Komputer – historia i budowa

1. Komputer – historia i budowa Technologia informatyczna WYKŁAD 1

2. HISTORIA • 4000-1200 p.n.e. - Sumerowie zaczynają zapisywać transakcje handlowe na glinianych tabliczkach. • 3000 p.n.e. - Powstaje pierwsze liczydło w Babilonii. • 876 n.e. - Pierwsze, zarejestrowane w Indiach, użycie symbolu 0.

3. 1500 n.e. Mechaniczny Kalkulator Leonarda da Vinci

4. Rok 1614 • W roku 1614, szkocki teolog i matematyk, John Napier, odkrył logarytmy, dzięki którym skomplikowane mnożenie można zastąpić prostym dodawaniem. • Wprowadził też tzw. tabliczki Napiera. Bazując na jego dokonaniach, w roku 1622, William Oughtred stworzył suwak logarytmiczny, który jeszcze bardziej ułatwił wykonywanie obliczeń.

5. Rok 1642 W roku 1642, we Francji, Blaise Pascal skonstruował mechaniczną maszynę do dodawania, którą nazwano Pascaline

6. W 1673 roku, wybitny niemiecki filozof, polityk i matematyk, Gottfried Wilhelm von Leibnitz, skonstruował maszynę arytmetyczną. Chociaż zdobyła ona znaczny rozgłos, jej twórca nie zdołał znaleźć nikogo chętnego do jej budowy. W roku 1694 stworzył kalkulator, który mógł wykonywać operacje dodawania, odejmowania, mnożenia, dzielenia, a także pierwiastkowania.

7. Rok 1822 Osobą żyjącą w owych czasach, która była najbliższa wynalezienia "prawdziwego komputera" był angielski matematyk i wynalazca, Charles Babbage. Pracujący dla Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego. Maszyna Analityczna, bo tak ją nazwał, gdyby została zbudowana, byłaby pierwszym programowalnym komputerem. Zasada jej działania była podobna do współczesnych komputerów cyfrowych z programowym sterowaniem przebiegu obliczeń. Instrukcje miały być zapisywane na kartach dziurkowanych, obliczenia wykonywane przy użyciu pamięci operacyjnej, a rozwiązania drukowane. Z uwagi na ówczesny poziom techniki, pełna realizacja tego genialnego projektu nie była możliwa.

8. Rok 1890 W USA, według konstytucji, co 10 lat wykonywany ma być spis powszechny ludności. Ponieważ populacja kraju była coraz większa, spodziewano się, że ten planowany na rok 1890, nie zostanie skończony w ciągu dekady. Rząd Stanów Zjednoczonych postanowił znaleźć sposób na przyspieszenie całego procesu. Zorganizowano konkurs na urządzenie, które tego dokona. Wygrał go Herman Hollerith ze swoją maszyną tabulacyjną. Służyła ona do wprowadzania, sortowania i podliczania danych i wykorzystywała do tego celu dziurkowane karty. Dzięki urządzeniu wyniki spisu udało się opracować w ciągu niecałych 3 lat. Hollerith dzięki swojemu wynalazkowi stał się sławny i bogaty, założył w roku 1896 firmę Tabulating Machine Company, która po połączeniu z kilkoma innymi stworzyła International Business Machines, czyli po prostu IBM.

9. 1904 Sir John Fleming wynalazł lampę elektronową, dwuelektrodową (diodę). Dwa lata później, Lee de Forest, stworzył lampę trójelektrodową, czyli triodę.

10. Enigma Enigma była używana komercyjnie od lat 20. XX wieku, a później została zaadaptowana przez instytucje państwowe wielu krajów. Podczas II wojny światowej maszyna ta była wykorzystywana głównie przez siły zbrojne oraz inne służby państwowe i wywiadowcze Niemiec, ale także innych państw. Po raz pierwszy szyfrogramy zakodowane przy pomocy Enigmy udało się rozszyfrować polskim kryptologom w 1933 roku. Prace Polaków, głównie Mariana Rejewskiego, Jerzego Różyckiego i Henryka Zygalskiego, pozwoliły na dalsze prace nad dekodowaniem szyfrów stale unowocześnianych maszyn Enigma najpierw w Polsce, a po wybuchu wojny we Francji i Wielkiej Brytanii.

11. W roku 1933 Konrad Zuse zbudował komputer Z1, oparty na 2600 przekaźnikach. Korzystał z systemu binarnego. Rok 1938 - Wiliam Hewlett i David Packard zakładają firmę HP w garażu w Palo Alto w Kalifornii.

