Výuková opora pro odborná učiliště: Historie počítačů: Kapitola 1.1: První počítací stroje, generace vývoje 20. století Aktualizováno: březen 2008 OU a PrŠ Lipová – lázně 458

Historie počítačů 1. Od úplného začátku -Než se podíváme konkrétněji na to, co představuje a z čeho se skládá dnešní počítač, osvojíme si nejdříve něco málo z historie vzniku počítačů, která je sama o sobě velice zajímavá. -Možná by Vás ani nenapadlo, že mezi počítače a počítací stroje patří také něco tak „jednoduchého“ jako je počítadlo a nejen to, ale i spousta zajímavých a „na oko“ pohledných mechanických zařízení. -Je až s podivem, co šikovné ruce středověkých vědců dokázaly sestrojit. Nicméně pro nás bude daleko důležitější 20. století, kdy přišel „velký třesk“ ve vývoji počítačů, a proto se více zaměříme na toto údobí. Vývoj počítačů Kapitola 1.1 1/18

Historie počítačů 2. Prapočátky všeho -Od pradávna si lidé vymýšleli stroje a pomůcky, které by jim usnadňovaly práci s čísly. Už před pěti tisíci lety se v Malé Asii objevil stroj, zvaný abakus – počítací pomůcka založená na systému korálků (v Římě zvaných „calculli“ – odtud název kalkulačka), které na tyčkách kloužou nahoru a dolů. Poprvé se objevily před přibližně 5000 lety a používaly se převážně ve starém Řecku a Římě. -V sedmnáctém století byly v Anglii sestaveny první logaritmické tabulky, po nichž následovalo i logaritmické pravítko. Objevují se i první počítací stroje, které pracovaly na principu ozubených kol. Byly to různé pokladny a mechanické kalkulátory, které přetrvaly až do dvacátého století (pracovali s nimi například i američtí vědci při vývoji atomové pumy) a udržely se ve výrobě i v praxi až do šedesátých let, kdy byly nejdříve nahrazeny elektrickými kalkulačkami a posléze elektronickými počítači. <Více..> ABAKUS LOGARITMICKÉ PRAVÍTKO KALKULAČKA Kapitola 1.1 2/18

Historie počítačů 3. Vývoj počítačů ve 20. století -Vývoj počítačů a počítacích strojů nabral největší obrátky v průběhu II. světové války, kdy světové mocnosti začínaly potřebovat pro své náročné výpočty čím dál složitější a rychlejší technickou podporu. -Pro snadnější pochopení a zapamatování vývoje počítačů ve 20. století je toto rozděleno do několika takzvaných generací. Pro každou generaci vývoje je určeno přibližné období trvání, ale hlavně technologický prvek, na kterém byly počítače dané generace vystavěny. Ten totiž určuje výkonnost, velikost (někdy spíše rozlehlost) daných počítačů a také operační systém, který zabezpečuje komunikaci uživatelů s hardwarem (fyzickým vybavením) počítače. -Někteří autoři rozdělují 20. století na více generací, pro náš přehled ovšem bude praktičtější omezit vývoj 20. století pouze na 5 hlavních generací. Kapitola 1.1 3/18

Historie počítačů 4. Nultá generace počítačů -Nultá generace počala kolem roku 1940, tedy v době II. světové války. Konstruovaly se hlavně různé šifrovací a dešifrovací stroje, které si vynutily válečné okolnosti, např. Enigma. -Důležité je vědět, že hlavními součástkami této generace bylo relé, později pak elektronické relé. -V roce 1941 konstruuje v Německu Konrad Zuse malý reléový samočinný počítač Z4. Nedaří se mu však vzbudit pozornost armády, proto tento počítač upadá v zapomnění a je později při jednom z náletů zničen, a proto mu také nebudeme přikládat až takový význam. -V lednu 1943 Howard H. Aiken a kolektiv na Harvardské univerzitě uvedli do provozu přístroj zvaný Mark I. Byl dlouhý téměř šestnáct metrů, vážil pět tun a celkem obsahoval přes 800 kilometrů drátových spojů. Byl pravděpodobně použit k výpočtům při vývoji první atomové bomby. Rychlost výpočtů byla v jednotkách za sekundu, což znamená, že dokázal za jednu sekundu provést několik (až 10) operací, například sčítání dvou čísel. Tento počítač můžeme považovat za první počítač na světě. MARK I Enigma Kapitola 1.1 4/18

Otázka 1: Uveďte přibližný rok počátku Nulté generace počítačů. Historie počítačů 5.1. Ověření znalostí Otázka 1: Uveďte přibližný rok počátku Nulté generace počítačů. 1920 1930 1940 1955 A B C D Vyber jednu z možností Kapitola 1.1 5/18

