Informācijas apstrādes līdzekļu attīstības vēsture.

1. Informācijas apstrādes līdzekļu attīstības vēsture.

2. 17 gadsimts 1612 g. Džons Napiers pirmais uzrakstīja pirmo paskaidrojumu par decimālskaitļu izmantošanu, kuri tika izgudroti Nīderlandē, kā arī izgudroja vairākas formulas un skaitļošanas mašīnas, kuru galvenā funkcija bija palīdzēt pie reizināšanas. Lai gan pats pirmais kalkulators reizināšanai bija šaha galds. 1622 g. Viljams Aughtreds izgatavoja logaritmisko lineālu, kas kalpoja kā galvenais darbarīks 19 un 20 (sākuma) gadsimtu inženieriem. Ar precizitāti līdz 3 skaitļiem, logaritmiskais lineāls bija pirmā mehāniski- tehniskā aprēķinu ierīce,kas sniedz tik lielu precizitāti situācijām kurām vajadzēja šādus aprēķinus.

3. 17 gadsimts 1642 g. Blēzs Paskāls rada skaitīšanas – mašīnu, kura ir spējīga ātri manipulēt ar skaitļiem (reizināt , saskaitīt un reizināt). Šai mašīnai tika dots vārds Paskalīna. 1673 g.Izmantojot zobotus, cilindriskus diskus Leibnic uzbūvēja iekārtu, kas zibenīgi spēja reizināt un ievietot skaitļus akumulatorā.

4. 19 gadsimts 1800 g.Žozefs-Marija Žakards izgudroja koda karti, kas spēja darbināt rupnīcas mašīnas, tas izraisīja plašus protestus, jo cilvēki nebija apmierināti ar to, ka cilvēku darbs tiek aizstāts ar mašīnu. 1822 g.Čārls Bebidžš atklāj, ka daudzas kartes un aprēķini– jūras, militārie un saimnieciskie – ir ar kļūdām un tas izraisa zaudējumus un pat cilvēku bojāeju. Viņš sāka būvēt Atšķirību mašīnu. Viņš griezās pēc palīdzības Anglijas valdībā un tā sniedza palīdzību, tas iespējams bija pirmā palīdzība datortehnikas attīstībai vēsturē.

5. 19 gadsimts 1890 g.ASV valdība rada kompāniju, lai apmierinātu strauji pieaugošās prasības pēc precīziem aprēķiniem. Kompāniju nosauc par CRT (Kalkulācija – Tabulācija – Pieraksti), 1924 gadā šī kompānija pārtop par IBM (International Business Machines).

6. 20 gadsimts 1935 - 38 g.Konrāds Zūss uzstādīja savu pirmo elektisko releju datoru Z-1 savu vecāku guļamistabā. Nākošo datoru Z-2 viņš radīja kopā ar Helmutu Šreijeru. Pēc otrā pasaules kara viņš uzstādīja Z- 4 Cīrihes Universitātē, Šveicē un radīja datorkompāniju , kuru vēlāk pārņēma Siemens.

7. 2. pasaules karš 1944 g. Harvardas Universitātē rada Hovard Mark I – pirmo patieso datoru. Šī mašīna jau varēja tikt programēta. Tās būvi apmaksāja ASV flote. Mark I radīja IBM. Greisa Murreja Hoppere bija pirmais programmetājs (jeb tolaik viņus sauca par koderiem), kas sāka strādāt ar Mark I. 1940-44 g.ASV flote radīja ENIGMA kodešanas sistēmu, kas izmantoja algoritmus, lai kodētu radio ziņojumus. Šo sistēmu plaši izmantoja Atlantijas okeānā, īpaši uz zemūdenēm.

8. Pēckara periods • 1947 g. Viljams Šoklijs, Džons Bardēns un Valters Bratāns izgudroja elektrības pretestības ierīci, kuru vēlāk nosauca par tranzistoru ,detaļu, kura sniedza daudz lielāku precizitāti neka vakuuma trubas.

9. 50 - tie gadi 1953 g. IBM izgatavo savu pirmo komerciālo datoru – 701 EDPM, vēlāk tika radīti citi datori šajā sērijā 704,709 kā arī 7090 un 7094 ,kas ļāva IBM dominēt datoru tirgū visu nākamo dekādi. 1957 g.Rada pirmo programmēšanas valodu, kura ir saprotama katram un kas spēj izmantojot mašīnas kodu radīt (domāts – kompilēt) programmu – FORTRAN

10. 50 - tie gadi 1958 g.SAGE instalācija MakGuira kara aviācijas bāzē Ņūdžersijā bija pirmais datorizētais radars, tas nodrošināja drošu satiksmi virs ASV. Tiek izlaists CDC 1604 pirmais dators kurš sastāvēja tikai no tranzistoriem.

