Tento projekt je financován z Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost prostřednictvím Evropského sociálního fondu a státního rozpočtu ČR. Registrační číslo: CZ.1.07/1.5.00/ Historie počítačů Úvod do informačních technologií autor Mgr. Jana Truxová vytvořeno v květnu 2013

Obsah  abakus  logaritmy  mechanické kalkulátory  děrné štítky  mechanické počítače  Charles Babbage  Augusta Ada  samočinné počítače  nultá generace  první generace  druhá generace  třetí generace  čtvrtá generace  budoucnost  zdroje 2

Abakus  počítací pomůcka založená na systému korálků zajímavost  v roce 1946 se utkal japonec Kiyoshu Matzukai, používající abakus, s elektronickým počítačem a po dvou dnech přesvědčivě vyhrál 3

Logaritmy 1614 John Napier  zveřejnil logaritmické tabulky  násobení, dělení je převedeno na snadnější sčítání a odčítání zajímavost  logaritmické pravítko bylo používáno i k pro- vádění výpočtů v rámci vesmírného programu Apollo 4

Mechanické kalkulátory Leonardo da Vinci  vynalezl mechanický kalkulátor  podle jeho poznámek a náčrtků byl přístroj sestaven v nedávné době 5

Mechanické kalkulátory 1623 Wilhelm Schickard  uměla sčítat, odčítat 6-ciferná čísla zajímavost  měl být použit J. Keplerem při astronomic- kých výpočtech 1642 Blaise Pascal  v 19 letech vyrobil vlastní mechanickou kalkulačku pro svého otce  uměla sčítat a odčítat zajímavost  získal královské privilegium na její výrobu 6

Mechanické kalkulátory 1694 Gottfried Wilhelm von Leibniz  sestrojil krokový kalkulátor – umožňoval sčítání, odčítání, násobení, dělení a druhou odmocninu  srdcem celého mechanismu byl ozubený válec s kovovými kolíčky – představoval jakýsi pevný program 7

Mechanické kalkulátory 1820 Thomas de Colmar  sčítal, odčítal, násobil a dělil  Arithmometr byl první sériově vyráběný kalkulátor zajímavost  mechanické počítací stroje se udržely až do 70. let 20. st. 8

Děrné štítky 1805 Joseph-Marie Jacquard  řídily chod tkalcovského stavu  první paměťové médium 9

Využití děrných štítků 1889 Hermann Hollerith  vymyslel:  děrovací stroj  čtečku děrných štítků spojených s počí- tadlem  využití děrných štítků při sčítání lidu v USA zajímavost  sčítání lidu trvalo 6 týdnů místo 10 let 10

Mechanické počítače  během 19. století  rozvíjí se myšlenka tzv. číslicových počíta- čových automatů  zdrojem energie je pára  stroje pracovaly na mechanickém principu (systém zapadajících ozubených kol)  stroje se vyznačují značnou složitostí  není znám ani jediný funkční exemplář 11

Charles Babbage  žil 1791–1871  anglický matematik, filozof, vynálezce a strojní inženýr  1822 předvedl švédské akademii návrh stroje na řešení diferenciálních rovnic  1848 začíná vznikat všeobecně použitelný počítač pracující na mechanické bázi – Analytical Engine  předurčil základní rysy moderních výpočetních systémů zajímavost  nebyl nikdy plně realizován, nedokončil ho ani jeho syn 12

Babbagův Analytical Engine Stroj měl:  paměť  vstupní/výstupní jednotku  řídicí jednotku 13

Augusta Ada  žila 1815–1852  anglická matematička a vyná- lezkyně programování  programovala Babbageho ana- lytický stroj pomocí děrných štítků  vymyslela základy programo- vání zajímavost  dcera anglického básníka George Gordona Byrona 14

Samočinné počítače  začínají vznikat ve 30. letech 20. století  hnací silou je elektrický proud  vzniká nový pojem počítač  v průběhu let se mění hlavní používané součástky pro stavbu počítače  dělí se na generace podle používaných součástek 15

Nultá generace počítačů  1934–1944  elektromechanické počítače  hlavní součástkou je elektromagnetické relé  rychlost kolem 10 operací za sekundu  programují se ve strojovém kódu  paměťové médium – děrný štítek, děrná páska  vyznačují se velkými rozměry 16

Konrád Zuse  žil 1910–1985  1936 – první binární mechanický kalkulátor Z1  1941 – první funkční turingovsky úplný počítač řízený programem Z3  obsahoval relé  spotřeba W  hmotnost kg zajímavost  zničen při bombar- dování v

Howard Hathaway Aiken  žil 1900–1973  hlavní inženýr firmy IBM  stavěl první počítač firmy IBM  1944 dokončen počítač Harvard Mark I. zajímavost  použit k výpočtům při vývoji první atomové bomby 18

První generace počítačů  1945–1951  hlavní součástkou je elektronka  rychlost kolem operací za sekundu  programují se ve strojovém kódu  počítač se ovládal z konzole  paměťové médium – děrný ští- tek, děrná páska  vyznačují se vysokým příko- nem, velkou poruchovostí, nízkým početním výkonem 19

