Vypracoval: Ing. Juraj Palásthy


Prvé počítacie stroje

 

Ľudia používajú počítacie prostriedky už storočia, hoci počítače ako ich poznáme dnes, existujú iba od polovice 30- tych rokov.
  • Abacus
  • Pascalina
  • Kalkulátor Leibnitza
  • Babbageho diferenčný stroj
  • Babbageho analytický stroj
  • Holleritov tabulátor
  • Diferenciálny analyzátor
  • Mark 1
  • Atanasoff-Berry Computer (ABC)
  • ENIAC
  • John von Neuman

Abacus

 

Asi okolo roku 3000 p.n.l. Číňania používali rám s posuvnými korálkami na sčítavanie väčšieho počtu čísel, ktorý sa nazýval abakus. Napriek tomu, že pôvod abakusu nie je známy, predpokladá sa, že tento prostriedok pochádzal z Babylonu.



 

Pascalina

 

V období rannej histórie ľudstva bol abakus základným prostriedkom na počítanie. Napriek tomu, že existovali aj iné prostriedky na meranie a predpovedanie pohybu hviezd a planét (napr. logaritmické pravítko), prvý mechanický počítací prostriedok bol vynájdený až 17. storočí.


Už stovky rokov učenci pripisujú vynález prvého mechanického počítacieho stroja Blaise Pascalovi roku 1642.



 

Kalkulátor Leibnitza

 

Neskôr v 17. storočí nemecký filozof a matematik G. W. von Leibnitz (1673) zdokonalil pascaline. Vyvinul prístroj, ktorý dokázal násobiť, deliť a počítať s odmocninami. Tento prístroj bol predchodcom modernej kalkulačky.
 




Babbageho diferenčný stroj

 

V roku 1830 Charles Babbage, anglický matematik navrhol stroj podobný prvému modernému počítaču.

 

Babbage požiadal Britskú vládu o peniaze na výrobu presného a bezchybného zariadenia. Vláda mu peniaze poskytla a Babbage navrhol stroj poháňaný parou na počítanie logaritmov. Stroj používal iba operácie sčítania s využitím vlastností diferenčnej tabuľky a jednotlivých diferencií. Stroj sa používal pri rozličných administratívnych výpočtoch v štátnej správe. Babbage, často nazývaný otcom moderného počítania, nazval tento stroj diferenčný stroj.




Babbageho analytický stroj

 

Keď Babbage pracoval na svojom diferenčnom stroji, dostal ďalší nápad vyrobiť analytický stroj na počítanie rôznych matematických funkcií (1834).


Analytický stroj pozostával z dvoch častí: pamäti a z "mlynčeka". Pamäť sa skladala z mechanických registrov, kde sa uchovávali čísla, ktoré používal stroj. Mlynček bol vlastne centrálnou aritmetickou jednotkou, v ktorej sa mali vykonávať operácie sčítania, odčítania, násobenia a delenia.



Holleritov tabulátor

 

H. Hollerith a J. Powers (1890) vytvorili tabelátor, ktorý sa použil v spojení s triediacou skrinkou pri spracúvaní výsledkov sčítania ľudu v USA.


Ručne dierované štítky sa vkladali do matrice a ich dierky určovali prechod elektrického prúdu, čo potom prenášalo na panel tabelačného stroja.




Analógové prístroje

 

Veľký význam mal vznik zariadení pracujúcich na princípe analógie, analógových prístrojov a prístrojov (mechanických a elektromechanických), ktoré neoperujú s číslami, ale so spojite sa meniacimi fyzikálnymi veličinami. Z analógových prístrojov možno spomenúť Amslerov planiometer (1854), stroj na integrovanie Veglovových a Vetcerových diferenciálnych rovníc (1911-1912). Moderný diferenciálny analyzátor skonštruoval V. Bush.


Diferenciálny analyzátor

 




Prvý počítač - MARK 1

 

V roku 1937 Howard Aiken a Grace Hopper navrhli elektromechanické zariadenie nazvané automaticko-sekvenčná kalkulačka. Ich zámerom bolo zostrojiť kalkulačku používajúcu elektrické obvody k presúvaniu dát a informácií z jednej časti zariadenia do druhej. Využívanie elektriny urobilo takéto stroje rýchlejšie a oveľa presnejšie ako Babbageho zariadenia a iné mechanické stroje. Aiken a Hopper zrealizovali svoj plán v roku 1944, ktorý predstavili ako počítač Mark 1. Aiken bol človek, ktorý presadzoval potrebu všeobecných a viacúčelových počítačov na vykonávanie rôznych úloh. Avšak na zostrojenie takéhoto počítača potreboval veľa podpory. Prostredníctvom priateľa sa Aiken zoznámil s Tomom Watsonom, predsedom IBM a presvedčil ho o geniálnosti svojho nápadu. A tak mu Watson poskytol dve tretiny z 500 000 dolárov potrebných na výrobu takéhoto zariadenia a tiež prístup k najlepším strojom v IBM. Na zhotovenie Mark 1 sa spotrebovalo 497 míľ drôtu, 78 sčítacích strojov a stolných kalkulátorov. Kotúč papiera kontroloval toto elektromechanické zariadenie prostredníctvom série spínačov. Mark 1 vykonával tri sčítania za sekundu.

