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
- 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
- 1984 první počítač
- vynikající grafické prostředí
- není s IBM kompatibilní
- procesor Motorola
– 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
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
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.