HISTORIE

SWI065 2003/2004 ZS
RNDr. David Obdržálek
Principy počítačů I
HISTORIE
SWI065 2003/2004 ZS
RNDr. David Obdržálek
Literatura
• www.computerhistory.org
• C.Wurster: Computers – An Ilustrated History
• R.Rojas, U.Hashagen: The First Computers –
History and Architectures
• D.Mayer: Pohledy do minulosti elektrotechniky
„Vše, co bylo možné vynalézt, již vynalezeno bylo.“
Charles Duell, americký patentový ústav, 1899
SWI065 2003/2004 ZS
RNDr. David Obdržálek
Počátky historie počítačů
•
•
•
•
•
•
•
1971 – mikroprocesor 4004
1958 – integrovaný obvod
1947 – tranzistor
1904 – elektronka
1822 – Difference Engine C. Babbage
1642 – Pascalina B. Pascala
? abakus
SWI065 2003/2004 ZS
RNDr. David Obdržálek
• Formalizace
– filozofický přístup k formální logice
– 4.stol. př.n.l. – Aristoteles
• Matematizace
– „kalkulus“ z lat. calculus = kamínek
– čísla jako taková
• Mechanizace
SWI065 2003/2004 ZS
RNDr. David Obdržálek
Počátky historie počítačů
• computer – z latinského computare, počítat
(1646 – Sir Thomas Browne)
• KDY TO TEDY VLASTNĚ ZAČALO?
• Nutné základy:
– formalizace
– matematizace
– mechanizace
SWI065 2003/2004 ZS
RNDr. David Obdržálek
Dnešní chápání počítače
• univerzální programovatelný stroj
• 1805 – Joseph-Marie Jacquard (1752 – 1834)
• Jacques de Vaucanson (1709 – 1782)
– vynálezy strojů, které využívají energii z jiných
zdrojů, než „síly svalů“
– jemná mechanika 17. století
– elektřina
1
SWI065 2003/2004 ZS
RNDr. David Obdržálek
SWI065 2003/2004 ZS
RNDr. David Obdržálek
SWI065 2003/2004 ZS
RNDr. David Obdržálek
Výpočetní pomůcky
– předchůdci počítačů
•
•
•
•
•
•
•
zářezy na klacíku, oblázky, ... ...
Stonehenge
abacus
tabulky
pravítka
strojky
mechanické tabulátory a kalkulátory
SWI065 2003/2004 ZS
RNDr. David Obdržálek
Praotcové moderních počítačů
•
•
•
•
•
SWI065 2003/2004 ZS
RNDr. David Obdržálek
Pascalina
Blaise Pascal (1623 - 1662)
Charles Babbage (1792 - 1871)
Gottlieb Wilhelm von Leibniz (1646 – 1716)
John Napier
Thomas de Colmar (1785 – 1870)
SWI065 2003/2004 ZS
RNDr. David Obdržálek
John Napier
• anglický matematik a filozof
• 1614 – logaritmické tabulky
• Napierovy kosti
2
SWI065 2003/2004 ZS
RNDr. David Obdržálek
Aritmometr Thomase de Colmara
SWI065 2003/2004 ZS
RNDr. David Obdržálek
SWI065 2003/2004 ZS
RNDr. David Obdržálek
Colmarův patent z 10. února 1851
SWI065 2003/2004 ZS
RNDr. David Obdržálek
Charles Babbage
Piánový arithmometr (1851)
1791-1871
1
1832: On the Economy of Manufactures and Machinery
1864: Passages from the Life of a Philosopher
• 1822 Difference Engine • 1842 Analytical Engine
• hodnoty polynomů 6.st • univerzální, řízen
programem na „děrných
• paměť, řídící jednotka,
štítcích“
vstup/výstup
• podmíněný skok
SWI065 2003/2004 ZS
RNDr. David Obdržálek
Analytical Engine
•
•
•
•
•
SWI065 2003/2004 ZS
RNDr. David Obdržálek
Differencial Engine
používal dekadickou soustavu
čísla až o padesáti místech
paměť pro tisíc čísel
řízení děrnými štítky (Jacques de Vaucanson)
stejně jako Difference Engine stroj nikdy nebyl
dokončen
3
SWI065 2003/2004 ZS
•
•
•
•
RNDr. David Obdržálek
SWI065 2003/2004 ZS
RNDr. David Obdržálek
George Scheutz
Herman Hollerith
1785-1873
1860-1929
1833 četl o Difference Engine
1853 sestrojena menší verze
1855 zlatá medaile v Paříži
Dudley Observatory (Albany, NY) – oběžná
dráha Marsu
SWI065 2003/2004 ZS
RNDr. David Obdržálek
• tabulátor
• vstupní data na štítcích
• sčítání lidu 1890, výsledky za 6 týdnů: 62 622 250
(výsledky z r. 1880 nebyly ani po 7 letech)
• 1911 Computer Tabulating Recording Company
( 1924 International Business Machines Corp.)