11. 60 - tie gadi 1960 g.Bija gads kurš kļuva par pēdējo gadu datoriem, kuri nebija būvēti pēc tranzistoru tehnikas. Vakuuma caurulīšu ēra bija beigusies. Radās jauna un daudz vieglāka programmēšanas valoda COBOL, tā ļāva vienkāršajiem lietotājiem radīt pašiem savas programmas. 1961 g.Tiek izdots patents uz silīcija tranzistoru (mūsdienu datortehnikas pamatsastāvdaļu) 1964 g. 7 aprīlis ir viena no nozīmīgākajām dienām datortehnikas vēsturē – IBM izlaiž savu pirmo savietojamo datoru System/360, tā ir pirmā sistēma kura ir spējīga saprasties ar citu sēriju datoriem.

12. 60 - tie gadi 1965 g. PDP-8 ir pirmais īstais mini-dators ar ļoti viegli izmantojamu interfeisu. 1969 g.Sāk strādāt ARPAnet pirmais datortīkls vēsturē.

13. 70 - tie gadi 1971 g.Divi nozīmīgi fakti – pirmais komerciālais procesors un pirmā diskete. Pirmo komerciālo procesoru izgatavoja Intel un to sauca Intel 4004. Alans Šugarts radīja 8 colli disketi patstāvīgai lietošanai, šī diskete bija paredzēta “Atmiņas rakstītājam”. 1975 g. MITS Altair 8800, kura cena bija $375 bija dators, kuram bija jau 256 baiti atmiņas. Pauls Allens un Bils Geits uzraksta programmēšanas valodu MITS 8800 – BASIC.

14. 70 - tie gadi 1976 g. Tiek izgatavots Apple II – pirmais dators ar savu monitoru un klaviatūru. Šajā gadā tiek nodibinātas 2 firmas – Microsoft un Apple. 1979 g.Pēc Visicalc programmas izlaišanas, un tās nepieredzētās veiksmes iedrošināti, Micropro International izlaida Wordstar. Šis savukārt bija visērtākais teksta redaktors, un, līdzīgi kā Visicalc programma noteica turpmāko teksta redaktoru standartus. Tagad mikroprocesori derēja ne tikai brīvprātīgo speciālistu centieniem, bet arî vienkāršiem lietotāji spēja lietot to vienkāršam, ērtam darbam.

15. 80 - tie gadi 1981 g. IBM pārdošanā laida PC kurā darbojās DOS operētājsistēma. DOS bija izstrādāta Microsoft, un bija noslēgts līgums, kura noteikumi paredzēja visu peļņu par DOS nodot Microsoft. Atšķirībā no CP/M, ko izmantoja agrākajos datoros, IBM izvēlējās radikālu mārketinga virzienu (kurš izrādījās ļoti efektīvs) – PC pircējiem nebija jābūt profesionāļiem, kuri paši spēja izveidot savu sistēmu. 1982 g.Mazāk nekā četrus mēnešus pēc IBM PC izlaišanas Time Magazine gada cilvēka titulu piešķīra šim datoram. Līdz šim vel nekad gada cilvēka tituls nebija piešķirts nedzīvam priekšmetam. Jau 1982. gadā dators kļuva par galveno darbarīku filmu industrijā.

16. 80 - tie gadi 1983 g. Drīz pēc PC parādīšanās arī programmatūras izstrāde piedzīvoja strauju lēcienu - , ne tikai vienkāršas aprēķinu programmas un teksta redaktori, bet arî grafiskās apstrādes programmas un komunikāciju sistēmas parādījās arvien vairāk un vairāk. Arî spēles tika veidotas lielos apjomos. 1984 g. Galvenie rīki saziņai ar datoru kļuva pele un ikona. Tieši grafiskais interfeiss arî šobrīd ir visplašāk izplatītā darba vide ar datoru. 1985 g.Daudzviet tika veiktas ielaušanās datorsistēmās. Prese iebrucējus nosauca par hakeriem – salīdzinot tos ar legālajiem, izglītotajiem hakeriem no augstas klases institūtiem. 1986 g. Sākot ar 8086 čipu, kurš tika izmantots IBM PC, Intel izstrādāja arvien jaunus un jaunus čipus, lai spētu dot patērētājiem to jaudu, ko tie pieprasīja.

