ROZDĚLENÍ POČÍTAČŮ HISTORIE

PŘÍPRAVA K MATURITĚ 2

CO JE TO POČÍTAČ ??

POČÍTAČ JE UNIVERZÁLNĚ PROGRAMOVATELNÝ AUTOMAT. JE TO VÝPOČETNÍ PROSTŘEDEK, KTERÝ ZPRACOVÁVÁ AUTOMATICKY, DLE PŘEDEM PŘIPRAVENÉHO POSTUPU (PROGRAMU) ULOŽENÉHO VE SVÉ PAMĚTI, ČÍSLICOVOU INFORMACI (DATA VE FORMĚ ČÍSEL) VYJÁDŘENOU DISKRÉTNĚ NESPOJITÝM ČÍSLICOVÝM SIGNÁLEM, NEJČASTĚJI DVOUHODNOTOVÝM (0,1).

SLOVO „POČÍTAČ “ (COMPUTER) POCHÁZÍ ZE SLOVA POČÍTAT (COMPUTE), Z TOHO DŮVODU, ŽE V PRVNÍ FÁZI SE POČÍTAČE POUŽÍVALY POUZE PRO VÝPOČTY. POTOM SE ZAČALY POUŽÍVAT K UKLÁDÁNÍ A VYHLEDÁVÁNÍ ÚDAJŮ, POZDĚJI PRO PSANÍ TEXTŮ, ZPRACOVÁNÍ GRAFIKY A ZVUKU.

ROZDĚLENÍ

PODLE PROVEDENÍ

PODLE VELIKOSTI

PODLE PRINCIPU ČINNOSTI

PODLE SADY INSTRUKCÍ PROCESORU

ROZBOR VON NEUMANOVY KONCEPCE

PODLE GENERACE

PODLE VELIKOSTI

SÁLOVÉ POČÍTAČE - MAINFRAME

MINIPOČÍTAČE - VEJDOU SE NA STŮL, VÍCE ÚLOH NAJEDNOU, SERVERY V MENŠÍCH PROVOZECH).

OSOBNÍ POČÍTAČE (PC=PERSONAL COMPUTERS) - PRO 1 UŽIVATELE, OBTÍŽNĚ ZVLÁDAJÍ VĚTŠÍ POČET ÚLOH.

MIKROPOČÍTAČE - SPECIÁLNÍ ÚČELY (ŘÍZENÍ VSTUPU PALIVA, PRAČKY, ...), OZNAČOVALY SE TAK I OSMIBOITOVÉ POČÍTAČE V 80. LETECH.

PODLE PROVEDENÍ

TOWER (VĚŽ), BIGTOWER, MINITOWER

DESKTOP, SLIM (VELMI TENKÝ DESKTOP)

LAPTOP - POČÍTAČ NA KLÍN (LAP=KLÍN), PŘENOSNÝ

NOTEBOOK (NOTEBOOK= POZNÁMKOVÝ SEŠIT) - SEŠITOVÁ VELIKOST (A4)

PALMTOP - POČÍTAČ DO DLANĚ (PALM=DLAŇ), MÉNĚ MOŽNOSTÍ, DÁ SE SPOJIT S POČÍTAČEM, RYCHLÉ POZNÁMKY V TERÉNU, ZPRACOVÁNÍ V KANCELÁŘI.

PŘÍKLAD ROZDĚLENÍ POČÍTAČŮ

PODLE PRINCIPU ČINNOSTI

ANALOGOVÉ POČÍTAČE

ČÍSLICOVÉ POČÍTAČE

ANALOGOVÉ - REPREZENTUJÍ HODNOTY SPOJITĚ PODLE NĚKTERÉ FYZIKÁLNÍ VELIČINY (ELEKTRICKÝ PROUD, TLAK VZDUCHU, KAPALINY) - VELIČINA MŮŽE NABÝVAT LIBOVOLNÝCH HODNOT, PRO NÁROČNĚJŠÍ ÚLOHY NEVYHOVUJÍCÍ, DNES VYMIZELY (POUŽITÍ SNAD V EXTRÉMNÍCH PROSTŘEDÍCH - ARMÁDA; ÚZKÁ SKUPINA ÚLOH DEFINOVANÝCH DIFERENCIÁLNÍMI ROVNICEMI).

