Między przeszłością a przyszłością komputerów i informatyki Uniwersytet Wrocławski, UMK w Toruniu syslo@ii.uni.wroc.pl
Rozgrzewka, I Co ci dwaj Panowie, stojący na tle komputera ENIAC, trzymają w rękach? Mysz Jedną liczbę Jedną cyfrę Klawiaturę Cyfra dziesiętna: 0, 1, zbudowana z 22 lamp!!! 3
Rozgrzewka, II Co to jest? Magazyn lodówek Elektrownia atomowa Superkomputer Chip w powiększeniu Superkomputer Earth Simulator (Japonia 2002 rok) 35 000 000 000 000 op/sek 4
Co to jest computer? 1969: komputer: 1. osoba, która oblicza; 2. urządzenie stosowane do obliczeń Człowiek!!! 5
Pierwsze wystąpienie computer? 1892 Firma Rapid Computer w Chicago, wytwarzała urządzenie do liczenia, zwane comptometer 6 6
Komputer dzisiaj IBM PC 12 sierpnia 1981 Serce każdego urządzenia Mikroprocesor serce komputera Elwro 800 Junior, 1986 Dziecinne, szkolne komputerki 7
Reklama firmy IBM z 1924 roku Think? Myśl Komputer to maszyna do myślenia!!! 8
Pierwsze kalkulatory elektroniczne TI DataMath 1972 Tylko 4 działania Kalkulator mały komputerek TI 30 1977 dla inżynierów Elwro Bolek Elwro Lolek 9
A jak liczono dawno temu? Człowiek zawsze musiał liczyć!!! używał do tego palców, rąk, całego ciała: Chińczycy liczyli na obu rękach aż do 10 000 000 000!!! robił także nacięcia na drewnie: 10
Liczydła Suan-pan, Chiny, X-XI w Soroban, Japonia, XIX w Szczoty, Rosja, XVII w Kipu (Quipu), Ameryka Płd. 11
Liczydła Japonia Piórnik szkolny początek XX w. Przybory do pisania Soroban Połączenie liczydła z kalkulatorem 12
Pierwszy kalkulator Pałeczki Napiera 1617 rok Wyrób współczesny 13
Pierwszy kalkulator Pałeczki Napiera jak używać Tradycyjne mnożenie: Mnożenie z pałeczkami: + 25 x 25 125 + 50 625 2 5 0 1 2 5 4 0 1 2 0 6 2 5 0 5 14
Maszyna Schickarda Pierwszy kalkulator 1624 Pałeczki zainspirowały W. Schickarda przy budowie pierwszego kalkulatora Rycina z listu Schickarda do Keplera. Replika maszyny Schickarda 15
Pierwsze kalkulatory mechaniczne Pałeczki w postaci walców, z wszystkimi cyframi Kalkulator Schickarda jak działa Działanie: ustaw pałeczki pierwsza liczba ustawa drugą liczbę dodaj cyfry z okienek 16
Pierwsze kalkulatory mechaniczne Blaise Pascal, 1623-1662 filozof, matematyk, fizyk Gottfried W. Leibniz, 1646-1716 filozof, matematyk, prawnik, mąż stanu, dyplomata Pascalina mechanizm licznika Żywa ława do obliczeń bęben schodkowy 17
Kalkulatory mechaniczne sumatory Wykonują tylko dodawanie 18
Kalkulatory mechaniczne sumatory Sumator Hasbro Mnożenie jako dodawanie: 25 x 25 A B C D E ABCDE 5 razy dodaj 25 - wynik: 125 2 razy dodaj 25 - wynik: 50 625 19
Kalkulatory mechaniczne sumatory Odejmowanie jako dodawanie!!! 345 ABCDE ABCDE ABCDE 137 345 345 345 208 137 862 137 ABCDE 99999 99862 99000 345 1 1 1 137 1 00208 1 00208 1 00208 1 00000 1 00208 Tylko dodawania 20
Sumatory i maszyny biurowe Sumatory Kalkulatory biurowe Masowa mechanizacja prac biurowych podniesienie zatrudnienia i statusu kobiet 21 21
Kalkulatory mechaniczne kręciołki Mnożenie i dzielenie za pomocą wielokrotnego dodawania i odejmowania Feliks od Dzierżyńskiego Pin wheels koła z ruchomymi zębami 22
Kalkulator Curta cud techniki Curt Herzstark (1902-1988) Najdoskonalszy kalkulator mechaniczny: projekt powstawał w obozie w Buchenwaldzie perfekcyjne wykonanie niemal niezniszczalny kalkulator 23
Kalkulator Curta cud techniki Rozłożony na części: Bęben schodkowy Leibniza 1694 24
Suwaki Na wyposażeniu każdego inżyniera do 1972 roku Skala 30 cm Skala 150 cm Skala 12 m 25
Do 1972 roku a później 40 mln 1 mld w 2008 Kalkulator wyparł urządzenia, które przyczyniły się do jego powstania!!! 26
