Az
elektronikus számítógépek fejlődése napjainkig
Az emberek ősidők óta törekednek arra, hogy
olyan eszközöket állítsanak elő, melyek könnyebbé teszik a számolást, ilyen
pl.: kavicsok, fadarabok, zsinórokra kötött csomók, fák, földre vésett jelek
voltak. Legjelentősebb lépés a számok fogalmának kialakulásában a helyiérték
fogalma volt. Valószínűleg a kavicsokkal való számolásból fejlődött ki az első
számológép az abakusz. (Mezopotámia)
Egyiptom: 10-es számrendszer, törtek ismerete, szorzás és osztás
duplikáció segítségével,
Babilon: 60-as számrendszer,
helyiérték bevezetése, nádpálcával agyagtáblára írtak majd kiégették. Nincs 0!
Róma: 10-es számrendszer, római
számok, tiltják az arab számok használatát,
Alfabetikus számírás: betűkhöz
számokat rendeltek 1-9, 10, 20… grúzok, etiópok, zsidók, ókori görögök, szlávok
Hinduk: 10-es számrendszer,
helyiérték használata, 0 megjelenése és használata, negatív számok ismerete és
használata, műveleti szabályok, műveleti jelek és zárójelek bevezetése
Arabok: a közvetítők Európa felé.
Algebra és szinusztáblázat
Európa: rovásfa használata, adózás
vezetésére.
Fibonacci – arab számolás
ismertetője. 1299-ben megtiltják Firenzében az arab számmal való számolást.
1424 az első érme arab számozással Svájcból. Törtekkel való műveletvégzés,
tizedesvessző – Kepler, tizedespont – Napier.
Magyarok: először 6-os, majd 7-es
számrendszer használatára vannak utaló jelek, de az ezredforduló környékén már
10-es számrendszer használata. Rovásírás, 1407 első arab számos emlékünk!
Napier
– logaritmus felfedezője és kidolgozója.
Qughtred
– logarléc 1621
Willhelm Sichkard – első számolásra
alkalmas gép 1623. fogaskerekek és fogaslécek segítaségével képes volt
szorozni, osztani, összeadni és kivonni. 1950es években szerzett róla tudomást
a világ
Pascal – gépe összeadni és kivonni tudott és
kezelte a helyiértékeket. 1642
Leibniz fogaskerekes számológépe: osztani,
szorozni is képes volt ismételt összeadások és kivonások segítségével. 1673
Jacquard – szövőgépe,
vezérlési modulok használata 1805 – lyukkártyás vezérlés
Babbage: 1822 – számológép
modell, speciális célú, mechanikus működésű digitális számítógépe.
-
Differenciálgép:
logaritmus táblázat, négyzetek, harmadik hatvány… ~17470 font
-
analitikus
gép: adatbevitel és eredmény kivitel, számolómű, részeredmény tároló,
lyukkártya. A tárolómű 200 részeredmény tárolására lett volna alkalmas, 1000
db, egyenként 50 fogaskerekes oszloppal. Nagyságát focipálya méretűre
becsülték, és 5 gőzgép energiájára lett volna szükség a működtetéséhez. Bináris
formában számtárolás.
Külső programozás elve: bemeneti egységek
segítségével lehetett betáplálni a számokat és a vezérlő utasításokat (később
ezt az elvet elvetették)
Számítási műveleteket egy külön aritmetikai
egység végezte. (processzor aritmetikai egysége)
Külön egység gondoskodott a számolási
műveletek megfelelő sorrendben való elvégzéséről (vezérlő egység)
A művelet közben az átmeneti eredményeket egy
belső tároló raktározta el. (operatív memória)
Az eredmények megjelenítésére egy digitális,
azaz számjegyeket használó egység szolgált.
Hollerith: 1890es USA
népszámlálása, 55 millió ember adatait feldolgozza 4 hét alatt!
1880-as
számlálás, 500 ember, 36 szempont szerint 7 évig végzi
1896.
Tabulating Machine Company – 1924-től IBM
Statisztikai adatok tárolása
lyukkártyán
Az első elektromechanikus számítógépek csak a
XX. Sz. közepe felé jelentek meg, a hadiipar titkos kutatásai miatt, így a
kutatók nem tudtak együttműködni
Zuse Konrad: (Z1) működő
számítógép tervezése és elkészítése. 1936 – bináris számrendszert használata!
