SPOŁECZE ŃSTWO GLOBALNEJ INFORMACJI - wwsi.edu.pl · przełomowy w historii komputerów,...

2 0 0 1

SZKOŁA WY śSZA MILA COLLEGE w WARSZAWIE

SPOŁECZEŃSTWOSPOŁECZEŃSTWO

GLOBALNEJGLOBALNEJ

INFORMACJIINFORMACJI

Dr inŜ.Andrzej KALINOWSKI

Wykład 4

Informatyczne determinanty

społeczeństwa informacyjnego

� Krótki zarys historii komputerów

� Generacje technologiczne komputerów

� Generacje organizacyjne komputerów

� Krótka historia rozwoju informatyki krajowej

„Komputer, symbol XX w., wywodzi się mimo wszystko z dalekiej, a mało znanej przeszłości. Od antycznych abaków po pałeczki obliczeniowe, od maszyn Leibniza lub Pascala po mechanizmy Babbage'a i Holleritha, od logiki binarnej YiKing po koncepcje Boole'a przeplatają się metamorfozy wielkiej chimerycznej idei i natchnione poszukiwania upartych wynalazców”.

R.Ligonniere, Prehistoria i historia komputerów, 1992

Krótki zarys historii komputerów 1/18

• abacus - urządzenie liczące,

powstało prawie 5000 lat temu

w środkowej Azji.

• sprowadzenie abacusa Hiszpaniiprzez Gerberta z Aurillac, nauczyciela szkoły katedralnej w Reims, późniejszego (999 r.)papieŜa Sylwestra II.


• Leonardo da Vinci - geniusz epoki renesansu wniósłrównieŜ wkład w rozwój maszyn liczących.

Na zdjęciu oryginalne zapiski Leonarda da Vinci


• Leonardo da Vinci - geniusz epoki renesansu wniósłrównieŜ wkład w rozwój maszyn liczących.

Na zdjęciu replika maszyny jego pomysłuzdjęcie Codex : RRZN/RVS, University of Hannover, Germany| zdjęcie repliki: Mr. Joseph Mirabella, New York, USA.


• W roku 1614 Szkot John Napier wynalazł logarytm, którypozwolił zastąpić mnoŜenie i dzielenie liczb dodawaniemi odejmowaniem.

• W roku 1642 Blaise Pascalskonstruował maszynę liczącą, nazwaną "Pascaline”.Maszyna Pascala miała tylkomoŜliwość dodawania liczb ośmiocyfrowych.


• W 1694 r. niemiecki matematyk i filozof,Gottfried Wilhelm von Leibniz (1646 -1716),wykorzystał doświadczenia Pascala do stworzeniamaszyny, która mogła równieŜ wykonywaćoperacje mnoŜenia.

Pascal, Leibniz i Colmar uwaŜani są za głównych

twórców i prekursorów mechanicznych urządzeń

liczących w okresie nazywanym czasem erą

mechaniczną w konstrukcji komputerów.


• Dopiero ok. roku 1820 francuski konstruktorXavier Thomas de Colmar skonstruował urządzenienazywane potem popularnie arytmometrem, które mogłowykonywać cztery podstawowe operacje matematyczne.


• W 1822 r. angielski matematyk Charles Babbage(1791-1871) wpadł na pomysł skonstruowaniauniwersalnego komputera, zdolnego rozwiązywaćróŜnorodne zagadnienia matematyczne.

• Ada Lovelace córka poety lorda Byrona, wniosła ogromny wkład do pracy nad tym wynalazkiem.

• W 1991 roku naukowcy z LondyńskiegoMuzeum Nauki na podstawie zachowanychnotatek i rysunków Babbage'a skonstruowaliprototyp jego wynalazku.


• W latach 1847 i 1854 matematyk - George Booleopublikował prace pozwalające na prezentacje wyraŜeń logicznych za pomocą wyraŜeń algebraicznych znane dzisiaj jako "Algebra Boole'a”, które połoŜyły podwaliny teoretyczne pod przyszłe konstrukcje komputerów.

• Na podstawie prac Boole'a inny angielski matematykAugustus DeMorgan określił operacje logiczne nazywanedzisiaj prawami lub przekształceniami DeMorgana.


