curs festiv 23.04.2003. partea i: scurtĂ istorie a calculatoarelor

CURS FESTIV

23.04.2003

PARTEA I:

SCURTĂ ISTORIE A CALCULATOARELOR

Calculatoarele electronice (şi anterior calculatoarele mecanice) au primit numele de la sarcina de calcul anterior atribuită oamenilor.

Primele computere au fost oameni!

“Computer” a fost iniţial un titlu de slujbă: era utilizat pentru a descrie acei oameni (predominant femei) a căror îndatoriri erau acelea de a efectua calcule repetitive necesare pentru tabele de navigare, diagrame de curs, şi poziţii planetare pentru almanahuri astronomice.

Inventatorii au căutat să mecanizeze (adică să găsească un mecanism care să efectueze) aceste sarcini.

Abac

Abac vechi

Abacul de astăzi

•Primul ajutor pentru calculele matematice efctuate de mintea umană; •Cel mai vechi abac existent în muzee datează din 300 î.Hr. de la babilonieni;•Cuvântul “calculus” provine din cuvântul latin ce desemnează o pietricică. •Este o reprezentare a degetelor umane: cele cinci inele de jos reprezintă cele cinci degete, iar cele 2 inele de sus reprezintă cele 2 mâini.

Oasele lui Napier

Originalele

Actuale

În 1617, un scoţian excentric numit John Napier a inventat logaritmii: -O tehnologie care permite efectuarea unei multiplicări prin adunare (prin logaritmarea fiecărui operand) -Original algoritmii erau obţinuţi pe baza unor tabele-Napier a inventat o alternativă a tabelelor, în care valorile logaritmilor erau cioplite în fildeş (numite ulterior oasele lui Napier)-Invenţia sa a condus la rigla de calcul, prima fiind construită în Anglia în 1632 (folosită de inginerii NASA şi în anii 1960 la proiectul de aselenizare )

Maşina de calculat cu rotiţe

Leonardo da Vinci (1452-1519) a desenat o maşină de calculat pe bază de angrenaje mecanice care însă n-a fost construită.

Prima maşină care a fost construită este probabil ceasul de calculat, numită astfel de inventator, germanul Wilhelm Schickard în 1623. Dispozitivului i s-a făcut o publicitate redusă datorită morţii premature a inventatorului.

PascalinaÎn 1642, Blaise Pascal, la vârsta de 19 ani, a inventat Pascalina pt.a-si ajuta tatăl la colectarea taxelor.

A construit 50 calculatoare bazate pe angrenaje, cu o funcţie, de adunare, dar n-a vândut multe datorită costului mare şi problemelor de acurateţe (atunci, imposibil de fabricat rotiţe cu o precizie cerută).

Vitezometrul (odometrul care măsoară distanţa) maşinilor de astăzi utilizează acelaşi mecanism ca Pascalina pentru incremenatre.

Versiuneape 6 biţi

Versiunea pe 8 biţi

Socotitorul în paşi

La câţiva ani după Pascal, germanul Gottfried Wilhelm Leibniz a construit un calculator cu 4 funcţii (+,-,*,/) care în loc de rotiţe avea tambururi cu caneluri (10 caneluri aranjate în circumferinţă într-o scară; sistem de numeraţie 10). Leibniz a murit sărac.

Războiul de ţesutÎn 1801, francezul Joseph Marie Jacquard a inventat un război de ţesut cu urzeală bazat pe citirea automată a unui şablon din fişe de lemn perforat (“card” sau cartelă găurită) ţinute împreună prin sfori.

Construire şablon

Card

Războiulde ţesutal lui Jacquard

Tapiţerierealizatăpt.demonstrare

Motorul diferenţial

În 1822 englezul Charles Babbage şi-a propus să construiască o maşină de calcul bazată pe aburi de dimensiunea unei camere, capabilă să calculeze tabele de numere, precum cele logaritmice.

A primit bani de la guvern pt. proiect (important pentru tabelele de navigaţie).

Construcţia s-a dovedit dificilă şi proiectul a fost abandonat după 10 ani, iar maşina nu a fost terminată.

Secţiune din“Difference engine”

Motorul analitic- Soluţia nouă trebuia să fie un dispozitiv cât o casă, cu 6 motoare

pe aburi, cu proprietatea de a fi programabil mulţumită tehnologiei lui Jacquard (numit “moara” - CPU-ul actual).

- Hârtia găurită putea fi utilizată ca mecanism de stocare, pentru numere calculate şi referite ulterior (numită “provizie”, în engleză store - unitatea de memorie actuală).

- O funcţie cheie distinctivă: instrucţiunea condiţională.

Babbage şi-a continuat proiectul!

Protejata lui Babbage, Ada Byron, fiica poetului Lord Byron, era fascinată de ideile lui Babbage şi a început să scrie programe pt. motorul analitic.

1. Ada este considerată primul programator 2. A inventat subprogramul 3. A recunoscut importanţa repetiţiei prin ciclare4. Deşi Babbage a refuzat să scrie despre maşină, Ada scrie o serie de “Note”

Biroul Hollerith Biroul de recensământ din SUA a oferit în 1890 un premiu invenţiei lui Herman Hollerith: “biroul” constituit dintr-un cititor de cartele care simte găurile din cartele, un mecanism cu roţi bazat pe ideile lui Pascal, pentru contorizare, şi un perete cu indicatori cu cadran (ca la vitezometru) pentru a afişa rezultatele contorizării.