ČÍSLICOVÉ (NUMERICKÉ) - HODNOTY REPREZENTOVÁNY NESPOJITĚ (DISKRÉTNĚ) POMOCÍ DVOU STAVŮ FYZIKÁLNÍ VELIČINY, INFORMACE SE PŘEVÁDĚJÍ NA ČÍSLA VE DVOJKOVÉ SOUSTAVĚ

PODLE SADY INSTRUKCÍ PROCESORU

CISC (COMPLEX INSTRUCTION SET COMPUTER) - MNOŽSTVÍ SLOŽITÝCH A DLOUHÝCH INSTRUKCÍ (OBVYKLE PŘES 100 RŮZNÝCH INSTRUKCÍ).

RISC (REDUCED INSTRUCTION SET COMPUTER) - MENŠÍ MNOŽSTVÍ JEDNODUCHÝCH INSTRUKCÍ, JEDNOTNÁ DÉLKA INSTRUKCÍ - ZRYCHLENÍ

V POSLEDNÍCH LETECH SE ALE ROZDÍL MEZI TĚMITO DVĚMA TYPY STÁLE ZMENŠUJE.

PODLE GENERACE

GENERACE VÝKON(OPERACE/S) SOUČÁSTKY VSTUP/VÝSTUP, VNĚJŠÍ PAMĚŤ ROK VZNIKU

0. ASI 500 RELÉ, ELEKTRONKY DĚRNÉ ŠTÍTKY A PÁSKY/DÁLNOPIS

MAGNETICKÉ BUBNY

DO 1949

1. ASI 1000 ELEKTRONKY DĚRNÉ ŠTÍTKY A PÁSKY/ŘÁDKOVÉ TISKÁRNY

MAGNETICKÉ PÁSKY

DO 1956

2. TISÍCE TRANZISTORY TERMINÁLY/RYCHLOTISKÁRNYMAGNETICKÉ DISKY

DO 1964

3. NAD 10 000 INTEGROVANÉ OBVODY

KLÁVESNICE/MONITOR DO 1972

3,5. NĚKOLIK SET TISÍC INTEGROVANÉ OBVODY LSI

KLÁVESNICE/MONITORDISKETY

OD 1972 DODNES

4. MILIÓNY INTEGROVANÉ OBVODY VLSI

KLÁVESNICE/MONITORDISKETY, CD-ROM

OD 1981 DODNES

HISTORY ?????

NULTÁ GENERACE

RŮZNÉ POKUSY NA RŮZNÉ SOUČÁSTKOVÉ ZÁKLADNĚ (ELEKTRONKY, RELÉ)NÍZKÝ VÝKON, VELKÉ ROZMĚRYCOLOSSUS (1943), WHIRLWIND COMPUTER (1944-1951)Z-1 - PRVNÍ POČÍTAČ, NĚMECKO, 1934, KONRAD ZUSE, NIKDY NEBYL ZCELA PROVOZUSCHOPNÝ (MECHANICKÉ ZÁKLADY ČINNOSTI)Z-3 - PRVNÍ PRAKTICKY POUŽITELNÝ POČÍTAČ, 1941, RELÉ (2.600 ELEKTROMAGNETICKÝCH RELÉ, BINÁRNÍ SOUSTAVA, VNĚJŠÍ PAMĚŤ - DĚROVANÝ FILMOVÝ PÁS), RYCHLOST 1 OPERACE ZA SEKUNDU, PAMĚŤ - 64 ČÍSELMARK I - 1944 - USA - PODOBNÝ POČÍTAČ, HOWARD AIKEN, DESÍTKOVÁ SOUSTAVA, POUŽIT PŘI VÝPOČTU VELIKOSTI NÁLOŽE PRVNÍ ATOMOVÉ PUMYČESKOSLOVENSKO - 1957 - SAPO (SAMOČINNÝ POČÍTAČ) (ZA TŘI ROKY PO JEHO DOKONČENÍ (1960) SAPO BOHUŽEL SHOŘEL, PROTOŽE Z JISKŘÍCÍCH RELÉOVÝCH KONTAKTŮ SE VZŇALA LOUŽIČKA OLEJE, KTERÝM BYLO NUTNO RELÉ PŘIMAZÁVAT.)

