NUO DŽORDŽO BŪLIO (GEORGE BOOLE) IKI BILO GEITSO (BILL GATES): ŽVILGSNIS Į KOMPIUTERIŲ ISTORIJĄ IR BŪLIO ALGEBROS VAIDMENĮ

Turinys

1. Įvadas
2. Būlio algebros vaidmuo kompiuterių istorijoje
3. Kompiuterių istorijos faktai
4. Personalinių kompiuterių atsiradimas
5. Literatūra

Įvadas

Personalinis kompiuteris (PK) yra galinga elektroninė skaičiavimo mašina (ESM), kuri ne tik padeda spręsti įvairius sudėtingus uždavinius, organizuoti verslą, tvarkyti finansus, įdomiai praleisti laisvalaikį, ji tapo vienu iš pagrindinių globalinės informacijos sistemos elementų. Elektroniniu paštu laiškas abonentą pasiekia per kelias minutes. Tokį kompiuterį mes pažįstame šiandien. Nieko jau nestebina “kompiuteriniai stebūklai”. Bet retas žmogus dirbdamas personaliniu kompiuteriu žino jo atsiradimo istoriją ir raidos etapus. Taigi, pasistengsime apžvelgti sudėtingą kompiuterio kelią nuo idėjos mo okslininko galvoje iki šių dienų, kai kompiuteris yra neatsiejama gyvenimo dalis.

Būlio algebros vaidmuo kompiuterių istorijoje

Kompiuterio idėja žmogaus smegenyse užsimezgė su pirmais skaičiavimais. Kuo sudėtingesnį skaičiavimą reikėjo atlikti, tuo opesnė buvo šio proceso supaprastinimo problema. Pirmieji bandymai sukurti skaičiavimo mechanizmą prasidėjo dar prieš mūsų eros pradžią. Anų laikų technikai toks uždavinys buvo labai sudėtingas. Daugybė mokslininkų ir matematikų ruošdavo dirvą kompiuterinei imperijai. Tarp jų B.Paskalio ir G.Leibnico vardai, kurie laikomi skaičiavimo technikos istorijos didvyriais.
1854 m. anglų matematikas Dž.Būlis (1815-1864) išleido knygą “Mąstymo dė ėsniai”, kurioje išdėstė teiginių logiką, vėliau gavusią Būlio algebros vardą. Jo sukurtoji logikos algebra, vadinama Būlio algebra, – skaitmeninių įtaisų formalaus aprašymo priemonė. Šiuolaikinėje mašinų informatikoje ji užima neeilinę vietą. Kompiuteryje visa informacija cirkuliuoja dviejų lygių elektroninių signalų pavidalu, pavyzdžiui, įtampa ar

rtima maitinimo įtampai ir artima nuliui. Todėl kompiuteryje visi veiksmai atliekami pagal dvejetainę skaičiavimo sistemą, o jo elementų veikimas yra aprašomas naudojant Būlio algebrą. Taigi, XIX amžiuje gyvenęs mokslininkas aprašė XXI amžiuje tebenaudojamų aukščiausiųjų technologijų elementų veikimo logiką. Jos pagrindą sudaro dvi binarinės operacijos: konjunkcija (“ir”) ir disjunkcija (“arba”) ir viena įnarinė operacija (“ne”). Visa esmė Bulio algebros slypi jos paprastume. Pasirodo, kad bet kokią operaciją galima išreikšti formulės pavidalu, kuri susideda tik iš konjunkcijų, disjunkcijų ir neigimo. Skaičiavimas elektroninėse skaičiavimo mašinose vyksta būtent tokių loginių elementų pagalba. Loginiai elementai kompiuteryje realizuoja elementarias operacijas su Bulio kintamaisiais. Išvesties signalai kompiuteryje tai viso labo tik elementarios bulinės funkcijos (elementarių bulinių operacijų rezultatai) nuo įvesties signalo. Elementarių loginių elementų grandinė sudaro kombinacinę sc chemą. Kombinacinė schema vienareikšmiškai sutampa su Bulio algebros formulėmis, todėl jos pagalba galima realizuoti bet kokią bulinių funkcijų sistemą. Mikroelektronikos pasiekimai leidžia gaminti vis sudėtingesnes schemas. Dar XX amžiaus 60-taisiais metais kiekvienas loginis elementas buvo renkamas iš kelių fizinių elementų (tranzistorių, diodų, varžų ir t.t.) bet jau aštuntajame dešimtmetyje integrinės schemos talpino tūkstančius loginių elementų.

