PŘEHLED TÉMATU 1. Historie počítacích strojů Předchůdci počítačů Elektronické počítače 0. generace Elektronické počítače 1. generace Elektronické počítače 2. generace Elektronické počítače 3. generace Elektronické počítače 4. generace 2. Vývoj mikropočítačů Osmibitové mikropočítače Šestnácti a dvaatřicetibitové počítače IBM 3. Vývoj mikroprocesorů Mikroprocesory Intel Mikroprocesory AMD Ostatní výrobci 1
PŘEDCHŮDCI POČÍTAČŮ I 1. Abakus Kuličkové počítadlo staré až 5000 let 2. Mechanické kalkulátory Leonardo da Vinci W. Schickard (1623) počítací hodiny B. Pascal (1642) - mechanická kalkulačka W. von Leibnitz (1694) vylepšil Pascalovu kalkulačku T. de Colmar (1820) Aritmometr, první sériová výroba 3. Děrné štítky Objeveny v roce 1805 pro tkalcovské stavy H. Hollerith (1889) sčítání lidu v USA Významné zkrácení doby sčítání 2
PŘEDCHŮDCI POČÍTAČŮ II 4. Analytický stroj (1848 -?) Charles Babbage (1792-1871) 1871) Mechanický stroj pro řešení kvadratických polynomů Později upraven pro univerzální počítání Složen z několika tisíců dílů Nikdy pořádně nedokončen Byl programovatelný pomocí mechanických přepínačů Programován byl ženou kněžna Augusta Ada Byron - Lovelace(1815-1852), 1852), dcera anglického básníka Gordona Byrona ADA = název pro speciální programovací jazyk vytvořený na zakázku Ministerstva obrany USA v letech 1979-19801980 3
TECHNICKÉ PRVKY POČÍTAČŮ I Počítače používaly různé základní stavební kameny: 1. Elektromagnetická relé 2. Elektronky 4
TECHNICKÉ PRVKY POČÍTAČŮ II Počítače používaly různé základní stavební kameny: 3. Tranzistory 4. Integrované obvody 5. Mikroprocesory Programovatelné integrované obvody 5
POČÍTAČE 0. GENERACE 1. Charakteristické vlastnosti: Prototypové stroje Převážně reléové mechanizmy Velký počet skříní Počet operací za sekundu: jednotky 30. 40. léta 20-tého století 2. Charakteristické výrobky: Konrad Zuse (Německo) Z1 (38), Z2 (39), Z3 (41),, Z4 (50) Howard Aiken (USA) Harward Mark I. (1943) Atanasoff a Berry ABC (Atanasoff-Berry Computer, 1941) Newman a Williams Heath Robinson (1943) Vyvinut v centru protiněmeckého výzkumu v Bletchly Parku v Anglii Vysoká rychlost čtení znaků (až 2000 znaků/s) 6 Nahrazen stroji Colossus určenými pro lámání kódů německého šifrovacího systému Enigma
ENIGMA Německý válečný šifrovací stroj Vynalezen ve 20.letech 20.st st. Tvůrce Arthur Scherbius Mnohokrát zdokonalen Vyrobeno cca 100.000ks Používán až do 50.let 20st st. Hlavním principem byly otočné rotory (3-8ks) Umožňoval zašifrovat stejné písmeno při každém stisku klávesy jinak Rozšifrování je při znalosti principu stroje relativně snadné ale časově náročné je třeba velký výpočetní výkon, který je dnes již bez problémů k dispozici 7
POČÍTAČE 1. GENERACE 1. Charakteristické vlastnosti: Prototypové stroje Převážně elektronky Velký počet skříní Počet operací za sekundu: stovky Přibližně 1945 1950 2. Charakteristické výrobky: ENIAC (Electronic Numerator, Integrator, Analyser and z roku 1944, Mauchly, Eckert, von Neumann Obrovský stroj (18.000 elektronek, 30 tun, 300 m 2 ) Spotřeba až 140kW První počítač s koncepcí dnešních počítačů (von Neumannova koncepce) and Computer) Další kousky : Edvac, Edsac, Binac, Seac, Swac, Univac Harward Mark II. a III., WhirlWind, IBM 604 atp. 8
VON NEUMANNOVA KONCEPCE POČÍTAČŮ Princip činnosti počítače: 1. Do Do operační paměti se pomocí vstupních zařízení přes ALU umístí program, který bude provádět výpočet. 2. Stejným způsobem se do operační paměti umístí data, která bude program zpracovávat 3. Proběhne vlastní výpočet, jehož jednotlivé kroky provádí ALU. Tato jednotka 9 je v průběhu výpočtu spolu s ostatními moduly řízena řadičem počítače. Mezivýsledky výpočtu jsou ukládány do operační paměti. 4. Po skončení výpočtu jsou výsledky poslány přes ALU na výstupní zařízení.
UNIVAC - MODEL 10
POČÍTAČE 2. GENERACE 1. Charakteristické vlastnosti: Převážně tranzistory a diody Objevuje se sériová výroba Velký počet skříní Počet operací za sekundu: tisíce Přibližně 1950 1965 První programovací jazyky 2. Charakteristické výrobky: TRADIC (TRAnzistor DIgital Computer) Vytvořen v Bellových laboratořích pro letectvo USA (USAF) J.H. Felker, březen 1955 Možnost umístění na palubu bombardéru B-52 700-800 tranzistorů a cca 10.000 diod Spotřeba méně než 100W Další novinky: paměti magnetická jádra, pásky a kotouče 11
POČÍTAČE 3. GENERACE 1. Charakteristické vlastnosti: Převážně integrované obvody Sériová výroba Několik skříní Operací za sekundu: stovky tisíc Přibližně 1965 1980 2. Důležité milníky (1958) Vynález integrovaného obvodu (IO), J. Kilby Vynález LED diody První osobní počítač Anita Mark 8 (Anglie, 1967) Moorův zákon kapacita IO se každých 12-1818 měsíců zdvojnásobí IBM System/360 (1964) první počítač s integrovanými obvody (1 byte = 8 bitů) Externí disk s kapacitou 7,2MB Čtečka znaků 12
POČÍTAČE 4. GENERACE 1. Charakteristické vlastnosti: Mikroprocesory Stolní počítače Operací za sekundu: miliony Přibližně od roku 1980 2. Důležité milníky (1971) Sériová výroba mikroprocesorů, Texas Instruments Nástup používaní CRT obrazovek Mikroprocesory Intel 8086, Zilog Z80 a Motorola 68000 Operační systémy CP/M a IBM PC-DOS COMMODORE VIC 20 (1980) Jeden z prvních osmibitů osmibitů domácích počítačů Procesor MOS 6502, frekvence 1 MHz, RAM 5 64 KB Grafika: televize (176x184px), vstup/výstup: magnetofon 13