PRVNÍ GENERACE

ELEKTRONKY (NAHRAZENÍ RELÉ BISTABILNÍM SPÍNACÍM PRVKEM (KLOPNÝ OBVOD) SLOŽENÝM Z ELEKTRONEK)ENIAC (ANGL. ELECTRONIC NUMERICAL INTEGRATOR AND COMPUTER) - MAUCHLYM, ECKERTEM (UNIVERZITA V PENSYLVÁNII), 30 TUN, CHLAZEN PROUDEM VZDUCHU ZE DVOU LETECKÝCH MOTORŮ, 167 METRŮ ČTVEREČNÍCH, DESÍTKOVÁ SOUSTAVA, KOMBINACE ELEKTRONEK A RELÉ, 5 000 OPERACÍ ZA SEKUNDU (DNES JE SHODNÝ VÝKON PŘEDSTAVOVÁN ČIPEM O PLOŠE NECELÉHO 1 CM ČTVEREČNÍHO) X TISÍCINÁSOBNÉ ZRYCHLENÍ PROTI JEHO PŘEDCHŮDCŮM (MARK-I A Z-3), PROGRAMOVÁNÍ PROPOJOVÁNÍM CELKEM 130 KABELŮ A MNOHDY TRVALO CELÉ TÝDNYJOHN VON NEUMANN - AMERIČAN MAĎARSKÉHO PŮVODU, VON NEUMANNOVO SCHÉMA

DRUHÁ GENERACE

TRANZISTORY - ZMENŠENÍ ROZMĚRŮ, POKLES SPOTŘEBY ENERGIE1947 - VYNÁLEZU TRANZISTORU - MENŠÍ ROZMĚRY, VYŠŠÍ SPOLEHLIVOST, MINIMÁLNÍ SPOTŘEBA ENERGIEOD POLOVINY 50. LET (IBM-1401, NATIONAL ELLIOT 803, U NÁS MINSK Z SSSR)NEKOMPATIBILITA A NEJEDNOTNOST VÝROBCŮ - SLABÉ ROZŠÍŘENÍ.1968 - ZPA 600 - PRVNÍ ČESKOSLOVENSKÝ TRANZISTOROVÝ POČÍTAČ

TŘETÍ GENERACE

OD 1961INTEGROVANÉ OBVODY (NĚKOLIK TRANZISTORŮ NA JEDNÉ DESTIČCE - CHIPU) - VÝRAZNÉ ZMENŠENÍ, URYCHLENÍ MONTÁŽEPRVNÍ INTEGROVANÉ OBVODY - 10-100 TRANZISTORŮIBMSYSTEM/360 - PRVNÍ POČÍTAČ TŘETÍ GENERACEEC 1021, EC 1025, ... - NAŠE POČÍTAČE TŘETÍ GENERACE OD ROKU 1971, SOUČÁST JJSEP (JEDNOTNÝ SYSTÉM ELEKTRONICKÝCH POČÍTAČŮ - SOCIALISTICKÉ ZEMĚ)SNAHA O STANDARDIZACI TECHNICKÉHO VYBAVENÍ, TYPOVÉ ŘADY POČÍTAČŮ

TŘÍ A PŮLTÁ GENERACE

LSI - INTEGRAOVANÉ OBVODY S VYSOKOU HUSTOTOU INTEGRACE (NĚKOLIK TISÍC TRANZISTORŮ)MODULÁRNÍ KONSTRUKCE TECHNICKÉHO VYBAVENÍJEJICH VÍCEÚLOHOVÉ OPERAČNÍ SYSTÉMY - OVLÁDÁNÍ POMOCÍ KONCOVÝCH STANIC - TERMINÁLŮINTERAKTIVNÍM KOMUNIKACE IBM 370JSEP 2 (ODVOZENO OD IBM) - EC 1027VZNIK MINIPOČÍTAČŮ (DO TÉ DOBY POUZE STŘEDISKOVÉ RESP. SÁLOVÉ) - DEC-DIGITAL EQUIPMENT COMPANY, HEWLETT-PACKARD, U NÁS SYSTÉMY SMEP1969 - VYNÁLEZ MIKROPROCESORU - DOMÁCÍ A OSOBNÍ POČÍTAČEPOČÁTEK 80. LET - IBM PC, MACINTOSH (APPLE)POLOVINA 80. LET - SÍTĚ LANKONEC 80. LET - WAN

