BRAVE NEW DIGITAL WORLD 2. DĚJINY VÝPOČETNÍCH STROJŮ ARCHEOLOGIE KOMPUTACE *potřeba mechanické komputace vyvstává se vznikem komplexní společnosti *prvním příkladem je abakus (starověká Mezopotámie, Egypt, Řecko, Čína, Řím) ARCHEOLOGIE KOMPUTACE *začátek rozvoje komputace v Evropě je adekvátní situovat do období vrcholné renesance *Francis Bacon představuje binární číselnou soustavu, Blaise Pascal sestrojuje mechanický kalkulátor Pascalin *komputační myšlení rozvíjí především Gottfried W. Leibniz, jehož komerční kalkulátor zvládá čtyři základní aritmetické operace *„/…/ zahrnuje aplikaci veškerého rozumu, rozsouzení každého sporu, analýzu veškerých pojmů“. *„Počty jsou člověka nedůstojné“. ARCHEOLOGIE KOMPUTACE *Charles Babbage začal v 1820‘s konstruovat Difference Engine a později Analytical Engine. Ani jeden stroj nebyl dokončen *jednalo by se o první (mechanický) počítač *Babbageovou výraznou spolupracovnicí byla Ada Lovelace, „první programátor“ ARCHEOLOGIE KOMPUTACE *Herman Hollerith v 1880‘s sestrojil tabulační stroj využívající děrné štítky. Ten pak zazářil při americkém sčítání lidu *tabulační stroj získal zlatou medaili na světové výstavě a začal být využíván vládami i korporacemi *z Hollerithovy firmy Tabulating Machine Company se v roce 1924 stala IBM POČÍTAČE (BOOLE A SHANON) *práce matematika George Boolea (19. stol.) spojují matematiku a logiku, prostředkem se stává binární počet *logická tvrzení (některá z nich) jsou matematicky vyjádřitelná, jsou vyčíslitelná *Claude Shanon ukazuje, že boolovská algebra může být pomocí elektromechanických spínačů mechanizována POČÍTAČE (TURING) *David Hilbert a otázky stran formálních systémů (1928); úplnost, konzistence a potvrditelnost Turingův stroj: *myšlenkový experiment stran rozhodovacího problému. *neexistuje algoritmus, který by dokázal stanovovat pravdivost tvrzení (nedokáže stanovit vyčíslitelnost) *s dostatkem času a paměti může být strojem vykonán jakýkoliv jiný algoritmus (tzv. turingovská úplnost) POČÍTAČE (V ENCIKLOPEDIÍCH) *elektronické, digitální stroje, pracující ve dvojkové soustavě, jež mohou být naprogramovány k provádění matematických a logických operací *elektronické, digitální stroje, pracující ve dvojkové soustavě, jež mohou být naprogramovány k provádění matematických a logických operací *stroje, které mohou být naprogramovány k tomu, aby automaticky vykonávaly aritmetické a logické operace POČÍTAČE NULTÉ GENERACE *jako nultou generaci označujme elektromechanické programovatelné stroje fungující na bázi relé *jsou spjaty s vojenským snažením v období 2WW *německý Z3, americký ASCC (Harward Mark 1) *byly poruchové (nízká životnost relé) a materiálově náročné POČÍTAČE PRVNÍ GENERACE *první generace je charakteristická využitím elektronek *elektronky mají vyšší životnost než relé, jsou energeticky méně náročné a jejich operační frekvence je mnohem vyšší *počítače první generace vznikly rovněž během 2WW *americký ENIAC, britský Colossus POČÍTAČE DRUHÉ GENERACE *druhá generace staví na využití tranzistorů *tranzistory byly vyvinuty v r. 1947, ty z křemíku až v r. 1954 *miliony sepnutí za minutu, energeticky mnohem méně náročné než elektronky, výrazně levnější, umožňující zmenšování rozměrů *komercializace – IBM 608, IBM 1620, Elea 9003 POČÍTAČE TŘETÍ GENERACE * jejich středobodem jsou integrované obvody (ICs) * ICs řeší problém mohutnění sestav z diskrétních komponentů * prakticky ve stejnou dobu s nimi přichází Texas Instruments (Kilby) a Farchild Semiconductors (Noyce) * technika fotolitografie zajišťuje přenos komplexních vzorů na ICs * IBM 360, PDP-8, AGC (Apollo Guidance Computer) MOOREŮV ZÁKON * v článku Cramming more components onto integrated circuits (1965) * počet tranzistorů, které mohou být umístěny na integrovaný obvod, se při zachování stejné ceny zhruba každých 18 měsíců zdvojnásobí. * Mooreův zákon není zákonem ve smyslu přírodních věd, je pouze extrapolací vyvozenou z relativně krátkého pozorování * „náboženství“ technologického sektoru POČÍTAČE ČTVRTÉ GENERACE *základem čtvrté generace je mikroprocesor (CPU v rámci jednoho univerzálního IC) *první komerční mikroprocesor v r. 1971 vyvíjí Intel (model C4004), SW může jít nad HW *se zmenšováním rozměrů