Információs technológiák 1. Ea: Történelmese

Átírás

1 Információs technológiák 1. Ea: Történelmese 56/1 B ITv: MAN

2 Témakörök A számítógép kialakulása A Neumann-elvek Testépítés A lélek útja tudattágítás Ellenőrző kérdések 56/2

3 Mi a számítógép? Első közelítésben: egy automatikus működésre képes berendezés, mellyel adatokat tudunk feldolgozni. Hogyan alakult ki? XV. Század - mechanikus számológépek (Pascal, Napier) Törekvés az automatikus működésre (Jacquard szövőszéke) 56/3

4 A számítógépek története 1843 Babbage - Analitikus gép: tetszőleges matematikai számításra alkalmas berendezés 56/4 Bemenet, programozhatóság 1854 Bool - A gondolkodás törvényei Bool algebra és logika 1890 Hollerith berendezésével népszámlálás Amerikában. Lyukkártya alkalmazása, adattárolás 1924 Hollerith megalapítja az IBM-et Konrad Zuse - Z1, Z2, elektromechanikus számológép Relék, bináris feldolgozás

5 A számítógépek története (2) II. világháború - kódfejtőgépek Colossus 56/5 elektroncső Eniac Neumann János John von Neumann Budapest, december 28. > Washington, február 8. Matematikus, közgazdász, fizikus, biológus 1945: Előzetes gondolatok egy elektronikus számító berendezés logikai tervéről - értekezés az USA hadügyminisztériuma számára.

6 Colossus decemberében készült el Alan Turing csoportja alkotta meg Anglia, Bletchley Park, a föld alatt! Teljesen elektronikus és digitális célszámítógép volt. Paraméterei: Elektroncső: kb db-ot tartalmazott. Kvarcvezérlésű volt (5 khz-s órajellel) Feldolgozási sebessége: karaktert/sec. Feladata: rejtjelezett német rádióüzenetek megfejtése, ezzel fejtették meg a németek ENIGMA nevű kódoló gépének rejtjelét. A II. világháborús helyzet miatt csak a XX. század végén hozták nyilvánosságra létezését (50 évig titkosították). 56/6

7 Colossus 56/7

8 ENIAC között készült el ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator) Machly és Eckert villamosmérnökök készítették el USA, University of Pennsylvania Jellemzői: Viszonylag megbízhatóan működött Külső kapcsolótábla segítségével programozható Elődeinél közelítőleg 2000-szer volt gyorsabb Paraméterei: Előállítási költsége (akkori áron): 10 millió dollár Mérete: 30 m 3 m 1 m Tömege: 30 tonna fölötti Elektroncső: kb db-ot tartalmazott Érdekes: az első számítási feladatot atomfizikából kapta, amivel két óra alatt végzett, amivel egy ember papírral, ceruzával kb. 200 év alatt végezne. 56/8

9 ENIAC 56/9

10 A számítógépek története (3) Tranzisztor, EDVAC, Neumann-elvek alapján épített első számítógép (csöves) UNIVAC - sorozatban gyártott szg. TRIDAC, az első tranzisztoros számítógép (kb: művelet/másodperc) IBM 360, az első igazi általános célú gép Arpanet, Basic programozási nyelv Integrált áramkör - IC IC-s számítógépek, (kb: művelet/sec.) Processzor, (1 Millió művelet/sec) 56/10

11 A számítógépek története (4) / IBM PC, 4,7 MHz IBM XT, 4,7 MHz IBM 286-os AT, 10 MHz 386-os AT, MHz ( : 1993) 486-os AT, 66 MHz ( : 1994) Notebook megjelenése Pentium, 200 MHz ( : 1995) Pentium II, MHz Pentium III, MHz Pentium 4, GHz Okostelefon, tablet Pentium M, D, Core (2; 4) Netbook Apple ipad

13 A Neumann modell Feldolgozás Bemenet Tárolás Kiment Feldolgozás: vezérlés, műveletvégzés, adatmozgatás Tárolás: az adatok és a programok a program végrehajtása közben belső memóriába kerülnek Bemenet, kimenet: kommunikáció a külvilággal, az adatbevitel- és kivitel megvalósítása 56/13

