< -ZPĚT

5. Historie výpočetní techniky, druhy počítačů

Předchůdci počítačů (počitadla [Abacus], princip mechanické kalkulačky, děrnoštítková zařízení, Babbageův analytický stroj) přehled vývojových typů počítačů od prvních reléových strojů přes elektronkové a tranzistorové počítače po počítače využívající integrované obvody stále vyšší integrace. Vývoj základních osobních počítačů (Apple a IBM PC) a jejich nejdůležitějších operačních systémů, význam grafického uživatelského rozhraní. Druhy počítačů (superpočítače, mainframe, servery, osobní počítače, PDA, smartphone)

Dějiny počítačů na wikipedii

Abacus - Počítadlo či abakus je jednoduchá mechanická pomůcka usnadňující výpočty. Byla to nejdříve deska s počtářskými kaménky a vyznačenými sloupci, později destička se žlábky nebo rámeček s kuličkami na tyčkách. Destička mohla být také nahrazena pouhými čarami vyznačenými v písku.

Logaritmické tabulky - Roku 1614 objevil John Napier novou matematickou metodu, umožňující realizovat násobení a dělení pomocí sčítání a odčítání s využitím logaritmů. Následně byly v Anglii sestaveny první logaritmické tabulky. Po nich následovalo logaritmické pravítko, kde byla reálná čísla reprezentována vzdáleností na ose. Logaritmické pravítko bylo prakticky beze změny používáno dalších 200 let, dokonce bylo používáno i k provádění výpočtů v rámci programu Apollo.

Mechanická kalkulačka - V roce 1623 navrhl Wilhelm Schickard první mechanickou kalkulačku, ale její stavbu nedokončil. V roce 1642 Blaise Pascal navrhl a vyrobil první funkční mechanickou kalkulačku.

Děrnoštítková zařízení - Děrný štítek je médium pro záznam dat pro pozdější zpracování automaty nebo počítači. Bývají vyrobeny z tenkého kartonu, informace je reprezentována dírkou na určité pozici. Nejprve byly děrné štítky v 19. století využívány pro řízení tvorby vzorů tkacími stroji. První hromadné nasazení této technologie proběhlo v roce 1890, kdy pomocí děrných štítků proběhlo sčítání lidu v USA. Děrnoštítkové stroje se ve 40. letech 20. století podílely i na výpočtech průběhu reakcí pří vývoji jaderné bomby (Projekt Manhattan).Poslední proslavené využití děrných štítků bylo v roce 2000 při volbách prezidenta USA, kdy mezi sebou těsně soupeřili George W. Bush a Al Gore. Spory ohledně výsledků nastaly v důsledku nepřesného vyznačování děr na štítcích.

Babbageův analytický stroj - Charles Babbage (26. prosince 1791 – 18. října 1871) byl anglický matematik, filozof, vynálezce a strojní inženýr, který jako první přišel s nápadem sestrojit programovatelný počítač. Části jeho nedokončených strojů jsou vystaveny v Londýnském vědeckém muzeu. V roce 1991 byl podle Babbageových originálních plánů sestaven plně funkční diferenční stroj, za pomoci prostředků dostupných v 19. století. Tím se ukázalo, že by skutečně fungoval už tehdy. O devět let později dokončili ve vědeckém muzeu i tiskárnu, kterou Babbage pro svůj počítací stroj navrhl. V současnosti je Babbage, díky vynálezu prvního mechanického počítače, jenž nakonec vedl k návrhům komplexnějších strojů, považován za „otce počítače“.

Počítače 0. generace - Za počítače nulté generace jsou považovány elektromechanické počítače využívající většinou relé. Pracovaly obvykle na kmitočtu okolo 100 Hz. Hybnou silou vývoje nulté generace se stala druhá světová válka, kdy došlo k velkému pokroku souběžně v různých částech světa. Počítače Z1, Z2, Z3. Harvard Mark I je plně automatický počítač.Jde o komplikované elektromechanické zařízení (základní součástí byla relé), dnes označované jako nultá generace počítačů. Byl postaven Howardem H. Aikenem v únoru 1944 za spolupráce firmy IBM a americké Harvardovy univerzity (kam byl poté převezen). Aiken vycházel ze svých teoretických prací i z prací Charlese Babbageho.

