Informatikos ir skaičiavimo technikos raida

Turinys

1.Legenda apie informatiką (įvadas)
2.Kompiuterių raida
3.Informatika bei kompiuteris (išvados)

1. Legenda apie informatiką

Seniai seniai, kai dar nebuvo nei manęs, nei tavęs, nebuvo ne tik kompiuterių, bet ir pašto karietų, Žemėje atsirado žmonės. Kaip ir mes, jie mokėjo valgyti ir miegoti, vaikščioti žeme ir plaukioti vandenyje. Be to, jie dar mokėjo matyti, girdėti, uosti kvapus, čiuopti daiktus, spygauti iš džiaugsmo ir kaukti iš nuobodulio.
Išalkusiems užtekdavo apsidairyti ir pasirinkti – vaisių, uogų ir kitokių gardėsių buvo kiek širdis geidžia. Čia bananas, ten apelsinas. Va, dar figa. O kokios akį veriančios uogos! Oi, rūgščios. O kas čia taip kvepia? Taigi dūmelis. Ir kažkas raudonuoja. Capt! Ai-ai-ai, degina! Taip ir slankiodavo žmonės diena po dienos, naktis po nakties, tai valgio, tai patogesnės vietos nakvynei dairydamiesi.
Kartą beklaidžiodami jie visai nusikamavo, bet taip nieko ir nerado. Aplinkui buvo matyti tik žolė ir bevaisiai krūmai. Žmonės suirzo ir nusiminė. O juk vos prieš keletą dienų netoli buvo aptikę nuostabių grybų! Ir tada ėmė galvoti: kaip sužinoti, kur yra maisto? Kaip neužmiršti, kuur jau buvai jo radęs? Kaip nuspręsti, kurioje pusėje jo ieškoti? Kaip pranešti vienas kitam, kad jau radai maisto? Tačiau to žmonės dar nemokėjo.
Štai tada ir gimė informatika. Ji turėjo padėti žmonėms atsakyti į klausimus:

kaip sužinoti?

kaip neužmiršti?

kaip nuspręsti?

kaip pranešti?
t. y. kaip ge

eriau, patogiau atlikti veiksmus su informacija. Tik iš pradžių niekas jos informatika nevadino. Ir visai neseniai, gal prieš kelias dešimtis metų, žmonės sugriebė šia veiklą įvardyti. Štai ir aiškinasi žmonės iki šiol, kaip kokią su informacija susijusios veiklos rūšį vadinti, o kai kas ir dabar neketina šios savo veiklos kaip nors vadinti – taip ji jiems įprasta ir kasdieniška, kad nėra jokio reikalo kažkaip kitaip vadinti savo gyvenimą.

Keturi esminiai informatikos klausimai: „kaip sužinoti?“, „kaip nepamiršti?“, „kaip nuspręsti?“ ir „kaip pranešti?“ – atspindi keturis būdingiausius informacinius vyksmus:
1) informacijos gavimą;
2) jos laikymą;
3) perdirbimą;
4) skleidimą
Gamta apdovanojo žmogų penkiais pojūčiais (tiek dažniausiai jų suskaičiuojama), kurių

dėka jis „siurbia“ informaciją iš aplinkos ir suvokia tą aplinką. Davė gamta žmogui atmintį (įskaitant genus bei sąlyginius refleksus) informacijai saugoti, protą mąstyti, balsą, mimiką, gestus saavo mintims, patirčiai perteikti. Bet nenuoramai žmogui prigimties pasirodė per maža, ir jis sugalvojo informacines technologijas – dirbtinius būdus bei metodus, kaip elgtis su ta informacija. Jų kūrimas yra šiuolaikinės informatikos inžinerijos paskirtis ir galutinis tikslas, o vartojimas – daugumos šiuolaikinių profesijų pagrindas.

Kur baigiasi prigimtis ir kur prasideda technologijos, gali padėti sužinoti . vaikai. Su savimi į šį pasaulį jie atsineša tai, kas natūralu (regėjimą, klausą, uoslę, skonį, lytėjimą). Visa kita jiems tenka išmokti. Ryškiausi istoriniai informacinių technologijų šuoliai yra kalba, raštas, spauda, tolimieji ryšiai, ko
ompiuteriai. Kiekvienas jų paliko gilų pėdsaką žmonijos kultūroje.

2. Kompiuterių raida

Naujos technikos kūrimas – tai sudėtingas fantazijos, teorijos, ir praktikos persipynimas. Jis susijęs ne tik su kompiuteriais, bet ir su genų inžinerija ar kosmonautika. Hefestas (Iliada, 18 kn.) sukūrė „protingas, auksines, mechanines tarnaites“ – šiuolaikinių pramoninių robotų prototipą. Tačiau nežinoma, ar Homeras nors kiek išmanė robotų kūrimo teorinius principus. Tuo tarpu Aristotelis, analizuodamas silogizmus, jau prieš 2300 metų sukūrė matematinę logiką – teorinį šiuolaikinių kompiuterių schemų pagrindą.