• W roku 1889 amerykański wynalazca, HermanHollerith (1860-1929), uŜył kart perforowanych(pomysł Jacquard'a) do zakodowania i wprowadzania danych do maszyny obliczającejmechanicznie wyniki.

Oryginalna maszynaHermana Holleritha

Copyright (c) 1997. Maxfield & Montrose Interactive Inc

A propos

Tak w latach siedemdziesiątych wyglądały: dziurkarka kart i sorter kart


• Lee de Forest w 1906 r. wykorzystuje zjawisko emisjitermoelektronowej do konstrukcji lamp elektronowych, najpierwdiody a następnie triody. Lampa ta mogła pełnić zarównofunkcje wzmacniacza jak i przełącznika.

• Pod koniec lat lat 30-tych Claude E. Shannon doszedł downiosku, Ŝe algebra Boole'a jest idealnym systemem dla maszynliczących. Jego główne tezy pokazywały w jaki sposób boolowskakoncepcja PRAWDY I FAŁSZU moŜe być zastosowana do opisaniafunkcji przełączających realizowanych przez układy elektroniczne.


• Anglik Alan Turing w latach 1935 - 1938 wymyślił “maszynęlogiczno-matematyczną”. Od 1940r. uczestniczy w brytyjskimprogramie konstrukcji maszyny Colossus do rozszyfrowaniakomunikatów Wehrmachtu.

• Wiedzę o stosowanych przez Niemców urządzeniachmechanicznego szyfrowania przejęli Brytyjczycy od wywiadupolskiego. W pracach nadrozszyfrowaniem tajemnicyEnigmy uczestniczyli polscy matematycy.


• Konrad Zuse (1910-1995), pracował w latachtrzydziestych jako konstruktor dla Henschel AircraftCompany w Berlinie. W początkach II WojnyŚwiatowej skonstruował kilka automatycznychkalkulatorów.

• W 1941 r. Zuse zbudował programowaną maszynę elektryczną Z3 do kodowaniai dekodowania informacji. Była onawyposaŜona w 7800 przekaźników.Jego dzieło, komputer Z3 moŜna oglądaćw Deutsche Museum w Monachium.


• W roku 1944 amerykański inŜynier Howard H. Aikenpracujący dla IBM skonstruował - we współpracy Harvardu i IBM- pierwszy w pełni elektroniczny kalkulator nazwany MARK I.

MARK I


Podczas II wojny światowej walcz ące armiepotrzebowały du Ŝych mocy obliczeniowych doopracowywania „tablic balistycznych” słu Ŝących dokładnemu namierzaniu celów.


• 15 lutego 1946 r. na Uniwersytecie Pensylwanii w Filadelfiiuruchomiono pierwszą elektroniczną maszynę cyfrową,nazwaną przez jej konstruktorów: Johna H. Mauchly'egoi J. Prospera Eckerta - ENIAC (Electronic NumericalIntegrator and Computer).

• ENIAC obejmował 42 szafy i waŜył 30 ton

• zajmował 72 m2 powierzchni • pobór przez niego mocy wynosił 140 kWh• składał się m.in. z:

- 18 000 lamp elektronowych- 6 000 komutatorów- 10 000 kondensatorów- 50 000 oporników- l 500 przekaźników

ENIAC


• W połowie lat 40 John von Neumann,współpracujący z zespołem Uniwersytetu wPensylwanii zaproponował następujące postulatydotyczące architektury komputera:

Komputer powinien posiadać pamięć w której przechowywane będą zarówno dane jak i instrukcje z moŜliwością zapisu i odczytu w dowolnej kolejności

Powinien być wyposaŜony w jednostkę obliczeniową pozwalającą na operacjearytmetyczne i logiczne

Powinien zawierać takie układy sterujące jego pracą, które pozwalałyby na interpretację rozkazów pobieranych z pamięci oraz wybór alternatywnych działań w zaleŜności od wyniku poprzednich operacji


• W 1945 roku przystąpiono do budowy komputera nazwanego wskrócie EDVAC (Electronic Discrete Variable AutomaticComputer ), ale z róŜnych przyczyn zakończono ją w 1952 r.EDVAC zawierał ok. 4000 lamp elektronowych i ok. 10000 diodkrystalicznych.