Počítače 1. generace (1945 až 1951) –  První generace je charakteristická použitím elektronek (tzv. elektronika) a v menší míře též ještě relé (elektromechanika). Počítače byly poměrně neefektivní, velmi drahé, měly vysoký příkon, velkou poruchovost a velmi nízkou výpočetní rychlost. Zpočátku byl program vytvářen na propojovacích deskách, později byly využity děrné štítky a děrné pásky, které též sloužily spolu s řádkovými tiskárnami k uchování výsledků. V té době neexistovaly ani operační systémy ani programovací jazyky ani assemblery. Počítač se ovládal ze systémové konzole. Jeden tým lidí pracoval jako konstruktéři, operátoři i technici, jejichž úspěchem bylo ukončit výpočet bez poruchy počítače. ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer) je historicky první, navíc turingovsky úplný, elektronkový počítač. Jeho vývoj byl zahájen v roce 1943 v Penn State University v Pensylvánii ve Spojených státech amerických, dokončen byl po téměř třech letech v roce 1946 a pracoval až do roku 1955 pro americkou armádu ve státě Maryland. Chlazení zajišťovaly dva letecké motory. Při svém představení v roce 1946 získal přezdívku „Giant Brain“, tedy „Obrovský mozek“. ENIAC patřil k první generaci počítačů (1945–1952).

Počítače 2. generace (1951 až 1965) – Počítače druhé generace charakterizuje použití tranzistorů(tzv. polovodičová elektronika), které dovolily zlepšit všechny parametry počítačů (zmenšení rozměrů, zvýšení rychlosti a spolehlivosti, snížení energetických nároků). Díky počátku obchodu s počítači byla snaha o co nejlepší využití počítače, proto vznikají první dávkové systémy, které byly zaváděny do počítače pomocí děrné pásky, štítků nebo magnetické pásky a které se využívaly při prodeji strojového času počítače (pronájem počítače po dobu vykonání programu). Počátek využívání operačních systémů, jazyka symbolických adres, první programovací jazyky (COBOL, FORTRAN, ALGOL).

Počítače 3. generace (1965 až 1980) – Třetí generace je charakteristická použitím integrovaných obvodů (tzv. polovodičová elektronika). S postupem času roste počet tranzistorů v integrovaném obvodu (zvyšuje se integrace). V této době byl výkon počítače úměrný druhé mocnině jeho ceny, takže se vyplatilo koupit co nejvýkonnější počítač a poté prodávat jeho strojový čas. Majitelé požadovali maximalizaci využití počítače, proto se objevilo multiprogramování– zatímco jeden program čeká na dokončení I/O operace, je procesorem zpracovávána druhá úloha.

Počítače 4. generace (od roku 1981) - Čtvrtá generace je charakteristická mikroprocesory a osobními počítači.Mikroprocesory v jednom pouzdře obsahují celý procesor (dřívější procesory se skládaly z více obvodů) a jsou to integrované obvody s vysokou integrací, které umožnily snížit počet obvodů na základní desce počítače, zvýšila se spolehlivost, zmenšily rozměry, zvýšila rychlost a kapacita pamětí. Nastává ústup střediskových počítačů (mainframe) ve prospěch pracovních stanic a v roce 1981 uvedeného osobního počítače IBM PC. Počítač shodné konstrukce vyrábějí i jiní výrobci jako tzv. IBM PC kompatibilní počítače. Přichází éra systémů DOS a vznikají grafická uživatelská rozhraní.

Osobní počítače Apple (+ jejich OS)- Apple I. je někdy posuzován jako první osobní počítač, který ve firmě Apple vznikl. Navrhl jej Stephen G. Wozniak a Steve Jobs pro osobní účely. Apple I. byl první produkt firmy Apple, představený v dubnu roku 1976 na exhibici (Homebrew Computer Club) ve městě Los Altos v Kalifornii v USA. Bylo vyrobeno asi dvě stě těchto počítačů. Skromné technické vybavení počítače Apple I. vypovídá o pokroku té doby. Počítač Apple II, jehož prototyp byl představen v dubnu 1977 na prvním veletrhu West Coast Computer Faire, vzbudil pozornost jako jeden z prvních kroků k osobním počítačům. Tento model byl komerčně velmi úspěšný – prodalo se ho několik milionů a prodával se až do 80. let, pozdější varianty Apple II se na školách používaly až do počátku 90. let.  

