Počítač a jeho vývoj

Obr. Charles Babbage Zdroj

Jednoduchá počítadla Abacus se výrazně podobala dnešnímkuličkovým počítadlům, které většina žáků využívá na záklandní škole. Abacus (také Abakus) je počítací pomůcka, která pochází s největší pravděpodobností z Číny a je asi 600 let stará. Abacusus umožňuje základní matematické operace (sčítání, odčítání, násobení a dělení, ale také odmocňování nebo řešení úloh se zlomky).

Další pokrok ve vývoji přišel v 17. století, s rozvojem zpracování kovů, započal vznik mechanických počítaček. Wilhelm Schickard v roce 1623 sestrojil "počítací hodiny". Mechanický stroj, který byl schopný násobit a dělit. Blais Pascal se prý nemohl dívat na to, jak jeho otce, který pracoval jako daňový kontrolor, sčítá nekonečné sloupce čísel. Vymyslel proto několik variant nechanických počítacích strojů. Funkční model své kalkulačky s názvem Pascaline sestrojil v roce 1645 a dokonce ho "uvedl na trh. Arithmometer Thomase de colmara získal v roce 1862 na výstavě v Londýně zlatou medaily. Tato propagace mu pomohla k tomu, že prodal více než 1500 kusů Arithmometeru. Tento kalkulátor byl tedy první hromadně vyráběný počítací přístroj v historii. První médiem pro zápis programů byl Děrný štítek Josepha Marie Jacquarda. který ho vymyslela v roce 1805. Jacquard sestrojil "automatický" tkalcovský stav na výrobu a zpracování vzorovaných tkanin. Tkání vzoru bylo řízeno pomocí děrných štítků spojených provázky. Různé druhy těchto štítků bzly pak základním paměťovým médiem dalších 140 let. První počítače byly vyrobeny ve 30. letech 2O. století, přesto za jejich vynálezce je považován Charles Babbage (1792-1871). Tento anglický filosof, matematik a vynálezce hledal metodu, která by byla schopná zpracovávat matematické tabulky mechanickým způsobem. Babbageho stroje patřily k prvním mechanickým počítačům, pokusil se vytvořit stroj Analytic Engine, ale z důvodu nedostatku financí a osobním problémům nebyly nikdy tyto stroje dokončeny. Slovo počítač bylo odvozeno od lídí, kteří v Babbageho době počítali matematické tabulky,byli nazývání "počítači." Babbage zpozoroval velké množství chyb, kterých se tito lidí při počítání dopouštěli, právě to, jej přivedlo na jeho životní dílo, snahu počítat tabulky mechanicky. které byly používány již v 19. století. Části jeho nedokončených strojů jsou vystavěny v Londýnském vědeckém muzeu. Charkes Babbage vymyslel principy, které ovlivňují i současné počítače. Architekrutu jeho stroje tvořilo několik dílů: paměť z mechanických registrů, mlýnek neboli centrální operační jednotka, která měla vykonávat základní matematické operace - sčítání, odčítání, násobení a dělení s rychlostí jedno sčítání za minutu, machanismus na řízení posloupnosti jednotlivých operací, vstupní a výstupní jednotky. V současné době je Babbage označován za "otce počítače."

Elektormechanické počítací stroje (1890 - 1945)

Herman Hollerith vynalezl sčítací stroj, který snímal otvory v děrném štítku a při každém otvoru magnet sepnul motorek, který posunul číselník počítadla. Děrný štítek tedy nesloužil pro zápis programů, ale záznam dat. Tento přístoj velice usnadnil sčítání obyvatel USA v roce 1890, vyhodnocení lístků trvalo asi "jen" dva roky. Pro srovnání, předchozí sčítání bez jeho strojů trvalo přibližně 7 let. O tento stroj projevilo velký zýjem množství komerčních firem, jako jsou banky, pojišťovny...Využití těchto počítačů výrazně zjednodušilo a zefektivnilo práci s velkým množství dat. Hollerith stál při založení firmy Tabulating Machine Company, která dodávala zařízení potřebná k výpočtům pomocí děrných štítků. Z této a dalších firem vznikla v roce 1924 společnost International Bussines Machine, dnes známá pod zkratkou IBM.

• Elektromechanické počítače - sčítací stroj
• Reléové počítače - Z1, Z3
• Elektronkové počítače - Ediac

Reléové a elektronkové počítače (1938-1951)

