Historia Informatyki i komputerów

Transkrypt

1 Historia Informatyki i komputerów Paweł Dudzik, Adrian Guzik AGH Kraków Kraków, 5 lipca 2011 Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40

2 Plan wykładu 1 Czym jest Informatyka? 2 Historia Informatyki - droga do komputera 3 Komputer 4 XX wiek - początek ery komputerowej Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40

4 1. Czym jest Informatyka? Informatyka (computer science, computing science, information technology, informatics) dziedzina nauki i techniki zajmująca się przetwarzaniem informacji, w tym technologiami przetwarzania informacji oraz technologiami wytwarzania systemów przetwarzających informacje. Termin informatyka zaproponował w 1968 r. Romuald Marczyński w Zakopanem na ogólnopolskiej konferencji pośswięconej maszynom matematycznym na wzór fr. informatique i niem. Informatik. Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40

6 2.1. Informatyka - początki w starożytności p.n.e. - Sumerowie zaczynają zapisywać transakcje handlowe na glinianych tabliczkach p.n.e. - Powstaje pierwsze liczydło w Babilonii - Abakus. IV wiek p.n.e. - Euklides przedstawia swój algorytm do poszukiwania największego dzielnika liczb naturalnych - pierwszy niebanalny algorytm na świecie p.n.e. - Metodą sita Eratostenesa udaje się ustalić liczby pierwsze. Metoda poszukiwania liczb pierwszych polega na usuwaniu z ciągu liczb naturalnych liczb będących iloczynami liczb naturalnych. Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40

7 2.2. Informatyka - rozwój między IX a XVIII wiekiem (1/3) IX wiek - Muhammed ibn Musa al-kwarizmi przedstawia algorytmy dodawania, odejmowania, mnożenia i dzielenia liczb dziesiętnych Leonardo z Pizy, zwany Fibonacci wprowadza do użycia w Europie cyfry arabskie John Napier, szkocki matematyk, odkrywa logarytmy i konstruuje urządzenie (kostki Napiera) wybitnie ułatwiające mnożenie liczb wielocyfrowych Skala logarytmiczna - stworzona przez Edmunda Guntera (suwak logarytmiczny). Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40

8 2.2. Informatyka - rozwój między IX a XVIII wiekiem (2/3) Wilhelm Schickard, matematyk niemiecki konstruuje swój kalkulator (podobny do suwaka, ale znacznie bardziej skomplikowany), który nazywa kalkulatorem-zegarem Blaise Pascal konstruuje sumator arytmetyczny (arytmometr) - mechaniczną maszynę, która potrafi dodawać liczby. Formułuje też prawa podzielności liczb całkowitych wykorzystujące sumowanie cyfr. Opracowywuje metodę wyznaczania współczynników dwumianu dowolnego stopnia (trójkąt Pascala). Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40

9 2.2. Informatyka - rozwój między IX a XVIII wiekiem (3/3) Sir Samuel Morland konstruuje maszynę (niedziesiętną) sumującą i odejmującą kwoty w ówczesnej walucie brytyjskiej Gottfried Wilhelm Leibniz, niemiecki filozof i matematyk formułuje idee rachunku całkowego, konstruje maszynę liczącą - ulepszenie artymometru Pascala (koło Leibniza). Opracował podstawy systemu dwójkowego. System ten jest obecnie podstawowym systemem do reprezentacji informacji w komputerach Lazare Carnot, francuski matematyk, mąż stanu i wojskowy - zakłada pierwsze w świecie biuro obliczeniowe. Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40

10 2.3. Informatyka - XIX wiek (1/4) Joseph Marie Jacquard wynajduje maszynę tkacką, sterowaną kartami perforowanymi. Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40

11 2.3. Informatyka - XIX (2/4) Charles Babbage, matematyk angielski nazywany pionierem informatyki, projektuje pierwszą maszynę analityczną. Maszyna ta miała wykonywać podstawowe działania matematyczne, zapamiętywać dane wejściowe, pośrednie oraz wyniki obliczeń końcowych. Wprowadzanie i wyprowadzanie danych miało przebiegać na kartach dziurkowanych. Maszyna powstała z pierwotnych planów dopiero w 1991 roku z powodu wcześniejszego niskiego poziomu techniki. Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40

