Kompiuterių raida

817 0

Pirmuosius mechaninius skaičiavimo įrenginius dar antikos laikais naudojo matematikai, inžinieriai bei prekeiviai. Kinijoje ir Japonijoje prieš keletą tūkstančių metų iki Kristaus gimimo jau buvo naudojami skaičiuotuvai, padaryti iš karoliukų, pritvirtintų prie specialaus rėmo (karoliukai vadinosi kalkulėmis), iš čia ir kilo terminai “kalkuliuti” ir “kalkuliatorius”. Ant siūlo suvertų kalkulių pozicija atitiko tam tikrą skaičių.

Pirmoji skaičiavimo priemonė rankų ir kojų pirštai. Vėliau imta naudoti įvairius daiktus: lazdas su įpjovomis, virves su mazgais. Pagaliau atsirado abakas ( Va. pr.Kr. ) – lenta su skirsniais. Abakas buvo na

audojamas ilgai – beveik visa žmonijos istorija mini jį. Kiekviena šalis ką nors tobulindavo, keisdavo. Tik daug vėliau ėmė rastis mechaninės mašinos.

Vieną iš tobulesnių mechaninių kalkuliatorių 1642 metais sukūrė prancūzų mokslininkas Blezas Paskalis. Šį įrenginį, pavadintą “Paskalina”,sudarė ratukai, ant kurių buvo užrašyti skaičiai nuo 0 iki 9. Apsisukęs vieną kartą, ratukas užkabindavo gretimą ratuką ir pasukdavo jį per vieną skaičių.

Pagrindinė “Paskalinos” yda – labai sudėtingas įvairių operacijų, išskyrus sudėtį, atlikimas. Pirmąją mašiną, kuria lengvai atliekami visi keturi veiksmai , 1673 metais sukūrė vokietis Gotfrydas Vilhelmas Leibnicas.

Anglų matematikas Ča

arlzas Babidžas, sugalvojęs dvi reikšmingiausias mechanines skaičiavimo mašinas, dažnai vadinamas šiuolaikinės technikos “tėvu”. Pirmąją mašiną, skirtą matematiniu lentelių sudarymui ir tikrinimui (skaičiuojant skaičių skirtumą), Č. Babidžas sukūrė 1822 metais. Ji vadinosi skirtuminė mašina. 1833 m. jis nutarė sukurti universalią skaičiavimo mašiną ir pavadino ją
ą “analizine mašina”. Tačiau realizuoti analizinę mašiną buvo labai problematiška – galiausiai ji būtų buvusi ne mažesnė už garvežį. Todėl ši mašina nebuvo sukurta. Č. Babidžas nepateikė nė vieno išsamaus jos aprašymo. Tačiau aprašymas buvo išsuogotas jo bendradarbės, grafienės, Augustos Ados Bairon-Lavleis dėka. Grafienė Ada Lavleis vadinama pirmąja programuotoja. Jos garbei viena iš programavimo kalbų pavadints Ada.

Č. Babidžo nuopelnas yra tas, kad analizinėje mašinoje jis pritaikė komponentus, kurie yra svarbiausi ir šiuolaikiniame kompiuteryje. Jis pirmasis suprati, kad skaičiavimo mašiną turi sudaryti penki pagrindiniai komponentai:

1. įvesties įrenginys,

2. atmintis,

3. aritmetinis,

4. valdymo įrenginys,

5. išvesties įrenginys.

Amerikietis Hermanas Holeritas 1890 metais laimėjo efektyvaus gyventojų surašymo duomenų apdovanojimo konkursą. Jis taip pat naudojo perfokoltas. H. Holerito tabuliatorius tapo pirmąja skaičiavimo mašina, veikiančia ne mechaniniu procesų pagrindu. Ji pasirodė esanti labai efektivi, ir tai leido įs

steigti firmą, gaminančią tokius tabuliatorius. Nuo 1924 metų iki dabar ji vadinasi IBM (International Business Machines) ir yra viena stambiausių kompiuterius gaminančių firmų.

Vokiečių inžinierius Konradas Cūzė paekperimentavęs su dešimtaine skaičiavimo sistema, vis dėlto pasirinko dvejetainę. Nors ir nesusipažino su anglų matematiko Džordžo Būlio logika, leidžiančia atlikti elementarius veiksmus su dvejetainiais skaičiais, K. Cūzė 1936 metais sukūrė skaičiavimo mašiną Z – 1, kurioje buvo pritaikyti Dž. Būlio algebros principai. Vėlesniame modelyje Z – 2 vietoje mechaniniu jungiklių jungiklių jis panaudojo elektromechanines reles, o informacijai įvesti pritaikė perforuotą 35

5 mm pločio fotojuostą (vėliau ją pakeitė popierine).