ENIAC  první turingovsky úplný elektronkový počítač  dokončen 1946  využití:  palebné tabulky dělostřelectva americké armády  obsahoval:  elektronek  rezistorů  diod a relé  vážil 30 tun  rychlost součtů za sekundu 20

MANIAC  dokončen 1945  autorem byl J. von Neumann zajímavost  byl použit k vý- voji vodíkové bomby 21

Druhá generace počítačů  1951–1965  hlavní součástkou je tranzistor  rychlost kolem operací za sekundu  vznik programovacích jazyků  paměťové médium – děrný štítek, děrná páska, magnetická páska  zlepšení parametrů počítače:  zmenšení rozměrů  snížení spotřeby el. energie  zvýšení rychlosti a spolehlivosti 22

Paměťová média Magnetická páska  kapacita asi 5 MB  sekvenční přístup k datům  náročná na péči Magnetické disky  kapacita asi 70 MB  náhodný přístup k datům  klimatizované místnosti na uchování 23

Programovací jazyky  Fortran – první vyšší program. jazyk  Algol – vědeckotechnické výpočty  Cobol – zpracování hromadných dat  Lisp – funcionální jazyk  Basic – jednoduchá a interaktivní práce 24

UNIVAC  sériově vyráběný počítač – prodáno 46 kusů zajímavost  provedl výpočet předpovědi prezidentských voleb v roce 1952 v USA  vážil 13 tun  op./s  spotřeba 125 kW 25

Třetí generace počítačů  1965–1980  hlavní součástkou je integro- vaný obvod  rychlost kolem ope- rací za sekundu  programují se ve vyšších programovacích jazycích  paměťové médium – mag- netické pásky, magnet. disky  objevují se první modely relativně malých osobních počítačů 26

Sálové počítače (mainframe)  nejvýkonnější dostupná univerzální výpočetní jednotka  je složena z několika subsytémů  pracují s ní i tisíce uživatelů (připojení terminály)  vysoká rychlost zpracování dat  umisťují se do speciálně upravených místností  speciální operační systémy  využití:  centrální databáze velkých společností 27

IBM

Nové možnosti využití  řízení dopravy  stanovení prognóz výsledků před volbami  optimalizace dopravního toku ulic  zpracování výsledků voleb  zpracovávání statistických výsledků 29

Osobní počítače  1967 Angličan Norman Kitz sestavil první elektronický osobní počítač  ovládal:  čtyři základní početní operace  rozšiřoval se o další mat. funkce  rychlé rozšíření po ce- lém světě  hromadná výroba 30

Mooreův zákon  kapacita integrovaných obvodů se každých 12 až 18 měsíců zdvojnásobí  domněnku formuloval Gordon Moore v roce 1964  domněnka stále platí  jeden ze zakladatelů společnosti Intel 31

Čtvrtá generace počítačů  od roku 1981  hlavní součástkou jsou mikroprocesor, integrova- né obvody  rychlost od ope- rací za sekundu  používá operační systém  paměťové médium – magnetický disk, optické disky, flash paměti  vyznačují se další miniaturizací, zvyšováním rychlosti, snížením spotřeby elektrické energie 32

Mikroprocesory 1971 zahájení výroby  zavedena výroba firmou Texas Instruments  v počítači plní funkci centrální jednotky  obsahuje 5–10 tis. tranzistorů  je pouze jen jednou součástí celého počítače 33

PC – osobní počítač  IBM PC  nástupci tohoto počítače jsou na celém světě nejrozšířenější 34

Domácí počítače 35  rozšíření v 80. letech 20. st.  používal se levný 8-bitový procesor  různé varianty programovacího jazyka BASIC  data se nahrávala i načítala z magnetofonové pásky

Budoucnost  nejsou známy další generace počítačů  zatím se neví, jakým směrem se bude vývoj ubírat  stroje s umělou inteligencí  kvantové počítače  vyvíjí se nové technologie 36

37 Generace, která ignoruje historii, nemá minulost ani budoucnost. Robert A. Heinlein

Zdroje – obrázky  TRIBBLE, David R. Obrázek počítadla. Wikimedia Commons [online]. 22. března 2010 [cit ]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: ?uselang=cs  MIRABELLA, Joseph, New Yourk, USA (Codex photo of RRZN/RVS, University of Hanover, Germany). Obrázek repliky kalkulačky L. da Vinci. The History of Computing Project [online]. 25. července 2006 [cit ]. Dostupné z:  DALAKOV, Georgi. Obrázek repliky mechanické kalkulačky Leibnitze od Stepped Reckoner. History od Computers – hardware, software, internet[online]. 8. ledna 2013 [cit ]. Dostupné z: computer.com/MechanicalCalculators/Pioneers/Lebniz.html 38

Zdroje – obrázky  EZRDR. Obrázek Arithmometer z roku Vikimedia Commons [online]. 18. února 2010 [cit ]. Dostupné pod licencí Public Domain z: mometer_1975.png  HLÁSEK, Jakub. Obrázek děrného štítku (se souhlasem autora). Muzeum starého hardware a počítačů [online] [cit ]. Dostupné z:  Obrázek Ch. Babbage je volné dílo, protože doba ochrany majetkových autorských práv již vypršela. Wikipedie, otevřená encyklopedie [online]. [cit ]. Dostupné z: 39