17. ESM - sastāvdaļas. • Skaitļotājos visus elektronisko shēmu elementus izgatavoja atsevišķu detaļu veidā. Svarīgākās no šīm detaļām bija vakuuma elektronu lampas, kā arī citas tā laika tradicionālās radiotehnikas detaļas – pretestības un kondensatori. • Svarīgākā skaitļotāja sastāvdaļa bija vakuuma elektronu lampas. Parasti tās tika izmantotas viena konkrēta uzdevuma risināšanai.

18. Darbības prncipi. • Skaitļotāja darbības principi bija šādi: elektronu lampa noteiktos apstākļos var laist cauri elektrisko strāvu vai arī aizturēt to. ESM strādāja binārajā sistēmā, kurā ir zināmi tikai divi cipari – 0 un 1. Ja strāva plūda cauri lampai, tad tas nozīmēja signālu 1, ja ne – signālu 0.

19. Pirmās paaudzes ESM. • Viens no pirmajiem pirmās paaudzes skaitļotājiem bija UNIVAC (UNIversal Automatic Computer), kura izgatavošana sākta 1947. gadā ASV Džona Prespera Ekerta un Džona Viljama Mouklija vadībā. Pirmais mašīnas paraugs (UNIVAC–1) 1951. gadā tika nodots ekspluatācijā un bija izgatavots ASV tautas skaitīšanas birojam. • UNIVAC izmanto operatīvo atmiņu, kas sastāv no magnetizētiem gredzeniem. Gredzeni ir kniepadatas galviņas lielumā. Apmēram divus gadu desmitus ferīta gredzeni tika izmantoti skaitļotāju atmiņas nodrošināšanai.

20. Operatīvā atmiņa. • 50. gadu beigu un 60. gadu skaitļotājos operatīvo atmiņu galvenokārt veidoja, izmantojot ferīta gredzenus. Lai pārmainītu gredzena magnetizācijas virzienu, gredzens saņem strāvu – pusi no horizontāli plūstošās strāvas, otru pusi no vertikāli plūstošās strāvas. • 1 – strāva pārvietojas vienā virzienā pa stiepli, tā magnetizē gredzenu vienā virzienā, piemēram, “ieslēgts”, kas binārajā sistēmā nozīmē 1. Šajā gredzenā tiek glabāts binārcipars 1. • 2 – strāvas nav, gredzena magnetizācijas virziens nemainās. • 3 – strāva pārvietojas otrā virzienā pa stiepli, tā magnetizē gredzenu pretējā virzienā, piemēram, “izslēgts”, kas binārajā sistēmā nozīmē 0. Šajā gredzenā tiek glabāts binārcipars 0.

21. Pirmās paaudzes ESM. • 1950. gadā Padomju Savienībā Kijevā Sergeja Ļebedeva vadībā tika izgatavota ESM MESM (mazā elektronu skaitļojamā mašīna). • 1952. gadā sākās šā skaitļotāja ekspluatācija. 1953. gadā tas pats autoru kolektīvs izveidoja BESM–1. Savā laikā tā bija labākā ESM Eiropā. Tās ātrdarbība bija 8 tūkstoši matemātisko operāciju sekundē, tā sastāvēja no 8000 elektronu lampām un 4000 pusvadītāju diodēm, patērēja 80 kW jaudas.

22. Pirmās paaudzes ESM. • 1960. gadā arī Latvijā Zinātņu akadēmijas Elektronikas un skaitļošanas tehnikas institūtā Jāņa Daubes (1910–1982) vadībā tika uzbūvēts skaitļotājs LM–3 (Latvijas Mazā). Skaitļotāja konstruēšanas un izgatavošanas darbos tika iesaistīti speciālisti no Latvijas rūpniecības uzņēmumiem VEF un Radiotehnika. Maskavā nesen bija izgatavota skaitļojamā mašīna M–3, tomēr Latvijas Mazā nebija šā skaitļotāja kopija. Oriģināls bija tās dizains. Visa galvenā elektronika tika koncentrēta A. Kundziņa konstruētajā centrālajā skapī, kur tika ievietoti ap 200 viegli nomaināmu moduļu, kurus toreiz sauca par subblokiem. LM–3 sastāvēja no apmēram 200 subblokiem, turklāt katram bija ap 30 ievad/izvadkontaktu. Parasti tas sastāvēja no 2 radiolampām, kas veidoja kādu pastiprinātāju vai trigeri, kā arī pusvadītāju diodes un pretestības. LM–3 darbu sāka 1960. gada 21. jūlijā. Bet pēc mēneša – augustā – uzLatviju tika atvests tolaik Padomju Savienībā jaudīgākais sērijveidā ražotais, Uļjanovskā samontētais skaitļotājs BESM-2. Salīdzināšanai: LM–3 jauda bija paredzēta 50 operāciju sekundē, bet BESM–2 solīja veikt 10 000 operāciju sekundē.

