2. Az informatika története
A számolás fejlõdése
Az ember már az õskorban is számolt: megszámolta a zsákmányt, a társait,
az ellenségeit.
Egyszerű számításokat végzett: összeadott, kivont. A társadalom
fejlődése egyre összetettebb számítások elvégzését igényelte. Az ókori
Egyiptomban már csillagászati számításokat is végeztek.
A számítások mennyiségének növekedése megteremtette a műveletek
automatizálásának igényét.
Számítógép-generációk
A számítógépek fejlődését generációkba soroljuk. Egy generációba a
technikailag hasonló színvonalú eszközök kerülnek.
NULLADIK GENERÁCIÓ
A nulladik generációs számítógépek közé a különböző mechanikus működésű
szerkezeteket soroljuk.
Számolást
segítő eszközök
Az
első számolást segítő eszköz a 3-4000 évvel ezelőtt megjelent abakusz
különböző változatai voltak. Eredetileg földre karcolt táblázat
volt, majd vágatokba helyezett apró kövekből állt. A köveket később
golyók váltották fel, amelyeket vékony rudakra fűztek. Napjainkban is
használják – Oroszországban „szcsoti” vagy Japánban „szoroban” néven.
A
szorzást és osztást segítő eszköz, a logarléc, amit még a XX. században
is elterjedten használtak.
Mechanikus
szerkezetek
Az
első fogaskereket tartalmazó számoló szerkezetet Wilhelm Schickard
tervezte 1623-ban. A gép az összeadást, kivonást teljesen, a
szorzást, osztást részben automatizálta. A készülő gép egy tűzvészben
elpusztult, az újbóli elkészítést pedig Schickard halála akadályozta
meg.
A működőképes gépet 1960-ban az eredeti tervek alapján elkészítette az
IBM.

A
finommechanika fejlődésével a XVII. századra lehetővé vált fémből
készült (kopásra kevésbé hajlamos), fogaskerekeket tartalmazó
szerkezetek építése. Az első ránk maradt mechanikus
számoló szerkezetet Blaise Pascal (1623–1662) készítette. Gépe
tudott összeadni és kivonni. Hét példányban készítette el, amiből kettő
működőképesen (!) jelenleg is megtalálható múzeumokban,.
Gottfried
Wilhelm Leibnitz (1646–1716) 1671-ben Pascal gépének
továbbfejlesztésével olyan gépet alkotott, melynek utódait még az
1950-es években is használták. Leibnitz vetette fel először a kettes
számrendszer alkalmazását, valamint megfogalmazta, hogy a számolást
lehet automatizálni.
A korszerű számítógépgyártást
Charles Babbage (1791–1871) teremtette meg. Első gépe az 1820-as évek
elején vált ismertté.
Az Egyesült Államok
Belügyminisztériumának Népszámlálási Hivatala 1880-ban felvetette, hogy
a bejövő adatok feldolgozásának legalább egy részét gépesíteni kellene,
mert mire feldolgozták az
adatokat (ez akkor kézi erővel 7 évig tartott) már régen elavultak

Herman Hollerith (1860–1929) lyukkártyás rendszerével az 1890-es
népszámlálás adatait egy év alatt dolgozták fel. Hollerith gépe fontos
állomás volt az adatfeldolgozás terén.
ELSŐ GENERÁCIÓ
Az elektroncső feltalálása lehetőséget adott a mechanikus alkatrészek
elektronikus helyettesítésére, miáltal nagyságrendekkel növekedett meg a
műveleti sebesség.
1945-ben a Pennsylvaniai Egyetemen
készült el az első elektronikus digitális számítógép, az ENIAC
(Electronic
Numerical Integrator and Computer). A gép még külsõ programvezérlésű
volt, és nem rendelkezett a mai értelemben vett memóriával sem.
Nagy méret, lassú és megbízhatatlan
működés jellemezte.
Néhány
adata:
• alapterülete 180 m2,
• teljesítménye 140 kW,
• elektroncsöveinek száma 17000,
• átlagosan 10 percenként égett ki cső (amit persze nem vártak meg).
Nagy üzemeltetési költségei ellenére 1956-ig használták.
Neumann János (1903–1957), magyar származású matematikus, részt vett
az ENIAC fejlesztésében. A megszerzett tapasztalatok alapján fogalmazta
meg
az elektronikus digitális számítógépekkel szembeni követelményeket, ami
a számítógépek
fejlesztési irányát hosszú időre meghatározta.
Neumann 1946-ban látott hozzá az újabb elektronikus számítógép, az EDVAC
(Electronic Discrate Variable Computer) megvalósításához, ami 1951-re
készült el. Az EDVAC volt az első belső tárolású (program és adat egy
helyen) számítógép.
1951-ben jelent meg az első sorozatban gyártott számítógép, a UNIVAC.
Minden egység működését, beleértve a perifériákat is, közvetlenül a
központi vezérlőegység kezelte.
Neumann-elvek
Neumann János 1946-ban dolgozta ki a számítógépek
ideális működéséhez. Ezek szerint a gépnek öt
alapvető funkcionális egységből kell állnia: bemeneti
egység, memória, aritmetikai egység, vezérlőegység,
kimeneti egység, s ami lényegesebb: a gép működését a
tárolt program elvére kell alapozni.
1.
Soros utasításvégrehajtás
(az
utasítások végrehajtása időben egymás után történik.
Ellentéte a párhuzamos utasításvégrehajtás, amikor több
utasítás egyidejűleg is végrehajtható)
2.
Kettes (bináris) számrendszer használata
3.
Belső memória
(operatív tár) használata a program
és az adatok tárolására
4.
Teljesen elektronikus működés
5.
Széles körű felhasználhatóság
6.
Központi vezérlőegység
alkalmazása
Második generációs számítógépek
1958 – 1965: A második generációs számítógépek már
tranzisztorokat tartalmaztak – ami lecsökkentette a
méretüket
Az eszköz
már elfért egy nagyobb szobában, az adatokat
mágnesszalagok tárolták, a vezérlőasztalon fények
jelezték a számítás eredményét. A programozást gépi
kódban végezték (0 és 1-es számsorokkal)
Harmadik generációs számítógépek
abban tértek el
legfőképpen az előzőektől, hogy már integrált áramköröket
használnak, amiket 1965-ben találtak fel.
A gép szekrény méretűre
zsugorodott. Az adatbevitelt és eredménykijelezés írógéphez hasonló
eszközzel történt. Az adatok mágnesszalagon tárolódtak.
Negyedik generációs számítógépek
A 4.
generáció kezdetének a világ első mikroprocesszorának
megjelenését tekintjük.
1971-től 1991-ig számíthatjuk.
Forradalmi újítás volt a
monitor, az egér és a ma ismert billentyűzet megjelenése. Ekkor jelentek
meg az első mátrixnyomtatók, majd a tintasugaras és lézer nyomtatók.
Ötödik generáció
1991-től napjainkig
A számítógépeket úgy tervezik, hogy
minél több áramköri elemet szűkítsenek bele egyre kisebb
méretű mikrochipekbe,
azonban ennek hamarosan elérjük a fizikai határait,
ezért új gyártási módszerekre és működési elvekre van szükség.
Napjaikban már fejlesztik az optikai számítógépet,
aminek lényege az, hogy nem elektromos, hanem sokkal
gyorsabb fényimpulzusok hordozzák az információt.
A kis méretet főleg az
érintőképernyők megjelenése tette lehetővé. A számítási gyorsaságot a
több magvú (multi-core) processzorok teszik még gyorsabbá.
 |