1. ΕΞΕΛΙΞΗ ΚΑΙ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΩΝ
ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ
Β’ Τ2
Αρισούλα Πούρο
Στέλλα Σαμολαδά
Χριστίνα Φλέτσιου
8ο Γεν. Λύκειο Θεσ/νίκης
2. Από την αρχαιότητα είχε κατασκευαστεί
ο πρώτος «υπολογιστής» για να
απλοποιήσει την καθημερινότητα των
αρχαίων ανθρώπων και τις συναλλαγές
τους στο εμπόριο. Στη σύγχρονη εποχή
μετά από μεγάλες αναβαθμίσεις που
υπέστη κατέληξε σε μια μηχανή
κατασκευασμένη κυρίως από ψηφιακά
ηλεκτρονικά κυκλώματα και
δευτερευόντως από ηλεκτρικά και
μηχανικά συστήματα και έχει ως σκοπό να
επεξεργάζεται δεδομένα για να παράγει
πληροφορίες αλλά και να μας ψυχαγωγεί.
Εισαγωγή
3. Γύρω στο 2200 π.Χ. οι αρχαίοι Βαβυλώνιοι
είχαν αναπτύξει πολύ το εμπόριο και
χρειάζονταν κάτι να τους βοηθά στους
υπολογισμούς τους. Υπάρχει ένα ρητό που λέει
‘Η ανάγκη είναι η µητέρα της δημιουργίας’.
Αυτή η ανάγκη τους οδήγησε στο να
δημιουργήσουν τον πρώτο «υπολογιστή».
4. Μηχανισμός των Αντικυθήρων
Ο μηχανισμός των Αντικυθήρων
ανακαλύφθηκε στην αρχή του 2ου
αιώνα στο ναυάγιο ενός ελληνικού
πλοίου κοντά στα Αντικύθηρα, που
πιστεύεται ότι βυθίστηκε το 65 π.Χ.
Είχε τριάντα ή περισσότερα χάλκινα
γρανάζια και μια συσκευή με ακίδες
και οπές ανάμεσα σε δύο γρανάζια
που αναπαριστούσε τις κινήσεις της
σελήνης. Αυτή όμως η τεχνολογία
χάθηκε (δεν υπάρχει κανένα σχετικό
γραπτό για το μηχανισμό αυτό και
τον τρόπο λειτουργίας του) και
χρειάσθηκε να περάσουν αιώνες
μέχρι να δημιουργηθούν ξανά τόσο
πολύπλοκες συσκευές.
5. Το 1623 ο Βίλχελμ Σικάρντ έφτιαξε την πρώτη
μηχανική αριθμομηχανή και έτσι έγινε ο
πατέρας της εποχής των υπολογιστών.
Ακολούθησαν μηχανές από τον Μπλαίζ
Πασκάλ (η Πασκαλίνα, 1642, και κατόπιν η
μηχανή του Λάιμπνιτς που περιέγραψε το
δυαδικό σύστημα αρίθμησης, βασικό
παράγοντα λειτουργίας όλων των σύγχρονων
υπολογιστών.
Παρ' όλα αυτά, μέχρι τη δεκαετία του 1940,
πολλά μεταγενέστερα σχέδια
(συμπεριλαμβανομένου των μηχανών του
Τσαρλς Μπάμπατζ του 1800 και ακόμα και του
ENIAC του 1945) βασίζονταν στο πιο δύσκολο
να υλοποιηθεί ηλεκτρικά ή μηχανικά δεκαδικό
σύστημα αρίθμησης.
6. Ο υπολογιστής αυτός ήταν ο πρώτος που
χρησιμοποιήθηκε για την επίλυση μαθηματικών
προβλημάτων. Χρησιμοποιούσε ηλεκτρονικές λυχνίες και
το δυαδικό σύστημα.
Οι κατασκευαστές του ήταν οι Atanasoff και Berry, απ'
όπου πήρε και το όνομα ABC (Atanasoff-Berry-
Computer).
Ο υπολογιστής ABC
7. Ο Αμερικανός (βουλγαρικής καταγωγής) φυσικός Τζον Ατανάσοφ
κατασκευάζει τον πρώτο ηλεκτρονικό υπολογιστή με καθοδικές
λυχνίες, τις οποίες χρησιμοποίησε ως διακόπτες.