Zdroje – obrázky  DUNN, Andrew. Obrázek Babbagova diferenciálního stroje. Wikipedie, otevřená encyklopedie [online]. 6. listopadu 2004 [cit ] Dostupný pod licencí Creative Commons z URL: eEngine.jpg  WICHARY, Marcin. Obrázek Babbagova diferenciálního stroje. Wikimedia Commons [online]. [cit ] Dostupný pod licencí Creative Commons z URL: bage_Difference_Engine_No1.jpg?uselang=cs  Obrázek Ada Lovelace. Wikimedia Commons [online]. [cit ] Dostupný (volné dílo) z URL: e.jpg?uselang=cs 40

Zdroje – obrázky  VENUSIANER. Obrázek počítače Z3 Konráda Zuse. Wikimedia Commons [online]. 29. února 2008 [cit ] Dostupný pod licencí Creative Commons z URL: G  WALDIR. Obrázek Mark I. – Harvard Aiken. Wikimedia Commons [online]. 23. března 2007 [cit ] Dostupný pod licencí public domain z URL:  AUTOR NEZNÁMÝ. Obrázek počítače ENIAC. Wikimedia Commons [online]. 23. září 2005 [cit ] Dostupný pod licencí public domain z URL:  USGov-Military-Army. Obrázek počítače ENIAC. Wikimedia Commons [online]. 7. října 2007 [cit ] Dostupný pod licencí public domain z URL: 41

Zdroje – obrázky  Franklin Life Insurance Company. Obrázek počítače UNIVAC. Wikimedia Commons [online]. 2. listopadu 2012 [cit ] Dostupný pod licencí public domain z URL: jpg?uselang=cs  HLÁSEK, Jakub. Obrázek magnetické pásky (se souhlasem autora). Muzeum starého hardware a počítačů [online] [cit ]. Dostupné z:  PITTI, Erik. Obrázek počítače IBM 360. Wikimedia Commons [online]. 28. března 2008 [cit ] Dostupný pod licencí Creative Commons z URL: jpg  JORDIFERRER. Obrázek počítače IBM 360. Wikimedia Commons [online]. 29. ledna 2012 [cit ] Dostupný pod licencí Creative Commons z URL: _mnactec.JPG 42

Zdroje – obrázky  BOFFY B. Obrázek počítače PC IBM. Wikimedia Commons [online]. 11. srpna 2006 [cit ] Dostupný pod licencí Creative Commons z URL:  MALTAGC. Obrázek ANITA MK VIII kalkulátor. Wikimedia Commons [online]. 10. srpna 2007 [cit ] Dostupný pod licencí Creative Commons z URL:  HLÁSEK, Jakub. Obrázek ATARI 800 XL (se souhlasem autora). Muzeum starého hardware a počítačů [online] [cit ]. Dostupné z:  BERTRAM, Bill. Obrázek počítače ZX Spectrum. Wikimedia Commons [online]. 7. června 2005 [cit ] Dostupný pod licencí Creative Commons z URL: pg 43

Zdroje – obrázky  RAMA. Obrázek počítače Apple II. Wikimedia Commons [online]. 30. července 2010 [cit ] Dostupný pod licencí Creative Commons z  POHOŘELSKÝ, Michal. Obrázek počítače IQ 151. Wikimedia Commons [online]. 24. ledna 2006 [cit ] Dostupný pod licencí Creative Commons z 1.jpg  obrázek logaritmického pravítka, elektronky, tranzistoru, integrovaného obvodu, procesoru – autor Mgr. Jana Truxová 44

Zdroje – stránky  Historie počítačů. MAREK, Libor. Libor Marek - výuka Informatiky na CMGaSOŠPg Brno [online] [cit ]. Dostupné z:  Dějiny počítačů. Wikipedie, otevřená encyklopedie [online] [cit ]. Dostupné z:  SEHNÁLEK. Historie PC. Seminární práce [online] [cit ]. Dostupné z: PC.htm  Historie počítačů. NOHEL, Petr. Počítače a příslušenství [online] [cit ]. Dostupné z: 45

Zdroje – stránky  NYGRÝN, Pavel. Historie počítačů: Od elektronky po internet. Živě.cz [online] [cit ]. Dostupné z: pocitacu-od-elektronky-po-internet/sc-3-a /default.aspx  Ada Lovelace. Wikipedie, otevřená encyklopedie [online] [cit ]. Dostupné z:  Charles Babbage. Wikipedie, otevřená encyklopedie [online] [cit ]. Dostupné z:  ENIAC. Wikipedie, otevřená encyklopedie [online] [cit ]. Dostupné z: 46

Zdroje – stránky  UNIVAC I. Wikipedie, otevřená encyklopedie [online] [cit ]. Dostupné z:  Harvard Mark I. Wikipedie, otevřená encyklopedie [online] [cit ]. Dostupné z:  autor ostatních textů – Mgr. Jana Truxová 47