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 „kalkuliuoti“ ir „kalkuliatorius“). Ant siūlo suvertų kalkulių pozicija atitikdavo tam tikrą skaičių.

Vieną iš tobulesnių mechaninių kalkuliatorių 1642 metais sukūrė prancūzų mokslininkas Blezas Paskalis (Blaise Pascal). 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. B. Paskalio taikytas surištų ratukų principas tapo beveik visų mechaninių skaičiuotuvų, sukurtų per vėlesnius tris šimtmečius, pagrindu.

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

is mechaninis kalkuliatorius sudėtį atlikdavo kaip ir „Paskalina“, tačiau jo konstrukcijoje G. V. Leibnicas pirmą kartą pritaikė judančią dalį -karietėlę. Ji buvo naudojama ir vėlesnėse konstrukcijose. Vis dėl to G. V. Leibnicą išgarsino ne jo sukurtas kalkuliatorius, o diferencialinis ir integralinis skaičiavimas. Leibnicas taip pat ištyrė dvejetainę skaičiavimo sistemą, plačiai taikomą ir šiuolaikiniuose kompiuteriuose.

Tolesnis skaičiavimo mašinų raidos periodas lyg ir neturėjo nieko bendra su skaičiavimo procesu. Prancūzas Žozefas Žakaras (Joseph Jacquard) 1804 metais sukūrė visiškai automatizuotas audimo stakles, kurių darbas buvo programuojamas naudojant perfokortų rinkinį (viena perfokorta – popieriaus kortelė, kurioje tam tikra tvarka pradurtos skylutės – valdė vieną šaudyklės judesį). Ši idėja vėliau buvo panaudota skaičiavimo mašinose.

Anglų matematikas Čarlzas Babidžas (Charles Babbage), sugalvojęs dvi reikšmingiausias skaičiavimo mašinas, dažnai vadinamas šiuolaikinės skaičiavimo technikos „tėvu“. Pirmąją mašiną, skirtą matematinių lentelių sudarymui ir tikrinimui (skaičiuojant skaičių skirtumą), Č. Babidžas sukūrė 1822 metais. Ji vadinosi skirtuminė mašina. 1830 m. pradžioje Č. Babidžas atskleidė didžiulį jos defektą: mašina atlikdavo tik vieną užduotį. Jei reikėdavo atlikti kitokią skaičiavimo operaciją, tekdavo keisti visą mašinos mechanizmą. Todėl 1833 m. jis nutarė sukurti universalią skaičiavimo mašiną ir pavadino ją „analizine mašina“ . Tai būtų buvusi pirmoji programuojama skaičiavimo mašina. Ją turėjo sudaryti tokie komponentai, kaip „malūnas“ ir „sandėlys“ (pagal dabartinę terminiją – aritmetinis įrenginys ir atmintis). Instrukcijos ar ko
omandos į mašiną būtų įvedamos perfokortomis. 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. Beveik detalus jos aprašymas išliko iki mūsų laikų Č. Babidžo bendradarbės, grafienės, poeto lordo Dž. Bairono dukters Augustos Ados Bairon-Lavleis (Augusta Ada Byron-Lovelace) dėka. Grafienė Ada Lavleis vadinama pirmąja programuotoja. Jos garbei viena iš programavimo kalbų pavadinta Ada.

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

1) įvesties įrenginys informacijai įvesti; (Č. Babidžas naudojo Žakaro perfokortas, vėliau sėkmingai taikytas iki 1985-1986 metų.)

2) atmintis skaičiams ir programinėms komandoms saugoti; (Č. Babidžas naudojo perfokortas.)

3) aritmetinis įrenginys, vykdantis skaičiavimo procesą; (Č. Babidžas jį vadino „malūnu“ (mill time); dar ir dabar šis terminas vartojamas apibrėžiant laiką, sunaudotą programos skaičiavimams.)

4) valdymo įrenginys programos vykdymui kontroliuoti;

5) išvesties įrenginys skaičiavimo rezultatams išvesti. (Č. Babidžas naudojo perfokortas ir automatinį spausdintuvą.)

Po Č. Babidžo viena ryškiausių asmenybių buvo amerikietis Hermanas Holeritas (Herman Hollerith), 1890 metais laimėjęs efektyvaus gyventojų surašymo duomenų apdorojimo konkursą. Jis taip pat naudojo perfokortas. Kiekvienos jų dvylikoje eilių buvo galima pramušti po dvidešimt skylučių, apibūdinančių tam tikrus asmens duomenis: amžių, ūgį, lytį, gyvenamąją vietą ir t.t. Skaitant perfokortą, pro jos skylutes pralįsdavo metaliniai strypeliai, kurie liesdavo į vonele supiltą gyvsidabrį. Strypeliams kaskart prisilietus, buvo sužadinama elektros srovė ir atitinkamas skaitiklis padidinamas vienetu. H. Holerito tabuliatorius tapo pirmąja skaičiavimo mašina, veikiančia ne mechaninių procesų pagrindu. Ji pasirodė esanti labai efektyvi, ir tai leido įsteigti firmą, gaminančią tokius tabuliatorius. Nuo 1924 metų iki dabar ji vadinasi IBM (International Business Macines) ir yra viena stambiausių kompiuterius gaminančių firmų.