12. Harvard Mark I 1939 Harvard Mark I, inaczej IBM Automatic Sequence Controlled Calculator (ASCC) - największy w historii kalkulator elektromechaniczny; zbudowany w czasie wojny przez zespół (Claire D. Lake, Francis E. Hamilton, Benjamin M. Durfeepod) pod kierunkiem Howarda Aikena, wg jego pomysłu z 1937 r. Pierwsza maszyna matematyczna mogąca przechowywać wbudowany program. Harvard Mark I miał blisko 16 m długości i 2,5 m wysokości, ważył ponad 35 ton. Zawierał z górą 80 km przewodów z trzema milionami połączeń. Uruchomiony w Harvard Computation Laboratory (od maja 1944 roku - przedtem znajdował się w IBM Edicott Labs).

13. ABC (Atanasoff-Berry Computer) John V. Atanasoff i Clifford Berry 1939 - 1941

14. ENIAC 1946 12 x 6 m 30 ton 70 000 oporników 10 000 kondensatorów 6 000 przełączników 18 000 lamp el. 100 000 operacji/s

15. ENIAC 1946

16. ENIAC 1946

17. EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer ) 1945 – 1952 • Zgodnie z koncepcją Neumanna posiadał pamięć mogącą • przechowywać zarówno dane jak i program obliczeń. • Kluczowym elementem architektury komputera von Neumanna • byłacentralna jednostka przetwarzająca (Central Processing Unit) • CPU. • UNIVAC I (Universal Automatic Computer) 1948 – 1951 • Stał się pierwszym dostępnym w sprzedaży komputerem • Jednym z pierwszych osiągnięć UNIVAC'a było przewidzenie • zwycięstwa Dwight'a D. Eisenhower'a w wyborach prezydenckich • w 1952 r. • 2.25 MHz, 5400 lamp, dzielenie – 6x szybciej od ENIACa

18. 1945-48 Pierwszy tranzystor Bell Laboratories

19. Złącze NP

20. Pierwsze układy scalone 1954 - Jack Tramiel zakłada firmę Commodore

21. 1964 American Standard Association decyduje, że kod ASCII będzie standardem transferu danych. (ang. American Standard Code for Information Interchange) 0 – brak napięcia (lub mniej niż 10% wysokiego) 1 - wysokie napięcie

22. 1971 Pierwszy procesor czterobitowy Intel 4004 (108kHz) 2300 tranzystorów 60 000 operacji / s

23. Odra 1305 to polski komputer trzeciej generacji serii Odra, produkowany seryjnie od 1973 r. w Zakładach Elektronicznych Elwro we Wrocławiu. Prototyp powstał w 1971 r.

24. 1974 Procesory ośmiobitowe Intel 8080, Motorola 6800 6000 tranzystorów 300 000 operacji / s taktowanie 2 MHz

25. W kwietniu 1975 Bill Gates i Paul Allen założyli firmę Microsoft (która w nadchodzących latach miała zdobyć nieco złą sławę), a w lipcu tego roku firma MITS ogłosiła dostępność interpretera BASIC 2.0 (Beginners' All-purpose Symbolic Instruction Code - Uniwersalny, Symboliczny Kod Instrukcji dla Początkujących) dla swojego komputera Altair 8800. Ten interpreter języka BASIC, napisany przez Gatesa i Allena, był pierwszym z prawdziwego zdarzenia, komputerowym językiem wysokiego poziomu, dostępnym dla komputera domowego. Firma MITS sprzedała w tym roku 2000 systemów, co z pewnością ucieszyło Eda Robertsa, natomiast Microsoft wykonał swój pierwszy niepewny krok na drodze ku dominacji nad światem.

26. 1976 • Powstaje firma Apple Computer. • Steve Jobs i Steve Wozniak budują komputer Apple I. Udaje im się sprzedać 200 sztuk w cenie 666,66 dolarów każda.

27. Mikrokomputer Commodore PET - rok 1977 mikroprocesor 6502, 14 KB pamięci ROM, 4KB pamięci RAM, klawiaturę, monitor oraz pamięć kasetową, 600$ firma Tandy/Radio Shack TRS-80 oparty na mikroprocesorze Z80, zawierający 4 KB ROM, 4 KB RAM, klawiaturę oraz pamięć kasetową w cenie 600$.

28. 1980 Dysk twardy – jeden z typów urządzeń pamięci masowej, wykorzystujących nośnik magnetyczny do przechowywania danych. Nazwa "dysk twardy" (hard disk drive - HDD).

29. Osborne 1 - komputer opracowany przez Adama Osborne'a, pokazany w kwietniu 1981 r., który był pierwszym przenośnym komputerem w historii. Maszyna, sterowana systemem operacyjnym CP/M, ważyła ok. 12 kg i kosztowała1795 USD.

