Kto wymyślił komputer

Transkrypt

1 Kto wymyślił komputer

2 CO MOŻNA ZNALEŹĆ W INTERNECIE? NAJLEPSZA ODPOWIEDŹ John Eckert i John Willian Mauchly w 1945 r WIKIPEDIA ( ) prawzorem komputera jest abstrakcyjny model zwany maszyną Turinga, a pierwsze urządzenia ułatwiające obliczenia były znane w starożytności, np. abakus z 440 p.n.e.. ENCYKLOPEDIA PWN Rys historyczny. Do XVII w. jedynymi przyrządami ułatwiającymi liczenie były różnego rodzaju liczydła..

3 URZĄDZENIE UŁAWIAJĄCE LICZENIE - Palce. - Kamyczki, nacięcia na kijach. - Starożytne abakusy i współczesne liczydła. - Listewki Nepera, John Napier ( ). - Sumatory: Perraulta (1666), Caze a (1720), Kummera (1847). - Multiplikatory: Morlanda (1666), Rousa (1869). Źródło: Wikipedia - Arytmografy: Tronceta (1900), Clabora (1906). Źródło:

4 MASZYNY UŁAWIAJĄCE LICZENIE Źródło: Wikipedia Pascaline Blaise Pascala (1642). Zegar rachunkowy Wilhelma Schickarda (1623). Źródło: Wikipedia Źródło: Wikipedia Machina Leibniza Gottfried Wilhelm Leibjniz (1673).

5 MASZYNY UŁAWIAJĄCE LICZENIE DODANIE KLAWIATURY Machina sumująca Davida D. Parmelee (1849). Maszyna sumująca z drukarką Edmunda D. Barboura (1872). Complemeter Dorra E. Felta ( ).

6 MASZYNY UŁAWIAJĄCE LICZENIE DODANIE NOWYCH FUNKCJI (Urządzenie sumująco mnożące - dzielące Leona Bollee, 1888). Wielofunkcyjny kalkulator Curta Herzstarka (1948).

7 MASZYNY UŁAWIAJĄCE LICZENIE WYKORZYSTANIE ELEKTRYCZNOŚCI Edward Selling w 1894 roku udoskonala maszynę Leona Bollee wprowadzając elektromagnetyczne obwody przekaźnikowe. Leonardo Torres Quevedo w 1913 roku buduje elektromechaniczny arytmometr. Mercede Euklid najwcześniejszy produkowany i sprzedawany kalkulator elektromechaniczny

8 HISTORIA MASZYN UŁAWIAJĄCE LICZENIE NIE PROWADZI DO KOMPUTERÓW Maszyny ułatwiające liczenie wyraźnie kierowane są do potrzeb rachunkowości, fakturowania danych, księgowania. Analizując historii maszyn ułatwiających liczenie nie dochodzimy do komputerów ale do stosowanych dawniej i obecnie kalkulatorów.

9 MASZYNY UŁAWIAJĄCE ROZWIĄZYWANIE RÓWNAŃ Wraz z rozkwitem algebry i analizy matematycznej pojawiają się problemy związane z rozwiazywaniem równań, znajdywania funkcji uwikłanych w równania różniczkowe zwykłe i cząstkowe, itp. Przyrządy analogowe do znajdywania rozwiązań problemów matematycznych. b a Przykład analogowego wyliczenia np. pierwiastka z 7.61 wyliczenie przeciwprostokątnej trójkąta prostokątnego o bokach 2 i 1.9 za pomocą linijki. Wiliiam Thomson (Kelvin) w 1867 roku przedstawił teoretyczny opis maszyny analogowej rozwiązującej równania różniczkowe. Wyposażona w wahadła i toczące się kulki umożliwiała takie przeprowadzenie eksperymentu, że tor kulek można było zapisać za pomocą funkcji spełniającej układy równań różniczkowych. Przebieg eksperymentu pokazywał rozwiązania takiego układu.