1941 metų pabaigoje, JAV įstojus į karą, IBM firmos prezidentas pasiūlė Amerikos prezidentui savo paslaugas ir 1944 metais firma pagamino gana galingą kompiuterį “Mark – 1”, turintį apie 750 tūkstančių dalelių, tarp jų 3304 elektromechanines reles.

1943 metų pabaigoje Anglijoje ėmė veikti didelė skaičiavimo mašina “Colossus – 1”, skirta vokiečių šifrogramoms dešifruoti.

Berlyne K. Cūzė sukonstravo Z – 3 ir pradėjo projektuoti Z – 4, kurioje vietoj elektromechaninių relių turėjo būti panaudotos vakuuminės elektroninės lempos. Tai būtų leidę gerokai padidinti mašinos greitį. Tačiau A. Hitleris nepalaikė šio projekto, tikėdamasis labai greitai nugalėti.

Nors pirmosios elektroninės skaičiavimo mašinos projektą sukūrė JAV mokslininkas Džonas Atanosovas dar 1939 metais, tačiau tik 1945 metų pabaigoje JAV buvo sukurta galinga, grynai elektroninė mašina ENIAC (Electronic Numerical Integrator, Analyser and Calculator), kurioje sumontuotos 17468 elektroninės lempos.

1947 metais Kembridže Morisas Vilksas sukonstravo mašiną EDSAC (Electronic Delay Storge Automatic Calculator). Skirtingai negu kitos, ji rėmėsi nauja programavimo aprūpinimo strategija, taigi naudojo standartines, dažnai skaičiavimams taikomas programas ir įrangą programų klaidoms aptikti.

Kompiuterių kartos:

Pirmoji karta. Vakuuminės lempos. ENIAC kompiuteris

Kompiuteris ENIAC – elektronis skaitmeninis integratorius ir skaičiuotuvas {Electronics Numerical Integrator And Computer} buvo sukurtas vadovaujant Džonui Makliui (John Mauchly) ir Džonui Ekertui (John Presper Eckert) Pensilvanijos universitete (JAV) ir yra pirmasis pasaulyje bendrosios paskirties elektroninis skaitmeninis kompiuteris.

Šis projektas – atsakas į JAV poreikius antrojo pasaulinio karo metu. JAV karinių pa

ajėgų Balistikos tyrimų laboratorijai (BTL), atsakingai už trajektorijų lentelių naujiesiems ginklams rengimą, buvo labai sunku tiksliai ir per trumpą laiką jas parengti. Be jų naujieji ginklai kariškiams buvo beverčiai. BTL samdydavo daugiau kaip 200 žmonių, daugiausia moterų, šie staliniais mechaniniais kalkuliatoriais spręsdavo įvairias balistikos lygtis. Tam tikro ginklo lentelei parengti vienas žmogus dirbdavo daug valandų ir net dienų.

Pensilvanijos universiteto elektrotechnikos profesorius Dž. Maklis ir vienas iš jo doktorantų Dž. Ekertas pasiūlė BTL tikslams iš elektroninių lempų sukurti bendrosios paskirties kompiuterį. 1943 m. šis pasiūlymas JAV kariuomenės buvo priimtas, ir prasidėjo ENIAC kūrimo darbai. Sukurtoji mašina priminė monstrą – svėrė 30 tonų, užėmė 1600 m2 patalpos, joje buvo per 18 000 vakuuminių elektroninių lempų. Ji išeikvodavo apie 140 KW elektros galios, tačiau veikė žymiai sparčiau už bet kurį elektromechaninį kompiuterį – galėjo atlikti 5000 sudėties operacijų per sekundę.

ENIAC – dešimtainė, o ne dvejetainė mašina. Skaičiai joje buvo pateikiami dešimtaine forma ir taikoma dešimtainė aritmetika. Jos atmintį sudarė 20 vadinamųjų kaupiklių {accumulator}, kiekvienas jų galėjo saugoti iki 10 dešimtainių skaičių. Kiekvienam skaičiui atvaizduoti naudotas žiedas iš 10 vakuuminių lempų. Tam tikru momentu tik viena iš lempų būdavo įjungta ir būdavo atvaizduojamas vienas iš 10 skaitmenų. Pagrindinis trūkumas tai, kad ENIAC kompiuterį programuodavo rankiniu būdu jungdami arba išjungdami jungiklius ir perjungdami kontaktus laidžiais trumpikliais.

ENIAC pagamintas 1946-aisiais metais – per vė
ėlai, kad būtų panaudotas kare. Tad pirmasis jo uždavinys – sudėtingų skaičiavimų serija, kuri padėjo nustatyti principinę vandenilinės bombos pagaminimo galimybę. ENIAC kompiuterio taikymas kitiems, nei buvo numatyta, tikslams įrodė jo bendrosios paskirties pobūdį. 1946-ieji – tai įžengimas į naują – elektroninių kompiuterių erą. ENIAC, veikęs BTL iki 1955-ųjų, buvo išmontuotas.

