A számítástechnika története

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

1 A számítástechnika története
Berzsenyi Dániel Gimnázium 9. osztály

2 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.

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

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

5 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

6 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

7 Mechanikus számológépek
Wilhelm Schickard, */ Blaise Pascal Gottfried Wilhelm Leibniz

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

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

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

11 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

12 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)

13 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

14 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

15 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

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

17 ENIAC

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

19 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

20 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.

21 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.

22 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

23

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