A számítástechnika története

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

1 A számítástechnika története
Történelmi áttekintés

2 Számolást segítő eszközök
maja kipu Rovásfa a Hortobágyról A legeltető állattartásban a gazda és a pásztor elszámolása még a XIX. század végén is rovásfával történt:

3 kőből bronzból Római kori abakusz Kínai szuan-pan Japán szoroban
i. e. IV. századtól az I. századig fejlődött Kínai szuan-pan Szcsoti (orosz abakusz) Japán szoroban

4 John Napier (Laird of Merchiston),
(1550 – 1617) skót matematikus Modern logarléc Számolópálcák a szorzás, osztás megkönnyítéséhez

5

6

7 Wilhelm Schickard (1592-1635) német matematikus, csillagász
Fogaskerekekkel működő számológépe, amellyel elvégezhető volt mind a négy alapművelet Mechanikus gépek

8 francia matematikus, fizikus, vallásfilozófus
Blaise Pascal ( ) francia matematikus, fizikus, vallásfilozófus A gép újdonsága, alapötlete az automatikus átvitelképzés megoldása volt, de csak az összeadást és a kivonást lehetett elvégezni vele.

9 Gottfried Wilhelm Leibniz
(1646 – 1716) német polihisztor Pascal gépét fejlesztette tovább. Ez az első olyan eszköz, amely közvetlenül végezte el az osztást és a szorzást, valamint kiegészítő művelet nélkül a kivonást. (A szorzást visszavezette az összeadásra. Gyökvonás.)

10 Charles Babbage (1792-1871) brit matematikus
Megtervezte a Difference Engine (differenciagépet), amely logaritmus táblázatok pontos és gyors elkészítését teszi lehetővé. 1921-ben mutatta be a Királyi Asztronómiai Társaságnak. Az első differenciálgép 25 ezer alkat-részből állt. 15 tonnát nyomott és két és fél méter magas volt. A másodiknak csak a terveit készítette el. Ezt a gépet 1989 és 1991 közt építtettek meg, első számításait a Londoni Tudományos Múzeumban végezte el és 31 számjegyes eredményeket adott ki. 1833-ban analitikus gépet kezdett el építeni. A tervek szerint a gép lyukkártyákkal programoz-ható lett volna, és mechanikus számológépet is működtetett volna. A terv számos olyan módszert vezetett be, amelyeket a modern számítógépek alkalmaznak. Ha megépül, ez lett volna az első Turing számítógép.

11 Ada Lovelace (Lady Byron)
(1815 – 1852) angol matematikus és írónő, Lovelace grófnője Leírást készített a Charles Babbage által tervezett analitikai géphez, és javaslatot tett arra is, hogy ne tízes, hanem kettes számrendszerben tárolja a számokat. Egyesek szerint a géphez készült programokat is ő írta, így az első programozónak tekinthető.

12 Herman Hollerith (1860 – 1929) német származású amerikai statisztikus, feltaláló
lyukkártyás statisztikai gép Automatizálta a népszámlálás (1890) eredményeinek táblázatokba foglalását. A statisztikai adatokat lyukkártyák elektromos leolvasásával és rendszerezésével dolgozta fel. Céget alapított, amelyből 1924-ben megalakult az IBM.

13 Elektromechanikus gépek
Z1 Konrad Zuse (1910 – 1995) német mérnök Ő készítette el az első, jelfogókkal (relével) működő számológépet. 3 gépet készített, az első a Z1 volt, ez még csak mechanikus gép volt. A Z2-be már relés elektromechanikus áramköröket is beépített, és a Z3 volt az első programvezérlésű, kettes számrendszerben dolgozó, elektromechanikus számítógép.

14 Howard Hathaway Aikent (1900–1973) amerikai mérnök
Aiken és az IBM 1939-ben megállapodást kötött a közös fejlesztő munkára, amelynek eredményeképpen 1944-ben elkészült az elektromechanikus elven működő Mark-I. Ez a tudományos célú számológép teljesen automatikus, tud pozitív és negatív számokkal dolgozni, ügyel a műveleti sorrendre is, valamint bonyolultabb függvényeket is kezel.

15 ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer)
Elektronikus gépek

16 Neumann János (1903–1957) magyar származású matematikus
A mai értelemben vett számítógépek működési elveit dolgozta ki. 1945. június 24-re készült el EDVAC címmel egy kivonat, amely teljes elemzését adta az EDVAC nevű számítógép tervezett szerkezetének. Tartalmazta a számítógép javasolt felépítését, a részegységek megépítéséhez szükséges logikai áramköröket és a gép kódját. A legtöbb számítógépet napjainkban is a jelentésben megfogalmazott elvek alapján készítik el. Fő tételeit ma Neumann-elvekként ismerjük.