Kompiuterių istorijos faktai

XX amžiaus ketvirtajame dešimtmetyje vokiečių inžinierius K.Cūzė sukūrė nedidelį kompiuterį kelių elektromagnetinių relių pagrindu. Bet dėl Antrojo Pasaulinio Karo šis kompiuteris ilgai nebuvo ži

inomas. H.Aikenas 1943 m. JAV sukūrė galingesnį kompiuterį “Mark-1”. Tai buvo skaičiavimo įtaisas iš elektromagnetinių relių, o valdymo programa užkoduojama perfojuostoje. Sukurtas kompiuteris skaičiavimus atlikdavo šimtus kartų greičiau negu žmogus ir buvo realiai naudojamas kariniams tikslams. Bet elektromagnetinės relės veikdavo gana lėtai ir nepatikimai, todėl Dž.P.Eckertas ir Dž.Močli (Pensilvanijos universitetas) JAV kariškių pavedimu dar karo metais sukūrė pirmąjį elektroninį bendrosios paskirties kompiuterį ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator), informacija apie kurį buvo paskelbta tik 1946 m. Šis kompiuteris buvo skirtas artilerijos šaudymo lentelėms skaičiuoti. U formos kompiuteris buvo 24 metrų ilgio, 2,5 m. aukščio ir svėrė apie 30 tonų. Viso kompiuteryje buvo panaudota 18000 elektroninių lempų. Tai buvo programuojamas kompiuteris. Tiesa, programavimas buvo atliekamas rankiniu būdu, atitinkamai sujungiant kabelius ir nustatant perjungėjus. Duomenys buvo įvedami naudojant perfokortas. Skaičiavimams reikalingų programų “įvedimas” trukdavo net visą dieną. 1944 m. Dž. fon Neimanas buvo pakviestas dirbti prie ENIAC projekto. Siekdami supaprastinti programavimą, projekto autoriai parengė atmintyje saugomos programos panaudojimo idėją. Šis pasiūlymas buvo paskelbtas ir davė pradžią plačiai žinomai sąvokai “Fon Neimano kompiuteris”.
Pirmuoju kompiuteriu, kuriame programa saugojama jo atmintyje, laikomas 1949 m. M. Uilkso realizuotas EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator) projektas Kembridže.
Pirmuoju komerciniu kompiuteriu laikomas UNIVAC I (1951 m.). Jis kainavo apie 1 mln dolerių. Tokių kompiuterių buvo pagaminta 48.
Ketvirtajame – penktajame deešimtmečiuose kompiuteriai buvo kuriami elektroninių lempų pagrindu. Todėl kompiuteriai buvo labai dideli. Be to jie buvo labai brangūs ir nepatikimi. Elektroninės lempos dažnai perdegdavo. Bet 1948 metais buvo sukurtas tranzistorius – miniatiūrinis ir pigus elektroninis elementas. Tranzistorius pakeitė elektroninė lempa. Tai leido sumažinti kompiuterio dydį šimtais kartų ir padidino jo patikimumą. Pirmieji tokie kompiuteriai atsirado XX amžiaus penktojo dešimtmečio pabaigoje.
1950 m. į kompiuterių gamybą įsijungė IBM firma, kuri buvo žinoma kaip perfokortų ir įstaigų automatizavimo įrangos gamintoja. Jos pirmasis kompiuteris buvo IBM 701, kurių pagaminta 19. Tais laikais vyravo nuomonė, kad kompiuteris – labai specializuotas įtaisas, turintis siaurą rinką. Šią nuomonę sulaužė IBM, investavusi 5 mlrd. dolerių ir 1964 m. paskelbusi apie sistemą IBM/360, kurią tuo metu sudarė 6 modeliai, besiskiriantys savo kaina ir našumu iki 25 kartų.

1953 m. buvo sukonstruotas kompiuteris LEO 1. Jis buvo sudarytas iš magnetinių juostų (su jomis buvo didelių problemų). Pagrindinis informacijos įvedimo objektas buvo perfakortos ir beveik pamirštos perfajuostos. LEO-1 galėjo keisti duomenis ir perprogramuoti procesus tiesiai iš konsolių.
1965 m. kompanija Digital Equipment (DEC) pristatė PDP-8 – pirmąjį komercinį minikompiuterį – mažą ir palyginus pigią mašiną. Ji buvo šaldytuvo dydžio ir kainavo tik 20000 JAV dolerių. Iki šiol kompiuterių kaina buvo skaičiuojama milijonais dolerių. Minikompiuteris laikomas šiuolaikinių mikroprocesorių protėviu.
Po tranzistoriaus atsiradimo sudėtingiausias darbas buvo jų litavimas ir sujungimas. Be

et jau 1959 metais R. Nois (būsimas kompanijos Intel įkūrėjas) išrado būdą, kuris leido patalpinti visus tranzistorius ir sujungimus vienoje plokštėje. Gautos elektroninės schemos vadinamos integralinėmis arba čipais. 1968 metais firma Burroughts išleido pirmąjį kompiuterį integralinių mikroschemų pagrindu.

O 1970 metais firma Intel pradėjo gaminti integralines atminties schemas. Sukūrus mikroprocesorius (μР), talpias integrines atmintis bei kitus integrinius kompiuterio elementus susidarė techninės prielaidos personaliniams kompiuteriams gaminti.