Osobní počítače IBM (+ jejich OS) - IBM Personal Computer (Osobní počítač IBM, též IBM PC) bylo v informatice označení pro první verzi počítače, který byl společně se svými nástupci později označován jako počítače IBM PC kompatibilní. Počítač, jenž byl představen 12. srpna 1981 pod modelovým číslem 5150, byl vytvořen týmem inženýrů a designérů pod vedením Dona Estridge z IBM Entry Systems Division v Boca Raton na Floridě. IBM PC kompatibilní (anglicky IBM PC compatible) je v informatice označení pro počítače, které jsou do určité míry kompatibilní s původním IBM PC (1981), PC XT (1983) a PC AT (1984). Pojem IBM kompatibilní je dnes výhradně historický pojem, protože počítače IBM PC se již nevyrábějí. Nástupci IBM PC jsou však nejrozšířenějším mikropočítačem na současném trhu spotřební elektroniky. DOS (Disk Operating System, diskový operační systém)[1] je rodina velmi podobných a jednoduchých operačních systémů s textovým uživatelským rozhraním, které dominovaly IBM PC kompatibilním počítačům mezi roky 1981 a 1995, resp. zhruba do roku 2000, započítáme-li na DOSu založené verze Microsoft Windows (Windows 95, Windows 98 a Windows Me). Pracuje s příkazovou řádkou, grafické uživatelské rozhraní přichází později.

Grafické uživatelské rozhraní -Grafické uživatelské rozhraní (anglicky Graphical User Interface, známe pod zkratkou GUI) je uživatelské rozhraní, které umožňuje ovládat počítač pomocí interaktivních grafických ovládacích prvků. Na monitoru počítače jsou zobrazena okna, ve kterých programy zobrazují svůj výstup. Uživatel používá klávesnici, myš a grafické vstupní prvky jako jsou menu, ikony, tlačítka, posuvníky, formuláře a podobně.

Druhy počítačů (superpočítače, mainframe, servery, osobní počítače, PDA, smartphone) -

- Superpočítač je v informatice označení pro velmi výkonný počítač, v poslední době též pro počítačový cluster (spojení mnoha počítačů dohromady). Nejrychlejším superpočítačem světa byl v listopadu 2012 americký superpočítač Titan od firmy Cray Inc., který dosahuje rychlosti až 17,59 petaflops (FLOPS je zkratka pro počet operací v plovoucí řádové čárce za sekundu (FLoating-point OPerations per Second), což je obvyklé měřítko výkonnosti počítačů. Výkon dnešních špičkových superpočítačů se pohybuje v řádu stovek miliard FLOPS, proto se tato veličina používá ve spojení s předponami soustavy SI. Měříme pak v megaFLOPS (MFLOPS), gigaFLOPS (GFLOPS), teraFLOPS (TFLOPS) či petaFLOPS (PFLOPS). Typická stolní kalkulačka má výkon pouze několik jednotek či desítek FLOPS.)

-Mainframe (sálový počítač, střediskový počítač) je počítač používaný převážně velkými firmami pro kritické aplikace, často zahrnující zpracovávání velkých objemů dat. Mezi typické úlohy zpracovávané mainframy patří sčítání lidu, rozsáhlé statistické úlohy, ERP nebo finanční transakce. Většinou se jedná o sálové počítače, které byly konstruovány do enormních rozměrů v řádu místností.

-Server je v informatice obecné označení pro počítač, který poskytuje nějaké služby, nebo počítačový program, který tyto služby realizuje. V unixových systémech je označován jako démon (anglicky daemon), v Microsoft Windows pak jako služba (anglicky service).

-PDA (personal digital assistant – osobní digitální pomocník) či palmtop je malý kapesní počítač. Ten bývá ovládaný obvykle dotykovou obrazovkou a perem (které se nazývá stylus). Původně měly PDA za cíl především pomoci s organizováním času a kontaktů. PDA jsou výkonné a zvládají i přehrávání videa a velké množství dalších aplikací, např. byly často používány pro čtení ebooků. V současné době jsou považovány za zastaralé, protože je v roli kapesního počítače z velké části nahradily.

-Smartphone (z angl.) čili chytrý telefon je mobilní telefon, který využívá pokročilý mobilní operační systém a aplikační rozhraní, jež umožní instalaci nebo úpravy programů. Takovými operačními systémy jsou například: iOS, Android, Windows Phone, Firefox OS, Symbian OS, BlackBerry OS, PalmOS anebo Tizen..


Zdroj informací: www.wikipedia.cz