1943
8. Οι ανάγκες του πολέμου (στα μέσα του 20ου αιώνα ) για
πολύπλοκους υπολογισμούς σε προβλήματα βαλλιστικής, μεταφοράς,
διοίκησης και άλλα, κάνουν πιο επιτακτική την ανάγκη κατασκευής
μιας ικανής υπολογιστικής μηχανής. Ο πρώτος υπολογιστής, ο Z3 του
Γερμανού καθηγητή Kornad Zuse, κατασκευάστηκε το 1941 και
λειτουργούσε κάτω από την επίβλεψη ενός εξωτερικού προγράμματος
σε διάτρητη χαρτοταινία. Διέθετε μια μνήμη των 64 λέξεων με την
χρήση 2.600 ρολέδων και οι πράξεις γινόταν στο δυαδικό σύστημα με
κινητή υποδιαστολή. Η μηχανή αυτή καταστράφηκε στον
βομβαρδισμό του Βερολίνου το 1944.
Η πρώτη γενιά ηλεκτρονικών υπολογιστών
(1946 - 1958)
9. Την ίδια χρονιά από την άλλη πλευρά του Ατλαντικού, στο Harvard,
γεννιόταν ο Mark I. Ο Mark I ήταν προϊόν συνεργασίας του φυσικού
Howard Aiken και της IBM. Ο υπολογιστής αυτός αν και ήταν μια
τερατώδης μηχανή, που έκανε φοβερό θόρυβο και χαλούσε πολύ
συχνά, λειτούργησε μέχρι το 1959, ενώ σήμερα εκτίθεται στο
πανεπιστήμιο του Harvard. Οι διαστάσεις του ήταν μήκος 15 μέτρα,
πλάτος 2,5 μέτρα. Περιελάμβανε 500 χιλιόμετρα καλώδια. Οι επιδόσεις
του ήταν: πρόσθεση με 23 ψηφία σε 3 δέκατα του δευτερολέπτου,
πολλαπλασιασμός σε 6 δευτερόλεπτα και διαίρεση σε 12
δευτερόλεπτα.
Το επόμενο βήμα ήταν ο ENIAC.
Mark I
10. Ο UNIVAC, ή Universal Automatic Computer, ήταν τεράστιος
χαρακτηρίστηκε ως “Γιγάντιος Εγκέφαλος. Ζύγιζε 27
τόνους, καταλάμβανε 63 τετραγωνικά μέτρα μια ολόκληρη
αίθουσα, γεμάτη με πάνω από 5.000 λυχνίες κενού οι οποίες
καίγονταν πολύ συχνά και έχαναν 15 λεπτά μέχρι να τις
αντικαταστήσουν και κατανάλωνε 150 kW. Μπορούσε να
εκτελέσει έως 2000 εντολές ανά δευτερόλεπτο. (Συγκριτικά, ο
μέσος φορητός υπολογιστής διαχειρίζεται σήμερα συνήθως
περίπου 100.000 εκατομμύρια εντολές ανά δευτερόλεπτο). Ο
πρώτος υπολογιστής γενικής χρήσης. Δεν είχε ούτε μνήμη, ούτε
οθόνη. Χρησιμοποιούσε λάμπες κενού. Το μεγαλύτερο διάστημα
που δούλεψε ο υπολογιστής χωρίς να χαλάσει ήταν κοντά 5
μέρες!
ENIAC
11.
12. 1945-1956
Παρουσιάζεται ο ENIAC, που
κατασκευάστηκε από τους Μόκλι και
Έκερτ. Στη συνέχεια O Μόρις Ουΐλκς
συναρμολογεί τον EDSAC, τον πρώτο
υπολογιστή με αποθηκευόμενο πρόγραμμα,
στο πανεπιστήμιο του Κέμπριτζ. Ένα χρόνο
μετά οι μηχανικοί ερευνητές του
πανεπιστήμιου της Μινεάπολης
κατασκευάζουν τον ERA 1101, ένα από τα
πρώτα δημοφιλή συστήματα υπολογιστών
που κυκλοφορούν στην αγορά.
Σύντομη Ιστορία Των Υπολογιστών (Time
Line)
13. Ερευνητές του Τεχνολογικού Ινστιτούτου
Μασαχουσέτης κατασκευάζουν τον ΤΧ-0, τον
πρώτο αυτοπρογραμματιζόμενο υπολογιστή
κατασκευασμένο μόνο για αυτόν τον σκοπό. Δύο
χρόνια μετά ο Τζακ Κίλμπυ εφευρίσκει το πρώτο
ολοκληρωμένο κύκλωμα στα εργαστήρια της
Τexas Instruments για να βελτιώσει τις
αντιστάσεις και τους πυκνωτές, στοιχεία που
πλέον μπορούν να υπάρξουν πάνω στο ίδιο
κομμάτι ημιαγωγού.