Relék és kódlyukakkal lyukasztott film használata (Németo.) Adatbevitel
billentyűzettel, kivitel világító táblával történt. Számolómű és tároló
telefonból készült, 16 adat tárolására volt alkalmas. Zuse
KG – később Fujitsu átvette!
Z3: 1600 mechanikus relé, 64 szám
tárolása. 1943
Aiken (USA): 1943 Mark1 modern
technika felhasználásával Babbage gépének modern változata! Alkotóelemei
elektromágneses relék. 3304 kapcsoló, 760 000
alkatrész, 800 km
huzal. 15 m
hosszú, 2,4m magas, 10-es számrendszer, 72db 23 jegyű szám tárol.
I. Generáció – elektroncsöves
számítógépek
Colossus: II. VH anglia: számítógépcsalád a
német rejtjelek megfejtésére.
ENIAC (Electronical Numerical Integrator and
Computer): 1946 Pensylvaniai egyetemen mutatják be, john Mauchly és Presper
Eckert. Elektroncsöves külső vezérlésű brendezés!
-
hatalmas
méret: 17.468 db elektroncső, 450m2 területet foglalt
el. Tömege 30 tonna, megépítése 10 millió dollár.
-
Nagy
fogyasztás: több mint 100kW energia, egyesek szerint
több mint 800kW
-
Bizonytalan
működés
-
Tárolókapacitása
kb 1kb
-
Sebessége:
néhány ezer művelet / másodperc
-
Háttértár: mágnesszalag vagy mágnesdob
-
Adatbevitel: lyukszalag vagy lyukkártya
-
Adatkivitel: lyukkártya, nyomtatott lista
-
Kapcsolók által beállított vezérlés
Edvac: 1946-ban kezdik el az építését,
Neumann János is csatlakozik a fejlesztőkhöz.
Neumann
elv:
-
a
programot ne külső, információhordozón, hanem magában a gépben, annak központi
tárolójában helyezzék el.
-
-
a számítógép legyen teljesen elektronikus
-
Az
információtárolás és a feldolgozás a bináris számrendszeren alapuljon
-
Az
adatfeldolgozás teljes egészében a gépben menjen végbe, azaz a program is
tárolt legyen
A program
és az adatok memóriában tárolta, bitenkénti adatfeldolgozás, végrehajtáshoz a
programot be kellett táplálni a memóriába. Adatbevitel írógéphez hasonló
eszközt használtak, kivitelre pedig nyomtatót.
A tárolt program
előnyei: a tárolt program bármely része gyorsan hozzáférhető a vezérlőegység
számára, , nem hátráltatja a gép működését a programváltás, így megnövekedik az
adatfeldolgozás sebessége. A lefutott program újra felhasználhatóvá válik, be
lehet építeni a programba feltételektől függő elágazásokat is.
II. Generáció – Tranzisztorok
megjelenése
A tranzisztort William Shockley találta fel
1947-ben a Bell laboratóriumban. 1948-ban hozták nyilvánosságra, de
tömeggyártása csak 1950-es évek végén kezdődött meg.
Fő alkotórészek: tranzisztorokból felépülő
logikai áramkörök.
-
óriási
méretcsökkenés: kisebb alkatrészek, kisebb hézagok az alkatrészek között
-
csökkent
a fogyasztás
-
megbízhatóbbak
voltak, mint az elektroncsövek
-
megsokszorozódott
a műveletek sebessége: 1 millió művelet / másodperc
-
adatbevitel lyukkártya vagy mágnesszalag
-
adatkivitel: lyukkártya vagy nyomtatott lista
-
háttértár: mágnesszalag az általános, megjelenik a mágneslemez
-
mérete: wc
-
lyukkártyás vezérlés
IBM 1400-as sorozat, több 17000 db-ot adtak
el belőle. Egyre több cég foglalkozik számítógép gyártással.
I. teljesen tranzisztoros
számítógép 1953 MIT (massachusettes Institute of Technology)
Fortran programnyelv megjelenése,
később az Algol első változata is. Megjelentek az első valós idejű operációs
rendzserek első példányai is, American Airlines 1964-ben kezdett valós idejű
helyfoglalási rendszert használni.
