kilométer-órákban, stb.). A végeredmény a gép alján lévő kis nyílásokban jelent meg. Schikard külön számtárcsákat is felszerelt a gépre, amelyek megfelelő elforgatásával a legfeljebb hatjegyű részeredményeket lehetett tárolni, megkímélve ezáltal a felhasználót a leírástól. A gép jelezte a túlcsordulást is: ha a hetedik helyiértékre is szükség lett volna, megszólalt egy csengő. Schikard rekonstruált számológépe (1960) Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium

13 Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium
Charles Babbage (XIX. század) -angol matemematikus ben tervezte meg Difference Engine nevű mechanikus számológépet - ezután egy programozható, lyukkártyavezérlésű gépet tervezett. Az Analytical Engine azonban nem készült el teljesen Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium

14 Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium
Ada Byron (XIX. század) - Tehetséges, a matematika iránt érdeklődő hölgy -Babbage barátja, külföldi előadásait olaszról angol nyelvre fordította, sőt: Babbage ösztönzésére saját jegyzeteivel is ellátta Jegyzeteiben leírta, hogy miképpen lehetne az Analytical Engine géppel Bernoulli-számokat számítani Ez a jegyzet a világ első számítógépes programja, Ada a világ első programozója! Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium

15 Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium
Herman Hollerith ( ) Gépet készített az USA-ban a népszámlálás megkönnyítésére. A gép lyukkártyával működött Egy kártyára egy ember adatait lyukasztotta A kártyákat egy leolvasóba helyezte. Ebben a leolvasóban elektromos érintkezők voltak. Ahol a kártyán lyuk volt ott az áramkör bezárult. Céget alapított, ebből alakult meg 1924-ben az IBM. Lyukkártyát az 1960-as évekig használtak Az Egyesült Államok 1880-as népszámlálásán 55 millió ember adatait gyűjtötték össze. Az adatokat 500 ember összesítette 36 szempont szerint 7 éven keresztül. Herman Hollerith ( ) német származású amerikai statisztikus ennek láttán találta ki, hogy a Jacquard deszkalapjaihoz hasonló perforált kártyákat adatfeldolgozásra is lehet használni ben szabadalmat kapott, ezzel dolgozta fel az USA 1890-es népszámlálási adatait — mindössze négy hét alatt! Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium

16 Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium
MARK 1. számítógép A 20. század negyvenes éveinek elején építette az IBM. relékből épült fel, de fogaskereket is tartalmazott Tízes számrendszerben tárolta az adatokat Az adatot lyukkártyával vitték be A gépet lyukszalag vezérelte A tengeri tüzérség részére készítettek vele lőtáblázatot (szorzáshoz 4, osztáshoz 11 másodpercre volt szüksége) Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium

17 Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium
* Mark I. Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium

18 Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium
Az elektromosság kora Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium

19 Az ún. 0. generáció (1943 előtt)
Elektromechanikus (relés) megoldások Legjelentősebb alakja Konrad Zuse: német származású mérnök, a II. világháború idején is Németországban élt programozható, digitális számítógépeket tervezett Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium

20 Az első generációs elektronikus számítógépek (1943-1958)
Az elektroncsövet 1904-ben találták fel, azonban a csövek kezdetben drágák, megbízhatatlanok és rövid életűek voltak, csak az 1940-es évektől használták őket számítógépek készítésére. Elektroncsövek felhasználásával készült az első számítógép-generáció, amely nagyjából az közötti évekre tehető. Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium

21 Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium
Az ENIAC elektroncsövet tartalmazott és 450 m2 helyet foglalt el. A gép tömege 30 tonna volt, megépítése tízmillió dollárba került. Az ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer ) 1943 és 1946 között a Pennsylvania Egyetemen fejlesztették ki az első elektronikus számítógépet. A gép elkészülését sürgette a II. világháború miatt rohamosan fejlődő hadiipar. Ezt az eszközt a lövedék röppályájának számításához fejlesztették ki. Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium

22 Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium
Neumann-elvek - Soros működésű legyen - Teljesen elektronikus számítógép - Kettes számrendszer alkalmazás - Adatok és programok ugyanabban a belső memóriában - Univerzális legyen Neumann János ( ) Az EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Calculator) 1944 és 1948 között fejlesztették ki. Ez a gép már Neumann János ( ) magyar matematikus elvei alapján készült. Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium

23 Az második generációs elektronikus számítógépek (1958-1965)
A tranzisztort 1947-ben fedezte fel William Shockley, aki ezért aztán Nobel-díjat is kapott. A tranzisztorokból épített számítógépek jelentették a második számítógép-generációt. A gépek megbízhatósága jelentősen megnőtt, az alkatrészek kisebbek és olcsóbbak lettek. Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium

24 A harmadik generációs elektronikus számítógépek (1965-1972)
Az integrált áramkört (IC-t) 1958-ban fedezte fel Jack S. Kilby Az integrált áramkörökből épített számítógépek jelentették a harmadik számítógép-generációt. Az integrált áramkörök tovább csökkentették a számítógépek árát, méretét és meghibásodási gyakoriságát. Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium

25 A negyedik generációs elektronikus számítógépek (1972-1990)
Megjelenik a mikroprocesszor, majd ezt felhasználva megjelenik és rohamosan elterjed a személyi számítógép. Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium

26 A PC (Personal Computer)
Azt a számítógépet, amelyet ma egyszerűen PC (personal computer – személyi számítógép) néven emlegetünk, eredetileg az IBM cég fejlesztette ki a ’80-as évek elejére. Ez volt az első kimondottan személyes felhasználásra tervezett asztali számítógép. (Általánossá vált a használata szövegszerkesztésre, táblázatkezelésre, grafikára, adatbáziskezelésre, stb.) A PC mára a világ legelterjedtebb számítógépévé vált. Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium

27 Ötödik generációs elektronikus számítógépek (1990-)
Jellemzői: többprocesszoros gépek párhuzamos adatfeldolgozás összekapcsolt rendszerek – a hálózatoknak nagy szerepe van Az emberi idegrendszer felépítését modellező komplex, nagykapacitású számítógépek Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium

28 Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium

29 Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium
Hivatkozások Hans Breuer, SH atlasz Informatika (ford.: Ungvárai János és Ungvárainé dr. Nagy Zsuzsanna). Bp., 1995. Budapest Fasori Evangélikus Gimnázium