17

18 Alexandriai Héron kapunyitó automatája,
Vezérlés, irányítástechnkika A vezérlés és irányítás nélkül a modern számítástechnikai eszközök kialakulása elképzelhetetlen lett volna. Ezért, ha a számítástechnika történetéről beszélünk a kibernetika történetét sem hagyhatjuk figyelmen kívül. i.e. V-IV. sz. Arkhütasz repülő fagalambja i.e. IV-III. sz. Démétriosz Phaléreusz kúszó csigája i.e. III. sz. II. Ptolemaiosz Philadephosz egyiptomi fáraó birtokában volt egy „android”, azaz embert utánzó szerkezet. középkori az órák szerkezetei (1352 strasbourgi székesegyház Háromkirályok órája) XV. sz. Leonardo da Vinchi automata oroszlánt készít, mely főhajtással köszönti a vendégeket XVII-XVIII. sz-ban egyre bonyolultabb műveletsort végző automaták készülnek: Pl.: 1769-ben Kempelen Farkas ( ) sakkozó automatát szerkeszt. Alexandriai Héron kapunyitó automatája, i.e. I. sz.

19 Történet Kempelen Farkas sakkozógépének John Gaughan által elkészített élethű mása

20 Joseph Marie Jacquard (1751-1834)
francia feltaláló Lyukkártyavezérelt, automata szövőgép

21

22 Neumann-elvek

23 Neumann János (1903–1957) magyar származású matematikus
A mai értelemben vett számítógépek működési elveit dolgozta ki. A számítógép olyan matematikai problémák megoldására szolgál, amelyekre az ember önállóan is képes lenne. A cél a műveletek végrehajtási idejének meggyorsítása. Ennek érdekében minden feladatot összeadások sorozatára kell egyszerűsíteni, ezután következhet a számolás mechanizálása.

24 Neumann-elvek - Soros működésű, teljesen elektronikus, automatikus gép
- Kettes számrendszer használata - Belső program- és adattárolás, a tárolt program elve - Külső rögzítőközeg alkalmazása - Turing-gép

25 Számítógép generációk

26 I. Generációs számítógépek (1940-es évek)
Tulajdonságai: működésük nagy energiaigényű elektroncsöveken alapult, terem méretűek voltak, gyakori volt a meghibásodásuk, műveleti sebességük alacsony, néhány ezer elemi művelet volt másodpercenként, üzemeltetésük, programozásuk mérnöki ismereteket igényelt. Az első elektronikus digitális számítógép az ENIAC. Itt kell megemlítenünk az EDVAC és UNIVAC gépeket is.

27 II. Generációs számítógépek (1950-es évek)
Tulajdonságai: az elektroncsöveket jóval kisebb méretű és energiaigényű tranzisztorokkal helyettesítették, helyigényük szekrény méretűre zsugorodott, üzembiztonságuk ugrásszerűen megnőtt, kialakultak a programozási nyelvek, melyek segítségével a számítógép felépítésének részletes ismerete nélkül is lehetőség nyílt programok készítésére, tárolókapacitásuk és műveleti sebességük jelentősen megnőtt (200 ezer szorzás/s).

28 III. Generációs számítógépek (1960-as évek)
A technika fejlődésével lehetővé vált a tranzisztorok sokaságát egy lapon tömöríteni, így megszületett az integrált áramkör. Tulajdonságai: jelentősen csökkent az alkatrészek mérete és száma, így a gépek nagysága már csak asztal méretű volt, megjelentek az operációs rendszerek, megjelentek a magas szintű programnyelvek (FORTRAN, COBOL), műveleti sebességük eléri a 2 millió szorzás/s, csökkenő áruk miatt egyre elterjedtebbé váltak, megindult a sorozatgyártás.

29 IV. Generációs számítógépek (1970-es évek)
A hetvenes évek elején az integrált áramkörök továbbfejlesztésével megszületett a mikrochip és a mikroprocesszor. Tulajdonságai: asztali és hordozható változatban is léteznek, hatalmas mennyiségű adat tárolására képesek, műveleti sebességük másodpercenként több milliárd is lehet, alacsony áruk miatt szinte bárki számára elérhetőek, megjelentek a negyedik generációs programnyelvek (ADA, PASCAL).

30 V. Generációs számítógépek (1980-as évek)
Az ötödik generációs számítógépek létrehozására irányuló fejlesztési kísérletek Japánban kezdődtek meg. Tulajdonságaik: a mesterséges intelligencia megjelenése, felhasználó-orientált kommunikáció, működési elve a neurális hálók segítségével valósítható meg.