ČTVRTÁ GENERACE

VLSI - INTEGROVANÉ OBVODY S VELMI VYSOKOU HUSTOTOU (MILIONY GTRANISTORŮ NA NĚKOLIKA CENTIMETRECH)POKUSY O MULTIPROCESOROVÉ SYSTÉMYVÍCEPROCESOROVÉ SYSTÉMYIBM ŘADA SIERRA (IBM 3090), SIEMENS, BURROUGHS NEBO BULL, IBM, DEC (DIGITAL EQUIPMENT COMPANY), WANG, OLIVETTI, HEWLETT-PACKARD, CRAYE (CRAY-1 A CRAY-2 - SVÉHO ČASU NEJVÝKONNĚJŠÍMI POČÍTAČI SVĚTA, CRAY-3 - 16-TI PROCESORŮ - HLAVNÍ PŘEDSTAVITEL TZV. UPERPOČÍTAČŮ)SILICON GRAPHICS - ŠPIČKOVÉ GRAFICKÉ STANICE A DATOVÉ SERVERY (NĚKOLIK STOVEK PROCESORŮ SPOLEČNĚ)

PÁTÁ GENERACE

BUDOUCNOSTUMĚLÁ INTELIGENCE - MYŠLENKOVÉ POSTUPY ČLOVĚKA, KONVERZACE S ČLOVĚKEM, AUTOMATICKÁ OPRAVA PROGRAMU, SAMOSTATNÉ ROZHODOVÁNÍPARALELNÍ ZPRACOVÁNÍ, MULTIPROCESING, PODOBNOST S BIOLOGICKÝMI NEURONOVÝMI SÍTĚMINOVÁ SOUČÁSTKOVÁ ZÁKLADNA (BALISTICKÉ TRANZISTORY, SUPRAVODIVÉ JOSEPHSONOVY OBVODY?)POČÍTAČE "NON VON" - OPUŠTĚNÍ VON NEUMANNOVY KONCEPCE - PARALELNÍ POČÍTAČE (PARALELNÍM ZPRACOVÁNÍM PROCESŮ)

VON NEUMANOVA KONCEPCE

ODLIŠNOSTI

• PODLE VON NEUMANNOVA SCHÉMATU POČÍTAČ PRACUJE VŽDY S JEDNÍM PROGRAMEM. TOTO VEDE KE ŠPATNÉMU VYUŽITÍ STROJOVÉHO ČASU. V SOUČASNÉ DOBĚ TKZV. MULTITASKING.

• POČÍTAČ MŮŽE DISPONOVAT I VÍCE NEŽ JEDNÍM PROCESOREM

• POČÍTAČ PODLE VON NEUMANNOVA SCHÉMATU PRACOVAL POUZE V TZV. DISKRÉTNÍM REŽIMU (DO PAMĚTI pc JE ZAVEDEN PROGRAM, DATA A PAK PROBÍHÁ VÝPOČET; V PRŮBĚHU VÝPOČTU JIŽ NENÍ MOŽNÉ S PC DÁLE INTERAKTIVNĚ KOMUNIKOVAT).

• EXISTUJÍ VSTUPNÍ/VÝSTUPNÍ ZAŘÍZENÍ, KTERÁ UMOŽŇUJÍ JAK VSTUP, TAK VÝSTUP DAT (NEBO PROGRAMU).

• PROGRAM SE DO PAMĚTI NEMUSÍ ZAVÉST CELÝ, ALE JE MOŽNÉ ZAVÉST POUZE JEHO ČÁST A OSTATNÍ ČÁSTI ZAVÁDĚT AŽ V PŘÍPADĚ POTŘEBY.

