A számítástechnika rövid története

Átírás

1 A számítástechnika rövid története

2 Számolást segítő eszközök 1. Ujj (digitus) digitális Kavics (calculus) kalkulátor Kipu (inkák) Rováspálca (magyarok) helyiértékes számolás

3 Számolást segítő eszközök 2. Abakusz római modern Szcsoti (orosz) Szuanpan (kínai) Szorobán (japán)

4 Számolást segítő eszközök 3. Napier-pálcák Logarléc

5 Mechanikus számológépek 1. Wilhelm Schickard ( ) Az összeadást, kivonást, szorzást, osztást tudta ban készült, Keplernek írt róla, elpusztult, és csak 1957-ben készítették el újra a levélben szereplő vázlatok alapján

6 Mechanikus számológépek 2. Blaise Pascal ( ) 1642-ben készült, csak összeadni és kivonni tudott N 1 Pa=1 2 m pascal: a nyomás mértékegysége Pascal-háromszög pascal programnyelv

7 Mechanikus számológépek 3. Gottfried Wilhelm Elméleti felfedezései: 1. Minden számolási művelet lépésekre bontható. 2. A számológépeknél kettes számrendszert kell használni Leibniz ( ) Mind a négy alapműveletet el tudta végezni

8 Mechanikus számológépek 4. Philipp Matthäus Hahn ( ) 1770-ben készült el a számolómalom, amely megbízhatóan dolgozott Charles Xavier Thomas de Colmar ( ) Arithmometer: az első, megfelelően működő, mind a négy alapművelet elvégzésére alkalmas számológép, amelyből kb db készült és az évi londoni nemzetközi kiállításon aranyérmet kapott

9 Mechanikus számológépek 5. Charles Babbage 1825-ben a Magyar Tudós Társaságnak (az MTA jogelődjének) tagja lett ( ) differenciagép analitikus gép (csak terv) Babbage legfontosabb elméleti felfedezései: 1. A részeredményeket tárolni kell memória, háttérárolók kellenek 2. A gép előre megadott sorrendben végezze el a számolásokat program kell

10 Mechanikus számológépek 6. Ada Lovelace ( ) Lord Byron költő lánya. Matematikus, Babbage analitikus gépének legjobb ismerője, hírének terjesztője. Az első programozó. ADA programozási nyelv (1980)

11 Mechanikus számológépek 7. Pehr Georg Scheutz és Edward Scheutz Babbage differenciagépének egyszerűsített, de működőképes változata.

12 Lyukkártyavezérlés 1. Basile Bouchon: 1725-ben az első lyukszalagvezérlésű szövőgép Jean Falcon: lyukkártyavezérlésű szövőgép Jacques de Voucanson: 1745-ben teljesen automatikus, lyukkártyavezérlésű szövőgép

13 Lyukkártyavezérlés 2. Joseph Marie Jacquard ( ): 1804ben fából készült lyukkártyák által vezérelt automatikus szövőgép, amely széles körben elterjedt

14 Lyukkártyavezérlés 3. Charles Babbage a tervezett analitikus gépben az utasítások vezérlése lyukkártyával Hermann Hollerith ( ) Az 1890-es amerikai népszámlálás adatainak a feldolgozásához fejlesztett ki rendezőgépet. 1911: Tabulating Machine Company 1924: International Businnes Machines

15 A matematikai logika kezdetei George Boole ( ) A matematikai logika formális alapjainak megalkotása, a logikai műveletek definiálása és azok tulajdonságainak megállapítása (1854) Claude Shannon ( ) Boole eredményeinek alkalmazása a relék által vezérelt áramkörökben, az információelmélet megalkotása.