10 MASZYNY UŁAWIAJĄCE ROZWIĄZYWANIE RÓWNAŃ Analizator Różniczkowy Vannevara Busha z 1927 roku zbudowany na Uniwersytecie w Massachusetts. Źródła:

11 OGRANICZENIA MASZYN ANALOGOWYCH Nie wszystkie problemy matematyczne można sprowadzić do układu fizycznego. Nieznane nam lub świadomie pomijane zjawiska fizyczne (związane np. z notowaniem wyników pośrednich) mogą fałszować wyniki. Maszyny analogowe działają na zupełnie innej zasadzie niż komputery

12 AUTOMATY Automat - urządzenie, maszyna lub ich zestaw, wykonujące samoczynnie cykl czynności lub operacji określony konstrukcją lub programem, niewymagające bezpośredniego udziału człowieka. Starożytność: - Starożytne Chiny. - Starożytna Grecja (Ktesibios, Archytas z Tarentu, Filon z Bizancjum) r. p.n.e. opis procesji posagów wstających, kłaniających się, nalewających wodę do szklanki.

13 AUTOMATY Średniowiecze: - Mechanicy świata Grecko-Arabskiego. - Średniowieczni zegarmistrzowie europejscy. Nowożytność - Vaucanson XVIII wiek (Trawiąca kaczka, Flecista, Grający na Flecie i Bębenku). - Pierre i Henri-Louis Jaquet-Droz 1770 r. (Skryba).

14 AUTOMATY Nowożytność - Automat tkacki Basile Bouchona 1725 roku. - Automatyczny warsztat tkacki Vaucansona z 1749 roku. - Krosna Jacquarda z 1804 roku. - - Pralka automatyczna z 1934 roku. Zasadniczą cechą automatów jest istnienie programu zapisanego na specjalnych nośnikach, który określa sekwencję wykonywanych czynności przez maszynę. Historia automatów również nie prowadzi do komputerów

15 AUTOMATYCZNE PRZETWARZANIE DUŻYCH ZBIORÓW DANYCH W 1889 roku Amerykański Urząd Spisowy (odpowiednik naszego GUSu) ogłosił konkurs na maszynę ułatwiająca i przyśpieszająca opracowanie danych ze spisów powszechnych w USA. Zwycięzcą okazał się młody inżynier Hermann Hollerith, który w 1884 r. skonstruował maszynę statystyczną. Zastosowano pomysł przepisania danych ze spisu na oddzielne karty, na których wykonywano perforację z zależności od wartości poszczególnych zmiennych. Karty te umieszczano w maszynie, w która odczytywała poszczególne informacje, sumowała, porządkowała., filtrowała. Źródło: era/3holerith.htm

16 MASZYNY MECHANOGRAFICZNE NA KARTY PERFOROWANE Karta perforowana jako nośnik informacji. Karta perforowana element sterujący. Urządzenia automatycznie przetwarzające informacje zapisane na kartach perforowanych zgodnie z tym, co wynika z algorytmu zapisanego na innej karcie perforowanej (sterującej). Sekwencja maszyn mechanograficznych (każda następna maszyna przetwarza informacje wyprodukowane przez poprzednią). Urządzenia najbardziej przypominające pod względem funkcjonalnym to, co obecnie nazywamy komputerem przetwarzało dane, a dla danych liczbowych wyliczało sumy. Urządzenia te przestano produkować w połowie XX wieku, gdyż nie dawały się udoskonalić, zmniejszyć rozmiary i działać szybciej. Nie zmieniły się w komputery tylko zostały przez nie wyparte.