23. Pirmās paaudzes ESM. • Pirmās paaudzes ESM ražošana tika pārtraukta 1964. gadā. Šīs paaudzes skaitļotājiem bija būtiski trūkumi. Lielajās ESM lampu skaits sasniedza vairākus tūkstošus. Lampu drošums varēja būt daudz labāks. ESM mezgli un bloki pastāvīgi bojājās. Tas ne tikai pārtrauca skaitļošanas procesu, bet arī radīja neērtības pašu tehnisko iekārtu ekspluatācijā. Aparatūras izvietošanai bija vajadzīgas milzīgas zāles. Rekordiste šai ziņā bija ASV skaitļojamā mašīna BIZMAC. Tās izvietošanai bija nepieciešama 1600 m2 liela platība. Tādu platību aizņem 50 dzīvokļu ēka!

24. Pirmās paaudzes ESM. • Mašīnām strādājot, kā mašīnzāles, tā arī palīgiekārtu zāles stipri sasila, kas radīja papildu grūtības darbā gan darbiniekiem, gan arī pašai aparatūrai, kura bija pietiekami jutīga pret apkārtējo vidi. Telpu dabiskā ventilācija nenodrošināja normālu temperatūras režīmu, tāpēc vajadzēja lietot gaisa kondicionētājus ar spēcīgiem ventilatoriem, filtrējošiem un dzesējošiem agregātiem, kas savukārt prasīja papildu telpas un izmaksas. Galvenais šķērslis šo mašīnu plašākam lietojumam bija ļoti augstā mašīnlaika izmaksa. Mašīnu bija maz, tām bija neliela ražība un tās varēja izmantot ļoti neliels skaits lietotāju. Mašīnas bija noslogotas ar valstiski svarīgiem uzdevumiem, tās izmantoja tikai zinātniskiem un militāriem mērķiem.

25. Otrās paaudzes ESM. • Otrās paaudzes ESM tiek sauktas par tranzistoru skaitļotājiem, jo to galvenā sastāvdaļa ir pusvadītāju tranzistori. Vārds tranzistor ir radies no diviem vārdiem transfer (pārvietot) un rezistor (pretestība). • Otrās paaudzes ESM izveide turpinājās līdz 70. gadiem, turklāt atsevišķi modeļi tika izgatavoti arī vēlāk. Tas saistīts ar to, ka trešās paaudzes ESM ilgu laiku neizdevās sasniegt otrās paaudzes ESM ātrdarbību. • Otrās paaudzes ESM laikmetā radās daudz dažādu tipu skaitļotāju, kuriem bija līdzīgi raksturojumi, bet kas savā starpā atšķīrās ar komandu sistēmu un to kodēšanas paņēmieniem. Šīs paaudzes ESM tika izgatavotas sērijveidā, turklāt gandrīz vienlaikus daudzās pasaules valstīs. 1958. gadā, piemēram, tika izgatavotas Elliot–803 (Anglijā), Siemens–2002 (Vācijā), H–1 (Japānā). Kā ievērojami notikumi tika atzīmēti 1961. gadā Anglijā izgatavotais skaitļotājs ATLAS, ASV – STRETCH (IBM–7030) un CDC–6600, PSRS – BESM–6.