počítačů, přichází zcela nová třída zařízení *Altair 8800, „1977 trinity“ – Apple II, TRS-80, Commodore Pet ZOBRAZOVÁNÍ *zobrazování na monitoru se objevuje na přelomu 50‘s a 60‘s (PDP-1, Sketchpad, Spacewar!), prim ale hraje ještě dlouho papír (teletype) *limitaci zobrazování představuje především množství dat, určitým řešením je ASCII (charakter generator) či vektorová grafika *bitmapová grafika je funkčně realizovatelná až s hardwarovým pokrokem na začátku 70‘s, prosazuje se ale ještě později PROGRAMOVÁNÍ *do 60‘s se programy psaly běžným jazykem a poté se přepisovaly do strojového kódu (eventuálně asm a assembler – tzv. low-level) *prvním zaužívaným high-level jazykem byl Fortran (John Backus, 1957), ten byl nicméně interní záležitostí IBM *za vzestupem high-level jazyků stojí především Grace Hopper; jí vedená skupina vytvořila jazyk COBOL (1959), který mohla za určitých podmínek používat většina tehdy existujících strojů PROGRAMOVÁNÍ * počáteční nechuť k programování v high-level jazycích zlomily ekonomické faktory – za méně času mohlo vzniknout více kódu * high-level jazyky otevřely programování více lidem; ti již nemuseli rozumět hardwaru (rovněž vznik specializace) * 60‘s: LISP, BASIC; 70‘s: Pascal, C; 80‘s: C++, Perl; 90‘s: Python, Java * vizuální programovací jazyky (Pure data, Max) se uplatnily v umění KE KYBERKULTUŘE * poválečné Japonsko v rámci své restituce vsadilo na technologie, zejména na spotřební polovodičovou elektroniku * civilní strategie japonských firem se s oteplením studené války ukázala jako ekonomicky efektivnější než americké soustředění se na velké vládní zakázky (program Apollo, superpočítače, mezikontinentální střely) * japonská rádia a kalkulačky tlačily cenu ICs ještě více dolů a zprostředkovaně stály i za mikročipem KE KYBERKULTUŘE * levné ICs a mikročip (projev Mooreova zákona) daly vzniknout počítačům pro nadšence; zvláště prominentní byl Altair 8800 * Altair (MITS, 1975) byl programovatelný pouze strojovým kódem, tento problém však vyřešili Bill Gates a Paul Allen a jejich Altair Basic interpreter (začátek Microsoftu) * kolem Altairu vznikl i Homebrew Computer Club, jehož výrazný člen Steve Wozniak se záhy rozhodl navrhovat vlastní počítače KE KYBERKULTUŘE * Wozniak Homebrew klubu v r. 1976 představil svůj prototyp a schéma nabídl zájemcům; jeho spolužák Steve Jobs ho však přesvědčil ke společné výrobě a prodeji hotové základové desky (Apple I) * 1977 Wozniak a Jobs vydávají Apple II už jako kompletní počítač, vzápětí následují TRS-80 a Commodore Pet (tzv. „1977 trinity“) * marketing těchto počítačů cílil na domácnosti; prodeje této třídy strojů na přelomu 70‘s a 80‘s rostou i o desítky procent měsíčně KE KYBERKULTUŘE *v r. 1981 se do výroby mikropočítačů zapojuje IBM se svým PC; ten byl výjimečný především detailní otevřenou dokumentací, z níž mohli vycházet i jiní výrobci HW a SW – tzv. „IBM kompatibilita“ *na tomto základě vznikala i řada „klonů“ (Dell, Compaq), z nichž všechny využívaly MS-DOS; jediný úspěšný výrobce který razí opak je Apple *zde se vytváří dualita Apple vs. PC, uzavřený vs. otevřený systém GUI & HCI *Vědecký vývoj GUIs a HCI kulminuje na přelomu 60‘s a 70‘s; stěžejní osobností je Douglas Engelbart (Fall Joint Computer Concerence) *rozpočtové škrty ve výzkumu v 70‘s vedou část engelbartova týmu do výzkumu firmy Xerox, kde vznikají počítače Xerox Alto (1973) a Xerox Star (1981) s WIMP či koncept tabletu *počítače Xeroxu se i přes svou technologickou vyspělost na trhu neprosazují GUI & HCI * v závěru 70‘s se Xerox začíná sbližovat s Applem v rámci čehož Steve Jobs navštěvuje jeho výzkumnou laboratoř * výsledkem tohoto jsou počítače Lisa (1983) a Macintosh (1984); oba mají GUI a myš; Macintosh má OS System 1, první z řady Mac OS * v r. 1985 vychází Windows 1, který je však pouze nadstavbou MS-DOS * mac oproti PC trpí malou škálou softwaru NA ZÁVĚR *státní financování umožnilo vznik výpočetních technologií, trh pak akceleroval jejich vývoj a zajistil dosažení nynějšího stavu. *leitmotivem ve vývoji výpočetních technologií je do značné míry abstrakce *ta skrze vrstvení konceptů umožňuje nový způsob uchopení objektu, a to s důrazem na ty jeho části, které se jeví jako důležitější