Otázka 2: Jaká použitá součástka je pro Nultou generaci určující? Historie počítačů 5.2. Ověření znalostí Otázka 2: Jaká použitá součástka je pro Nultou generaci určující? elektronka kondenzátor tranzistor relé A B C D Kapitola 1.1 6/18

Otázka 3: Jak se nazývá první uznaný počítač? Historie počítačů 5.3. Ověření znalostí Otázka 3: Jak se nazývá první uznaný počítač? PP01 MARK I ZX SPECTRUM IBM A B C D Kapitola 1.1 7/18

Historie počítačů 6. První generace počítačů ELEKTRONKA MANIAC ENIAC -Důležité je vědět, že hlavními součástkami této generace byly elektronky. -V roce 1944 byl na univerzitě v Pensylvánii ve Filadelfii uveden do provozu ENIAC (Electronic Numerator Integrator And Computer) – první stroj na světě, který měl veškeré architektonické rysy moderních počítačů. ENIAC obsahoval přes 17 000 elektronek, vážil okolo 30 tun a zabíral plochu asi 310 m2 (což je místnost o rozměrech 31x10m). Jeho spotřeba elektrické energie se pohybovala okolo 140 kW (tolik tehdy potřebovala na své osvětlení značná část Filadelfie) a byl chlazen dvěma leteckými motory. Zvládl provést 5 000 operací za sekundu. -O rok později v roce 1945 John von Neumann sestavil a uvedl do provozu počítač MANIAC (Mathematical Analyser Numerical Integrator And Computer). Tento počítač byl mimo jiné použit k vývoji vodíkové bomby. -Prvním sériově vyráběným počítačem byl elektronkový UNIVAC firmy Remington, uvedený na trh roku 1951. ELEKTRONKA MANIAC ENIAC Kapitola 1.1 8/18

Historie počítačů 7. Druhá generace počítačů -Důležité je vědět, že hlavními součástkami této generace byly tranzistory, a že se začínají objevovat první programovací jazyky.Ten úplně první byl vytvořen roku 1949 a nazýval se Short code (krátký kód). Dále to byl například Fortran roku 1957, Algol roku 1958 nebo Basic v roce 1964. -V březnu 1955 Bell Laboratories v USA uvedli do provozu první samočinný počítač na světě, který byl osazen tranzistory. Byl to Tradic a jeho konstruktérem byl J. H. Felker. Byl určen pro americké letectvo, které si přálo počítač použitelný na palubě letadel. Tento počítač byl ve srovnání s předchůdci velice spolehlivý, za dva roky provozu se z více jak 10 000 součástek pokazilo pouhých 17. -Počítače, které byly místo elektronek osazeny tranzistory, měli přednosti jako jsou malé rozměry, nepatrné výpadky a velmi malá spotřeba proudu. TRANZISTORY TRADIC Kapitola 1.1 9/18

Otázka 1: Jaká použitá součástka je určující pro První generaci? Historie počítačů 8.1. Ověření znalostí Otázka 1: Jaká použitá součástka je určující pro První generaci? elektronka tranzistor relé integrovaný obvod A B C D Kapitola 1.1 11/18

Otázka 2: Jak se nazýval první sériově vyráběný počítač? Historie počítačů 8.2. Ověření znalostí Otázka 2: Jak se nazýval první sériově vyráběný počítač? MARK I ENIAC PARAOLYMPIONIC UNIVAC A B C D Kapitola 1.1 12/18

Historie počítačů A B C D 8.3. Ověření znalostí Otázka 3: Jaká součástka byla využita pro konstrukci počítačů Druhé generace? relé integrovaný obvod tranzistor procesor A B C D Kapitola 1.1 13/18

Historie počítačů 9. Třetí generace počítačů INTEGROVANÉ OBVODY -Ačkoliv byly tranzistory proti elektronkám obrovský skok kupředu, stále vydávaly velké množství tepla, které škodilo součástkám uvnitř počítače. -V červenci 1958 přišla firma Texas Instruments s nápadem vyrobit jednolitou součástku z kousku křemíku – tzv. integrovaný obvod, který je také charakteristickým prvkem Třetí generace. Jeho použitím se rychlost počítačů opět zvýšila, velikost se naopak velmi snížila – objevují se první modely relativně malých osobních počítačů. -1967 - Anita Mark 8 – první elektronický osobní počítač (v angličtině PC – personal computer). Umožnila mu to novinka z USA. Firma IBM tam postavila první elektronický počítač (System 360) s využitím integrovaných obvodů. Tím byla otevřena cesta ke stavbě malých výkonných počítačů. -S vynálezem systému LED, tj. zobrazování čísel pomocí světelných diod tu byl k dispozici způsob „displeje“, který se stal běžným i u kapesních kalkulátorů. <Mooreův zákon> INTEGROVANÉ OBVODY ANITA MARK 8 SYSTEM 360 LED Kapitola 1.1 14/18