30. Elwro 800 Junior, 8-bitowy mikrokomputer domowy z procesorem Zilog Z-80 produkowany od 1986 r. przez zakłady Elwro dla szkół. procesor: Z80A 3,5 MHz pamięć: RAM: 64 Kb ROM: 24 Kb

31. Rok 1990 • Intel wprowadza procesor i486. • Windows w wersji 3.0. • Tim Berners-Lee tworzy język HTML (Hyper Text Markup Language). Sieć WWW używa także stworzonego przez niego protokołu HTTP i adresów URL.

32. PC - Komputer osobisty (ang. Personal Computer, stąd skrót PC i powszechne polskie określenie pecet) IBM PC/XT (ang. Personal Computer / eXTended) – opracowany przez IBM, komputer osobisty wykorzystujący 16-bitowy mikroprocesor Intela 8088 (a w późniejszej wersji IBM PC/XT286 był to Intel 80286) AT (ang. Advanced Technology) – standard konstrukcji płyt głównych oraz zasilaczy i obudów komputerowych do nich. 1984 ATX (ang. Advanced Technology Extended) – standard konstrukcji płyt głównych oraz zasilaczy i obudów komputerowych do nich. 1995 IBM PC/XT model 5160 1983 rok 4,77 MHz

34. 1 Miejsce w TOP 500 Lawrence Livermore National Laboratory USA BlueGene/L - eServer Blue Gene Solution firma - IBM liczba procesorów - 131072 typ procesorów - Power rok produkcji - 2005 maks. wydajność (LINPACK) - 280,6 TFLOPS teoretyczna wydajność – 367 TFLOPS Flop – liczba operacji zmienno przecinkowych na sekundę T – tera – 1 000 000 000 000=1012

36. Podsumowanie – generacje komputerów • 0 – 1936-1946 przekaźniki elektromechaniczne • MARK I • 1 – 1940-1951 lampy elektronowe • język wewnętrzny (assembler) • ABC (‘42), ENIAC (‘46), UNIVAC (‘51), IBM650(‘54) • 2 – lata 60-te tranzystory • programowane w językach wysokiego poziomu • (Fortran, Algol, Cobol) • IBM 360 (‘64), ODRA 1204 (‘67) • 3 – lata 70-te układy scalone • praca wielodostępna UNIX • języki Pascal oraz C • minikomputery PDP 11, polska MERA 300

37. Podsumowanie – generacje komputerów • 4 – lata 80-te VLSI – very large scale integration • Mikrokomputery Apple, IBM PC • Pierwszy okienkowy operacyjny system • Superkomputery Cray • 5 – lata 90-te • rozwój internetu • przetwarzanie równoległe • programowanie obiektowe, Virtual Reality

45. Układ arytmetyczno logiczny (+-*/ &etc.) • Rejestry – 8, 16, 32, 64 bitów • Szyna danych • Szyna adresowa • Zegar

47. DIP PC, XT, AT 1981 SIPP 286, AT, 386 SIMM (30-pinowe) Niektóre 286, 386, 486 1994 SIMM (72-pinowe) PS/2, 486, Pentium DIMM SDR SDRAM Niektóre Pentium, Pentium II, Pentium III RIMM Rambus Pentium IV- po niecałym roku produkcji wycofane

48. DIMM DDR 1GB - Pentium IV, Athlon, Duron, Sempron 1999 DIMM DDR2 Pentium IV, Pentium D, Intel Core 2, Athlon 64 AM2, Sempron AM2 2003 rok

49. RAM (ang. Random Access Memory) DRAM (ang. Dynamic Random Access Memory) SIMM (Single Inline Memory Module) DIMM (ang. Dual In-Line Memory Module) SDRAM (ang. Synchronous Dynamic Random Access Memory) SDR SDRAM DDR SDRAM DDR2 SDRAM (ang. Double Data Rate 2 Synchronous Dynamic Random Access Memory) ------------ ROM (Read Only Memory) – BIOS akronim ang. Basic Input/Output System – podstawowe procedury we/wy)

50. Pamięć masowa (trwała) – Pamięć USB (pendrive) – Dyskietka (popularna 3.5 cala, pojemność 1.44 MB; są też dyskietki 100, 250 MB, np. Iomega ZIP, wymagają specjalnego napędu) – Twardy dysk (pojemność typowego dysku 40-400 GB, szybko rośnie) – CD ROM (pojemność 650 MB; Compact Disk Read Only Memory; tylko do odczytu) – CD-R (Compact Disk Recordable; możliwy jednokrotny zapis w na-grywarce) – CD-RW (Compact Disk Rewritable; możliwy wielokrotny zapis) – DVD (pojemność 4.7 GB, nowe technologie dają 8.5 GB lub 17 GB w wersji dwustronnej; Digital Versatile Disc) – Taśmy magnetyczne (np. standard DAT, pojemności 10–80 GB, wy-chodzą z użycia)