16 0. generációs számítógépek (kb ig) Jellemző alkatrész: relé (jelfogó) Kétállású kapcsoló, amely nagyobb áramköröket vezérel (nyit és zár) Kozma László ( ) 1930-tól 1942-ig az antwerpeni Bell Telephone mérnökeként készített relés számológépet Vannevar Bush ( ) 1930-ban készítette a Massachusette Institute of Technlogy (MIT) vállalatnál az első relés számológépet

17 0. generációs számítógépek Z1: 1936-ban készült el, teljesen mechanikus volt Z2: 1939-ben készült el, 200 relét tartalmazott, és 35 mm-es filmekre lyuggatott program vezérelt Konrad Zuse ( ) 1992-ben Plan Calculus: az első számítógépes programnyelv Z3: 1941-ben készült el, a világ legelső teljesen elektronikus, kettes számrendszerrel működő, programvezérelt számítógépe ben elpusztult, 1960-ban rekonstruálták

18 0. generációs számítógépek Howard Hathaway Aiken ( ) A Harvard Egyetem és az IBM közös kutatócsoportjának vezetője 1944: ASCC (Automatic Sequece Controlled Calculator vagy Mark I): hossza 16 m, magassága 2,5 m, tömege 4,5 t, 760 ezer alkatrészből 3500 relé, 800 km hosszú huzalkötegek; adatbevitel lyukkártyákkal, vezérlés lyukszalaggal; egy szorzást 4 s, egy osztást 11 s alatt végzett el

19 0. generációs számítógépek George Robert Stibitz ( ) 1940-ben készült el a Bell Telephone Laboratories társaságnál a Model 1 nevű számítógép, amely hagyományos telefonreléket tartalmazott, és a távíróhálózaton keresztül az USA teljes területéről lehetett vele kommunikálni

20 1. generációs számítógépek ( ) Alan Mathison Turing ( ) Az 1930-as években elsőként adta meg a program és a programozható számítógép modelljét. Ez a modell lett a róla elnevezett Turing-gép ben bebizonyította, hogy létezik olyan programozási feladat, amely nem oldható meg. Az 1. generációs számítógépek legfontosabb alkatrésze: az elektroncső Rövid története: 1883: Edison felfedezi, hogy az izzó fémszál elektronokat bocsát ki 1904: Flemming elkészíti az első diódát 1905: Forest elkészíti az első triódát 1913: Meissner elkészíti az első oszcillátort

21 1. generációs számítógépek John Vincent Atanasoff ( ) és Clifford Edward Berry ( ) 1940-ben az Iowa State College laboratóriumában készítette el az első elektroncsöves számítógépet, amelynek neve: Atanasoff-Berry Computer, ABC. A gép 300 elektroncsövet tartalmazott, csak elsőfokú egyenletek megoldására volt képes, nem volt programozható, ezért hamar elfeledkeztek róla

22 1. generációs számítógépek Arthur Scherbius ( ): 1918-ban Enigma (görögül: rejtély) néven szabadalmaztatott egy rejtjelző szerkezetet. (később az Enigma nem egyetlen gépet, hanem számos kereskedelmi és katonai célú gép együttesét jelentette.) A lengyelek 1928-ban figyeltek fel a Wehrmacht új rejtjelzési rendszerére, és a Marian Rajewski matematikus vezette tudóscsoport 1932-ben feltörte az Enigma kódolását. A németek 1938-ban új kódolást vezettek be, a lengyelek az elért eredményeiket (mivel az új kódot már nem tudták rövid idő alatt feltörni) átadták az angoloknak, akik az Enigma (a háború során többször is megváltoztatott) kódolását ennek, az elfogott tengeralattjárókból szerzett információk, valamint egy szupertitkos számítógépcsalád, a Colossusok segítségével törték fel, alapvetően befolyásolva ezzel a háború kimenetelét.

23 1. generációs számítógépek Thomas Harold Flowers ( ) és Max Newman ( ) 1943 márciusa és 1944 januárja között a Bletchley parkban lévő központban megalkották a Colossus nevű elektroncsöves gépet, amellyel az Enigma kódjának feltörését gyorsították fel, így a lehallgatott német titkos katonai rádióüzeneteket gyakorlatilag azonnal vissza tudták fejteni, amivel a háború menetét alapvetően befolyásolták. Összesen 10 Colossus készült el a legnagyobb titokban, 8-at a háború után, 2-t pedig 1960-ban semmisítettek meg. A megmaradt leírások titkosítását 2000-ben oldották fel, ekkor rekonstruálták a Colossust.