26. Trešās paaudzes ESM. • 1964. gada 7. aprīlī firma IBM uzsāka trešās paaudzes skaitļotāju ražošanu. Tika izgatavoti seši skaitļotāji, kuri bija pamats sērijai System–360. Skaitlis 360 nozīmēja servisa pilnu apli, ciklu, t. i., šie seši skaitļotāji bija tā izplānoti, ka programmu, kas bija uzrakstīta vienam skaitļotājam, varēja izmantot arī citiem. System–360 bija paredzēta gan zinātniskiem aprēķiniem, gan biznesam. Drīz vien firma IBM izgatavoja vēl 150 radniecīgus skaitļotājus. • Trešās paaudzes skaitļotāju pamatā ir integrālās shēmas. Integrālshēma pēc izmēriem ir apmēram tikpat liela kā tranzistors, tikai vienā shēmā ir triodes, diodes, pretestības un visi nepieciešamie elementi atrodas vienā kristālā. Sasniegumi ķīmijā un fizikā ļāva izveidot veselas shēmas nelielā laukumiņā uz tīra kristāliska silīcija plāksnītes, pārklājot to ar ļoti plānām dažādu vielu kārtiņām vajadzīgajā kombinācijā. Šīs tad arī ir tā saucamās integrālshēmas.

27. Trešās paaudzes ESM. • Trešās paaudzes ESM ir kļuvusi “cilvēciskāka” – tās elektronu smadzenes var pārstrādāt ne tikai skaitļus, bet arī vārdus, frāzes, tekstus, attēlus. • Ārējā atmiņa bija praktiski neizsmeļama. Bez magnētiskajām lentēm informāciju varēja uzkrāt arī magnētiskajos diskos. • Informāciju skaitļotājā var ievadīt pa telefona, telegrāfa un pat radio sakaru kanāliem, tas nozīmē, ka ESM bija spējīgas uz plašu informācijas apmaiņu ar abonentiem, kuri atradās vairāku simtu kilometru attālumā. • 1965. gadā firma DEC (Digital Equipment Corporation) izveidoja miniskaitļotāju PDP–8, kas stimulēja citas datorražotājfirmas pievērsties miniskaitļotāju izgatavošanai. • 1969. gada decembrī Polijas, Ungārijas, VDR (Vācijas Demokrātiskās Republikas), Bulgārijas, PSRS un Čehoslovākijas valdības parakstīja daudzpusēju līgumu par sadarbību skaitļojamās tehnikas līdzekļu izstrādē, ražošanā un izmantošanā. 1972. gadā šim līgumam pievienojās arī Kuba, bet 1973. gadā Rumānija. Sadarbības procesā tika izveidota vienotās sistēmas VS (EC) mašīnu saime

28. Ceturtās paaudzes ESM. • 4. paaudzes skaitļotāju pamatā ir lielās (jeb augstas integrācijas pakāpes) integrālshēmas. Integrālshēmā uz viena kristāla tika izvietota viena elektriskā shēma, bet lielajā integrālshēmā uz viena silīcija kristāla tiek uzliktas vairākas elektriskās shēmas. Katra šāda shēma vienā korpusā ietver no vairākiem tūkstošiem līdz vairākiem miljoniem tranzistoru, rezistoru, kondensatoru u. c. (salīdzināšanai – pusvadītāju ierīcē vienā korpusā ir viens aparāts, integrālajā shēmā – līdz 10 aparātiem, lielajā integrālajā shēmā – sākumā desmitiem un simtiem, bet vēlāk arī desmitiem tūkstošu aparātu).

29. Ceturtās paaudzes ESM. • Lielisks mūsu gadsimta sasniegums ir tāda procesora konstruēšana, kurš izgatavots uz viena silīcija kristāla (lielās integrālshēmas) bāzes. Šādus vienkristāla procesorus sauc par mikroprocesoriem. 1971. gadā firmas INTEL zinātnieks Teds Hofs (Ted Hoff, Jr.) izgatavoja pirmo mikroprocesoru INTEL 4004. Skaitlis 4 nozīmē – viena kristāla 4 bitu skaitļotājs, t. i., skaitļotājs varēja apstrādāt 4 bitus informācijas laika vienībā. Tas radīja iespēju uz vienas plates izvietot visas skaitļotāja elektroniskās shēmas, bet pašu skaitļotāju, kas vēl pirms dažiem gadu desmitiem aizņēma veselu zāli, padarīt pēc cenas un gabarītiem pieejamu individuālai lietošanai jebkurā vietā. • 4. paaudzes skaitļotāji attīstījās divos virzienos. Pirmais – veidojot jaudīgas superātras daudzmašīnu un daudzprocesoru sistēmas, piemēram, komplekss Elbruss-2 (1000 milj. op./s). Otrais virziens – veidojot lētus kompaktus miniskaitļotājus, mikroskaitļotājus un personālos skaitļotājus

30. Prezentācijas beigas!