• Jednocześnie w 1948 roku rozpoczęto prace nad komputerem onazwie UNIVAC I (Universal Automatic Computer), którezakończono w 1951 roku. UNIVAC stał się pierwszym dostępnymw sprzedaŜy komputerem. Posiadały go juŜ wtedy: amerykańskiebiuro ewidencji ludności oraz General Electric.


• ENIAC, EDVAC, UNIVAC - maszyny cyfrowe zaliczane dopierwszej generacji komputerów.

• wykorzystano w nich przełączniki elektroniczne na lampachelektronowych

• stosowano pamięci magnetyczne na rdzeniachferrytowych

• instrukcje wykonywanebyły w określonej kolejności

Krótki zarys historii komputerów

Gdy latem 1946 roku zniesiono tajemnicę wojskową jaka otaczała ENIAC`a stało się jasne, Ŝe nastąpił pewien punktprzełomowy w historii komputerów, otwierający przyszłość,której znaczenia i zasięgu nikt jeszcze nie podejrzewał, rewolucję

której nazwa brzmi: eksplozja informatyki

R.Ligonniere, Prehistoria i historia komputerów, 1992

Generacje technologiczne komputerów 1/6

• I generacja - lampy elektronowe - 1937-1953

• II generacja - tranzystory - 1954-1962

• III generacja - układy scalone - 1964-1971

• IV generacja - mikroprocesory i LSI - 1971- czasy obecne

• V generacja - układy scalone VLSI


I generacja - lampy elektronowe - 1937-1953

• komputery wielkie i drogie• podstawowe elementy lampy oraz linie przekaźnikowe• obszary zastosowań:

- zagadnienia balistyki- łamanie kodów- projektowanie urządzeń optycznych i meteorologia

• wysoka zawodność • ubogie oprogramowanie 1-5 Klocs (Kilo lines of code - tysiąc linii

kodu maszynowego)


II generacja - tranzystory - 1954-1962

• komputery znacznie mniejsze i tańsze• stosowane w wielkich firmach czy bankach• średni czas pracy między awariami - setki godzin• języki programowania wysokiego poziomu• programy osiągały wielkość 5 - 20 Klocs• problemy rozwiązywane były sekwencyjnie

IBM 7090 i IBM 7070


III generacja - układy scalone - 1964-1971

• komputery stały się jeszcze mniejsze i szybsze• średni czas pracy między awariami wynosił tysiące godzin• wielkość programów od 20 do 500 Klocs• rozwój systemów operacyjnych• wieloprogramowość

IBM System 360


IV generacja-mikroprocesory i LSI -1971-czasy obecne

• radykalnie zmniejszają się wymiary komputerów• komputery są tańsze, szybsze i nie przegrzewają się• dostępne i „przyjazne” dla przeciętnego uŜytkownika• w 1981 r. IBM stworzył komputer osobisty (PC) do uŜytkudomowego, biurowego oraz szkolnego

• powstanie sieci komputerowych


V generacja - układy scalone VLSI

• przetwarzanie równoległe z uŜyciem układów scalonych o bardzowielkiej skali integracji (VLSI)

• superkomputery• sztuczna inteligencja

Generacje organizacyjne komputerów 1/8

Podział wg wielkości i przeznaczenia

• mikrokomputery

• minikomputery

• komputery (mainframe)

• superkomputery


Mikrokomputery- komputery osobiste (PC)

• najmniejsze komputery biurkowe lub przenośne

• mogą być połączone w sieć

• są uŜywane w domu, małym przedsiębiorstwie lub w

szkole

• naleŜą przewaŜnie do jednego uŜytkownika

• spotyka się w róŜnych rozmiarach jako: – osobiste organizatory– kieszonkowe (palmtopy)– na kolana (laptopy)– przenośne (notebooki)– na biurko (desktopy)


Minikomputery

• wielodostępne komputery o mocy obliczeniowej i rozmiarach sytuujących ich pomiędzy duŜymi komputerami (mainframe) a mikrokomputerami.

• wykorzystuje się przede wszystkim w komercyjnychsystemach teleinformatycznych średnich i duŜychprzedsiębiorstw oraz uniwersytetach.

• mogą słuŜyć równocześnie od 10 do 200 uŜytkownikom.


komputery (mainframe)

• programowalne urządzenie elektroniczne do przetwarzania danych, wykonywania obliczeń i innych zadań.