Vokiečių inžinierius Konradas Cūzė (Conrad Zuse) nuo pat vaikystės mėgo konstruoti. 1934 metais, būdamas Berlyno aukštosios technikos mokyklos studentas, pajuto, kad be galo nuobodu atlikinėti sudėtingus inžinerinius skaičiavimus, todėl ėmė kurti universalią skaičiavimo mašiną, panašią į Č. Babidžo analizinę (nors apie Č. Babidžo darbus nebuvo girdėjęs).

Paeksperimentavęs su dešimtaine skaičiavimo sistema, K. Cūzė vis dėlto pasirinko dvejetainę. Nors ir nesusipažinęs su anglų matematiko Džordžo Būlio (George Boole) logika, leidžiančia atlikti elementarius veiksmus su dvejetainiais skaičiais, K. Cūzė 1936 m. sukūrė skaičiavimo mašiną Z-1, kurioje buvo pritaikyti Dž. Būlio algebros principai. Vėlesniame modelyje Z-2 vietoj mechaninių jungiklių jis panaudojo elektromechanines reles, o informacijai įvesti pritaikė perforuotą 35 mm pločio fotojuostą (vėliau ją pakeitė popierine). K. Cūzė tobulino savo mašiną iki 1939 metų t. y. iki antrojo pasaulinio karo, davusio galingą impulsą skaičiavimo technikos plėtojimui.

1941 m. 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 detalių, 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 geitai nugalėti.

Nors pirmosios elektroninės skaičiavimo mašinos projektą sukūrė JAV mokslininkas Džonas Atanasovas (John Atanasoff) dar 1939 metais (karas sutrukdė šį projektą visiškai realizuoti), tačiau tik 1945 metų pabaigoje JAV buvo sukurta galinga, grynai elektroninė (be mechaninių elementų) mašina ENIAC (Electronic Numerical Integrator, Analyser and Calculator, išvertus į lietuvių kalbą, reiškia elektroninis skaitmeninis integratorius, analizatorius ir skaičiuotuvas), kurioje sumontuotos 17468 elektroninės lempos.

1947 metais Kembridže Morisas Vilksas (Maurine Wilkes) sukonstravo mašiną EDSAC (Electronics Delay Storge Automatic Calculator – elektroninį automatinį kalkuliatorių, turintį atmintį su delsos linijomis). Skirtingai negu kitos, ji rėmėsi nauja programinio aprūpinimo strategija, taigi naudojo standartines, dažnai skaičiavimams taikomas programas ir įrangą programų klaidoms aptikti.

Pirmą kartą mašinoje EDSAC panaudota operacinė sistema (OS), t. y. programų rinkinys, leidžiantis automatiškai valdyti skaičiavimo procesą. Tai sudarė geras sąlygas sparčiai kurti vis greitesnius kompiuterius, kuriuose programos žaibiškai skaitomos iš atminties ir kurie apdoroja įvairią informaciją.

Kompiuteris bei informacija

Kompiuteriai – paskutinis mados klyksmas informacinių technologijų istorijoje – jau ne tik pretenduoja padaryti, bet ir padarė ženklią įtaką. Naudojami tik specialistų, jie mažai veikė kultūrą – buvo mokslo laimėjimas, egzotiška profesija ir tiek. O asmeniniai kompiuteriai į gyvenimą įsiveržė itin audringai. Įstaigoje, mokykloje, namie jie pamažu tapo įprastu darbo įrankiu, prietaisu. Ypač svarbūs kompiuteriai komunikacijai (bendravimui, ryšiams). Jie netgi žada pakeisti žmonių bendravimą. Tačiau informatika – ne tik technologijų kūrimas ir vartojimas. Svarbu pažinti ir pačią informaciją, nes būtent ji yra visos informatikos egzistavimo pagrindas. Tyrinėdami informaciją, jos apraiškos formas bei dėsningumus, mokslininkai jau yra pastebėję daug įdomių dalykų. Tikriausiai dar daugiau jų laukia savo atradėjų, nes informacijos tyrimas – viena iš pačių naujausių mokslo krypčių. Informacija žmonėms tebėra didžiulė paslaptis. Iki šiol mokslininkai vis kitaip aiškina, ką dera ja vadinti.

Bet pripažįstame, kad informacijos aplink mus labai daug. Moksleiviui norinčiam viską žinoti, bankininkui, atliekančiam operacijas su pinigais, policininkui, ieškančiam nusikaltėlio, kitų profesijų žmonėms reikia apdoroti, perduoti, saugoti informaciją, o gal tiesiog atsipalaiduoti, papramogauti. Todėl žmonės ieško būdų, kaip geriau ją surasti, apdoroti, išsaugoti. Vienas iš paieškos rezultatų, užvaldęs šį pasaulį, yra kompiuteris.

Šaltinių ir literatūros sąrašas

1. „Informatikos skaitiniai“ 1996m.
2. „Informatikos pradmenys“ 1999m.

Leave a Comment