V letech 1938 až 1942 vytvořil v Německu Konrad Zus několik reléových počítačů s označením Z1 a Z3. Tyto počítače byly pleně funkční a bylo štěstí, že představitelé nacistického Německa o ně neprojevili zájem. Byly zničeny během II. světové války. V roce 1944 bzl uveden do provozu počítač američana Howarda Aikena, známý pod jménem Mark I. Jeho hmotnost činila 5 tuna byl složen z 3 500 relé (specializované zařízení, sloužící ke spínání signálů), několikaset kilometrů drátových spojů a několika tisíc koleček poháněných elektromotorem. Matematické výpočty, jako je násobení nebo dělení trvaly několik vteřin, avšak během několika stovek hodin byla na tomto stroji vypočtena konfigurace uranové nálože první atomové bomby. Další reléonové počítače byly vyrobeny ve Velké Británii Alanem Turingem, kde sloužily k luštění šifer. Označení "první počítačů bývá spojováno s dalším strojem, kterým byl Eniac, byl dokončený v roce 1946 na pensylvánské univerzitě ve Philadelphii v USA. skládal se z 19 000 aktivních prvků (elektronek), 70 000 odporů, 1 500 relé, byl chalzen dvěma leteckými motory a zabíral celou halu. Nebyl univerzálně využitelný, nepoužíval ještě dvojkovou soustavu a byl používám pouzen na matematické výpočty. John von Neumann (1903-1957) je další z největších matematiků minulého století, který položil teoretické základy konstrukce současných počítačů, známé jsou pod názvem: Neumannova koncepce počítače. Podle této koncepce se počítač skládá z několika základních částí: paměť, procesor, vstupní a výstupní zařízení. V tomto případě se již pro prezentaci všech údajů používá dvojková soustava (pouze nuly a jedničky). Tyto body, nejsou nijak jednoduché, i když se dnes zdají zcela samozřejmé, ve své dobe byly převratné. V roce 1951 byl podle von Neumannovy koncepce počítače vyroben elektronkový počítač Edvac, který byl již univerzálně využitelný. Eniac i Edvac byly elektronkové počítače, které byly složené ze stejných dílů, hlavním jejich rozdílem byla však použitá koncepce. Eniac byl analogový počítač a Edvac byl již digitální, vycházel z von Neumannových zásad.

Obr. Eniac Zdroj

Další generace počítačů, vývoj osobních počítačů

Ve druhé polovině 20. stoleté dochází s nástupem nových technologií k výrobě výkonnějších a zároveň měnších počítačů. Tempo vývoje počítačů bylo až neuvěřitelné, zmenšení velikosti a zvýšení výkonu nemá u žádného jiného výrobku obdobu. Elektronky byly nahrazeny tranzistory, ty pak integrovanými obvody stále vyšší integrace (vyššího počtu aktovních prvků na jednom čipu.) V 70. Letech minulého století se začali mladí nadšenci sestavovat první mikropočítače. Podařilo se dosáhnout takové hustoty integrace (množství součástek v jednom obvodu), která umožňovala postavení celého „mozku“ počítače z jednoho obvodu – z mikroprocesoru. Ed Roberts v roce 1975sestavil počítač Altair 8800 Byl to počítač se kterým mohl pracovat jeden člověk, chyběl mu však programovací jazyk na vytváření aplikací. Obsahoval mikroprocesor od firmy Intel, 1KB pamětí, neměl však klávesnici ani obrazovku a programoval pomocí přepínačů. Altair byl počítačem pouze úzké skupinky nadšenců, dalo by se říct, že si s ním mladí kluci ze středních a vysokých amerických škol , kteří trávili svůj volný čas programováním počítačů. Steve Jobs a technik Steven Wozniak, kteří spolu studovali na vysoké škole a společně „založili“ garážovou firmu, kde vznikly první osobní počítače. Mike Markkula investoval 92 000 dolarů a změnil „garážovou“ firmu Apple na reálný a fungující podnik, který byl na výše jak obchodně, tak technologicky. Svou prvotinu pojmenovali Apple I, přesto, že byl téměř k ničemu, Jobsovi se podařilo jich prodat asi 150. S rokem 1977 se dostavil i Apple II. Zapsal se do dějin prvávě tím, že jako první osobní počítač byl oblíben u zákazníků. Měl procesor firmy Motorola s frekvencí 1 MHz, paměž 16 KB, klávesnici, obrazovku a volitelně disketovou mechaniku. V roce 1977 však nebylo jasné, k čemu ho mohou bežní zákazníci , ne mladí nadšenci, používat. Mladíci předkládali investorům plány na jeho využití, navrhovali, že Apple II bude řídit všechny domácí spotřebiče, jako jsou světla , topení a mimo dům bude Apple II ovládat kropení trávy a zapínání či vypínání bezpečnostních světel. Na univerzitě v Cambridge vznikl program VisiCalc, který byl předchůdcem tabulkového procesoru. S tímto programem se osobní počítače dostali ještě výš, zproduktivnili práci v kanceláři. V roce 1977 se v USA prodalo 25 tisíc osobních počítačů, v roce 1980 už 600 tisíc. Původně malá garážová firma se stala prosperujícím a miliony vydělávajícím byznysem. Objevily se i další databázové aplikace, které umožnily vést na osobním počítači další evidence, jako je účetnictví, mzdy…