14 Neumann-gép, Neumann-elvek (1) Program, adat egy belső tárban -> memória A számítógép legyen teljesen elektronikus működésű. A szükséges adatokat (és részeredményeket) a gép a memóriájában, digitálisan, logikailag számjegyként tárolja. A tárolás alapja a kettes számrendszer (bináris tárolás). A gép belső programvezérlésű legyen, vagyis a működéséhez nélkülözhetetlen programot is tárolja. 56/14

15 Neumann-gép, Neumann-elvek (2) Általános célú számítógép -> központi vezérlőegység Az így tárolt utasítássorozatot (a programot) a megfelelő körülmények között elindítva, a gép vezérlőegysége az eredeti sorrendben (szekvenciálisan) hajtsa végre az utasításokat, de legyen univerzális, legyen mód a végrehajtási sorrend valamely feltételtől függő megváltoztatására is (elágazás, ciklus). 56/15

16 Neumann-gép, Neumann-elvek (3) Szükséges egy számolómű > központi aritmetikai egység A számítási, logikai műveletek végrehajtására szolgál, ugyanis a vezérlőegységnek az utasítások értelmezése a feladata. Szükséges beviteli (input) és kiviteli (output) egység. 56/16

17 A Neumann-elvű számítógép működése 1. A bemeneti egységről - a felhasználó parancsára - a program betöltődik a memóriába. 2. A központi egység sorban egymás után kiolvassa a program utasításait a memóriából, és végrehajtja azokat. 3. A program utolsó utasításának végrehajtása után a számítógép készenléti állapotba kerül, és várja a felhasználó következő parancsát. Következmény: a számítógép így két egymástól jól elkülöníthető részre bontható, a programokra (szoftver), és az utasításokat végrehajtó fizikai berendezésekre (hardver). A test és a lélek egysége. 56/17

18 Mi a számítógép? Olyan elektronikus berendezés, amely képes adatok fogadására, tárolására, az adatok egy csoportja (a letárolt program utasításai) által meghatározott módon, automatikusan, az adatok egy másik csoportjának (a letárolt adatoknak) feldolgozására, és az eredmény kivitelére. 56/18

20 Számítógép generációk Generáció Időszak Művelet másodperc Néhány ezer 1 millió 10 millió 100 millió 1 milliárd Hardver: Elektroncső, lyukkártya Tranzisztor, mágnesszalag Integrált á.k., mágneslemez processzor, hálózatok Párhuzamos feldolgozás Szoftver: Gépi kódú programozás Magas szintű programnyelvek Operációs rendszerek Irodai, internetes programok Intelligens szoftverek 56/20

21 Nulladik generáció 56/21

22 Az 1950-es évek Kijelző Számítógép 0 1 GO Vezérlőpult M.O.: 60-as évek vége! 56/22

23 Az 1. generáció blokkvázlata Vezérlő egység vezérlés Beviteli egység (Input) Aritmetikai logikai egység Kiviteli egység (Output) perifériák 56/23 adatátvitel Operatív tár (Memória) perifériák

24 Az 1960-as évek Felhasználók Lyukkártya Számítógép 56/24 Operátor

25 A 60-as évek vége Lyukkártya Segéd számítógép Nagy számítógép Mágnesszalag Nyomtató M.O.: 80-as évek eleje! 56/25 Operátor Terminál Kezdetleges vezérlőprogram

26 A 3. generáció blokkvázlata Tár modul Tár modul Tár modul Átviteli sínrendszer (busz) adatátvitel Aritmetikai, logikai processzor I/O processzor I/O processzor 56/26

27 A 60-as évek vége: IBM /27

28 A 70-es évek: Interaktív rendszerek megjelenése Mágneslemez 56/28 Terminálok Operációs rendszer Távadat-feldolgozás Cégen belüli programok

29 A 80-as évek eleje: Személyi számítógépek (PC) megjelenése 56/29

30 Elosztott rendszerek kora Szerverek Hálózat 56/30 Kliensek

31 Konvergencia IPTV DVB-H MP4 56/31 MP3

32 És ha nincs áram, Leálltak a gépek, mindent kézzel kell csinálnunk! 56/32

34 Szoftver fogalma A szoftver a programok, a hozzájuk tartozó dokumentációk és az adatok együttese. 56/34

35 Szoftverek fejlődése /35 Közvetlen bináris kód - gépi kódú programok Assembly: rövid kódszavak, de még gépközeli nyelv Fortran Kötegelt feldolgozás, fordítás-végrehajtás vezérlő Algol, Cobol Kezdetleges vezérlők, FMS, IBSYS IBM OS/360 Spool rendszer (assembly) CTSS Időosztásos multiprogramozás Basic MULTICS Bell Labs & General Electric C nyelv UNIX, az első igazi operációs rendszer Szövegszerkesztők, táblázatkezelők, adatbázis-kez. Xerox Star Grafikus felületű op.rendszer, szövegszerkesztő, táblázatkezelő, képszerkesztő.