III. Generáció – integrált áramkörök
(1965-72)
Félvezető lapkába, négyzetcentriméterenként
több ezer áramköri elemet elhelyező IC technika tovább csökkentette a méreteket
és növelte a műveleti sebességet.
1958-ban fedezte fel Jack S. Kilby (Texas
Instruments) és Robert Noyce (Fairchhild Semiconductor). Tömegtermelése
1962-ben indult meg, az első IC-s számítógépek pedig 1964-ben kerültek
kereskedelmi forgalomba.
- gépek sebessége: 15 millió művelet /
másodperc
Megjelenik a bájt – szervezés és az
input-output processzor is. A számítógépek több tevékenységet tudnak
párhuzamosan végezni. Előrelépések a távadat átvitelben is.
-
csökken
a számítógépek ára, mérete és meghibásodási gyakorisága
1970-re több mint 100 000 db
nagyszámítógépet és kb ugyanennyi miniszámítógépet értékesítettek. Elterjedt programozási nyelv:
Pascal és a C.
- háttértár: mágneslemez vagy
mágnesszalag
Adatbevitel: billentyűzetről
mágneslemezre vagy mágnesszalagra
Adatkivitel: nyomtatott lista vagy
képernyő
-
méret: asztal (minigép)
-
szoftver: operációs rendszer, újabb magas szintű nyelvek,
IV. Generáció – mikroprocesszorok
1985-ig
Mikroprocesszor: egyetlen félvezető elemben
kialakított teljes CPU (Central Processing Unit – Központi vezérlőegység),
egyetlen integrált áramkörös tokban helyezkedik el.
1971. Intel jelentette be a mikroprocesszor
megalkotását, de csak 1972-ben dobják piacra a 8008-at, ’74-ben pedig a
8080-at. 1979-re elkészül a 8086 és a 8088, melyet ’81-ben dobnak piacra, mely
az IBM PC-k központi egysége lett. A mikroprocesszorok megjelenése tette
lehetővé, hogy a számítógépek a mindennapi életbe is belépjenek.
-
olcsó
- kicsi méret: szinte minden területen
használják őket.
- háttértár: mágneslemez, floppy
Adatbevitel: billentyűzetről a memóriába,
egér, szkenner, optikai karakterfelismerés
Adatkivitel: képernyő, hangszóró, nyomtatott
lista
Méret: chip – írógép (mikroszámítógép
Szoftver: táblázatkezelők, adatbáziskezelők,
PC-s csomagok
PC – Personal Computer (személyi számítógép):
IBM PC-k valamint a velük kompatibilis gépek
foglalják el a piac vezető szerepét.
IBM PC XT – 80286, később a továbbfejlesztett
IBM PC AT, majd az újabb és újabb változataik: 80386, 80486, pentium. Az ilyen
változaton belül több altípus is létezik az adattovábbítás megoldása szerint, a
vezérlő órajel nagysága szerint.
V. Generáció
Évről évre nő a processzorok integráltsága,
egyre több tranzisztor kerül rá egy chipre, ma ez már 100 milliós nagyságrendű.
Nő a párhuzamos programozás jelentősége, tudásalapú intelligens rendszerek
fejlesztése, szakértői rendszerek fejlesztése, sokféle magas szintű
programozási nyelv, fejlesztői környezet használatos, programgenerátorok
hatékony fejlesztés.
Moore törvény – fejlődés üteme
18 havonta megkétszereződik a
mikroprocesszorok teljesítménye változatlan ár mellett, a merevlemezek és
memóriák kapacitása is hasonló progresszivitással fejlődik.
- nagy hálózatok alakulnak ki – internet
- erősen terjed a multi és hipermédia
Robbanásszerűen szaporodnak a személyi
számítógépek, általánossá válnak a grafikus operációs rendszerek
Kialakul és általánosan használttá válik egy
számítógépes vizuális- manuális jelrendszer, az alkalmazói nyelv a számítógépes
írni olvasni tudás alapja
Általánossá válik a mobilkommunikáció és a
hálózatiság
0 megjegyzés:
Megjegyzés küldése