12 2.3. Informatyka - XIX wiek (3/4) Augusta Ada hr. Lovelace prace teoretyczne, opis metody obliczania liczb Bernoulliego na maszynie analitycznej Babbage a pierwsza programistka komputerowa Samuel Morse przesyła informację za pomocą telegrafu z Waszyngtonu do Baltimore. Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40

13 2.3. Informatyka - XIX wiek (4/4) George Boole tworzy swoją algebrę (Boolowską), która w sto lat później odegra kolosalną rolę w konstrukcji komputera Herman Hollerith używa skonstruowanej przez siebie maszyny liczącej (właściwie zestawu maszyn) do przeprowadzenia obliczeń związanych ze spisem ludności w USA. Założona przez niego wówczas firma, to dzisiejszy IBM. Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40

15 3. Co możemy nazwać komputerem? Komputer (łac. computare - obliczać) maszyna elektroniczna przeznaczona do przetwarzania wszelkich informacji, które da się zapisać w formie ciągu cyfr lub sygnału ciągłego. Pozwala na wielokrotne wykonywanie tych samych obliczeń, rozkazów według algorytmicznego wzorca - programu komputerowego. Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40

17 4.1. Pierwsza połowa XX wieku (1/6) Walther Bothe buduje pierwszą bramkę logiczną AND, co przyniesie mu Nagrodę Nobla W 40 lat później bramka AND będzie jednym z kluczowych elementów CPU komputera Vannevar Bush projektuje pierwszą liczącą maszynę analogową, w której używa wielu silników elektrycznych i licznych ruchomych części mechanicznych. Maszyna ma nazwę integraph (maszyna całkująca); później nazwano ją analizatorem różniczkowym Kurt Gödel, matematyk austriacki publikuje swoje słynne twierdzenie o niezupełności teorii matematycznych, nazywane czasem zasadniczym twierdzeniem informatyki teoretycznej. Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40

18 4.1. Pierwsza połowa XX wieku (2/6) Alan Turing publikuje pracę o liczbach obliczalnych, w której inaczej formułuje twierdzenie Gödla (zob. także prace Alonzo Churcha). Powstaje niezwykle ważne pojęcie maszyny Turinga z nieskończenie długą taśmą podzieloną na pola (twór czysto teoretyczny), która realizuje zadania logiczne. Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40

19 4.1. Pierwsza połowa XX wieku (3/6) Konrad Zuse tworzy maszynę liczącą Z John Vincent Atanasoff obmyśla zasady działania elektronicznego komputera Konrad Zuse, anglik, wykonuje Z3, pierwszy w pełni programowalny kalkulator. Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40

20 4.1. Pierwsza połowa XX wieku (4/6) Turing, Flowers i Newman budują pierwszy w całości elektroniczną maszynę liczącą maja w Moore School of Electrical Engineering w Filadelfi powstaje ENIAC (Electronic Numerical Interpreter And Calculator), pierwszy na świecie komputer, konstruowany przez J.P. Eckerta i J.W. Mauchly ego na Uniwersytecie Pensylwanii, dla potrzeb obliczeń balistycznych Marynarki Wojennej USA Powstaje komputer Harvard Mark I przeznaczony dla uniwersytetu w Harwardzie, J. Presper Eckert i John Mauchly budują komputer EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer). Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40

21 4.1. Pierwsza połowa XX wieku (5/6) lutego ENIAC zostaje ukończony. Składał się z lamp elektronowych, pobór mocy wynosił 130 kw, mógł wykonać 5 tys. operacji dodawania lub 300 operacji mnożenia na sekundę, a także przechować w pamięci 20 liczb dziesięciocyfrowych. ENIAC liczył w układzie dziesiętnym, a jego programowanie polegało na ręcznej konstrukcji połączeń na specjalnych tablicach połączeniowych, w przeciwieństwie do późniejszych maszyn, w których konstrukcja fizyczna nie ulega zmianie a zmienia się jedynie wykonywany kod. Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40

22 4.1. Pierwsza połowa XX wieku (6/6) grudnia pracownicy Bell Telephone Laboratories, William Bradford Shockley, J. Bardeenem i W.H. Brattainem wynajdują tranzystor, za co otrzymują Nagrodę Nobla w 1956 r Powstają pierwsze magnetyczne nośniki danych. Są to sporej wielkości bębny magnetyczne Richard Hamming opracowywuje sposób wykrywania błędów w programach Short Order Code, wymyślony przez Johna Mauchly, jest pierwszym językiem programowania wysokiego poziomu. Computer). Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40