SWI065 2003/2004 ZS
Konrad Zuse
počítače 20. století
1910 - 1995
• počátek – především Holleritovy tabulátory
• mezi válkami a během II. světové války:
– Konrad Zuse
– Alan Turing
– John von Neumann
•
•
•
•
studium stavebního inženýrství
Z1 1936-1938 – mechanický; binární kód
Z2 1940 – experiment,
Z3 1938-1941 – reléový, děrná páska
považován za „první funkční počítač na světě“
–
–
–
–
SWI065 2003/2004 ZS
RNDr. David Obdržálek
Z1 (1936)
RNDr. David Obdržálek
binární, 64 slov po 22 bitech
floating-point (14 mantissa, 7 exp., 1 znam.)
2400 relé (1800 paměť, 600 výkonná jedn.)
5-10Hz, */ 3s, + 0.7s, 4kW, 1000kg
SWI065 2003/2004 ZS
RNDr. David Obdržálek
Z3
4
SWI065 2003/2004 ZS
RNDr. David Obdržálek
SWI065 2003/2004 ZS
RNDr. David Obdržálek
• Z4 1941-1945 – podobná architektura jako Z1 a Z3
• paměť 1024 slov (<1m2)
• 2 registry R1 a R2
Z4
• Instrukční sada:
–
–
–
–
–
+-*/√
čtení z klávesnice
zobrazení R1
uložení registru
načtení registru
• 8-stopá páska
• podmíněný skok
SWI065 2003/2004 ZS
RNDr. David Obdržálek
Alan Mathison Turing
1912-1954
SWI065 2003/2004 ZS
• 1950 „Turingův test“
Úloha:
Nastav 1 na výstupu, když jsou na vstupu
nalezeny alespoň tři po sobě jdoucí
jedničky. Jinak nastav na výstupu 0
Stav 3
Čtecí a záznamová hlava
1
0
1
0
1
1
1
0
1
Děrná
páska
0
Start
0
0
1
Stav 2
0
• červené šipky reprezentují
vstup 0
• modré šipky representují
vstup 1
Stav 1
0
SWI065 2003/2004 ZS
1
Turingův stroj
1
• základy oboru „umělé inteligence“
• 1936 hypotetické zařízení „Turingův stroj“
• během II. Světové války v Británii,
pokusy o dešifrování Enigmy ⇒
1943 COLOSSUS
RNDr. David Obdržálek
• čísla reprezentují výstup
odpovídajicí současnému
vstupu
RNDr. David Obdržálek
Turingův test
• Práce A.Turinga směřovaly do oblasti
vztahu člověka a stroje, položil základy
vědy o „umělé inteligenci“
• navrhl test popisující možnost testování
inteligence stroje
– připojení testující osoby dálnopisy
– pokud není možno v přijatelném čase rozlišit
zda odpovídá stroj nebo člověk, pak stroj
„vykazuje znaky inteligence“
5