A számítástechnika története

1. A számítástechnika története

2. A számolás kezdetei

3. Korai számolóeszközök • Az ősember az ujjait használta a számoláshoz. • Az ujj latin neve digitus digit (számjegy angolul). • Később: kövek, csontok, csomók • Számjegyek kialakulása az írás kialakulásával egyidőben • Nagy folyó menti kultúrák kialakulása: i.e. 5. évezred

4. Egyiptom • Tízes számrendszer használata • külön számjegyek a 10 hatványaira • Írás jobbról balra • jobb oldalon a nagy helyiértékek • Közönséges törtek • Szorzás és osztás

5. 60-as számrendszer használata Törtek alkalmazása Ékírás 6-os számrendszer használata Rovásírás 1407-től arab számok használata Magyarok Babilon

6. A hindu matematika hozzájárulása • Tízes számrendszer és a helyiérték • Nulla mint számjegy • Mai számírási módszerek innen származnak • Negatív számok, műveleti jelek és a zárójel • Eredményeik arab közvetítéssel kerültek Európába.

7. Különbözõ arab és egyéb ázsiai számok

8. Számolást segítő eszközök

9. Abakusz • Ókori (valószínűleg mezopotámiai) eredetű számolási segédeszköz • Rudakon vagy drótokon ide-oda mozgatható golyókat tartalmaz. • golyók: számjegyek • rudak: helyiértékek • Régebbi megoldás: földre húzott vonalakba kavicsok helyezése • A kavics latin neve: calculus •  kalkulátor szó • Mai napig használják a világ egyes részein az üzleti életben.

10. Mechanikus számolómasinák

11. Schickard számológépe • Wilhelm Schickard(1592-1635) (thübingeni egyetem matematika- csillagászat és héber nyelvprofesszor) 1623-ban leírt egy olyan számológépet, amelyben egymáshoz illeszkedő tíz- és egyfogú fogaskerekek vannak • Mind a négy alapműveletet elvégzi • A gépezet magja: aritmetikai egység (6 pár kerék 6 helyiértéknek) • Mechanikus számítások végzése rudak, fogaskerekek és 1 auto-matikus átvitelképző mechanizmus segítségével) • Végeredmény: gép alján lévő kis nyílásokban jelent meg

12. Pascal aritmométere • 1642-ben készült Blaise Pascal (1623-1662) számológépe, az aritmométer • Tízfogú fogaskerekeket tartalmaz, a fogak a számjegyeknek felelnek meg • Csak összeadni és kivonni tudott • Újdonsága az alapötlete volt: Az automatikus átvitelképzés megoldása • Első sorozatban gyártott számológép (7 készült belőle)

13. Gottfried Wilhelm Leibniz • Pascal gépét fejlesztette tovább 1672-ben • Mind a 4 alapműveletet elvégezte • A gép két részből áll: • Összeadómű (megegyezett Pascaléval) • Szorzómű (bordás henger) • Elméleti művei: • bebizonyította, hogy egy számolási művelet egymás után elvégezhető egyszerűbb lépések sorozatára bontható • felvetette a kettes számrendszer használatát • A gép 8 jegyű számokkal dolgozott volna, de a tizesátvitel nem működött rendesen

14. Charles Babbage (1792-1871) • Brit matematikus, mérnök és feltaláló • Kidolgozta a modern digitális számítógép alapjait • Sokféle egyéb találmánya is volt

15. Differential Engine(Differencia gép) • 1823-ban kezdte építeni • Csillagászati és hajózási táblázatok számolására • 32 jegyű számokkal számolhatott volna • Nem készült el technikai és egészségügyi okokból • 1853-ban George Scheutz készítette el

16. Analytical Engine(Analitikus Gép) • 1833-ban a differencia-gép elveinek továbbfejlesztésével tervezte • univerzális gép, általános célokra • Alapötlet: Jacquart szövőgépe, ami lyukkártya segítségével tárolta a mintákat • Két fő részből állt: • Tároló: változók és végeredmények tárolására • Malom: azok a mennyiségek, amelyekkel épp műveletet végzünk • lyukkártyákról olvasta volna be az információkat és ezek vezérelték volna a számítási folyamatokat • A tárolómű 1000 db, egyenként 50 fogaskereket tartalmazó oszloppal rendelkezett volna