HARVARDSKÉ SCHÉMA

ODDELENÁ PAMĚŤ PRO PROGRAM A PRO DATA(NĚKTERÉ JEDNOČIPOVÉ MIKROPOCÍTAČE).VÍCEPROCESOROVÉ POCÍTACE – POCÍTAČE S NĚKOLIKA CPU. DĚLÍ SE PODLE TOHO, ZDA MAJÍ SDÍLENOU PAMĚŤ:• MULTIPROCESSORS (MULTIPROCESORY) MAJÍ SDÍLENOU PAMET• MULTICOMPUTERS (MULTIPOČÍTACE) NEMAJÍ SDÍLENOU PAMĚŤ, PROCESORY KOMUNIKUJÍ NAPRÍKLAD POMOCÍ MECHANISMU ZASÍLÁNÍ ZPRÁV.

POČÁTKY VÝVOJE POČÍTAČŮ

MECHANICKÉ, NEPRACOVALY AUTOMATICKY PODLE PROGRAMUABAKUSPOČÍTADLO, KULIČKY SE POSUNUJÍ VE ŽLÁBCÍCH (KOLEM 5000-3000 PŘED N.L.), ŘECKO, ŘÍM, 4 ZÁKLADNÍ OPERACELOGARITMICKÉ PRAVÍTKO2 STUPNICE, POSOUVÁNÍ (17. STOLETÍ)MECHANICKÉ POČÍTACÍ STROJEOZUBENÁ KOLEČKAWILHELM SCHICKARD – 1574 - POUZE MYŠLENKA, NEREALIZOVÁNO (AŽ POZDĚJI PODLE NÁKRESŮ), VŠECHNY OPERACEBLAISE PASCAL - 1642 - SČÍTÁNÍ A ODČÍTÁNÍ ŠESTIMÍSTNÝCH ČÍSELGOTTFRIED WILHELM LEIBNITZ - 1673 - VČETNĚ NÁSOBENÍ A DĚLENÍ, MYŠLENKA VÝHOD DVOJKOVÉ SOUSTAVY, PRINCIP OZUBENÝCH KOL, OD ROKU 1818 SÉRIOVÁ VÝROBA PODLE LEIBNITZEJOSEPH MARIE JACQUARD1805 - TKALCOVSKÝ STAV - OTVORY V PAPÍROVÝCH ŠTÍTCÍCH (DĚRNÉ ŠTÍTKY), PRVNÍ STROJ ŘÍZENÝ PROGRAMEMDĚRNÉ ŠTÍTKY - DŘÍVE DŘEVĚNÉ - FALCON (1728)