Noimano (skaičiavimo) mašina

Programų įvedimas arba jų modifikavimas ENIAC kompiuteryje buvo nuobodus ir varginantis procesas. Programavimą galima buvo palengvinti tik pačią programą pateikiant patogiu atmintyje kartu su duomenimis saugoti pavidalu, instrukcijas kompiuteriui teikiant juo pačiu – jam skaitant iš atminties, o programas įvedant arba keičiant atminties fragmentuose nustatant tam tikras reikšmes.

Ši idėja, žinoma kaip įsimenamos programos koncepcija {stored-program concept}, dažniausiai siejama su ENIAC kompiuterio kūrėjais, ypač su matematiku Džonu von Noimanu (John von Neumann), ENIAC projekto konsultantu. Ją maždaug tuo pačiu laiku plėtojo ir Tiūringas (Turing). Žinią apie šios idėjos pritaikymą (Electronic Discrete Variable Computer – EDVAC kompiuteryje) pirmą kartą viešai paskelbė Noimanas 1945 m.

1946 m. Noimanas kartu su savo kolegomis Prinstono pažangiųjų studijų institute (Princeton Institute for Advanced Studies) ėmėsi kurti naują kompiuterį IAS pavadinimu. Šis kompiuteris buvo baigtas tik 1952 m. ir yra visų vėlesnių bendrosios paskirties kompiuterių prototipas.

1.7 pav. pateikta IAS kompiuterio apibendrinta struktūra. Pagrindinės komponentės:

• Pagrindinė atmintis, sauganti ir duomenis, ir instrukcijas;

• Aritmetinis ir loginis įrenginys (

. . .

Pramoninių asmeninių kompiuterių istorija prasidėjo 1971 metais, kai du amerikiečiai Stivenas Džobsas ir Stivas Vozniakas garaže surinko kompiuterį, kurį pavadino “Apple”. (Taip pat 1971 metais buvo sukurtas pirmasis asmeninis kompiuteris “Kenbat – 1”, kurio parduota tik 40 vienetų.) Tuoj pat tokių kompiuterių įsigeidė Džobso ir Vozniako draigai. Vaikinai įkūrė firmą, ir jau 1976 metais rinkoje pasirodė pirmasis pramoninis asmeninio kompiuterio variantas “Apple – 2”.

Populiariausi iš jų yra IBM PC asmeniniai kompiuteriai. Firma IBM, anksčiau gaminusi dideles skaičiavimo mašinas, 1981 metais išleido asmeninį kompiuterį IBM PC, kuris ir tapo pirmuoju populiariausiu profesiniu asmeniniu kompiuteriu. Plėtojantis mokslui ir technikai, firmos IBM pirmtaką PC keitė kiti, tobulesni, modeliai: IBM PC/XT (1983 metai), kuriame pirmą kartą įmontuotas kietasis 10 MB atminties diskas; IBM PC/AT (1984 metai), PS/2 serijos modeliai 30, 60, 70, 80, . (1987 metai). Nuo 1993 metų gaminamas kompiuteris su “Pentium” procesoriumi (AT586). 1985 metų sukurtos grafinės vartotojo sąsajos priemonės “MS Windows”, kurių naujausi variantai “Windows 95” ir “Windows 98” leidžia atsisakyti operacinės sistemos MS – DOS. Dabar vis plačiau taikomi labai didelės talpos optiniai kompaktiniai diskai (CD ROM) ir daugialypė terpė.

Lietuvoje kompiuteriai pasirodė baigiantis šeštajam dešimtmečiui. Jie buvo lempiniai, labai dideli, nepatikimi, be to, sudėtinga ir brangi jų eksploatacija. 1960 metais pirmąjį kompiuterį įsigijo Mokslų Akademijos Fizikos ir Matematikos institutas. 1963 metais Vilniaus universitete ir Kauno politechnikos institute (dabar KTU) ėmė veikti kompiuteriai “Minsk – 14”, o nuo 1971 metų – “Minsk – 22”. 1964 metais Vilniaus skaičiavimo mašinų gamykla pradėjo gaminti pirmuosius lietuviškus kompiuterius “Rūta”.

1986 metais “Nuklonas” pradėjo gaminti buitinius ir mokyklinius mikrokompiuterius BK 0010Š. Tais pačiais metais Kauno politechnikos institute kartu su Kauno radijo matavimų technikos MTI mokslininkais sukurtas pirmasis originalus lietuviškas asmeninis kompiuteris “Santaka”.

Literatūros sąrašas:

1)G. Leonavičius, R. Ališauskas, A. Balvočius, T. Balvočienė, V. Brazdeikis, V. Gudonienė, A. Miežinienė “Informatikos skaitiniai” Kaunas “Šviesa”, 1996.

2)A. Balčytienė, G. Leonavičius “Informatika 1” Vilnius “Baltic ECO”, 1997.

3) http://www.el.vtu.lt/

4) http://www.mcgradas.4mg.com

Join the Conversation