36 56/36

37 /37

38 Tudattágítók 1. Neumann János John von Neumann Budapest, december 28. Washington, február 8. Matematikus, közgazdász, fizikus, biológus 56/38

39 Tudattágítók 2. Gróf András (Andrew Grove) 1968: Intel megalakítása 56/39

40 Tudattágítók 3. Dennis Ritchie C nyelv (1971), UNIX (1973) 56/40

41 Tudattágítók 4. Ray Tomlinson 1971: az e-mal megalkotója 56/41

42 Tudattágítók 5. Adam Osborne 1981: az első hordozható számítógép 56/42

43 Tudattágítók 6. Tim Berners-Lee 1991: WWW koncepció 56/43

44 Tudattágítók : Google Sergey Brin és Larry Page 56/44

45 Tudattágítók 8. Swan Fanning 1999: Napster, a zenemegosztó 56/45

46 Tudattágítók 9. Bill Gates Microsoft > Steve Jobs Apple > /46

47 Tudattágítók /47

48 Információs technológiák Ellenőrző kérdések 56/48

49 Ellenőrző kérdések Kinek a nevéhez kapcsolódik a lyukkártya? A: Konrad Zuse B: Bool C: Hollerith D: Babbage 2. Melyik évben jelent meg az első processzor? A: 1955 B: 1965 C: 1975 D: /49

50 Ellenőrző kérdések Melyik Neumann elv következménye a ciklus és az elágazás? A: Belső programvezérlés, B: Szekvenciális működés, C: Bináris tárolás, D: Univerzális, általános cél 4. A Neumann elvek szerint mi jellemzi a belső tárolót? A: Digitális B: Bináris C: Egy bájtos D: Szekvenciális 56/50

51 Ellenőrző kérdések Mely generációt jelzik az egyes tulajdonságok? 1. generáció: 2. generáció: 3. generáció: 4. generáció: 5. generáció: A: Elektroncső B: Integrált áramkör C: 1970 D: 1990 E: 1 MHz F: 10 MHz G: Gépi kódú program H: Operációs rendszer I: Mágnesszalag J: Hálózat megjelenése 56/51

52 Ellenőrző kérdések Igaz vagy Hamis az állítás? 56/52 A központi vezérlő egység végzi a számításokat. A program végrehajtását a központi vezérlő egység kezdeményezi. A szoftver a számítógépet vezérlő utasítások együttese. Az assembly az első magas szintű programnyelv. Az operációs rendszer az assemblyból alakult ki. Egy mai számítógép néhány milliárd műveletet végez másodpercenként. Az elektroncsöves számítógépek előbb jelentek meg, mint a tranzisztorosak. Az IC az Internet Computer rövidítése. A Neumann elvek az 1980-as évekből származnak.

53 Ellenőrző kérdések A számítógép attól univerzális, hogy: A: többféle processzorral is működőképes. B: a hajlékonylemezek cserélhetők a meghajtóban. C: a szoftver cseréjével tetszőleges feladatra használható. D: bárhol használható, nincs helyhez kötve a kezelése. 8. Melyik egység feladata az éppen futó program tárolása? A: processzor. B: memória. C: merevlemez. D: hajlékonylemez. 56/53

54 56/54 Gratulálok! Ön átvette a tananyagot, és letesztelte a tudását!

55 Felhasznált irodalom Bóta László elektronikus jegyzetei Vadász Dénes: Számítógépek, számítógép rendszerek IHM: IT Alapismeretek elektronikus jegyzet Szijártó Miklós: Informatika I. elektronikus jegyzet Markó Tamás: A számítástechnika története /55

56 VÉGE VÉGE 56/56