CHARLES BABBAGE1833 STAVBA MATEMATICKÉHO STROJE - ANALYTICAL ENGINE (MYŠLENKOVĚ BLÍZKÉ DNEŠNÍM)PROGRAMOVĚ ŘÍZENÝ STROJ!ČÍSELNÁ PAMĚŤ, PROGRAMOVÁ PAMĚŤ, ALU, ŘÍDÍCÍ JEDNOTKA, VÝSTUPNÍ ZAŘÍZENÍNEDOKONČENO A ZAPOMENUTO - TECHNIKA NEBYLA NA ÚROVNIPŘESNOST OSMI ČÍSLIC, PAMĚŤ - JEDEN TISÍC ČÍSELPŘÍTELKYNĚ ADA AUGUSTA DE LOVELAC - MYŠLENKA PODMÍNĚNÉHO VĚTVENÍ PROGRAMU PODLE VÝSLEDKU PŘEDCHOZÍHO KROKUHERMANN HOLLERITH1886 - DĚRNOŠTÍTKOVÝ STROJ - ČTENÍ I ZÁPIS DATPRVNÍ POUŽITÍ - SČÍTÁNÍ OBYVATELSTVA USA 1890 (DOSUD RUČNĚ NĚKOLIK LET, S POUŽITÍM STROJŮ 1 MĚSÍC)ROZŠÍŘENÍ V BANKÁCH, POJIŠŤOVNÁCH A VELKÝCH FIRMÁCH, 1924 - PRVNÍ VÝROBNÍ NÁPLŇ IBMKONRAD ZUSEPROJEKTOVÁNÍ PROGRAMOVĚ ŘÍZENÉHO POČÍTACÍHO STROJE, DVOJKOVÁ SOUSTAVA, SEMILOGARITMICKÁ REPREZENTACE ČÍSEL1937 – Z1 (MECHANICKÉ)1941 – Z3 – ELEKTROMECHANICKÉ, PRVNÍ FUNGUJÍCÍ PROGRAMOVĚ ŘÍZENÝ POČÍTAČ (DĚRNÁ PÁSKA S PROGRAMEM, 2000 RELÉ, KAPACITA PAMĚTI 64 SLOV PO 22 BITŮ, ČAS NÁSOBENÍ 3 SEKUNDY)ČTYŘICÁTÁ LÉTAMARK I (EDSAC) – 1944 (LABORATOŘE IBM + HARDVARDSKÁ UNIVERZITA - HOWARD H. AIKEN), RELÉ, PRINCIP ANALYTICAL EGINE, PRVNÍ FUNGUJÍCÍ POČÍTAČ, ČÁSTEČNÉ PROGRAMOVÉ ŘÍZENÍENIAC (ELECTRONIC NUMERAL INTEGRATOR AND COMPUTER) – 1946 – ELEKTRONKY, PRVNÍ ČISTĚ ELEKTRONKOVÁ KONSTRUKCE S MOŽNOSTÍ UNIVERZÁLNÍHO PROGRAMOVÉHO ŘÍZENÍ (1800 ELEKTRONEK, 10000 KONDENZÁTORŮ, 70000ODPORŮ, 1300 RELÉ, CHLAZENÍ 2 LETECKÉ MOTORY, 150 M2, 40 TUN, DEKADICKÁ SOUSTAVA., NÁSOBENÍ 3 MS)EDVAC (ELECTRONIC DISCRETE VARIABLE COMPUTER) – REALIZACE VON NEUMANNA

BUDOUCNOST

FYZIKÁLNÍ ZÁKONY JSOU NEÚPROSNÉ A PLATÍ I PRO KONSTRUKTÉRY POČÍTAČŮ: ELEKTRONY SE NEMOHOU PŘEMISŤOVAT RYCHLOSTÍ VYŠŠÍ NEŽ JE RYCHLOST SVĚTLA A TAK JSOU JEN DVĚ MOŽNOSTI, JAK POCHODY V POČÍTAČÍCH URYCHLIT: BUĎTO ZKRÁTIT VZDÁLENOSTI MEZI PRVKY NEBO ČINNOST ROZDĚLIT NA ÚSEKY, KTERÉ MOHOU PROBÍHAT SOUČASNĚ.ZKRACOVÁNÍ VZDÁLENOSTÍ ZNAMENÁ MINIATURIZACI POČÍTAČŮ, TA MÁ VŠAK TAKÉ SVÉ MEZE, PROTOŽE JE NÁROČNÁ NA TECHNOLOGII VÝROBY. NAOPAK PARALELIZACE NABÍZÍ NA PRVÝ POHLED NEOMEZENÉ MOŽNOSTI. PARALELNÍ POČÍTAČE.

TYPY POČÍTAČŮ

OTÁZKY K OPAKOVÁNÍ

1. DEFINUJTE POJEM POČÍTAČ

2. PROVEĎTE ROZDĚLENÍ POČÍTAČŮ A JEDNOTLIVÉ KATEGORIE POPIŠTE

3. POPIŠTE JEDNOTLIVÉ GENERACE POČÍTAČŮ

4. NAKRESLETE A POPIŠTE VON NEUMANNOVU KONCEPCI POČÍTAČE

5. JAKÉ JSOU ODLIŠNOSTI SOUČASNÝCH POČÍTAČŮ OD VON NEUMANNOVY KONCEPCE.

6. VYSVĚTLETE HARVARDSKÉ SCHÉMA POČÍTAČE

7. POPIŠTE HISTORII VÝVOJE POČÍTAČŮ OD STAROVĚKU PO DNEŠEK