Úvod do historie VT (2)

První počítače

Charles Babbage navrhl první dva typy mechanických počítačů:

Konrad Zuse vytvořil v letech 1934 až 1944 (?) 4 číslicové počítače:

Atanasoff a Berry - ABC. První elektronický počítač (1942). Paměť na kondenzátorech, vnější paměť děrné štítky (vypalované!, málo spolehlivé)

Howard Aiken - Mark 1 (IBM 1943, předán do Harvardu). 72 registrů; každý fungoval jako paměť (23 dekadických číslic) a současně jako sčítačka-odečítačka. Mechanický, 750 tisíc součástek(!)

Alan Turing - Colossus. Specializovaný stroj na luštění šifer německého šifrovacího stroje Enigma

Mauchly, Eckert - ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer - Eckert a Mauchly). Elektronická varianta Harvard Mark 1. Koncepce programování naprosto jiná než dnes. Konstrukce začala 1943. Později předělán na počítač řízený programem v paměti. Pracoval do 1955.

EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) - John von Neumann (1945): revoluční myšlenka uložit program do paměti.

Manchester Mark 1 (od r. 1946). Elektronický; první počítač s programem uloženým v paměti. Paměť 32 slov po 32 bitech realizovaná jako obrazovková.


Terminologie

Abychom si rozuměli, aneb některé historické termíny

Adresovost:

Počítače se dělily podle počtu adres v instrukci na:

U některých (relativně novějších) počítačů se vyskytovaly dva druhy adres:
  • úplné adresy (adresa místa v hlavní paměti)
  • "poloviční" adresa (adresa registru)

Např. počítač dvouapůladresový, nebo dokonce jedna-plus-pět-polovin-adresový.

Novější počítače (zhruba od 60. let): počet adres závisí na typu instrukce.

Generace:

Zpočátku dělení podle součástkové základny:

  1. generace: elektronky
  2. generace: (samostatné) tranzistory
  3. generace: integrované obvody

Někdy též nultá generace: elektromechanické prvky, zejména relé.

Mezistupně - IBM 360: "2,5 až 2,7tá" generace, počítače s VLSI obvody: 3,5tá generace.

Později se generace dělily spíše podle převládajícího softwaru:

  1. generace: programování ve strojovém kódu nebo v jednoduchých strojově závislých jazycích
  2. generace: vyšší programovací jazyky (Algol 60, Fortran, Cobol)
  3. generace: operační systémy a modernější programovací jazyky
  4. generace: OS a jazyky přizpůsobené uživatelům
  5. generace (plánovaná): ne výpočty, ale prvky umělé inteligence (i rychlost se měla měřit ne v operacích za sekundu, ale v logických úsudcích za sekundu); ovládání v přirozeném jazyce

Rodiny počítačů:

3 historické etapy:

  • Každý exemplář počítače je unikát
  • Každý typ počítače je unikát
  • Rodiny počítačů s (aspoň zdola nahoru) kompatibilním strojovým kódem a softwarem

Nejznámější představitelé rodin:

Kompatibilta a portabilita:


Analogové počítače

Rozdíl mezi počítačem digitálním a analogovým:

První fáze řešení je u obou typů stejná: vytvoří se matematický model vyjádřený obvykle rovnicemi.

Počítač: Pracuje s: Způsob řešení rovnic na počítači:
Digitální (číslicový) čísly numerické řešení
Analogový fyzikálními veličinami vytvoří se fyzikální systém popsaný právě těmito rovnicemi, proces se nechá probíhat a průběh se změří nebo vykreslí
Hybridní Kombinace analogového a digitálního počítače

 

Bližší pohled na analogové počítače

Nejčastější druh: diferenciální analyzátor. Určen pro řešení obyčejných diferenciálních rovnic.

Nejrozšířenější: elektronické diferenciální analyzátory

Modelová fyzikální veličina: el. napětí. Nezávisle proměnná: čas.

Základní prvky:

  • Sčítačka (sumátor): na výstupu je součet vstupů (obvykle s opačným znaménkem, tj. funguje současně jako invertor)
  • Integrátor: na výstupu je integrál vstupu podle času (sčítací integrátor: integrál součtu vstupů), rovněž s opačným znaménkem
  • Nelineární prvky (násobička, omezovač, kvadrátor, generátor funkcí aj.)

Schéma řešení soustavy 2 diferenciálních rovnic 2. řádu:

y'' = k1 . y' + k2 . y + k3 . z' + k4 . z
z'' = k6 . z' + k7 . y' + k8 + k9 . y + k10 . z

Schéma řešení

Typický vzhled analogového počítače:

Analogový počítač

Způsob programování:

Propojení počítacích bloků šňůrami, nastavení koeficientů a počátečních podmínek potenciometry.

Výstup:

Dlouhodosvitová obrazovka, registrační voltmetr, souřadnicový zapisovač

záznam výstupu

Dříve - mechanické analogové počítače:

Modelová fyzikální veličina: natočení hřídele, resp. posunutí

mech. diferenciální analyzátor

Základní prvky:

Sčítačka: jako diferenciál u auta

Integrátor:

princip mech. integrátoru

Použití: Hlavně pro řízení dělostřelecké palby na pohyblivé cíle (predikce pohybu letadla). Rovněž jako trenažéry.

Jiné specializované analogové počítače:

Průsečíky analogové a digitální techniky:


Předchozí Předchozí přednáška Další Další přednáška Hlavní stránka Hlavní stránka