1956-1964
14. Ο υπερυπολογιστής CDC 6600 σχεδιάζεται από
τον Σέιμουρ Κρέι (Seymour Cray). Μπορεί να
εκτελεί πάνω από 3.000.000 εντολές το
δευτερόλεπτο και είναι τρεις φορές πιο
γρήγορος από τον ανταγωνιστικό υπολογιστή
της ΙΒΜ. Η ΙΒΜ ανακοινώνει τον System 360,
έναν «οικογενειακό» υπολογιστή, με τον οποίο
είναι δυνατό να συνεργαστούν 40 περιφερειακά.
Ένα άλλο πολύ σημαντικό στοιχείο της 2ης
γενιάς είναι η εμφάνιση των πρώτων γλωσσών
υψηλού επιπέδου, για την συγγραφή
προγραμμάτων εφαρμογών, εξέλιξη
καθοριστικής σημασίας για τη γρήγορη διάδοση
των Η/Υ. Το 1957 παρουσιάζεται από τον John
Backus ο πρώτος μεταγλωττιστής της Fortran,
ενώ λίγο αργότερα η γλώσσα Cobol.
1964-1957
15. Η Xerox παρουσιάζει τον "Τhe Star", τον πρώτο προσωπικό
υπολογιστή με Γραφικό Περιβάλλον Χρήστη (Graphical user
interface, GUI). Ο Άνταμ Όσμπορν (Adam Osborne) ολοκληρώνει
τον πρώτο φορητό υπολογιστή, που φέρει το όνομά του (Osborne).
Ζυγίζει 24 λίβρες . Η ΙΒΜ παρουσιάζει τον IBM PC και κατακτά
την αγορά. O ΙΒΜ PC είναι ο πρόγονος όλων τον σημερινών
προσωπικών υπολογιστών (PC). Διαθέτει ως λειτουργικό σύστημα
το PC-DOS, δημιουργία της Microsoft, της εκκολαπτόμενης τότε
εταιρείας του Μπιλ Γκέιτς. Έπειτα από 3 χρόνια H IBM
παρουσιάζει τον IBM PC-AT ο οποίος είναι 3 φορές ταχύτερος από
τον αρχικό PC και βασίζεται στο νέο μικροεπεξεργαστή της Intel,
τον 286. Ο ΑΤ διαθέτει δίαυλο (bus) ISA των 16-bits και είναι ο
πλέον σύγχρονος για την εποχή του υπολογιστής. Και στη χρονιά
του ‘89 παρουσιάζεται ο (P4) γνωστός ως 486 μικροεπεξεργαστής, ο
οποίος περιέχει παραπάνω από ένα εκατομμύριο τρανζίστορ.
Παράλληλα παρουσιάζει και το chipset για μητρικές πλακέτες που
θα δέχονται το νέο μικροεπεξεργαστή.
1981-1989
16. Αρχίζει η ανάπτυξη του λειτουργικού συστήματος Linux από
τον Λίνους Τόρβαλντς. H Microsoft παρουσιάζει τα Windows
95, το πρώτο λειτουργικό σύστημα για κλώνους προσωπικών
υπολογιστών, βασισμένο στο MS-DOS, αλλά με Γραφικό
Περιβάλλον Επεξεργασίας (ΓΠΕ). Η Microsoft έπειτα
παρουσιάζει τα Windows 98, βελτιωμένη έκδοση των Windows
95. Ωστόσο και αυτό το λειτουργικό σύστημα βασίζεται στο
MS-DOS.
1991-2000
18. Η Microsoft παρουσιάζει τα Windows XP, που δεν εξαρτώνται πια από
το MS-DOS.
Το 2005 γίνεται η παρουσίαση των πρώτων μικροεπεξεργαστών διπλού
πυρήνα (Dual Core) από την Advanced Micro Devices (AMD).
2001-2013
19. Οι σημερινοί υπολογιστές είναι κατά μέσο όρο γρηγορότεροι κατά
400.000 φορές, ενώ καταναλώνουν μόλις το 0,35% της ενέργειας
σε σχέση με αυτή του ENIAC. Βέβαια, αν δεν υπήρχε αυτό το
μηχάνημα σήμερα θα ζούσαμε στα σκοτάδια. Η αρχή έγινε, ήταν
δύσκολη και επίπονη, ευτυχώς η τεχνολογία προχώρησε και μας
επιτρέπει να έχουμε τόσο γρήγορα μηχανήματα σε τόσο μικρό
χώρο.
20. Laser keyboard
Ένα εικονικό laser keyboard που συνδέεται στο
iPhone/iPad μέσω Bluetooth και μας επιτρέπει
να πληκτρολογούμε εύκολα και γρήγορα σε
οποιαδήποτε επίπεδη επιφάνεια. Η λειτουργία
της συσκευής βασίζεται στην ύπαρξη οπτικού
αισθητήρα που ανιχνεύει τη θέση των
δαχτύλων κάθε φορά που τοποθετούνται πάνω
σε κάποιο εικονικό πλήκτρο.
