Tvůrce webu je i pro tebe! Postav třeba web. Bez grafika. Bez kodéra. Hned.
wz

Vývoj počítacích strojů a počítačů

 

A/ Starověk

- lidská ruka s pěti prsty (digitus - latinsky prst)

- kamínky nebo korálky - abakus (calculus - latinsky prst) - 3000 př.n.l.

 

B/ Středověk

- 1623 Schickart sestrojil první automatický stroj na sčítání, odčítání, dělení a násobení.

- 1642 Pascal sestavil stroj na sčítání a odčítání, 50 ks.

- 1670 von Leibniz sestavil počítací stroj, který pracoval již ve dvojkové soustavě

- Jacques de Voucanson - děrovaná šablona- první program

- 1820 Thomas stroj i na mocniny a odmocniny

- 1846 Charles Babbage - stroj s mat..funkcemi.(jednoduchou paměť).

- Ada de Lovelace - navrhla metodu podmíněného skoku.

- 1890 Herman Hollerith (tvůrce pokladen) použil počítací stroje na sčítání lidu (děrné štítky)

- Leonard Torrese - při zpracování dat použití tzv. pohyblivou desetinnou čárku.

- 1897 Braun - katodová trubice (počátek obrazovky)

 

C/ Novověk

 

1. Děrnoštítkové stroje (konec 19. stol.)

- vstupní informace pomocí děrných štítků, označených podle určitého kódu

 

2. Reléové počítače - počítače nulté generace

- relé je spínací zařízení – má funkci spínací a paměťovou

- 1938 Konrád Zuse - stroj pracoval ve dvojkové soustavě, s plovoucí desetinnou čárkou a programem vyděrovaném na kinofilmu (Z1, Z2 a Z3 - 2600 elmag. relátek, rychlost výpočtu 50 oper,/min.).

- 1943 Howard Aiken - počítač Mark I - 5 tun, 3304 elmag. relé, děrné pásky v desítkové soustavě.

 

3. Elektronkové počítače – počítače prvé generace

- 1904 vynález elektronky

- 1946 ENIAC (30 tun, 18 tisíc elektronek, 5000 operací za sekundu, desítková soustava)

- 1951 UNIVAC I - první komerční počítač

- 1957 SAPO (400 elektronek, 7000 elmag.relé, dvojková soustava)

- URAL(SSSR), ČSSR – EPOS 1 (1963)

 

4. Tranzistorové počítače (polovina 50. let) – počítače druhé generace

- 1948 - vynález tranzistoru (miniaturizace)

- v počítači již 1 elektronka = obrazovka

- IBM, podle jejich vzoru v SSSR - MINSK 1 a 2 ,ČSSR – EPOS 2 (1964), Tesla 200

 

5. Počítače integrovaných obvodů (polovina 70. let) – počítače třetí generace

- sdružení různých elektronic. prvků na 1 malé destičce křemíku

- IBM řady 360

- v rámci rozdělení výroby počítačů v zemích RVHP – ČSSR přestává vyrábět počítače –

- vyrábí se pouze doplňkový EC 1026

- 1.programátoři - složitá příprava programů

- velké, sálové počítače

 

6. Počítače 3 a půlté generace

- stejný typ, ale možno připojit samostatnou stanici pro komunikaci uživatele s počítačem

- terminál – první styk s velkým počítačem (klávesnice + monitor)

- vývoj minipočítačů a domácích počítačů

- spojení základní jednotky, klávesnice, černobílé televize (konec 70. let) a kazetového magnetofonu

(Sinclair – ZX Spectrum )

- u nás typ IQ 151, Didaktik Gama, PMD 85 – bez pevného disku, malá operační paměť, data na magnetofonových páskách

 

7. Vynález mikroprocesoru (1969) – počítače 4. generace

osobní počítač PC – 1981

 

Typy počítačů

 

IBM

- 1924 vznik firmy

IBM PC – bez pevného disku (1981)

IBM XT

IBM AT

PC 386 SX, DX

PS 486 SX, DX

PENTIUM I - IV

- procesor INTEL

- ve světě existuje řada výrobců, kteří kopírují systém IBM

 

APPLE MACINTOSH (znak nakousnutého jablka)

- 1984 první počítač

- vynikající grafické prostředí  

- není s IBM kompatibilní

- procesor Motorola

 

ATARI, COMMODORE, OLIVETTI, SIEMENS

– dnes nemohou konkurovat firmě IBM

 


Mikroprocesory firmy Intel

I 8088 (1978) - počet tranzistorů 29 tisíc, frekvence 5 MHz, pouzdro DIL 40 (40 vývodů), adresová sběrnice 20 - bitová (1 MB paměti)

 

I 8086 (1979) - frekvence 10 MHz, 16 - bitová datová sběrnice

 

I 80186 (1981) - počet tranzistorů 100 tisíc

 

I 80286 (1982) - počet tranzistorů 134 tisíc, pouzdro LCC s 68 vývody, frekvence 8 až 25 MHz, adres. sběrnice 24 - bitová (16 MB paměti)

 

I 80386 (1988) - 275 tisíc tranzistorů, pouzdro PGA se 132 vývody, frekvence 16 - 40 MHz, adresová i datová sběrnice 32 - bitová (paměť až 4294 MB),

- doplňkem k těmto MP byl samostatný matematický koprocesor, k matematickým výpočtům.