23 4.2. Druga połowa XX wieku (1/13) pierwszy komputer dostępny ogólnie w wolnej sprzedaży dla osób cywilnych: UNIVAC I. Program na nim uruchomiony przewidział zwycięstwo Eisenhowera w wyborach prezydenckich w 1952 roku. Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40

24 4.2. Druga połowa XX wieku (2/13) Komputer IBM 650 zostaje wprowadzony do sprzedaży masowej Texas Instruments przedstawia tranzystor krzemowy, który jest tańszy w produkcji od germanowego J. St Clair Kilby z Texas Instruments wynalazł monolityczny układ scalony. Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40

25 4.2. Druga połowa XX wieku (3/13) Fernando Corbato z Uniwersytetu MIT wykorzystuje podział czasu procesora umożliwiając pracę na nim jednocześnie kilku użytkownikom Na Uniwersytecie Stanford and Purdue powstaje specjalizacja - informatyka Na uniwersytecie Kalifornijskim rozpoczynają się prace nad logiką rozmytą (fuzzy logic), która ma pomóc w stworzeniu komputera myślącego Zatwierdzony zostaje 7-bitowy kod ASCII. Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40

26 4.2. Druga połowa XX wieku (4/13) Gordon Moore sugeruje, że poziom integracji systemów komputerowych (wydajności procesorów) podwaja się corocznie. Dzisiaj stwierdzenie to znane jest jako prawo Moora. Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40

27 4.2. Druga połowa XX wieku (5/13) Fernando Corbato z Uniwersytetu MIT wykorzystuje podział czasu procesora umożliwiając pracę na nim jednocześnie kilku użytkownikom Powstaje procesor Intel 8008 (200 Khz), pierwszy 8 bitowy układ, zastąpiony niebawem przez Intel Scelbi Computer Consulting Company oferuje pierwszy zestaw komputerowy do samodzielnego złożenia, oparty o procesor Intel Cena zestawu z 1 kb pamięci wynosi 565 USD, dodatkowe 15 KB kosztuje 2760 USD! pierwszy komputer osobisty - ALTAIR - wyprodukowany przez firmę MITS. Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40

28 4.2. Druga połowa XX wieku (6/14) Bill Gates zakłada firmę Microsoft. Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40

29 4.2. Druga połowa XX wieku (7/14) W kwietniu Steve Jobs i Steve Wozniak zakładają firmę Apple Computer. Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40

30 4.2. Druga połowa XX wieku (8/14) Philips dokonał następnej rewolucji w technice tworząc płytę kompaktową CD W czerwcu Seagate Technologies prezentuje dysk Winchester 5,25 cala. Używa on czterech talerzy i ma 5 MB pojemności. Kosztuje 600 USD IBM ogłasza otwartą architekturę co pozwala innym producentom tworzyć własne modele komputerów osobistych - PC. W ciągu kolejnych lat PC IBM u będzie stanowić standard przemysłowy w produkcji komputerów Firma Sony wprowadza dyskietki 3,5 cala Apple prezentuje pierwszy komputer z graficznym interfejsem użytkownika i mysząo nazwie Lisa, sprzedawany za 9995 dolarów Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40

31 4.2. Druga połowa XX wieku (9/14) Stworzona zostaje wojskowa sieć MILnet poprzez oddzielenie węzłów wojskowych od ARPAnetu. W ARPAnethosty i podsieci zaczynają używać protokołu TCP/IP - uważana za początek Internetu pojawiają się pierwsze CD-ROM-y National Science Foundation tworzy NSFNET, sieć szybkich superkomputerówwykorzystywanych do celów naukowych. Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40

32 4.2. Druga połowa XX wieku (10/14) 1985 Microsoft tworzy system Windows 1.0 dla IBM PC, rozwiązanie nie zyskało na popularności. Richard Stallman zakłada Free Software Foundation, której filozofią jest udostępnienie wolnego oprogramowania wszystkim użytkownikom cyberprzestrzeni National Science Foundation zgadza się na utworzenie szkieletu Internetu IBM wprowadza standard grafiki VGA. Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40

33 4.2. Druga połowa XX wieku (11/14) Tim Berners Lee tworzy Sieć - World Wide Web Windows pojawia się w wersji Linus Torvalds rozpoczyna prace nad nowym systemem operacyjnym opartym na Unixie, który zostanie później nazwany Linux. Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40