Na internetu najdete téměř vše, stačí se pořádně dívat  Historie počítačů 10. Čtvrtá generace počítačů -Začala v sedmdesátých a osmdesátých letech a trvá do dnes. V roce 1971 zavedla americká firma Texas Instruments poprvé výrobu mikroprocesorů. V počítači plní funkci centrální jednotky (CPU – Central Processing Unit), která je centrem celého počítače. -V roce 1977 Bill Gates a Paul Allen oficiálně zakládají společnost Microsoft, která je dnes největší společností vyrábějící operační systémy, tzn. programy, pomocí kterých se ovládá počítač. -Prvním operačním systémem byl MS-DOS, který byl velkým skokem kupředu ve vývoji počítačů, neboť počítač se již nemusel složitě programovat, ale ovládal se pomocí mnohem jednodušších příkazů. První PC s operačním systémem MS-DOS uvádí v roce 1981 společnost IBM. -Roku 1983 se začíná používat disketa, která úspěšně nahradila dříve používanou magnetickou pásku. -V roce 1985 Microsoft pro IBM PC uvádí na trh Windows 1.0, což byla zdokonalená verze MS-DOS. -V roce 1986 National Science Foundation schvaluje investici do páteřní sítě Internetu, obrovské celosvětové sítě (jinak také „síť sítí“), na kterou jsou v dnešní době napojeny už miliony počítačů. -Roku 1989 Tim Bernes-Lee vynalézá World Wide Web, programovací jazyk, pomocí kterého jsou tvořeny webové stránky na Internetu. -Za dobu trvání této generace se z původních 8-bitových počítačů vyvinuly postupně 16, 32 a dnes již i 64-bitové počítače. Pracuje se také na kvantových počítačích apod. PROCESOR Na internetu najdete téměř vše, stačí se pořádně dívat  Kapitola 1.1 15/18

Otázka 1: Jaká použitá součástka je určující pro Třetí generaci? Historie počítačů 11.1. Ověření znalostí Otázka 1: Jaká použitá součástka je určující pro Třetí generaci? elektronka tranzistor relé integrovaný obvod A B C D Kapitola 1.1 16/18

Otázka 2: Jak se nazývají programy, pomocí kterých se ovládá počítač? Historie počítačů 11.2. Ověření znalostí Otázka 2: Jak se nazývají programy, pomocí kterých se ovládá počítač? Internet disketa operační systémy webové stránky A B C D Kapitola 1.1 17/18

Historie počítačů A B C D 11.3. Ověření znalostí Otázka 3: Jaká součástka byla využita pro konstrukci počítačů Čtvrté generace? mikroprocesor integrovaný obvod tranzistor elektronky A B C D Kapitola 1.1 18/18

Historie počítačů Vyhodnocení odpovědi SPRÁVNÁ ODPOVĚĎ

Historie počítačů Vyhodnocení odpovědi SPRÁVNÁ ODPOVĚĎ

ŠPATNÁ ODPOVĚĎ! PROSTUDUJ ZNOVU Historie počítačů Vyhodnocení odpovědi ŠPATNÁ ODPOVĚĎ! PROSTUDUJ ZNOVU

Historie počítačů Vyhodnocení odpovědi SPRÁVNÁ ODPOVĚĎ

Historie počítačů Vyhodnocení odpovědi SPRÁVNÁ ODPOVĚĎ

Historie počítačů Vyhodnocení odpovědi SPRÁVNÁ ODPOVĚĎ

ŠPATNÁ ODPOVĚĎ! PROSTUDUJ ZNOVU Historie počítačů Vyhodnocení odpovědi ŠPATNÁ ODPOVĚĎ! PROSTUDUJ ZNOVU

Historie počítačů Vyhodnocení odpovědi SPRÁVNÁ ODPOVĚĎ

ŠPATNÁ ODPOVĚĎ! PROSTUDUJ ZNOVU Historie počítačů Vyhodnocení odpovědi ŠPATNÁ ODPOVĚĎ! PROSTUDUJ ZNOVU

Historie počítačů Vyhodnocení odpovědi SPRÁVNÁ ODPOVĚĎ

Historie počítačů Vyhodnocení odpovědi SPRÁVNÁ ODPOVĚĎ

VŠECHNY ODPOVĚDI SPRÁVNĚ GRATULUJEME! Historie počítačů Vyhodnocení odpovědi VŠECHNY ODPOVĚDI SPRÁVNĚ GRATULUJEME! návrh a zpracování: Petr Prokšenka cílová skupina: žáci 1. ročníku OU online zdroje: http://historie.ondrejfilipek.com/htmlverze/main.html http://www.cs.nott.ac.uk/~ef/ComputerXHistory http://www.sweb.cz/historie_pocitacu http://www.wikipedia.cz http://tranzistor.navajo.cz http://www.youtube.com