Co pozostało sprzed 1972 rok Logarytm Ułatwia obliczanie iloczynów i ilorazów: Wynalazł John Napier (ten od pałeczek) 1614 Suwak logarytmiczny: 1620 E. Gunter, 1632 W. Oughtred!!! logarytm i algorytm to anagramy!!! Złożoność: log n bardzo wolno rośnie w porównaniu z n Występuje w złożoności metod dziel i zwyciężaj Euklides wprowadził nieświadomie w algorytmie dla NWD(m,n) m, n, r 1, r 2, r 3, r 4, np. m=34, n= 21, 13, 8, 5, 3, 2, 1 r i = r i-2 mod r i-1 r i = r i-2 / 2 Zastosowania w kryptografii, RSA Liczba kroków w algorytmie Euklidesa jest ok. log m 27
Kompresja Morse jej ojcem Kody: ASCII a: 01100001 b: 01100010 d: 01101100 k: 01101011 r: 01110010 Huffman 0 1110 110 1111 10 011101001111011001110100 abrakadabra 88 znaków 24 znaki 28
Pierwsze ręczne procesory tekstu Flying Oliver Franklin Writingball Blick Dart Duplex 29
Pierwsze ręczne procesory tekstu 1875 30
Pierwsze ręczne procesory tekstu Klawiatura QWERTY, Sholes, 1874 rezultat konstrukcji i Klawiatura Dvoraka (1936) nie przyjęła się Ale Klawiatura Morse 31
Pierwsze ręczne procesory tekstu Fonty to pomysł z najstarszych maszyn do pisania Przełom XIX/XX Lata 60-80 Wymienne fonty 32
Ch. Babbage (1791-1871) (niespełniony) ojciec komputerów I wish to God these calculations had been performed by steam Maszyna różnicowa Scheutzów Maszyna różnicowa Babbage a Schemat maszyny analitycznej 33
Ada Augusta Lovelace (1815-1852) Córka poety, Lorda Byrona Początkowo interesowała ją literatura, ale matka chciała ją odsunąć od zajęć jej ojca Otrzymała wykształcenie matematyczne: 1833: poznała Babbage a, pokazał jej maszynę różnicową 1843: opublikowała rozległe opracowanie na temat maszyny analityczne, 2/3 to jej własne notatki 1852: umiera, pochowana obok ojca 34
Notatki (notes) Ady wyjątki maszyna analityczna tka wzory algebraiczne, tak jak krosno Jacquarda tka kwiaty i liście programowanie Zwróciła uwagę na znaczenie, jakie może mieć wykonywanie różnych instrukcji w zależności od spełnienia określonych warunków instrukcja warunkowa Pisała o korzyściach płynących ze zdolności maszyny analitrycznej do wielokrotnego wykonywania tych samych obliczeń instrukcja iteracyjna Rachunek symboliczny (algebra) komponowanie muzyki Jednak: nie należy w żadnym razie uważać, że AE może cokolwiek sama z siebie stworzyć A.M. Turing, wykład o AI: zastrzeżenia lady Lovelace 35
System tabulacyjny Hermana Holleritha Liczniki zegarowe Czytnik kart Pantograf Sorter 36
Herman Hollerith (1860-1929) i IBM Absolwent MIT, pracownik Census Office (GUS) 1890: Spis w USA olbrzymi sukces Ekspansja geograficzna: Kanada (1892), spis rolny w USA (1893), Norwegia, Włochy, Rosja: 1895 następny był dopiero w 1926 r. 900 000 ankieterów, 2200 stały personel, spisano 129 211 113 osób, 44 języków Ostatnie analizy przeprowadzono 9 lat po spisie Założył: Tabulating Machine Co. (1896), Computing Tabulating and Recording Co. (1911), która 1924 została przemianowana na IBM 37
Rozwój komputerów w czasie wojny Bomby : 1939 polska 1940 UK, USA Colossus 1943 38
Duże maszyny main frame 39
Teoretyczne podstawy 40
Rozwój elektroniki Prawo Moore a, 1965 0 1 2 4 3 41 41 41
Dzisiaj mamy jeszcze superkomputery Cray-1 (1976) 250 000 000 operacji na sekundę IBM Blue Gine/L (2005) 80 000 000 000 000 operacji na sek 42
Dzisiaj mamy superkomputer dostępny dla każdego: Google obsługiwane przez najpotężniejszy komputer!!! 43
Do 2??? roku? Od kiedy??? Współczesna technologia Nowa technologia??? Jaka nowa technologia zostanie stworzona na IBM PC, która wyprze PC? Skąd bierze się różnica między przeszłością i przyszłością? Dlaczego pamiętamy przeszłość, a nie pamiętamy przyszłości? [Stefan W. Hawking, Krótka historia czasu] 44