• istnieją trzy rodzaje komputerów:– komputer cyfrowy (a digital computer)

– komputer analogowy (analogue computer)

– komputer hybrydowy (hybrid computer) o cechach komputera cyfrowego i analogowego.

• mogą często równocześnie obsługiwać kilkuset uŜytkowników w duŜych organizacjach, jak wielkie przedsiębiorstwa i agendy rządowe.


Superkomputery• najszybszy, najsilniejszy rodzaj

komputera o niezwykłej szybkości.

• wykorzystują kilka współpracującychze sobą procesorów orazw celu przyśpieszenia transmisji sygnałów elektrycznych, zjawisko nadprzewodnictwa,które występuje w temperaturzebliskiej zera bezwzględnego.

• Pierwszy superkomputer, Cray-1 skonstruowany i uruchomiony został przez Seymoura Craya (1925-1996) - amerykańskiego informatyka.

amerykański superkomputer Cray, uŜywany w kryptologii i symulowanych wybuchach jądrowych


Superkomputery

• w 1981 r. na świecie było tylko 21 superkomputerów• w 1986 r. juŜ 76, a w 1991 r. ponad 350, z czego 270,

czyli 75% produkcji światowej, jest typu Cray.

• Największa liczba superwydajnych maszyn (227) znajduje się w USA, na drugim miejscu są Niemcy z 71 superkomputerami, a na trzecim miejscu Japonia, gdzie pracuje 48 takich urządzeń.


Superkomputery

Ranking listy TOP 500 - najbardziej wydajnych superkomputerów na świecie:

• Na pierwszym miejscu zestawienia znalazł się superkomputer Earth Simulator zbudowany przez firmę NEC, który osiągnął rekordową i niewiarygodną szybkość przetwarzania informacji 35,6 bln operacji na sekundę.

• Duma i i symbol amerykańskiej potęgi, ASCI White, jest od niego pięciokrotnie słabszy.


Superkomputery

• IBM ogłosił 20 listopada 2002 roku, iŜ podpisał kontrakt wartości 299 mln dolarów na budowę dwóch superkomputerów dla ministerstwa energetyki USA. Łącznie oba komputery będą szybsze niŜ obecnie 500 najszybszych komputerów.

• pierwszy ASCI Purple będzie wykorzystywany do modelowaniawybuchów jądrowych (100 bln oper/s).

• drugi, Blue Gene/L będzie słuŜył do przewidywanie zmianklimatycznych oraz interakcji między chemią atmosfery a zanieczyszczeniami ( 360 bln oper/s).

Konstatacja• Obliczenia wykonywane w 1946r. przez ENIACa w 1982 r.

wykonywał mikrokomputer zbudowany z jednego lub kilkuukładów scalonych i mieszczący się bez trudu w szufladziebiurka.

• Rok później mikrokomputer IBM PC, od którego zaczął się„boom PC” został przez tygodnik „Time” wybrany „MaszynąRoku”, w miejsce tradycyjnego „Człowieka Roku”.

• Bowiem:

KOMPUTER STAŁ SIĘ PODSTAWĄ AUTOMATYZACJI PRACY

UMYSŁOWEJ W SFERACH:

• inŜynierii obliczeń:komputer jako środek do obliczeń (computer as a computer)

• inŜynierii rozwiązywania problemów:komputer jako środek do rozwiązywania problemów (computer as a problem solver)

• inŜynierii informacji:komputer jako środek do gromadzenia i przetwarzaniainformacji (computer as an information collector and processor)

• inŜynierii wiedzy:komputer jako ekspert (computer as an expert).

Refleksja

Jaki będzie komputer XXI wieku?

• zawodność systemów komputerowych

• rozwój ograniczać będą prawa fizyki (np. Ŝadensygnał nie moŜe rozchodzić się z prędkością większąod prędkości światła)

• ograniczenie związane z tzw. algorytmami nieobliczalnymi

wg prof. Hansa J. Bremermanna

Krótka historia rozwoju informatyki krajowej 1/6

• pierwsze prace nad skonstruowaniem EMC zapoczątkowano w 1948 r. w Państwowym Instytucie Matematycznym, gdzie utworzono Grupę Aparatów Matematycznych.

• W 1958 r. w Zakładzie Aparatów Matematycznych PANskonstruowano pierwszą w kraju elektronową maszynę liczącą o nazwie XYZ (często zwaną ZAM-1).