Hollerith a construit o companie, Tabulating Machine Company care, ulterior a devenit International Business Machines, astăzi IBM.

Cartele

Biroul Hollerith- primul pe o copertă de revistă ştiinţifică

Maşini electronice-ABC: prima maşină complet-electronică(J. V. Atanasoff, Clifford Berry, 1937)-rezolvare 29 ecuaţii cu 29 necunoscute-prima maşină cu stocare pe un mediu similar cu DRAMul actual - prima utilizare a aritmeticii binare - maşina nu era programabilă şi nu a permis ramificarea; a fost abandonată

Colossus (britanic): construit pentru descifrare coduri criptate ale germanilor-maşină dedicată şi ne-reprogramabilă-Alan Turing (1936) a ajutat la decriptare

ZKonrad Zuse a construit o serie de computere cu scop general,în Germania nazistă. -Z1, a fost construit între 1936 şi 1938 în casa părinţilor-Z3 (1941) : primul calculator digital operaţional programabil (controlat prin software); distrus de bombardamente

-Zuse a reinventat conceptul lui Babbage de programare şi a decis utilizarea sistemului binar (Babbage a propus cel zecimal) -Z4 este singurul supravieţuitor al seriei-a utilizat film în loc de cartele-maşinile nu au cunoscute în afara Germaniei până în 1965. -arhitectura identică cu cea actuală: unitate aritmetică, sistem de control pentru supervizarea operaţiilor, dispozitive de I/O-inventat primul limbaj de nivel-înalt "Plankalkul"

Mark I În contextul războiului : Mark I (Harvard şi IBM, 1944), primul computer digital programabil cu comutatoare, relee, axe rotative (5t, 150 km fire, 2,4m înalt, 150m lat)-trata numere cu 23 cifre -+,- în 1/30 s, * în 4 s, / în 10 s). - ¾ milioane de componente - stocare a maxim 72 numere

Cititor de carteleGrace Hopper -a găsit primul “bug” de computer: o molie care a blocat citirea găurilor de pe o cartelă.-a inventat termenul de “depanare” (debugging) pentru a descrie lucrul de eliminare a erorilor din programe-a inventat “primul” limbaj de nivel înalt, "Flow-matic“ (1953) limbaj ulterior devenit COBOL

Primulbug

Predecesorul oficial al calcul.digitale: ENIAC(Electronic Numerical Integrator and Calculator)-1943-1945, John Mauchly, J. Presper Eckert (Univ. Pennsylvania), -30t, 18 000 tuburi, încăpere specială 20 x 120 m, cititor de cartele IBM, 174000 W căldură, aer condiţionat

-stocare 20 numere-* in 1/2800 s-20s pt.calcule om 40h

EDVAC, ILLIAC, UNIVAC, ORDVAC

John von Neumann, designer EDVAC : (programul stocat)

Circuitul integratAvantaje: -tranzistori (comutatoare) minusculi -milioane de tranzistori pot fi creaţi şi interconectaţi în masă

Au înlocuit tuburile vidate.

Microprocesorul Pentium 4 conţine 42 milioane de tranzistori.

sau

Revoluţia micro-

electronică

Consolă IBM-Stretch (1959) Home-computer: Apple I (1976)

CDC7600150 000 tranzistoare în IBM-S.

Mainframe

Mini-computer:PDP-12 (1969)

Mainframe: partajarea timpului

IBM7090

Interacţiune prin TeleType(maşină de scris motorizată, stil interpretor)

Programe pe bandă perforată saucartele (compilator, linkeditare )

MECIPT Timisoara

Micro-procesoare-computer care este fabricat pe un circuit integrat (pe un chip)- primul dezvoltat de Intel în 1971: Intel 4004 (2300 tranzistori, 108 kHz), apoi 8008 şi 8080 ($360 contra mainframe de mil.$ pt. IBM). - 8080 utilizat în MITS Altair - primul personal computer (construit din bucăţi sosite prin poştă)

Bill Gates s-a decis să părăsească Harvard pentru a se concentra să scrie programe pt. acest calculator

Primul IBM-PC

IBM decide să angajeze o firmă numităMicrosoft pentru a scrie software pt.PC-urile lor.

WWW. Etapele de dezvoltare a computerelor

Tim Berners-Lee (1990) crează WWW

Era mecanică (1623-1945) Prima generaţie de calculatoare electronice (1937-1953) A doua generaţie (1954-1962) A treia generaţie (1963-1972) A patra generaţie (1972-1984) A cincea generaţie (1984-1990) A şasea generaţie (1990 - )

Etape:

Viitor

Extrapolând tendinţele, optimiştii pot aştepta o schimbare radicală în 2015, anul în care cele mai rapide computere vor atinge capacitatea creierelor.

HAL în Odiseea 2010 (film din anii `80)

PARTEA II-A:

PENTRU PROMOŢIA 2003

Istorie

Anul I

Mate

Hardware

Hardware

Arhitectura calculatoarelor

Anul II

Limbaje

Tehnologii Microsoft

Erori

Sisteme de operare

WWW

Inteligenţă artificială

Grafică

Curs

Laborator

Specialisti

Reţele

Software peste tot!

Utilizare calculatoare

Dependenţă

Servici

Servici

Servici

Invăţământ

Feriţi-vă de bug-uri şi viruşi...

Să nu faceţi lucruri rele...

Să vă faceţi copii...

Software-ul vostru să fie bine vândut precum...

Să aveţi încredere în viitor!