17 MASZYNY SZYFRUJĄCE Maszyny wytwarzane w pierwszej połowie XX wieku przetwarzające dane jakimi były znaki tekstu Najsłynniejsze z okresu II Wojny Światowej Enigma Maszyna Lorenza Były na swój sposób programowalne można było im zmieniać klucz. Źródło : Wikipedia

18 MASZYNY DESZYFRUJĄCE Źródło : Wikipedia Projektem Colossus kierowali Max Newman i Tommy Flowers, uczestniczył w nim również Alan Turing. Maszyna elektroniczna przetwarzająca przez serie lamp elektronowych, oporników i łączy. Colossus programowalna maszyna porównująca przetwarzane dane ze słowami (głównie w języku niemieckim) pozwalająca na wykrywanie schematu szyfrowania. Przypominały pod względem funkcjonalnym komputery. Nie miały sumatora, nie wykonywały działań na liczbach. Maszyny te stosowano w określonym celu, nie wykonywały algorytmów umożliwiających działania na liczbach. Nie udoskonalano ich do wykonywania tych działań ale stały się inspiracją dla Alana Turinga do wymyślenia urządzenia uniwersalnego.

19 PROBLEM Przyjmując definicję: Komputer to najbardziej wszechstronne urządzenie do automatycznego przetwarzania danych. 1. Nie jesteśmy w stanie postawić granicy, które urządzenie jest, a które nie jest komputerem. 2. Analizując historię maszyn wykonujących to, co obecnie wykonują komputery nie dochodzimy wcale do komputerów.

20 DEFINICJA KOMPUTERA Zdefiniował pojęcie pewnej maszyny mogącej przetwarzać dowolne dane zgodnie z dowolnym algorytmem. Techniczna strona budowy takiej maszyny jest bez znaczenia. Maszynę Turinga najczęściej wyobraża się w postaci taśmy z polami, z której każde pole może być w jednym z N stanów. W zależności od stanu maszyny zmienia jego stan i przesuwa się w prawo lub w lewo. Wyobrażenie to ilustruje jedynie zjawisko przetwarzania danych za pomocą zbioru instrukcji (programu). Źródło : Wikipedia Alan Mathison Turing ( ) Komputer = automat przetwarzający symbole za pomocą programów zapisanych symbolami.

21 DEFINICJA KOMPUTERA Komputer jest skończonym modelem uniwersalnego automatu algorytmicznego. G. Verroust Komputer jest uniwersalną analityczną maszyną obliczeniową z programem wprowadzanym. R. Moreau. Komputer jest automatem, złożonym z urządzenia wejściowego i wyjściowego, pamięci, jednostki centralnej dokonującej wszelkiego rodzaju przekształceń danych wyrażonych w postaci ciągów znaków (stanowiących materialne przedstawienie zakodowanych informacji), który pozwala w granicach fizycznych możliwości urządzenia wykonywać wszelkie obliczenia typu symbolicznego (a zatem rozwiązywać wszelkie zadania, których rozwiązanie można wyrazić w postaci algorytmu) pod kierunkiem jednostki sterującej działającej zgodnie z programem zapisanym w pamięci (i wobec tego traktujące instrukcje wykonawcze w ten sam sposób, co dane przeznaczone do przetworzenia). G. Ifrah

22 DEFINICJA KOMPUTERA Komputer jest automatem, który przetwarza symbole za pomocą programów zapisanych symbolami. Komputer jest uniwersalnym automatem, który przetwarza symbole za pomocą programów zapisanych symbolami.

23 OSOBA, KTÓRA WYMYŚLIŁA KOMPUTER WG PIERWSZEJ DEFINICJI Opracował skomplikowany mechanizm złożony 1. układu wejścia-wyjścia, 2. układu uruchamiania, 3. Magazynu, 4. Młynka, 5. urządzenia drukującego służącego do przetwarzania danych wyrytych na metalowych płytkach. Mechanizm był sterowany przez metalowe karty perforowane i mógł wykonywać złożone operacje iteracyjne a także podejmować decyzje o wyborze programu sterującego jego pracą w zależności od wartości wyników cząstkowych. Źródło : Wikipedia Charles Babbage ( )