• Od 1962 r. problemy teorii i praktyki rozwiązywały:• Instytut Maszyn Matematycznych (IMM) PAN - dawny Zakład

Aparatów Matematycznych• Katedra Budowy Maszyn Politechniki Warszawskiej;• Wrocławskie Zakłady Elektroniczne ELWRO.• Wojskowa Akademia Techniczna

ELWATUMC-1 ODRA-1003

• Rezultatem pracy tych ośrodków było skonstruowanie modelitakich maszyn, jak: ZAM-2 i ZAM-3, UMC-1 i ODRA-1003, ELWAT


• Po roku 1963 w ośrodkach warszawskich rozwijano EMC serii ZAM, zaś w ELWRO - EMC serii ODRA. Uruchomiono produkcję kolejno EMC:

• ZAM-41 do przetwarzania danych (1964 r.)

ODRA-1204 ODRA-1304 ODRA-1305

• ODRA-1204 - zbudowanej na technice półprzewodnikowej i przeznaczonej główniedo obliczeń naukowo-technicznych oraz sterowania zautomatyzowanymi procesami technologicznymi (1967r.);

• ODRA-1304 - nowoczesnej w tym czasie (1969 r.) maszyny cyfrowej, przeznaczonej do przetwarzania informacji (licencja angielskiej firmy ICL);

• ODRA-1305 (1973 r.) - będącej udoskonaloną i znacznie rozbudowaną wersją


• Równolegle w ELWRO prowadzone były prace nad komputerem średniej mocy obliczeniowej dla zastosowań wojskowych . W efekcie uzyskano 2 rozwiązania:

• EMC ODRA-1325 przeznaczono na rynek krajowy• RODAN-10U o udoskonalonych parametrach niezawodnościowych,

wykorzystywane było w projektowanych i wdraŜanych w wojsku zautomatyzowanych systemach dowodzenia i kierowania środkami walki.


• w latach siedemdziesiątych nastąpił wyraźny podział specjalizacji w produkcji komputerów:

• ośrodek wrocławski przejął całkowicie produkcję komputerów większych

• ośrodek warszawski - minikomputerów. • jednocześnie -zgodnie z ustaleniami przyjętymi w ramach RWPG

- od 1975 r. podjęto w ELWRO produkcję komputerów R-32, tzw. jednolitego systemu EMC (JS EMC)

• wprowadzono na rynek krajowy 12 typów minikomputerów rodziny MERA oraz szereg urządzeń informatycznych takich jak: pamięci taśmowe, drukarki, monitory ekranowe, dziurkarki i czytniki taśmy papierowej itp.

• rozwój produkcji sprzętu komputerowego trwał w Polsce do końca lat 80.

Epilog

• 18 lipca 2003 r. o godzinie 12:25 we wrocławskim Hutmenieoficjalnie wyłączono z sieci ostatnią, do tej pory funkcjonującą w Polsce elektroniczną maszynę cyfrową ODRA 1305,sztandarowego produktu juŜ nie istniejących zakładów komputerowych.

Epilog

Tym samym dobiegła kresu licząca dobrze

ponad 30 lat historia polskiej informatyki

Krótki zarys historii telekomunikacji 8/8

com

pute

rs

VLSI

LSI

IC

Tr

Tube

Integratedcommunication

network

Knowledgeprocessing

Distributedprocessing

Centralizedprocessing

Multi -purpose

Single-function

Birth ofthe

computer

Dig

ital t

rans

mis

sion

netw

ork

Digita

l

trans

miss

ion

Analog

transmission

TD-E

SS

SD-ESS

Crossbar

swich

Data

communica

tion

Facsim

ile

vide

o

communication

digitalization

1950 1960 1970 1980 1990 2000

1950

1960

1970

1980

1990

2000

syst

emat

izat

ion C

&C

Kobayashi , 1985

Telephone

Koniec

Dziękuję za uwagę

SPOŁECZE ŃSTWO GLOBALNEJ INFORMACJI - wwsi.edu.pl · przełomowy w historii komputerów,...

Documents

Transcript of SPOŁECZE ŃSTWO GLOBALNEJ INFORMACJI - wwsi.edu.pl · przełomowy w historii komputerów,...