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) * Obsah obrázku objekt, počitadlo Popis byl vytvořen automaticky 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“ * Obsah obrázku interiér, patro, okno, zeď Popis byl vytvořen automaticky 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 * > Obsah obrázku interiér, patro, zeď, stůl Popis byl vytvořen automaticky > 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) 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 * > Obsah obrázku budova, osoba, muž, exteriér Popis byl vytvořen automaticky > Obsah obrázku fotka, budova, obloha, exteriér Popis byl vytvořen automaticky > Obsah obrázku osoba, budova, vsedě, fotka Popis byl vytvořen automaticky 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 * > Obsah obrázku elektronika, zeď, trubice, interiér Popis byl vytvořen automaticky > Obsah obrázku budova, fotka, exteriér, černá Popis byl vytvořen automaticky > Obsah obrázku budova, fotka, interiér, země Popis byl vytvořen automaticky 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 * Obsah obrázku patro, interiér, zeď Popis byl vytvořen automaticky > Obsah obrázku patro, počítač Popis byl vytvořen automaticky Obsah obrázku elektronika Popis byl vytvořen automaticky Obsah obrázku patro, zeď, interiér, obloha Popis byl vytvořen automaticky 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) * > Obsah obrázku patro, interiér, zeď, místnost Popis byl vytvořen automaticky Obsah obrázku interiér, zeď, kuchyně, osoba Popis byl vytvořen automaticky > Obsah obrázku interiér Popis byl vytvořen automaticky Obsah obrázku plaketa, text Popis byl vytvořen automaticky 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 * Obsah obrázku text, mapa Popis byl vytvořen automaticky 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 * Obsah obrázku elektronika, obvod Popis byl vytvořen automaticky Obsah obrázku interiér, vsedě, počítač Popis byl vytvořen automaticky Obsah obrázku elektronika Popis byl vytvořen automaticky Obsah obrázku vsedě, monitor, televizor Popis byl vytvořen automaticky Obsah obrázku počítač, elektronika Popis byl vytvořen automaticky 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 * * Obsah obrázku objekt Popis byl vytvořen automaticky Obsah obrázku interiér, zeď, patro Popis byl vytvořen automaticky Obsah obrázku tabule Popis byl vytvořen automaticky Obsah obrázku interiér, muž, osoba Popis byl vytvořen automaticky 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 * > Obsah obrázku interiér, trouba, skříňka, elektronika Popis byl vytvořen automaticky > Obsah obrázku elektronika Popis byl vytvořen automaticky 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 * Obsah obrázku budova Popis byl vytvořen automaticky Obsah obrázku text Popis byl vytvořen automaticky 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 * * * > Obsah obrázku vsedě, počítač, elektronika, zeď Popis byl vytvořen automaticky 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 * Obsah obrázku interiér, zeď, patro, vsedě Popis byl vytvořen automaticky Obsah obrázku elektronika, obloha, interiér, vsedě Popis byl vytvořen automaticky 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 * [USEMAP] Obsah obrázku snímek obrazovky Popis byl vytvořen automaticky 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 *