 

Mark 1 pri svojich výpočtoch používa 23 pozícii, mal 72 aritmetických registrov na sčítanie a ukladanie čísel a 60 ručných kľúčov na vkladanie konštánt. Vstup sa uskutočňoval nastavovaním ručných kľúčov alebo zo štandardných diernych štítkov, výstup pomocou elektrického písacieho stroja alebo dierovaním do štítkov. Stroj pracoval plných 15 rokov a mal mnohostranný význam. Bol prvým operačným automatickým počítačom a teda za začiatok modernej výpočtovej éry možno pokladať obdobie okolo 1940.

 


 

Prvý počítač - MARK 1

 




Atanasoff-Berry Computer (ABC)

 

Atanasoff-Berry Computer alebo ABC (1939) bol prvý plne elektronický počítač. Použili 300 elektróniek, ktoré nahrádzali mechanické časti.

 

Elektromechanické počítače reprezentovali zdokonalenie v mechanike, ale tiež mali nevýhody. Tieto počítače používali elektrinu na spúšťanie rôznych spínačov. Ako všetky mechanické zariadenia, aj tieto sa po čase opotrebovali a pokazili. Elektromechanické zariadenia také ako Mark 1 boli veľmi veľké. Mark 1 bol 8 stôp vysoký 51 stôp dlhý a 2 stopy hlboký. Vážil 5 ton a obsahoval viac ako 750.000 súčiastok.





ENIAC

 

V r. 1945 John W. Mauchly a J. Presper Eckert vyvinuli prvý plne elektronický počítač za pomoci vládneho grantu na univerzite v Pensylvánii. Stroj sa volal Elektronical numerical integrator and calculator alebo Eniac.

ABC sa nikdy nepreslávil, ale ovplyvnil vývoj počítačov. Eniac bol vyvinutý hlavne pre vojenské účely. Využili sa pri ňom nové prvky a konštrukciu ovplyvnilo i jeho určenie na výpočty balistických tabuliek. Eniac bol rýchlejší než prvé počítače, mohol vykonať za jednu hodinu viac operácií ako počítač Mark 1 za jeden týždeň. Bohužiaľ Eniac nemohol fungovať na jeden chod viac ako jednu hodinu. Podobne, ako aj jeho predchodcovia aj Eniac vyžadoval od operátorov prevíjanie drôtov, nulovanie prepínačov pre každú operáciu a tieto opravy zaberali operátorom celé hodiny.




John von Neuman

 

Do ďalšieho vývoja počítačov zo stránky teoretickej zasiahol John von Neumann, bol známy matematik a ENIAC ho fascinoval. Zaoberal sa logickým návrhom výpočtových zariadení. Jeho matematická metóda používala dve čísla, nulu a jednotku, ktoré reprezentovali všetky inštrukcie a dáta. Dvojhodnotový systém, známy pod názvom binárny systém tvorí základ aj dnešných počítačov. Zaviedol pojem počítač s vloženým programom.

Operácie, ktoré počítač realizuje, sú uložené v pamäťových registroch vo forme číselného kódu. Kódy pre danú postupnosť operácií sú v príslušnom zásobníku registrov. Pri štarte počítač spracúva a vykonáva operácie podľa označených kódov. Neumanov počítač s vloženým programom automaticky vykonáva uložený program inštrukcií vyberaných z miesta uloženia. Má veľké možnosti, pretože môže modifikovať svoje vlastné inštrukcie. Inštrukcie sú uložené v registroch pamäti počítača ako údaje, možno ich presúvať, modifikovať. Princíp vloženého programu využívajú všetky moderné výkonné počítacie stroje. Neumanova práca bola dôležitá pre množstvo ďalších technických vynálezov.

 


Na záver

 

Elektronické počítače znamenajú kvalitatívne najvyšší stupeň v doterajšom rozvoji matematických strojov. Vďaka princípu programového riadenia a veľkej operačnej rýchlosti sa v ostatných rokoch úspešne používajú na riešenie rozsiahleho okruhu matematických a logických úloh.

Použitý zdroj:

http://www.gymsnv.sk/~sestakova/index12a.html