 

I 80486 (1989) - 1,2 miliónů tranzistorů, pouzdro PGA s 168 vývody, frekvence od 25 do 50 MHz, matematický koprocesor vbudován přímo do MP, vnitřní cache 8kB,

 

- vylepšením I 80486 DX/2, I 80486 DX/4 - rozdílná frekvence uvnitř MP a frekvence základní desky

 

Pentium (1993) - 3,1 miliónů tranzistorů, pouzdro PGA s 273 vývody, frekvence od 60 do 133 MHz, datová sběrnice 64 - bitová, vnitřní cache 8kB

 

Pentium Pro /P6/ (1995) - frekvence až 200 MHz, cache 256 kB až 512 kB, Pentium MMX (1997) - frekvence až 233 MHz, rozšíření instrukcí pro multimediální aplikace, snížení napětí na 3V z 5V u předcházejících MP.

 

Pentium II (1997) - frekvence až 450 MHz, základní deska pracuje s frekvencí 100 MHz, L2 cache (512 kB)

 

Pentium III

- technologií 0,25 mikrometrů , jádro sestává z přibližně 9,5 miliónu tranzistorů, 32 KB cache L1 a 512 KB cache L2 pro rychlý přístup k často používaným datům, velikost cacheovatelné paměti je 4 GB, zataven v pouzdře Single Edge Contact Cartridge 2 (S.E.C.C.2.)

- 70 nových instrukcí používaných pro více dat

-určen především uživatelům, kteří často pracují s Internetem nebo dalšími aplikacemi náročnými na rychlý přenos dat

 

Pentium IV

- patice: Socket 478, frekvence procesoru: 1.6 GHz – 2,2 GHz, frekvence FSB: 400 MHz, L1 cache: 8 kB, L2 cache: 256 kB, instrukční sady: SSE-2, technologie: 0,13 nebo 0,18 μm, napětí: 1,7 V

 


Von Neumannovo schéma

 

A/ před von Neumannem

- Charles Babbage - myšlenka, že počítače by mohly být řízeny programem, 100 let před Johnem von Neumannem

- počítač má program zaznamenán na vnějším záznamovém médiu (děrné pásce či děrných štítcích), postupně jej načítá a provádí (komplikace - například provedení skoku znamená přemotání děrné pásky na požadované místo (analogicky pro štítky), což trvá nezanedbatelnou dobu - hlavní vinu na tom má především sekvenční charakter paměti, používané pro uchovávání programu, a s tím souvisejí postupné načítání té části programu, která je zapotřebí

 

B/ von Neumann řešení

paměť

- uchovávat program způsobem, aby byl celý trvale k dispozici (tj. aby se nemusel postupně načítat), možnost v něm libovolně přecházet

- navrhl uchovávání celého programu v paměti počítače, která nemá sekvenční charakter, ale má tzv. přímým přístupem.

- program i data jsou ve své podstatě stejné objekty (posloupnost bitů), jejich povaha rozhoduje o způsobu interpretace - navrhnutí jediné paměti tzv. operační paměť, uchování jak dat, tak celých programů.

 

program

- jednotlivé strojové instrukce prováděny postupně tak, jak jsou umístěny za sebou (až na případné skoky, volání a návraty z podprogramů)

- úkol, který má být splněn, je rozdělen na posloupnost kroků, a tyto se provádí postupně - nikoli souběžně.

- sekvenční charakter - von Neumannově architektuře - nejvíce vyčítán (sekvenční charakter výpočtů nedává žádný prostor pro jejich zásadní zrychlení, které by naopak bylo možné, kdyby některé činnosti bylo možné provádět souběžně (paralelně).

 

struktura

- vnitřní struktura počítače by se neměla měnit, měla by být maximálně univerzální, aby vycházela vstříc potřebám co možná nejširšího okruhu aplikací. (neměnit hardware vzhledem k softwaru)

- i v oblasti návrhu hardwaru samozřejmě existují různé metody a nástroje, umožňující vyrovnat se s velkou složitostí řešeného úkolu, ale na poli softwaru jsou analogické metody a nástroje mnohem výkonnější, lacinější i rychlejší, a v důsledku toho umožňují zvládnout i složitější a náročnější úkoly.

 

základní schéma

- vstupní zařízení

- výstupní zařízení

- paměťová jednotka

- řídící a výkonná jednotka


Obrázky

von Neumannovo schéma

sálový počítač

von Neumann

Pascal

historické obrázky

vynálezci

elmag.relé

elektronka

 

 

Zajímavosti

H. Aiken - Počítač je rychlý blbec na třídění jedniček a nul.