34 4.2. Druga połowa XX wieku (12/14) 1993 Apple wprowadza komputery PDA (palmtop) - pierwszy z ekranem dotykowym. Mark Andreessen i Eric Bina projektują Mosaic, pierwszą graficzną przeglądarkę internetową w Stanach Zjednoczonych dostępny jest już system nawigacji satelitarnej GPS powstaje wyszukiwarka internetowa, Google w ramach projektu studenckiego Larryego Page a orazsiergieja Brina na Uniwersytecie Stanforda. Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40

35 4.2. Druga połowa XX wieku (13/14) Page i Brin założyli firmę Google Inc.. Niedługo potem została uruchomiona strona google.com Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40

36 4.2. Druga połowa XX wieku (14/14) Intel wypuszcza całą serię mikroprocesorów klasy Pentium III - włącznie do szybkości 800 MHz Prawdziwy wysyp potężnych mikroprocesorów Intela do komputerów stacjonarnych i przenośnych; Pentium III Xeon osiąga szybkość zegara 1 GHz. nadeszły czasy klastrów komputerowych - (ang. cluster) - grupa połączonych jednostek komputerowych, które współpracują ze sobą w celu udostępnienia zintegrowanego środowiska pracy. Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40

37 4.3. XXI wiek do dziś (1/2) 2001 naukowcy firmy IBM zaprezentowali najbardziej zaawansowany dotychczas komputer kwantowy. w USA 40% ludzi słucha radia przez Internet. firma Microsoft prezentuje system Windows XP Pierwszym procesor wielordzeniow ogólnego przeznaczenia - Power 4 firmy IBM powstaje fundacja Ubuntu, która wspomaga rozwój darmowej dystrybucji Linuxa. Jednym z fundatorów jest Mark Shuttleworth, który darował jej 10mln dolarów. Pojawiają się technologie zdolne do łączenia 2 kart graficznych, dające tym samym niemal dwukrotny wzrost mocy; są to SLI od NVIDIA i Crossfire od ATI. Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40

38 4.3. XXI wiek do dziś (2/2) 2006 komputer za 1000 $ osiąga wydajność rzędu 1/1000 mózgu (1012 operacji/s)a superkomputery szybkością dorównują mózgom. w dalszym ciągu trwa udoskonalanie komputerów, firmy prześcigają się w ich unowocześnianiu. Moc obliczeniowa superkomputerów nieustannie ulega zmianie w wyniku uruchamiania nowych maszyn i co kilka miesięcy inny ośrodek ogłasza, że właśnie uruchomił jeden z najszybszych superkomputerów na świecie. W 2005 roku trzy pierwsze miejsca w rankingu zajmuje firma IBM założenie konsorcjum Open Handset Alliance zajmującego się rozwojem systemu operacyjnego Android premiera systemu Windows premiera Ipad a firmy Apple, wkrótce potentat na rynku Tablet PC. Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40

39 Podsumowanie Tempo rozwoju techniki komputerowej jest zawrotne. Gdy z taśmy fabrycznej schodzi nowy model, jest już nie najnowocześniejszy, gdyż właśnie wtedy budowany jest już nowszy model. Obecnie komputer uważa się za nieodłączny w każdym domu, biurze, banku, a nawet sklepie. Czy teraz wyobrażamy sobie życie bez komputerów, raczej nie. Wpływają one przecież w znacznym stopniu na rozwój nauki, techniki. Jest nieoceniony niemal w każdej dziedzinie życia. Natomiast historia komputera tworzy się nadal i tak długo będzie się tworzyć jak długo będzie on udoskonalany. Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40

40 Bibliografia (1/2) Młodzieżowy Ośrodek Socjoterapii Kąt, Naprawdę krótka historia informatyki, Warszawa, Dostępna w Internecie: Strona szkolnictwo.pl, Historia informatyki część I i II, Dostępna w Internecie: informatyki_cz%c4%99%c5%9b%c4%87_ii informatyki_cz%c4%99%c5%9b%c4%87_i Strona Historia informatyki, Dostępna w Internecie: Encyklopedia Zgapedia, Dostępna w Internecie: Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40

41 Bibliografia (2/2) Encyklopedia Wikipedia, Dostępna w Internecie: Paweł Dudzik, Adrian Guzik (AGH Kraków) Historia Informatyki i komputerów Kraków, 5 lipca / 40