24 MASZYNA BABBAGE A Pierwszy kompletny egzemplarz maszyny według planów Babbage'a, przy wykorzystaniu XIX-wiecznych środków. został zbudowany dopiero w latach przez Muzeum Nauki w Londynie, Źródło : Wikipedia

25 PIERWSZY INFORMATYK Źródło : Wikipedia Popularyzatorka i tłumaczka dzieła Babbage na język francuski. Uzupełniła jego dzieło o szereg algorytmów pozwalających na wyliczenia różnych funkcji. Uważana jest za pierwszego w dziejach programistę. Augusta Ada King, hrabina Lovelace

26 KONTYNUATORZY DZIEŁA BABBAGE A 1. Percy Ludgate w 1840 roku ogłosił projekt budowy maszyny analitycznej podobnej do maszyny Babbage a z kilkoma innowacjami. 2. Torres y Quovedo w 1914 roku zaproponował rozwiązania pewnych elementów maszyny Babbage a w oparciu o nowe zdobycze techniki - wykorzystanie podzespołów elektromagnetycznych. 3. Luis Couffignal w 1933 roku ogłasza pracę na temat maszyn liczących proponując nowy sposób konstrukcji maszyn Babbage a. 4. Konrad Zuse do 1939 r. projektuje maszyny liczące będące nowoczesną konstrukcją maszyny analitycznej.

27 PIERWSZY KOMPUTER NIEMIECKI Do 1943 r. mechaniczne maszyny liczące Z1 i Z2 oraz elektromechaniczną maszynę liczącą w systemie binarnym Z3 skonstruowane przez Konrada Zause Z3 posiadała pamięć wewnętrzną i była programowalna. Wykonywała programy zapisane na taśmie perforowanej Źródło : Wikipedia Konrad Zause Rekonstrukcja maszyny Z3 znajdująca się Deutsches Museum w Monachium. Źródło : W latach przedsiębiorstwo Zause KG zajmujące się konstrukcją prawdziwych komputerów przekaźnikowych (Z11), lampowych (Z22) i tranzystorowych (Z23). Maszyna Z54 to popularny do dziś ploter.

28 PIERWSZY KOMPUTER AMERYKAŃSKI Luty 1943 r. Zaczyna działa IBM ASCC automatyczna sekwencyjna programowana maszyna obliczeniowa znana lepiej pod nazwą Mark I. Źródło: Maszyna elektromechaniczna według projektu Howarda Hathaway Aikena. Ciekawostka przetwarzała liczby zapisane w systemie dziesiętnym (nie dwójkowym)

29 MASZYNY ELEKTRONICZNE W 1943 r. fizycy John Presper Eckert i John William Mauchly zaprojektowali pierwszy elektroniczny komputer. W 1945 r. jego konstrukcję udoskonalił John von Newmann w teoretycznej pracy opisującej maszynę o nazwie EDVAC. Umożliwiło to Eckertowi i Mauchly owi ukończenie budowy komputera w 1946 r. Powstaje ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer)

30 TWÓRCY ENIACA Źródło : Wikipedia John Prosper Eckert ( ) Źródło : Wikipedia John W. Mauchly ( ) Amerykańscy fizycy-elektronicy. Spotkali się w 1941 roku, gdy pracowali na Uniwersytecie Pensylwanii w Filadelfii na wydziale elektryczno-elektronicznym zwanym popularnie Moore School.

31 OJCIEC KOMPUTERYZACJI Dość powszechnie za ojca komputeryzacji uważa się Johna von Neumanna. Źródło : Wikipedia Wybitny matematyk pochodzenia węgierskiego. Mówi się o nim, że jako jedyny jeszcze przed wojną rozumiał w pełni prace teoretyczne Allana Turinga. Prace te rozszerzał o własne pomysły, co zmuszało A. Turinga do dalszego rozszerzania własnej teorii. To z kolei mobilizowało J. von Neumanna do kolejnych prac dotyczących komputerów. John von Neumann ( ) Zaprojektował wydajną architekturę komputerową (sposób organizacji elementów tworzących komputer) stosowaną do dnia dzisiejszego.

