Download
1 / 54
570 likes | 933 Views
CURS FESTIV. 23.04.2003. PARTEA I: SCURTĂ ISTORIE A CALCULATOARELOR. Primele c omputere au fost oameni!. Calculatoarele electronice ( ş i anterior calculatoarele mecanice) au primit numele de la sarcina de calcul anterior atribuit ă oamenilor. .
E N D
CURS FESTIV 23.04.2003
Primele computere au fost oameni! Calculatoarele electronice (şi anterior calculatoarele mecanice) au primit numele de la sarcina de calcul anterior atribuită oamenilor. “Computer” a fost iniţial un titlu de slujbă: era utilizat pentru a descrie acei oameni (predominant femei) a căror îndatoriri erau acelea de a efectua calcule repetitive necesare pentru tabele de navigare, diagrame de curs, şi poziţii planetare pentru almanahuri astronomice. Inventatorii au căutat să mecanizeze (adică să găsească un mecanism care să efectueze) aceste sarcini.
Primul ajutor pentru calculele matematice efctuate de mintea umană; • Cel mai vechi abac existent în muzee datează din 300 î.Hr. de la babilonieni; • Cuvântul “calculus” provine din cuvântul latin ce desemnează o pietricică. • Este o reprezentare a degetelor umane: cele cinci inele de jos reprezintă cele cinci degete, iar cele 2 inele de sus reprezintă cele 2 mâini. Abac Abac vechi Abacul de astăzi
În 1617, un scoţian excentric numit John Napier a inventat logaritmii: • O tehnologie care permite efectuarea unei multiplicări prin adunare (prin logaritmarea fiecărui operand) • Original algoritmii erau obţinuţi pe baza unor tabele • Napier a inventat o alternativă a tabelelor, în care valorile logaritmilor erau cioplite în fildeş (numite ulterior oasele lui Napier) • Invenţia sa a condus la rigla de calcul, prima fiind construită în Anglia în 1632 (folosită de inginerii NASA şi în anii 1960 la proiectul de aselenizare ) Oasele lui Napier Originalele Actuale
Maşina de calculat cu rotiţe Leonardo da Vinci (1452-1519) a desenat o maşină de calculat pe bază de angrenaje mecanice care însă n-a fost construită. Prima maşină care a fost construită este probabil ceasul de calculat, numită astfel de inventator, germanul WilhelmSchickard în 1623. Dispozitivului i s-a făcut o publicitate redusă datorită morţii premature a inventatorului.
Pascalina În 1642, Blaise Pascal, la vârsta de 19 ani, a inventat Pascalinapt.a-si ajuta tatăl la colectarea taxelor. Versiunea pe 8 biţi A construit 50 calculatoare bazate pe angrenaje, cu o funcţie, de adunare, dar n-a vândut multe datorită costului mare şi problemelor de acurateţe (atunci, imposibil de fabricat rotiţe cu o precizie cerută). Vitezometrul (odometrul care măsoară distanţa) maşinilor de astăzi utilizează acelaşi mecanism ca Pascalina pentru incremenatre. Versiunea pe 6 biţi
Socotitorul în paşi La câţiva ani după Pascal, germanul Gottfried Wilhelm Leibniz a construit un calculator cu 4 funcţii (+,-,*,/) care în loc de rotiţe avea tambururi cu caneluri (10 caneluri aranjate în circumferinţă într-o scară; sistem de numeraţie 10). Leibniz a murit sărac.
Card Războiul de ţesut În 1801, francezul Joseph Marie Jacquard a inventatun război de ţesut cu urzeală bazat pe citirea automată a unui şablon din fişe de lemn perforat (“card” sau cartelă găurită) ţinute împreună prin sfori. Construire şablon Războiul de ţesut al lui Jacquard Tapiţerie realizată pt. demonstrare
Motorul diferenţial În 1822 englezul Charles Babbage şi-a propus să construiască o maşină de calcul bazată pe aburi de dimensiunea unei camere, capabilă să calculeze tabele de numere, precum cele logaritmice. A primit bani de la guvern pt. proiect (important pentru tabelele de navigaţie). Construcţia s-a dovedit dificilă şi proiectul a fost abandonat după 10 ani, iar maşina nu a fost terminată. Secţiune din “Difference engine”
Babbageşi-a continuat proiectul! • Soluţia nouă trebuia să fie un dispozitiv cât o casă, cu 6 motoare pe aburi, cu proprietatea de a fi programabil mulţumită tehnologiei lui Jacquard (numit “moara” - CPU-ul actual). • Hârtia găurită putea fi utilizată ca mecanism de stocare, pentru numere calculate şi referite ulterior (numită “provizie”, în engleză store - unitatea de memorie actuală). • O funcţie cheie distinctivă: instrucţiunea condiţională. Motorul analitic • Protejata lui Babbage, Ada Byron, fiica poetului Lord Byron, era fascinată de ideile lui Babbage şi a început să scrie programe pt. motorul analitic. • Ada este considerată primul programator • A inventat subprogramul • A recunoscut importanţa repetiţiei prin ciclare • Deşi Babbage a refuzat să scrie despre maşină, • Ada scrie o serie de “Note”
Biroul de recensământ din SUA a oferit în 1890 un premiu invenţiei lui Herman Hollerith: “biroul” constituit dintr-un cititor de cartele care simte găurile din cartele, un mecanism cu roţi bazat pe ideile lui Pascal, pentru contorizare, şi un perete cu indicatori cu cadran (ca la vitezometru) pentru a afişa rezultatele contorizării. Biroul Hollerith Hollerith a construit o companie, Tabulating Machine Company care, ulterior a devenit International Business Machines, astăzi IBM.