17. Analytical Engine

18. Analytical Engine • Nem készülthetett el abban a korban és Babbage meg is halt a befejezése előtt • Ada Byron javított ki néhány tervezési hibát és segített a fejlesztésben • Programokat is készített hozzá • Őt tartjuk az első programozónak • Róla nevezték el az Ada programnyelvet

19. George Boole • George Boole (1815-1864) és Augustus de Morgan 1847-től kezdve kidolgozta a formális logikát (a Boole-algebrát) • a Boole-algebra a mai számítógépekkel végzett műveletek alapja

20. Herman Hollerith (1860-1929)

21. Herman Hollerith (1860-1929) • Az USA-ban az 1880-as népszámláláson 55 millió ember adatait gyűjtötték össze. • Az adatokat 500 ember összesítette 36 szempont szerint 7 éven keresztül. • 1884-től népességi statisztikák feldolgozásával foglalkozó gépet kezdett építeni • 1889-ben kapta meg a szabadalmat • legnagyobb újítása a lyukkártya szabványosítása, ezért őt hívják a lyukkártya „atyjának”

22. Herman Hollerith (1860-1929) • Ezt a rendszert használták már 1890-es népszámláláson is • Egy hónappal a népszámlálás elvégzése után már bejelenthették az eredményt. • 1896-ban a Tabulating Machine Company nevű céget alapította meg • 1924-től kezdve ebből lett az InternationalBusiness Machines Company, azaz az IBM

23. Alan Mathison Turing(1912-1954) • 1936-ban programozható automatát tervezett • Ez egy univerzális számítógép, amellyel bármilyen véges matematikai és logikai problémát meg lehet oldani. • Ezt nevezzük: „Turing-gép”-nek • Bebizonyította, hogy van olyan programozási feladat, ami nem oldható meg.

24. Elektromechanikus (relés) számítógépek

25. Konrad Zuse(1910-1995) • Konrad Zuse berlini mérnök • 1936 és 1938 között otthon, szülei lakásának nappalijában építette a Z1-et • kettes számrendszerben működött • lebegőpontos számokkal dolgozott • mechanikus gép volt • Z2 - az első elektromechanikus számítógép

26. Konrad Zuse(1910-1995) • Z3 -1941- első teljesen működőképes, programvezérlésű, kettes számrendszert használó elektromechanikus számítógépet • Lebegőpontos számokkal dolgozott • A tárolóegység és a számolómű relékből állt • Műveletek jellemző végrehajtási ideje: 3 sec • Programozási nyelvet használt

27. Konrad Zuse(1910-1995)

28. Howard H. Aikenés a MARK I. • Cél: tudományos számológép kifejlesztése • Tudjon negatív és pozitív számokkal is dolgozni • Teljesen automatikus működés • Bonyolult matematikai függvényeket is számoljon • Műveleti sorrendre ügyeljen • Harward egyetemen fejlesztették ki Howard H. Aiken vezetésével • 1944-ben elkészült a MARK I. • 1946-ban elkészült a MARK II, 1948-ban a MARK III és 1950-ben a MARK IV

29. The First „Computer bug”

30. Első generációs gépek ~1946-1958

31. Az elektroncső • Az elektroncsövet 1904-ben találták fel • Eleinte a csövek drágák, megbízhatatlanok és rövid életűek voltak • Csak 1940-es évektől használták őket számítógépek készítésére • Az elektroncsövek sokkal gyorsabb gépek építését tették lehetővé, mint a relék

32. Az első generációs gépek általános jellemzői • Elektroncsövek használata • Ferritgyűrűs memória • Lyukszalag, lyukkártya használata • Gépi kódú programozás

33. Anglia: A Colossus • első teljesen elektronikus, digitális számítógép, a Colossus volt • 1943 decemberére készült Londonban • 1500 elektroncső • tíz darab ilyen gép készült • 1975-ben jutott a világ tudomására létezésük

34. ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer) • az első általános célú, elektronikus, digitális számítógép • Az USA hadügyminisztériuma tervezte • 1946-ban kezdte meg működését és 1956-ig működött (lebontották és múzeumba került)

35. ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer) • Néhány főbb jellemzője: • Egy-egy összeadás és kivonás 1/5000 másodperc • Néhány érdekes adat az ENIAC méreteit illetően: • Mintegy 18000 elektroncsövet és 1500 jelfogót tartalmazott • 2,5 méter magas és 40 méter összes hosszúságú • 30 tonnát nyomott • 10 millió dollárba került • Átlag 2-3 órát működött, majd 2-3 napig szerelték

36. ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer) ENIAC ENIAC hátulról

37. EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Calculator) • Neumann János elvei alapján készült • 1949-ben készült el • A programot és az adatokat memóriában tárolta • Ez volt az első tárolt programú számítógép

38. További első generációs gépek • UNIVAC • IBM 701 • URAL1 • ABC

39. Második generációs gépek ~1959-1965

40. A tranzisztor • 1947-ben fedezte fel a Bell Laboratóriumban William Shockley • A tranzisztor tömeges alkalmazása a számítógépekben először az 1950-es évek végén történt meg • A tranzisztorokkal kisebb, gyorsabb, és megbízhatóbb logikai áramköröket lehetett készíteni, mint az elektroncsövekkel • Kevesebb energiát fogyasztanak, hosszabb életűek és kisebb méretűek • Olcsóbbá váltak a számítógépek, emiatt nőtt az eladások száma

41. A második generációs gépek általános jellemzői • Tranzisztor használata • Ferritgyűrűs memória • Mágnesszalag, mágneslemez megjelenése adattárolóként • Megjelentek az első operációs rendszerek • Magas szintű programnyelvek megjelenése (pl.: ALGOL, FORTRAN, COBOL) • A gépek sebessége elérte a 100000 összeadás/másodpercet.

42. Harmadik generációs gépek ~ 1965-1975

43. Integrált áramkörök • 1958-ban fedezték fel • A tömegtermelés 1962-ben indult meg • Az első integrált áramköröket tartalmazó számítógépek 1964-ben kerültek kereskedelmi forgalomba • Tovább csökkennek a számítógépek árai, mérete és meghibásodási gyakorisága • az 1970-es évek elejére több mint 100.000 nagyszámítógépet és ugyancsak több mint 100.000 miniszámítógépet helyeztek üzembe

44. A harmadik generációs gépek általános jellemzői • Integrált áramkörök használata • Újabb magas szintű programnyelvek (pl.: PASCAL, BASIC) • Az első valódi operációs rendszerek megjelenése • Billentyűzet, monitor megjelenése • Lyukkártya visszaszorulása

45. Negyedik generációs gépek ~1975 -

46. Mikroprocesszorok • Magas integráltságú félvezető eszköz • Az elsőt 1971 decemberében készítette az Intel (INTegrated ELectronics) Intel 4004 (4 bites) • Az első 8 bites processzor 1974-ben készült, amit már IBM gépekbe be is építettek • 1976-ban elkészült az első home computer, az Apple cégnél • Az első IBM PC 1981-ben került kiadásra

47. A negyedik generációs gépek általános jellemzői • Mikroprocesszort tartalmaznak • Nagy integráltságú áramkörökből épülnek fel • A számítógépeket szinte kizárólag magas szintű nyelven programozzák • Megjelenik, majd elterjed a grafikus felhasználói felület, ami magával hozza az egér megjelenését Számítógépek összekapcsolása (hálózat kialakulása) • Általánossá válik a számítógép az „otthoni használatban” is

48. Személyi számítógépek ma • Processzorok tranzisztorai 9-13µm nagyságúak, sebessége 3000 MHZ felett • Többmagos processzorok (2, 4) • LCD és TFT monitorok (CRT kezd eltűnni) • 2GB feletti memória • 200GB feletti mágneses háttértár (megjelent a terrabyte méretű is) • 2,5 Mbps hálózati átviteli sebesség

49. Ötödik generációs gépek ~1990 -

50. Az ötödik generáció kezdetei • Japánban 1981-ben új állami kutatási tervet jelentettek be, főként számítástechnikai kutatások végzésére • 1982-ben elindították a Fifth Generation Computer Systems projektet. • Céljuk: intelligens számítógép létrehozása (lát, hall, beszél, gondolkodik) • Alkotórészei: mesterséges intelligencia, szakértői rendszerek, műveletvégzés szimbólumokkal