Personalinių kompiuterių atsiradimas

Personalinis kompiuteris arba PK tai elektroninė skaičiavimo mašina skirta vienam vartotojui. Personalinių kompiuterių era prasidėjo 1975 metų pradžioje rinkoje pasirodžius kompiuteriui Altair-8800 nuo MITS kompanijos. Jis dirbo mikroprocesoriaus Intel–8080 pagrindu. Kainavo toks PK apie 500 dolerių ir jame nebuvo nei klaviatūros nei ekrano. Informacija į jį buvo įvedama jungikliais, o išvedama į spinduolių (LED – Light-Emitting Diode) skydelį. Kompiuteris buvo sukonstruotas taip, kad vartotojas galėtų didinti atmintį ar įdėti kitokios paskirties plokštes. Netikėta MITS komercinė sėkmė paskatino ir kitas firmas susidomėti PK. Jaunas programuotojas Polas Allenas drauge su Harvardo universiteto studentu Bilu Geitsu (busimi kompanijos Microsoft įkūrėjai) šiam mikrokompiuteriui parašė pirmąjį keturių ir aštuonių Kbaitų BASIC’ą (BASIC – Beginners All-Purpose Symbolic Instruction Code).
Psichologinės prielaidos pereiti prie masinio PK vartojimo atsirado, kai amerikiečiai Steve’as Jobsas ir Steve’as Wozniakas 1977 m. sukūrė APPLE II serijos PK. Tai buvo pirmoji personalinė ESM, skirta ne profesionaliam programuotojui skaičiavimo technikos mėgėjui, o masiniam vartotojui.

Tačiau po 4 metų IBM perėmė personalinių kompiuterių gamybos vairą į savo rankas. Dabar IBM ar IBM tipo personaliniai kompiuteriai tvirtai vyrauja rinkoje.
PK be specializuotos ir efektyvios programinės įrangos (Software) yra beveik beverčiai. Jie labai paplito kaip tik dėl to, kad laiku buvo sukurta taikomoji programinė įranga. Yra trys pagrindinės jų rūšys: operacinės PK valdymo sistemos (MS-DOS, Windows, Unix), programavimo kalbų ir taikomųjų programų paketai. Kompanija Microsoft vedama Bilu Geitsu jau 1981 metai sukūrė MS-DOS operacinę sistemą pirmajam IBM PC. MS-DOS tai verbalinio bendravimo su kompiuteriu operacinė sistema. Čia su kompiuteriu vartotojas bendrauja komandų pagalba. Neįpratusiam vartotojui toks bendravimo stilius gali pasirodyti labai sudėtingas. Bet operacinės sistemos bei taikomosios programos tobulėja kartu su personaliniu kompiuteriu. Kiekvienais metais išleidžiamos naujos programinės įrangos versijos. Šių dienų vartotojas su kompiuteriu bendrauja grafinio interfeiso pagalba. Tai palengvina bendravimą ir naujųjų technologijų įsisavinimą. Naudotis personaliniu kompiuteriu nėra lengva, nes dabartiniame PK susijungė viso technikos amžiaus mokslo pasiekimai.

PK gaminami beveik visame pasaulyje. Stambiausi gamintojai yra JAV, Japonija, Vakarų Europos šalys, taip pat Pietų Korėja, Taivanis, Brazilija. Lietuvos firmos prekiauja įvežtais PK ir juos komplektuoja iš atvežtinių elementų.
Šiuo metu PK tapo svarbiausiu multimedijos (daugialypės terpės, multiterpės) komponentu ir pasaulinio bendravimo priemone per INTERNETINĮ kompiuterių tinklą. Multimedija sujungia televiziją, vaizdo ir garso techniką, ryšio sistemas su PK. Tokią sistemą nesunku sukomplektuoti ir Lietuvoje. PK dalinai prijungiami prie vietinių, regioninių, valstybinių ir tarptautinių informacijos tinklų, kurių duomenų bankuose kaupiama daugeliui vartotojų reikalinga informacija ir kuriais abonentai gali tiesiogiai bendrauti. Jau nemažai Lietuvos gyventojų ir firmų naudojasi pasaulinių tinklų INTERNET ir SPRINTNET paslaugomis. Ne didžiosios ESM, o PK, atsiradę maždaug prieš 30 metų, atvėrė visiems duris į informacinės technikos amžių.

Literatūra
1. М. Гук “Аппаратные средства IBM PC” С-Пб.
2. B. Starkus “Personalinis kompiuteris” Smaltija, Kaunas.
3. “Kompiuterių istorijos faktai ir skaičiai”
http://viesulas.ktu.lt/~stama/Architecture/Procesorius/FAKTAI.HTM
http://www.cio-world.ru/offline/2003/19/30236/