24 1. generációs számítógépek John William Mauchly ( ) és John Prespert Eckert ( ) vezetésével 1942 augusztusában kezdték el építeni az ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) nevű gépet, amely februárjában készült el, így az eredeti háborús célra már nem tudták használni elektroncsövet, ellenállást, kondenzátort, 6000 kapcsolót és 1500 relét tartalmazott. 30 tonna tömegű, 30 méter hosszú és 3 méter magas volt. Meteorológiai előrejelzésekhez szükséges számolásokat végeztek vele. Nagyon sokáig ezt a gépet tekintették az első elektroncsöves (1. generációs) számítógépnek

25 1. generációs számítógépek Hermann Goldstine ( ) találkozott Neumann Jánossal ( ) és beszélt neki az ENIAC körüli problémákról. Neumann János csatlakozott a kutatócsoporthoz, amelyik az EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) számítógép tervén kezdett el dolgozni. Neumann János az június 30-án kiadott 101 oldalas, First draft of a report on the EDVAC című tanulmányában fogalmazta meg a modern számítógépekre vonatkozó, róla elnevezett Neumann-elveket, amelyek alapján építették meg a gépet.

26 1. generációs számítógépek Maurice Wilkes ( ) 1945-ben egy tanfolyamon ismerte meg Neumann tanulmányát, és hazatérve Angliába szervezett egy csoportot és megépítették a Neumann-elvű EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Computer) nevű gépet, amely 1949-ben készült el.

27 1. generációs számítógépek Neumann az EDVAC gépet nem akarta szabadalmaztatni, közkinccsé akarta tenni. Ez a többi fejlesztőnek nem tetszett, és ezért útjaik szétváltak. Hermann Goldstine és Neumann János a princetoni IAS (Institute for Advanced Study) mérnöktovábbképző intézetben 1952-ben helyezte üzembe az IAS számítógépet, amely az első párhuzamos működésű, tárolt programmal vezérelt és katódsugárcsöves képernyőt tartalmazó gép volt, és Neumann tiszteletére JOHNNIAC -nak nevezték el.

28 1. generációs számítógépek Az első kereskedelmi forgalomban is kapható, sorozatban gyártott univerzális számítógép a UNIVAC I. (UNIVersal Automatic Calculator) volt. Ez volt az első számítógép, amely a számok mellett már szöveges információt is tudott kezelni. A gépet a Remington Rand nevű cég gyártotta. Ezt is John Presper Eckert és John Mauchly tervezte. A gép 5600 elektroncsövet és diódát tartalmazott, 19 tonnát nyomott és egymillió dollárba került. Háttértárként itt használtak először mágnesszalagot. Az első UNIVAC gépet az USA Népességnyilvántartó Hivatala vásárolta meg 1951-ben és mintegy 12 évig napi 24 órás műszakban használta. A UNIVAC I-et először 1954-ben a General Electricnél alkalmazták üzleti célra. Ebből a gépből összesen 48 darabot gyártottak. Többen ezt a gépet tekintik az első generáció kezdetének.

29 1. generációs számítógépek IBM 701 IBM 650 Az IBM által készített gépek az UNIVAC vetélytársai voltak

30 2. generációs számítógépek ( ) Jellemző alkatrész: tranzisztor. Az első tranzisztort a Bell Laboratóriumban készítette el és 1948 június 17-én szabadalmaztatott John Bardeen ( , a képen hátul bal oldalon áll), Walter Brattain ( , a képen hátul jobb oldalon áll) és William Shockley ( , a képen elöl ül) az első tranzisztor egy mai tranzisztor, az áramköri jelével

31 2. generációs számítógépek IBM 1401 (1961) DEC PDP5 (1963) TRADIC Az első, szilíciumból készült tranzisztort 1954-ben hozták forgalomba, 1955-ben pedig elkészítették az első, tranzisztorokból felépült számítógépet, amelynek a neve: TRADIC (TRAnsistor DIgital Computer), amely 800 tranzisztort tartalmazott és 100 wattot fogyasztott.

