Információs technológiák 1. Ea: Történelmese 56/1 B ITv: MAN 2015.09.08
Témakörök A számítógép kialakulása A Neumann-elvek Testépítés A lélek útja tudattágítás Ellenőrző kérdések 56/2
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
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. 1935-1940 Konrad Zuse - Z1, Z2, elektromechanikus számológép Relék, bináris feldolgozás
A számítógépek története (2) II. világháború - kódfejtőgépek 1943 - Colossus 56/5 elektroncső 1945 - Eniac Neumann János John von Neumann Budapest, 1903. december 28. > Washington, 1957. február 8. Matematikus, közgazdász, fizikus, biológus 1945: Előzetes gondolatok egy elektronikus számító berendezés logikai tervéről - értekezés az USA hadügyminisztériuma számára.
Colossus 1943. decemberében készült el Alan Turing csoportja alkotta meg Anglia, Bletchley Park, a föld alatt! Teljesen elektronikus és digitális célszámítógép volt. Paraméterei: Elektroncső: kb. 1500 db-ot tartalmazott. Kvarcvezérlésű volt (5 khz-s órajellel) Feldolgozási sebessége: 25.000 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
Colossus 56/7
ENIAC 1945 47 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. 18.000 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
ENIAC 56/9
A számítógépek története (3) 1948 1951 1954 1955 1961 1965 1971 1975 Tranzisztor, EDVAC, Neumann-elvek alapján épített első számítógép (csöves) UNIVAC - sorozatban gyártott szg. TRIDAC, az első tranzisztoros számítógép (kb: 10000 művelet/másodperc) IBM 360, az első igazi általános célú gép Arpanet, Basic programozási nyelv Integrált áramkör - IC IC-s számítógépek, (kb: 100000 művelet/sec.) Processzor, (1 Millió művelet/sec) 56/10
A számítógépek története (4) 1981 1983 1984 1985 1989 1991 1993 1998 1999 2001 2002 2004 2006 56/11 2010 IBM PC, 4,7 MHz IBM XT, 4,7 MHz IBM 286-os AT, 10 MHz 386-os AT, 33-40 MHz ( : 1993) 486-os AT, 66 MHz ( : 1994) Notebook megjelenése Pentium, 200 MHz ( : 1995) Pentium II, 400-600 MHz Pentium III, 600-1200 MHz Pentium 4, 1.3-2 GHz Okostelefon, tablet Pentium M, D, Core (2; 4) Netbook Apple ipad
Témakörök A számítógép kialakulása A Neumann-elvek Testépítés A lélek útja tudattágítás Ellenőrző kérdések 56/12
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
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
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
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
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
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
Témakörök A számítógép kialakulása A Neumann-elvek Testépítés A lélek útja tudattágítás Ellenőrző kérdések 56/19
Számítógép generációk Generáció 1. 2. 3. 4. 5. Időszak 1946-1958 1958-1965 1965-1978 1978-2000 2000- 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
Nulladik generáció 56/21
Az 1950-es évek Kijelző Számítógép 0 1 GO Vezérlőpult M.O.: 60-as évek vége! 56/22
Az 1. generáció blokkvázlata Vezérlő egység vezérlés Beviteli egység (Input) Aritmetikai logikai egység Kiviteli egység (Output) perifériák 56/23 adatátvitel Operatív tár (Memória) perifériák
Az 1960-as évek Felhasználók Lyukkártya Számítógép 56/24 Operátor
A 60-as évek vége Lyukkártya Segéd számítógép Nagy számítógép Mágnesszalag Nyomtató M.O.: 80-as évek eleje! 56/25 Operátor Terminál Kezdetleges vezérlőprogram
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
A 60-as évek vége: IBM 360 56/27
A 70-es évek: Interaktív rendszerek megjelenése Mágneslemez 56/28 Terminálok Operációs rendszer Távadat-feldolgozás Cégen belüli programok
A 80-as évek eleje: Személyi számítógépek (PC) megjelenése 56/29
Elosztott rendszerek kora Szerverek Hálózat 56/30 Kliensek
Konvergencia IPTV DVB-H MP4 56/31 MP3
És ha nincs áram, Leálltak a gépek, mindent kézzel kell csinálnunk! 56/32
Témakörök A számítógép kialakulása A Neumann-elvek Testépítés A lélek útja tudattágítás Ellenőrző kérdések 56/33
Szoftver fogalma A szoftver a programok, a hozzájuk tartozó dokumentációk és az adatok együttese. 56/34
Szoftverek fejlődése 1943 1952 1954 1960 1965 1971 1973 1981 56/35 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.
56/36
1997 1987 2004 56/37
Tudattágítók 1. Neumann János John von Neumann Budapest, 1903. december 28. Washington, 1957. február 8. Matematikus, közgazdász, fizikus, biológus 56/38
Tudattágítók 2. Gróf András (Andrew Grove) 1968: Intel megalakítása 56/39
Tudattágítók 3. Dennis Ritchie C nyelv (1971), UNIX (1973) 56/40
Tudattágítók 4. Ray Tomlinson 1971: az e-mal megalkotója 56/41
Tudattágítók 5. Adam Osborne 1981: az első hordozható számítógép 56/42
Tudattágítók 6. Tim Berners-Lee 1991: WWW koncepció 56/43
Tudattágítók 7. 1997: Google Sergey Brin és Larry Page 56/44
Tudattágítók 8. Swan Fanning 1999: Napster, a zenemegosztó 56/45
Tudattágítók 9. Bill Gates Microsoft 1975 -> Steve Jobs Apple 1976 -> 2011 56/46
Tudattágítók 10. 56/47
Információs technológiák Ellenőrző kérdések 56/48
Ellenőrző kérdések 1. 1. 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: 1985 56/49
Ellenőrző kérdések 2. 3. 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
Ellenőrző kérdések 3. 5. 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
Ellenőrző kérdések 4. 6. 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.
Ellenőrző kérdések 5. 7. 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
56/54 Gratulálok! Ön átvette a tananyagot, és letesztelte a tudását!
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 1996. 56/55
VÉGE VÉGE 56/56