Cartele Biroul Hollerith- primul pe o copertă de revistă ştiinţifică
ABC: prima maşină complet-electronică • (J. V. Atanasoff, Clifford Berry, 1937) • rezolvare 29 ecuaţii cu 29 necunoscute • prima maşină cu stocare pe un mediu similar cu DRAMul actual • prima utilizare a aritmeticii binare • maşina nu era programabilă şi nu a permis ramificarea; a fost abandonată Maşini electronice • Colossus (britanic): construit pentru descifrare coduri criptate ale germanilor • maşină dedicată şi ne-reprogramabilă • Alan Turing (1936) a ajutat la decriptare
Konrad Zuse a construit o serie de computere cu scop general, • în Germania nazistă. • Z1, a fost construit între 1936 şi 1938 în casa părinţilor • Z3 (1941): primul calculator digital operaţional programabil (controlat prin software); distrus de bombardamente Z • Zuse a reinventat conceptul lui Babbage de programare şi a decis utilizarea sistemului binar (Babbage a propus cel zecimal) • Z4 este singurul supravieţuitor al seriei • a utilizat film în loc de cartele • maşinile nu au cunoscute în afara Germaniei până în 1965. • arhitectura identică cu cea actuală: unitate aritmetică, sistem • de control pentru supervizarea operaţiilor, dispozitive de I/O • inventat primul limbaj de nivel-înalt "Plankalkul"
În contextul războiului : Mark I (Harvard şi IBM, 1944), primul computer digital programabil cu comutatoare, relee, axe rotative (5t, 150 km fire, 2,4m înalt, 150m lat) • trata numere cu 23 cifre • +,- în 1/30 s, * în 4 s, / în 10 s). • ¾ milioane de componente • stocare a maxim 72 numere Mark I Cititor de cartele • Grace Hopper • a găsit primul “bug” de computer: o molie care a blocat citirea găurilor de pe o cartelă. • a inventat termenul de “depanare” (debugging) pentru a descrie lucrul de eliminare a erorilor din programe • a inventat“primul” limbaj de nivel înalt, "Flow-matic“ (1953)limbaj ulterior devenit COBOL Primul bug
Predecesorul oficial al calcul.digitale: ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator) -1943-1945, John Mauchly, J. Presper Eckert (Univ. Pennsylvania), -30t, 18000 tuburi, încăpere specială 20 x 120 m, cititor de cartele IBM, 174000 Wcăldură, aer condiţionat • stocare 20 numere • * in 1/2800 s • 20s pt.calcule om 40h
EDVAC, ILLIAC, UNIVAC, ORDVAC John von Neumann, designer EDVAC: (programul stocat)
Circuitul integrat • Avantaje: • tranzistori (comutatoare) minusculi • milioanede tranzistori pot fi creaţi şi interconectaţi în masă • Au înlocuit tuburile vidate. • Microprocesorul Pentium 4 conţine 42 milioane de tranzistori. sau
Mainframe Revoluţia micro-electronică 150 000 tranzistoare în IBM-S. CDC7600 Mini-computer: PDP-12 (1969) Consolă IBM-Stretch (1959) Home-computer: Apple I (1976)
Mainframe: partajarea timpului IBM7090 Programe pe bandă perforată sau cartele (compilator, linkeditare ) Interacţiune prin TeleType (maşină de scris motorizată, stil interpretor)
-computer care este fabricat pe un circuit integrat (pe un chip) - primul dezvoltat de Intel în 1971: Intel 4004 (2300 tranzistori, 108 kHz), apoi 8008 şi 8080 ($360 contra mainframe de mil.$pt. IBM). - 8080 utilizat în MITS Altair - primul personal computer (construit din bucăţi sosite prin poştă) Micro-procesoare Bill Gates s-a decis să părăsească Harvard pentru a se concentra să scrie programe pt. acest calculator IBM decide să angajeze o firmă numită Microsoft pentru a scrie software pt. PC-urile lor. Primul IBM-PC
WWW. Etapele de dezvoltare a computerelor Tim Berners-Lee (1990)crează WWW Etape: Era mecanică (1623-1945) Prima generaţie de calculatoare electronice (1937-1953) A doua generaţie (1954-1962) A treia generaţie (1963-1972) A patra generaţie (1972-1984) A cincea generaţie (1984-1990) A şaseageneraţie (1990 - )
Viitor Extrapolând tendinţele, optimiştii pot aştepta o schimbare radicală în 2015, anul în care cele mai rapide computere vor atinge capacitatea creierelor. HAL în Odiseea 2010 (film din anii `80)
Grafică Curs Laborator Specialisti
