Historie výpočetní techniky 1. část. PRVOHORY Staré výpočetní pomůcky

Transkript

1 Historie výpočetní techniky 1. část PRVOHORY Staré výpočetní pomůcky

2 Staré výpočetní pomůcky Základem pro počítání je zaznamenávání čísel. V minulosti k tomu sloužily předměty, kam bylo možno dělat zářezy či vruby (kosti, hůlky apod.)

3 Staré výpočetní pomůcky K vlastnímu provádění výpočtů se vruby pro svou stálost nehodí. Proto k počítání od pradávna lidé používali prsty. Jinou výpočetní pomůckou byl abakus - deska, po níž se posouvaly drobné předměty. Později byly tyto předměty navlečeny na tyčku či drát a vzniklo počítadlo.

4 Staré výpočetní pomůcky Vznik abakusu je skryt kdesi v šerém dávnověku - snad se objevil někdy před pěti tisíci lety v Malé Asii, odkud se postupem doby rozšířil na východ. Později se abakus objevuje v Řecku a Římě. Japonci abakus převzali asi v 17. století, pojmenovali ho "soro Ban" a mírně si ho přizpůsobili - má jednadvacet sloupců s jedním korálkem nahoře a čtyřmi dole. Ruská verze abakusu se jmenuje "sčot" a pracuje se systémem deseti korálků v deseti rovnoběžných řadách.

5 Staré výpočetní pomůcky Počítadlo nemusí mít u nás obvyklý vzhled. Ve východní Asii se používají počítadla, u nichž některé (barevně odlišené) kuličky platí za pět kuliček obyčejných. V Číně se jim říká süan-pan, v Japonsku soroban (na obrázku).

6 Staré výpočetní pomůcky Západní počítadlo - sčot V Rusku se počítadlo vyvinulo do formy známého sčotu. Ruští obchodníci byli mistry v jeho používání a nebývalo výjimkou, že pokladní sečetla útratu na sčotu a teprve výslednou částku namarkovala do moderní elektronické pokladny.

7 Historie výpočetní techniky 2. část DRUHOHORY Mechanické kalkulátory a děrné štítky

8 Mechanické kalkulátory Napierovy kostky

9 Několik revolucí v počítání je spojeno se jménem skotského matematika Johna Napiera ( ). Tehdy obvyklý způsob násobení pomocí obdélníkové tabulky zjednodušil vytvořením kostek obsahujících v podobném tvaru násobky jednotlivých čísel. Napierovy kostky se používaly i ve výhodnějším válcovém provedení. Mechanické kalkulátory

10 Mechanické kalkulátory S Napierovým jménem je spojen i epochální objev logaritmů. Protože log(a.b) = log a + log b, dovolují logaritmy převést násobení na mnohem jednodušší sčítání (a dělení na odčítání). Tento způsob počítání usnadnily logaritmické tabulky.

11 Mechanické kalkulátory Logaritmy

12 Mechanické kalkulátory Logaritmické pravítko Na myšlence náhrady násobení sčítáním logaritmů je založeno i logaritmické pravítko. Sčítají se na něm úsečky reprezentující čísla na úsecích logaritmické stupnice. Na obrázku je nejstarší dochované logaritmické pravítko z dílny Bissakera.

13 Mechanické kalkulátory Sčítačka s posuvným hřebenem Toto zařízení (často známé pod firemním názvem Comptator, vyráběly je však různé firmy) tvoří přechod mezi jednoduchými výpočetními pomůckami a kalkulačkami. Pomocí jehly se posouval ozubený hřeben a v okénku se tak objevoval výsledek. Vyrábělo se v různých provedeních; některá i s přenosem do vyššího řádu a odečítáním.

14 Mechanické kalkulátory Leonardo da Vinci nejen umělec, ale také vědec a vynálezce nákres mechanické kalkulačky Wilhelm Schickard 1623 mechanická kalkulačka

15 Blaise Pascal vyrobil mechanickou kalkulačku v roce 1642 (ve svých devatenácti letech) s osmi číselníky se pohybovalo pomocí jehly byla schopna pouze sčítat a odčítat Mechanické kalkulátory

16 Mechanické kalkulátory Gottfried Wilhelm von Leibniz v roce 1694 krokový kalkulátor, který zvládal také násobení, dělení a druhou odmocninu

17 Mechanické kalkulátory Thomas de Colmar 1820 první hromadně vyráběna a používána kalkulačka Přístroj byl nazván aritmometr, uměl čtyři základní funkce a používal se až do první světové války

18 Mechanické kalkulátory Mechanické kalkulátory (např. kalkulátory značky Merchant, které používaly za druhé světové války američtí vědci pracující na vývoji atomové pumy) se udržely jak ve výrobě, tak i v praxi až do šedesátých let minulého století, kdy byly nahrazeny nejdříve elektrickými kalkulačkami a posléze elektronickými kalkulačkami a počítači.

19 Využití děrných štítků Hermann Hollerith, syn německého vystěhovalce, vyvinul v USA elektromagnetický třídící a počítací stroj pro vyhodnocování děrných štítků. Tento způsob komunikace s počítačem použil v roce 1889, když se snažil vyřešit problém, který se ve Spojených státech objevil v souvislosti s pravidelných sčítáním lidu.

20 Využití děrných štítků Hollerith využíval jako nosiče dat, která potřeboval zpracovat. Hollerith uvedl svoji čtečku děrných štítků na trh a dlužno podotknout, že tento systém se používal v podstatě na celém světě i ve druhé polovině 20. století.

21 Historie výpočetní techniky 3. část TŘETIHORY Babbageův analytický stroj

22 Babbageův analytický stroj V třetihorách se začíná rozvíjet myšlenka tzv. číslicových počítačových automatů. Jako zdroj energie se používá pára. Tyto stroje se vyznačují značnou složitostí, obrovskými rozměry a velikým množstvím součástek. Zajímavostí je, že zatím není znám ani jediný funkční exemplář.

23 Babbageův analytický stroj Charles Babbage - profesor matematiky v Oxfordu polovina 19. století Babbage počítal s tím, že by jeho diferenciální stroj měl na ozubeném válci stanoven pevný program, podle kterého by prováděl zadané matematické operace a zároveň by i automaticky tiskl výsledky

24 Babbageův analytický stroj vytvořil stroj, který měl univerzální uplatnění a jehož využití nebylo omezeno jenom na určitou oblast pod názvem analytický stroj tak roku 1848 začal vznikat všeobecně použitelný počítač pracující na mechanické bázi Jeho koncepce již v podstatě odpovídala běžným počítačům měl aritmetickou jednotku, paměť, vstupní jednotku a tiskárnu. Program však nebyl uložen v paměti, ale čten zvláštním snímačem. Přestože nebyl nikdy plně realizován, předběhl tehdejší dobu nejméně o 100 let a je považován za první univerzální počítač.

25 Babbageův analytický stroj

26 Babbageův analytický stroj Nejbližším matematikovým spolupracovníkem přitom byla kupodivu žena, v té době věc naprosto nevídaná a málem nepředstavitelná. Byla jí dcera anglického básníka lorda Gordona Byrona Augusta Ada, kněžna z Lovelace. Stala se tak první ženou - programátorkou na počest táto výjimečné ženy pojmenovalo americké Ministerstvo obrany nový programovací jazyk ADA.