32 2. generációs számítógépek Egyéb, nem hardver jellegű tulajdonságok: Az operációs rendszerek megjelenése Magas szintű programnyelvek megjelenése Fortran (1956) Algol (1957) LISP (1958) PL/1 (1964) BASIC (1964, Kemény János György)

33 3. generációs számítógépek ( ) Jellemző alkatrész: integrált áramkör (Integrated Circuit, IC; chip) Jack Kilby ( ) 1958: első germánium chip Robert Noyce ( ) 2000: fizikai Nobel-díj 1961: első szilícium chip 1968: az Intel egyik alapítója (Andy Groove, azaz Gróf András és Gordon Moore mellett

34 3. generációs számítógépek Anita Mark 8 IBM 360: az első az első integrált áramkörös asztali gép integrált áramkörös gép (1 millió művelet/s) 1967-ben Norman Kitz készítette el

35 3. generációs számítógépek Jellemző háttértárolók: lyukkártya, lyukszalag, mágnesszalag, mágneslemez 1969: az ARPANET projekt indítása, Ken Thomson megírja a Unix operációs rendszer első változatát

36 4. generációs számítógépek (1971-től) Jellemző alkatrész: mikroprocesszor (Central Processing Unit, CPU) 1969-ben az Intel cég fejlesztőmérnöke, Ted Hoff készítette el az első mikroprocesszort, az Intel 4004-est, amelyet hivatalosan november 15-én jelentettek be. (2300 db tranzisztort tartalmazott, órajel-frekvenciája 108 khz 1 s alatt utasítást hajtott végre)

37 4. generációs számítógépek 1974-ben Ed Roberts alkotása az első személyi számítógép (personal computer, pc), az Altair 8800 (Intel 8008 mikroprocesszor: 2 MHz órajel, művelet/s; adatbevitel: kapcsolótáblával). A gép a New Mexico állambeli MITS cégnél készült Albuquerque városban ben Bill Gates és Paul Allen ugyanebben a városban megalapítja a Micro-soft céget, majd megalkotják az Altair Basic programnyelvet, amellyel az Altair 8800-at programozni lehetett.

38 4. generációs számítógépek kora 1973: A Unix operációs rendszer magját újraírják a Dennis Ritchie által 1972-ben megalkotott C nyelven Megjelenik a 8 bites Intel 8080 mikroprocesszor 1976: A Xerox cég kifejleszti az Ethernet hálózati szabványt Steven P. Jobs és Stephen G. Wozniak megalakítja az Apple Computers nevű céget 1978: Megjelenik az Intel 8088 és Intel 8086 mikroprocesszor (a 8086-os 1 MB memóriát is kezelt, mégsem ez terjedt el előbb) Megjelennek az első 5,25 -es (nagy) floppy meghajtók

39 4. generációs számítógépek kora 1979: Megjelennek az első, PC-re írt irodai programok: szövegszerkesztő: WordStar (készítő a Micropo cég) táblázatkezelő: VisiCalc (készítő a Software Arts cég) adatbázis-kezelő: dbase (készítő az Asthon-Tate cég) A Xerox cégnél elért eredmények: Grafikus kezelői felületű, egérrel vezérelhető gépek Simonyi Károly vezetésével elkészül az első WYSIWYG (what you see is what you get, 'azt kapod, amit látsz') típusú szövegszerkesztő, a Bravo Ethernet hálózatba kötött gépek, lehetőséggel 1981: Augusztus 21-én megjelenik az első IBM PC (128 kb RAM, 160 kb floppy) A Microsoft elkészíti a Xenix operációs rendszert, a Unix első olyan változatát, amely fut a PC-ken Andrew Tanenbaum elkezdi az oktatási célú Minix fejlesztését