IBM, Microsoft a Personal Computer, Apple

IBM, v té době největší firma na světě vyrábějící počítače, vyvinula potají výrobek, který měl ovládnout trh a zároveň vyřadit ze hry konkurenci. Tento plán se jí splnil a to ve větším měřítku než sama předpokládala, prodeje násobně přesahovaly předpovědi. V roce 1981 byl uveden na trh počítač IBM PC, který byl veliký asi jako krabice na stole a byl funkčně orientován výhradně na podnikový prostor. Měl operační paměť 16 KB, procesor od firmy Intel,dvě disketové mechaniky, byl rozšířitelný, umožňoval slušné zobrazení na monitoru. Licenci k užívání operačního systému koupila firma IBM od malé firmičky, který se nazývala Microsoft Ta dovyvinula diskový operační systém DOS, který oživoval všechny PC kompatibilní počítače do roku 1992. IBM PC zpočátku obsahoval tabulkový procesor VisiCalc, textový editor EasyWriter a hru Donkey Jeho prodej doprovázela obrovská obchodní kampaň a do konce roku 1981 se podařilo prodat 13 tisíc kusů V roce 1982 bylo prodaných stovky kusů. Konkurenční firma Apple uvedla v roce 1984 na trh počítač Apple Macintosh, nejvážnějšího soupeře IBM PC Tam, kde majitel PC musel zadat složitý anglický příkaz, uživatel Applu si pouze vybral příslušný obrázek. Apple Macintosh měl od roku 1984 poměrně velikou výhodu proti PC, měl operační systém, který využíval grafické uživatelské rozhranní (ikony a okna.) Možná i proto přišla v roce 1984 firma IBM s novým modelem PC s procesorem Intel 80286 s označením PC AT. Byl mnohem rychlejší než původní PC Tento počítač byl však vyroben z komponent mnoha dodavatel, neměla tedy firma IBM výhradní licenci na nic jiného než na program ovládající technické díly počítače, tzv.BIOS. Konkurenční firmy pak vytvořily své vlastní verze BIOSU Právě to se stalo základem pro výrovu obrovského množství kompatibilních počítačů, vyráběných už nejen v USA , ale velmi levně a poměrně i kvalitně v jihoasijských zemích (Japonsko, Honkong, Jižní Korea…) i v Evropě. Většina z nich v té době obsahovala operační systém DOS od firmy Microsoft. Další vývojové typy počítačů se stále výkonnějšími procesory následovaly zhruba každé dva roky.

Obr. Apple Macintosh Zdroj

Další druhy počítačů

Kapesní počítače slouží hlavně k organizaci času, často však mají funkci stolních počítačů. Jejich používání je poměrně omezeno malou velikostí displeje a klávesnice. Název PDA , Portable Digital Assistant, zcela vystihuje jejich funkci. Větší přístroje slouží jako počítače s možností využití telefonování a Smart telefony fungují, jako mobilní telefony se základními funkcemi PDA. IPad je typ počítače, který odstartovala firma Apple. Má multimediální funkce, vhodnou velikost a dotykový displej…Nesmíme opomenout, že počítače za dobu svého vývoje výrazně změnily svou velikost a výkon. Rozměry jsou stále menší a stále více se využívá přenosných počítačů, prakticky jimi byly nahrazeny klasické nepřenosné stolní počítače. I když se svými rozměry a hmotností výrazně liší, výkonem jsou rovni svým kolegům. Pracovní stanicí (workstation) se nazývá nejvýkonnější skupina osobních počítačů. Využívá se jich hlavně ta, kde výkon klasických PC nestačí. Jsou obvykle využívány pro komplexní zobrazení informací a manipulace s nimi (animace, 3D konstrukce, simulace fyzikálních a chemických jevů, matematické diagramy.) Pracovní stanice byly prvními komerčními počítači, které nabízely komunikační vybavení, například pro videokonference. Sálové počítače (mainframe) se v dnešní době již tak často nevyužívají, přesto byli dříve hojně využívány. Sálové počítače i dnes slouží jako servery sítí nebo výpočetní centra pro terminálový provoz. Superpočítač je spojení řádově stovek až tisíců procesorů, pomocí speciální vysokorychlostní počítačové sítě. Využívají se pro vojenské účely, náročné simulace, složité výpočetní úlohy, vědecké výpočty…Pro některé úlohy se vytvářejí specializované superpočítače zaměřené na řešení té konkrétní úlohy.

Období	Velikost	Aktivní prvky	Využití	Vyráběné množství
40.léta	haly	elektronky	vojenské účely	jednotlivé kusy
50.léta	místnosti	tranzistory	hromadné zpracování dat, vojenské účely	malosériová výroba
60léta	skříně	integrované obvody	hromadné zpracování dat, vědecké výpočty	sériová výroba
70.léta	malé skříně	lepší integrované obvody	široké využití v ekonomice a vědě	velkosériová výroba
80.léta	krabice na stole	mikroprocesory	proniká do všech oblastí zpracování a přenosu informací	hromadná velkovýroba
90.léta	sešit A4	výkonnější mikroprocesory	pronikl do všech oblastí zpracování informací, hromadně se objevuje v domácnostech	hromadná velkovýroba, koncentrace firem

---

O autorovi
Výpočet

Ověřit XHTML 1.0 Strict
Ověřit CSS