Η δυνατότητα αναγνώρισης είναι μέχρι και 400
χαρακτήρες το λεπτό. Το πληκτρολόγιο
λειτουργεί με επαναφορτιζόμενες μπαταρίες,
ενώ χάρη στο μικρό του μέγεθος, μπορεί να
μεταφερθεί παντού.
22. Είναι η πρώτη προγραμματιζόμενη
αυτόνομη υπολογιστική μηχανή στην οποία
η είσοδος, η έξοδος, το λογισμικό και το
υλικό, αποτελούνται όλα από βιομόρια.
‟Έχουμε χτίσει έναν υπολογιστή σε
νανοκλίμακα φτιαγμένο από βιομόρια που
είναι τόσο μικρός που εσείς δεν θα
μπορείται να τους τρέξετε μόνο μία φορά.
Όταν ένα τρισεκατομμύριο υπολογιστές
τρέξουν μαζί θα είναι σε θέση να κάνουν
δισεκατομμύρια διαδικασίες,” λέει ο
καθηγητής Ehud Shapiro του Ιδρύματος
Weizmann του Ισραήλ. Οι επιστήμονες
βλέπουν τέτοιους υπολογιστές DNA σαν
τους μελλοντικούς ανταγωνιστές για τους
συμβατικότερους γνωστούς μας
υπολογιστές, επειδή η μικρογράφηση
φθάνει στα όρια της και το DNA έχει τη
δυνατότητα να είναι πολύ γρηγορότεροι
από τους συμβατικούς υπολογιστές.
Βιο-υπολογιστές
23. Το πρωτότυπο ενός ηλεκτρονικού υπολογιστή,
εμπνευσμένου από τον ανθρώπινο εγκέφαλο, που
λειτουργεί χάρη σε «ηλεκτρονικό αίμα», παρουσίασε η
ΙΒΜ.
Η εταιρεία δηλώνει ότι εμπνέεται από τη Φύση,
κατασκευάζοντας υπολογιστές οι οποίοι χρησιμοποιούν
υγρό για την τροφοδοσία τους με ενέργεια και την ψύξη
τους, όπως ακριβώς ένας εγκέφαλος.
Οι επιδόσεις του ανθρωπίνου εγκεφάλου θεωρούνται
εντυπωσιακές, καθώς συνδυάζουν μεγάλη υπολογιστική
ισχύ και μικρό μέγεθος, απαιτώντας μόλις 20 βατ
ενέργειας – κάτι που σύμφωνα με δημοσίευμα του BBC, η
ΙΒΜ επιδιώκει με τη σειρά της να επιτύχει.
Επί της προκειμένης, το «αίμα» - ηλεκτρολύτης που
κυκλοφορεί στον υπολογιστή μεταφέρει ενέργεια και
λειτουργεί ως ψυκτικό. Ένα πολύ βασικό μοντέλο του
συστήματος παρουσιάστηκε στα εργαστήρια της εταιρείας
στη Ζυρίχη, από τους δρες Πάτρικ Ρατς και Μπρούνο
Μισέλ.
Όπως εκτιμούν, μέχρι το 2060, ένας υπολογιστής του ένα
petaflop (με τα σημερινά δεδομένα θα χρειαζόταν χώρο
έκτασης ενός ποδοσφαιρικού γηπέδου) θα μπορεί να
χωρέσει σε ένα γραφείο.
Ηλεκτρονικός υπολογιστής λειτουργεί με
«ηλεκτρονικό αίμα»
24. Το εργαστήριο του ΜΙΤ έχει
δημιουργήσει παράδοση στην
παρουσίαση επαναστατικών ιδεών για
νέα προϊόντα. Τώρα φαίνεται πως
ξεπερνούν για μία ακόμη φορά τη
φαντασία. Με το νέο τους «παιχνίδι»,
μπορεί κάποιος να συνομιλεί στον
υπολογιστή βγάζοντας το... χέρι του από
την οθόνη του άλλου. Κατά κάποιο
τρόπο τουλάχιστον.
Το inFORM δημιουργήθηκε για να
επιτρέπει στους ανθρώπους να ζήσουν
την εμπειρία των τρισδιάστατων
ψηφιακών πληροφοριών, σε ανάγλυφη
μορφή, και δίνει στον ψηφιακό
εξοπλισμό τη δυνατότητα να αγγίξει
αντικείμενα του πραγματικού κόσμου.
Συνομιλία μέσω υπολογιστών με το χέρι να... βγαίνει
από την οθόνη
