Informatikai alapismeretek

Az előadások a következő témára: "Informatikai alapismeretek"— Előadás másolata:

1 Informatikai alapismeretek
2. rész Történeti áttekintés

2 A számítástechnika kezdetei
Számítások automatizálása – ősi törekvés Felhasznált eszközök: ujjak (digitus lat ujj → digit ang számjegy) színes kavicsok → calculus lat → kalkulátor fonalak „Adattárolás” barlang falán falapocskán csontokon Informatikai alapismeretek - 2. rész: Történeti áttekintés

3 A számítástechnika kezdetei
Golyós számológépek abakusz (Kr.e ) babiloni számolótáblák – csillagászati, gazdasági számításokra szorobán – a legutóbbi időkig használatosak ipari forradalom - mechanikus számológép Napier-pálcák – logaritmus Informatikai alapismeretek - 2. rész: Történeti áttekintés

4 A számítástechnika kezdetei Mechanikus számológépek
1620 – Oughtred megalkotja a logarlécet alapelve, hogy a számok szorzatát a számok logaritmusának összegével, a számok hányadosát a számok logaritmusának különbségével helyettesítjük Informatikai alapismeretek - 2. rész: Történeti áttekintés

5 A számítástechnika kezdetei Mechanikus számológépek
fogaskerekes számológép Wilhelm Schickard thübingeni csillagász (1623) összeadás, kivonás teljesen; osztás, szorzás részben automatizálva Informatikai alapismeretek - 2. rész: Történeti áttekintés

6 A számítástechnika kezdetei Mechanikus számológépek
összeadó-kivonó mechanikus gép (Pascaline) Blaise Pascal ( ) óraalkatrészekből 10 számrendszerben max. 8 jegyű számokkal ma is működőképesek! Informatikai alapismeretek - 2. rész: Történeti áttekintés

7 A számítástechnika kezdetei Mechanikus számológépek
Gottfried Wilhelm Leibnitz (1671) négy alapműveletet végző mechanikus gép összeadás-kivonás fogaskerekekkel; szorzás-osztás váltótárcsákkal kettes számrendszer szükségessége Informatikai alapismeretek - 2. rész: Történeti áttekintés

8 Gazdasági és tudományos szükségletek Az automaták fejlődése
minden egyszerű mechanikus szabályokon alapuló műveletsor gépesíthető! automata – önműködő gép, amely bizonyos határok között önmagát irányítja, emberi beavatkozás nélkül feladatot hajt végre – Kempelen Farkas sakkautomatája – csalás! vezérlés (program) biztosítása Informatikai alapismeretek - 2. rész: Történeti áttekintés

9 Gazdasági és tudományos szükségletek Az automaták fejlődése
Joseph Marie Jacquard (1810) – lyukkártyás vezérlésű szövőszék bináris sorok (lyuk/nem lyuk) tárolják a műveletvégzési utasításokat → lyukszalag forradalmasította a textilipart Érdekesség: Ada Byron – első női programozó! Informatikai alapismeretek - 2. rész: Történeti áttekintés

10 Gazdasági és tudományos szükségletek Az automaták fejlődése
Charles Babbage ( ) angol matematikus a számítógép atyja → navigációs számítások → mechanikus számítógép differenciagép ( ) – nem készült el teljesen Informatikai alapismeretek - 2. rész: Történeti áttekintés

11 Gazdasági és tudományos szükségletek Az automaták fejlődése
analitikus gép → általános célú mechanikus számítógép (1833) vezérlőmű számolómű (malom) szám- és programtároló lyukkártyás vezérlés → Jacqardtól külön kártyacsomagok adatoknak és műveleteket nyomtatási lehetőség! mechanikai nehézség miatt nem épült meg  → a finommegmunkálás korai szakaszban Informatikai alapismeretek - 2. rész: Történeti áttekintés

12 Fejlődés további lépcsőfokai
Boole-algebra → formális logikai műveletek → George Boole (1848) → ez alapján működnek a mai számítógépek lyukkártyás adatfeldolgozó berendezés – Herman Hollerith (1881) → amerikai népszámlálás, egy polgár = egy kártya → statisztikák készítése Turing-gép – Alan Mathison Turing (1936) – programozható automata → megfelelően programozva univerzális Informatikai alapismeretek - 2. rész: Történeti áttekintés