32 ENIAC Źródło : Wikipedia Ważył 30 ton Zajmowało powierzchnię 72 m 2 Miał kształt litery U o szerokości 6 m i długości 12 m. Składał się z lamp próżniowych, kondensatorów, 6000 różnych przełączników i 1500 przekaźników, oporników. Zużywał 200 kilowatów

33 DALSZE UDOSKONALENIA Źródło : W 1947 roku prezes IBM prezentuje nową maszynę obliczeniową SSEC (Selective Sequence Electronic Calculator) Zaprojektowana przez Wallace a Eckerta i Franka Hamiltona Pierwszy komputer z wewnętrznym systemem programem kontrolującym przebieg programów.

34 TWÓRCY KOMPUTERA WG DRUGIEJ DEFINICJI Źródło : Wikipedia W 1949 roku zaczyna działać EDSAC pierwszy całkowicie niewyspecjalizowany komputer działający według zasad Neumanna. Zbudowano go na Uniwersytecie w Cambridge pod kierownictwem Maurice a V. Wilkesa. Pracował bez usterek do 1950 roku.

35 KTO WYNALAZŁ KOMPUTER? W 1973 roku doszło do procesu między J. P. Eckertem a innymi naukowcami o pierwszeństwo jeśli chodzi o wymyślenie komputera. Sąd musiał ustalić czy byli nimi: 1. Howard Hathaway Aiken (projektant MARKa I). 2. John Prosper Eckert i John Mauchly (twórcy ENIACa) 3. John von Neumann (opublikował projekt EDVAC, na podstawie którego dokończono budowę ENIACa) 4. Inni: Sąd orzekł, że byli nimi: Atanasoff i Berry - twórcy urządzenia ABC z1939 r. (Atanasoff Berry Computer), jako że było to pierwsze urządzenie noszące w nazwie komputer (nie było komputerem wg przedstawionych definicji, nigdy nie zostało skończone, nie działało).

36 UKŁAD SCALONY Układ scalony (chip, kość) zminiaturyzowany układ elektroniczny zawierający w swym wnętrzu od kilku do setek milionów podstawowych elementów elektronicznych, takich jak tranzystor, dioda półprzewodnikowa, opornik i kondensator. Zastępuje triodę lampę próżniową, a właściwie układ wielu takich lamp r. Geofrey Dummer opracowuje teoretyczne podstawy układu scalonego. W 1958 Jack Kilby zaprojektował i zademonstrował model działającego układu scalonego, za co otrzymał Nagrodę Nobla z fizyki w Jack Kilby Robert Noyce zbudował swój model pół roku później, ale pierwszy go opatentował. Źródło:

37 KOMPUTERY OSOBISTE Pierwszym komputerem osobistym (PC) była konstrukcja firmy MITS nazwana ALTAIR 8800 zaprezentowana przez Eda Robertsa i Williama Yatesa (1975). Źródło : Wikipedia Procesor intel 8080 o częstotliwości 2 MHz. Podstawowa pamięć operacyjna 256 bajtów.

38 WNIOSKI Komputery powstały i były udoskonalane najpierw jako twór teoretyczny, na Wydziałach Matematyki, Mechaniki i Fizyki różnych uniwersytetów europejskich i amerykańskich. Są tworem tzw. czystej nauki, nie dziełem nauk stosowanych. Patenty na niektóre elementy komputerów zaczęły być wystawiane dopiero w latach 50- tych XX wieku (układ scalony Noyce a). Komputer przyniósł Ameryce gigantyczne pieniądze. W latach 90-tych stanowił prawie 25% rocznego dochodu całego państwa. Komputer dał pewnym ludziom ogromne majątki, ale nie ma wśród nich osób, które go wymyśliły.