40 4. generációs számítógépek kora 1982: Megjelenik az első hordozható gép, a Compaq Portable 1983: Megjelenik az IBM PC XT (640 kb RAM, 360 kb FDD, 10 MB HDD) Richard Matthew Stallmann (RMS) bejelenti a GNU projektet 1984: Megjelenik az IBM PC AT (Intel os mikroprocesszorral) Megjelenik az Apple Macintosh (az első, kereskedelmi forgalomban kapható, grafikus felhasználói felületű gép) Megjelenik az első lézernyomtató, a HP Laserjet 1985: RMS megalapítja a Free Software Foundation (FSF) alapítványt Megjelenik a Microsoft Windows 1.0 grafikus felhasználói felület

41 4. generációs számítógépek kora 1987: A Compaq cég megjelenteti az AT 386-os PC-t Az IBM megjelenteti a PS/2 gépet (1,44 -os, 720 kb-os floppy) A Microsoft megjelenteti a DOS 3.3-at és a Windows 2.0-t A Borland cég megjelenteti a Turbo Pascal programnyelvet A Novell cég megjelenteti a Novell Netware hálózati operációs rendszert 1988: Megjelenik a CD ROM szabvány 1989: Megjelenik az Intel os mikroprocesszor Megjelenik a GNU GPL 1.0 Megjelennek az első multimédiás programok

42 5. generációs gépek (1991-től) Nem egy speciális új alkatrész jellemzi ezeket a gépeket, hanem: Nagyobb mértékű miniatűrizálás: minél több alkatrész bezsúfolása minél kisebb helyre Mesterséges intelligencia: önálló döntésre, tanulásra képes számítógépek A számítógépes hálózatok további fejlődése Optikai számítógépek: nem elektromos, hanem optikai jelek irányítják a gépet A kép-, hang- és írásfelismerés általánossá válik A számítógép az emberi agy működését próbálja utánozni

43 1990: 4. és 5. generációs számítógépek kora Megjelenik a Windows : Megjelenik a GNU GPL 2.0 Megjelenik a Linux (eleinte a Minix kellett hozzá, később önálló OS lett) 1992: Megjelenik a Linux az X Window System grafikus felülettel Megjelenik a Windows : Magyarországon a felsőoktatási intézményeket rákötötték az internetre Megjelenik a DOS 6.0 és a Windows NT 3.1 Megjelenik az Intel (Pentium) processzor

44 1994: 4. és 5. generációs számítógépek kora Megjelenik a Linux 1.0 A Microsoft elindítja a Microsoft Network-öt és megjelenteti a Windows NT 3.5-öt 1995: Megjelenik a Windows : A Linux kabalaállata Tux (a pingvin) lesz, megjelenik a Linux 2.0 Megjelenik a Windows NT : A Netscape cég elindítja a Mozilla projektet Megjelenik a Windows : Megjelenik a Linux és a Windows 98 SE

45 2000: 4. és 5. generációs számítógépek kora megjelenik a Windows ME (Millennium Edition) és a Windows : Megjelenik a Linux és a Windows XP (experience, 'élmény') 2003: megjelenik a Linux : megjelenik a Windows Vista 2009: megjelenik a Windows május 29.: megjelenik a Linux 3.0 (nem a lényeges újdonságok miatt, hanem azért, mert 20 éve annak, hogy Linus Torvalds közkinccsé tette a Linuxot, és 15 éve annak, hogy kiadta a Linux kernel 2.0-ás verzióját)

46 A számítógép törzsfejlődési fája

47 6. generációs számítógépek Működésük nem a Neumann-elvekre épül Három fő egységet tartalmaznak: tudásbázis-kezelő, feladatmegoldó, következtető Néhány helyen (a hadiiparban és a rákkutatásban) használják, de még nincsenek elterjedve Nagyon keveset lehet róluk tudni