13 Hollerith lyukkártya olvasója
Informatikai alapismeretek - 2. rész: Történeti áttekintés

14 Fejlődés további lépcsőfokai
jelfogós elektromechanikus számítógépek – Konrad Zuse berlini mérnök ( ) gépei: Z1, Z2, Z3 → programozható digitális gépek relés elektromechanikus áramkörök alkalmazása aritmetikai és logikai műveletekhez → külső lyukkártyás programvezérlés → MARK I. – H. Aiken első elektronikus számítógép – ENIAC (Electronic Numerical Integrator an Computer, 1946) (18 ezer elektroncső, 1500 relé, 30 tonna, decimális, 5000 összeadás/sec) EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Calculator, ) – Neumann-elv alapján készült Informatikai alapismeretek - 2. rész: Történeti áttekintés

15 Számítógép-generációk
0. generáció (1945 előtt) (a „hőskor” → az összes régi eszköz) Z1, Z2, Z3 – Zuse – relés programozható digitális MARK I. – Aiken – Harvard Univ. relés áramkörök (elektromechanikus) lyukszalag, lyukkártya kb. 300 művelet/sec Informatikai alapismeretek - 2. rész: Történeti áttekintés

16 Számítógép-generációk
1. generáció (1946- és az 1950-es évek) ENIAC (1946) – Mauchly – Eckert EDVAC ( ) – Neumann-elv UNIVAC, IBM 701, URAL I. elektroncsövek és relék ferritgyűrűs operatív memória több ezer összeadás/sec lassú perifériák, nagy hely- és energiaigény, gyakori hibásodás lyukszalag, lyukkártya → programozás gépi kódban magasszintű programozási nyelvek → ALGOL, FORTRAN Informatikai alapismeretek - 2. rész: Történeti áttekintés

17 Számítógép-generációk
félvezetők – tranzisztorok és diódák kis méret, nagy(obb) megbízhatóság, kis(ebb) energiaigény nagy műveleti sebesség (kb. 100e +/sec) ferritgyűrűs operatív tár mágneslemez, mágnesszalag háttértár gyorsabb perifériák operációs rendszerek megjelenése magas szintű programnyelvek elterjedése (COBOL, FORTRAN, ALGOL) Informatikai alapismeretek - 2. rész: Történeti áttekintés

18 Számítógép-generációk
integrált áramkörök (Integrated Circuit – IC) méretek jelentősen csökkennek → azóta is! kb /sec közvetlen hozzáférésű merevlemezes háttértár nagy kapacitású, gyors perifériák több felhasználót kiszolgáló operációs rendszerek → időosztásos üzemmód számítógépek széleskörű alkalmazása BASIC → Kemény János (1965) Informatikai alapismeretek - 2. rész: Történeti áttekintés

19 Számítógép-generációk
4. generáció (1970-es évek közepétől) mikroprocesszor (μP) miniatürizálás → nagy integráltságú félvezető áramkörök alkalmazása 10 millió művelet/sec szuperszámítógépe → bonyolult tudományos problémák megoldására és nagy adatbázisok kezelésére mikroszámítógép – személyi számítógépek megjelenése (Altair, Apple, Commodore, Atari, IBM) BASIC elterjedése a számítógép beépül a technikai rendszerekbe → intelligens rendszerek számítógép-hálózatok strukturált programozás – objektumorientált programozás Informatikai alapismeretek - 2. rész: Történeti áttekintés

20 Számítógép-generációk
5. generáció (1980-as évek közepétől) processzorok integráltásga nő → 100 millió tranzisztor egy szilícium lapkán többprocesszoros gépek → párhuzamos programozás tudásalapú intelligens rendszerek (szoftver) sokféle magasszintű programozási nyelv és fejlesztői környezet → mindenki írhat programot programgenerátorok → hatékony fejlesztés Informatikai alapismeretek - 2. rész: Történeti áttekintés

21 A fejlődés üteme Moore-törvény
18 havonta megkétszereződik a mikroprocesszorok teljesítménye változatlan ár mellett! → memóriák fejlődése is ilyen a miniatürizálás nem folyhat a végtelenségig → jelenleg 1000 nm alatt legfeljebb 2 nagyságrenddel lehet csökkenteni a méreteket és 10 évig még folytatható az exponenciális növekedés Informatikai alapismeretek - 2. rész: Történeti áttekintés

22 A fejlődés üteme Moore-törvény
az információs társadalom csúcstechnológiai alapjai fejlődnek nagy hálózatok kialakulása → internet multi- és hipermédia terjedése PC-k robbanásszerű szaporodása → grafikus operációs rendszerek kialakul az alkalmazói nyelv → „számítógépes írni-olvasni tudás” mobilkommunikáció és hálózatiság általánossá válik Informatikai alapismeretek - 2. rész: Történeti áttekintés

23 Informatikai alapismeretek - 2. rész: Történeti áttekintés
Fogalmak Informatikai alapismeretek - 2. rész: Történeti áttekintés