1. 2.1 Technologické inovace a druhy počítačů
Žák dovede:
Dějiny počítačů zahrnují vývoj jak "samotného" hardware, tak jeho architektury a mají přímý vliv na vývoj
softwaru. První číslicové počítače byly vyrobeny ve 30. letech 20. století, avšak za jejich vynálezce je přesto
považován Charles Babbage, který již v 19. století vymyslel základní principy fungování stroje pro řešení složitých
výpočtů. Cena počítačů se s jejich vývojem neustále snižuje[1], jejich rozšíření roste a zasahuje postupně do všech
oblastí lidského života.
Předchůdci
První zařízení, která se později vyvinula v dnešní počítače, byla velmi jednoduchá a byla založena na
mechanických principech. Vývoj probíhal až do poloviny 20. století ve dvou větvích: analogové počítače a
číslicové počítače. Analogové počítače modelovaly problém převedením do jeho mechanické nebo elektrické
analogie, číslicové pak jeho převedením na číselné hodnoty a jejich numerickým zpracováním. S vývojem číslicové
techniky během 2. poloviny 20. století ale analogové počítače prakticky zanikly.
Mechanické kalkulátory
První mechanický kalkulátor vznikl někdy mezi roky 150 a 100 před Kristem se objevil první stroj,
označovaný jako mechanický počítač, pojmenovaný Mechanismus z Antikythéry (podle řeckého ostrova
Antikythera, kde byl objeven vrak lodi). Podle dnešních poznatků sloužil k výpočtu polohy vesmírných
těles. Mechanizmus se skládal se z více než třiceti ozubených koleček seřazených v rovnostranných
trojúhelnících a na svou dobu byl skutečně miniaturní. Zajímavé je, že mechanizmus je nejspíš založen
na heliocentrickém principu (tedy Země obíhá kolem Slunce), kterému se v Evropě začalo dařit až o
osmnáct století později.
Další známý mechanický kalkulátor sestavil roku 1623 Wilhelm Schickard. Byl sestaven z ozubených
koleček z hodinových strojků (proto bývá nazýván „počítací hodiny“), uměl sčítat a odčítat šesticiferná
čísla a měl být prakticky použit Johannem Keplerem při astronomických výpočtech.
Známý francouzský matematik, fyzik a teolog Blaise Pascal vyrobil ve svých 19 letech v roce 1642
počítací stroj, který uměl sčítat a odčítat (Pascaline). Gottfried Wilhelm Leibniz ho následoval v roce
1671 a kolem roku 1820 vytvořil Charles Xavier Thomas první úspěšný sériově vyráběný kalkulátor –
Thomasův Arithmometr, schopný sčítat, odčítat, násobit a dělit. Ten byl převážně založen na Leibnizově
přístroji. Technologie mechanických počítacích strojů se udržela až do 70. let 20. století.
Většina mechanických kalkulátorů byla založena na desítkové soustavě (včetně ENIACu), která byla
implementačně jednodušší, než různé starší soustavy (například šestková – tucet, kopa, ale též současné
měření času pomocí hodin), avšak složitější, než v současnosti používaná dvojková soustava, kterou
popsal Leibniz.
V roce 1725 použil Basile Bouchon děrovaný papír pro řízení tkalcovského stavu. O rok později v roce
1726 vylepšil Jean-Baptiste Falcon funkci spojením jednotlivých papírových karet, čím zjednodušil
úpravy a změny programu. V roce 1801 použil francouzský vynálezce Joseph Marie Jacquard v
tkalcovském stavu děrné štítky, které bylo možné vyměnit beze změny v mechanice samotného stavu.
Tento okamžik je považován za milník v programovatelnosti strojů.

2. Nápad použít děrné štítky k programování mechanického kalkulátoru uplatnil v roce 1835 Charles
Babbage. Děrný štítek obsahoval znaky ve formě kombinace dírek a umožňoval obsah opakovaně použít.
K uchovávání dat a jejich pozdějšímu dalšímu využití použil poprvé děrné štítky Herman Hollerith, který
se svou metodou vyhrál v roce 1890 v USA konkurz na sčítání lidu (to předchozí totiž trvalo plných 7
let). Jeho firma se později stala základem slavné počítačové společnosti IBM a tento charakter
zpracování dat se udržel dalších 100 let. Pro analýzu a další zpracování dat na děrných štítcích byly
vyvíjeny specializované stroje – děrovače, tabelátory a třídiče.
Technologie děrných štítků o něco později umožnila návrhy prvních programovatelných strojů. Dodnes
existují počítače, které technologii děrných štítků používají. Tehdejší metoda programování spočívala v
tom, že programátor předal své děrné štítky ke zpracování do výpočetního střediska a čekal, jestli získá
výsledky nebo výpis chybových hlášení. Pokud došlo k chybě, musel zpětně zapracovat opravu do svého
programu, který mezi tím již dále vylepšil. Poté znovu odeslal štítky do výpočetního střediska a celý
cyklus se opakoval.
První programovatelné stroje
V roce 1833 Charles Babbage pokročil od vývoje svého „Difference engine“ k lepšímu návrhu „Analytical engine“,
který se stal prvním univerzálním turing-kompletním počítačem (dokáže emulovat jiné stroje pouhou změnou
programu bez nutnosti fyzické přestavby). Jeho cílem bylo postavit univerzální programovatelný počítač
používající jako vstupní médium děrné štítky. Struktura stroje obsahovala „sklad“ (paměť) a „mlýnici“ (procesor),
což mu umožňovalo činit rozhodnutí a opakovat instrukce – přesně jako to dělají dnešní počítače pomocí příkazů
IF … THEN … a LOOP (resp. FOR). Jeho počítač měl pracovat s 50místnými čísly s pevnou desetinnou čárkou.
Uvažovaný pohon měl obstarat parní stroj. Pokus o sestavení stroje skončil neúspěšně, když byl nejprve
zpomalen hádkami s řemeslníkem nepřesně vyrábějícím ozubená kola a později zcela zastaven kvůli
nedostatečnému financování. Babbage zjistil, že pro svůj stroj bude potřebovat programátora. Najal tedy mladou
ženu se jménem Ada Lovelace (dceru básníka Lorda Byrona), která se tak stala prvním programátorem na světě
(jako nadaná matematička se aktivně na vývoji stroje a teorie programování podílela) a na její počest byl nazván
programovací jazyk Ada.
Budoucnost
Další generace zatím nejsou známy, protože není jisté, jakým směrem se bude vývoj ubírat. Mohly by to
být stroje s umělou inteligencí, kvantové počítače nebo něco úplně jiného