Spis treści Strona główna



Wstęp
      Jak stary jest komputer? Choć powszechnie się uważa, że pierwsze komputery powstały w latach czterdziestych XX wieku, to należy zauważyć, że ich skonstruowanie jest wynikiem osiągnięć niemalże całej naszej cywilizacji. Dlatego można przyjąć, że historia tego, co dziś nazywamy komputerem, sięga nie tylko dziesiątek, nawet nie setek, ale tysięcy lat wstecz.


Komputer - rozbudowany kalkulator?
      Mimo, że nazwa komputer pochodzi od angielskiego słowa "compute" - obliczać, to dziś przez komputer rozumiemy coś więcej niż rozbudowany kalkulator. Powinniśmy jednak zauważyć, że jego powstanie możemy zawdzięczać przede wszystkim dążeniu do uzyskania doskonałej maszyny liczącej.
      Kiedy zaczęto więc liczyć? Pierwsze systemy liczbowe datuje się na piąte tysiąclecie przed naszą erą. Powstały one w starożytnym Egipcie i Babilonie. Tysiąc lat później Sumerowie zaczęli wykorzystywać gliniane tabliczki do zapisywania transakcji handlowych.

      Istotnym korkiem w technice wykonywania obliczeń było starożytne liczydło - abak. Pojawiło się ono w starożytnym Babilonie ok. 5 tys. lat temu. Choć dokładnie nie jest znany czas i miejsce powstania abaka, to przypuszcza się, że narodził się on pomiędzy starożytną Mezopotamią, a Indiami. Początkowo dokonywano obliczeń kreśląc na piasku coś, co przypominało liczydło. Na skutek dalszego rozwoju, liczydła osiągały różne kształty - poczynając od liczydeł żłobkowych stosowanych przez Rzymian, skończywszy paciorkach nawlekanych na nitki - postaci znanej do dziś.
      Jeden z pierwszych praprzodków maszyn liczących powstał w 87 roku naszej ery na wyspie Rodos. Skonstruowano tu urządzenie składające się z 32 zębatych kół z brązu o nazwie Antikithira ( nazwa pochodzi od greckiej wyspy nieopodal której wyłowiono owy mechanizm ), które służyło do wykonywania obliczeń astronomicznych.

      Dość przełomowym wiekiem, jeśli chodzi o powstanie kalkulatora, był wiek XVII. W 1620 roku angielski astronom Edmund Gunter (1581-1626) przedstawia skalę logarytmiczną. Dzięki temu dokonaniu, już dwa lata później William Oughtreed (1574-1660, Anglia) opracowuje suwak logarytmiczny[def; opis działania] - umożliwiający w łatwy sposób przeprowadzanie operacji mnożenia i dzielenia. W 1623 roku Wilhelm Schickard (1592-1662) z Tubingen konstruuje pierwszy arytmometr. Był to 6 cyfrowy sumator liczb działający na zasadzie sumowania obrotu kół połączonych przekładnią dziesiętną. Co ciekawe - miał on nawet dzwonek, który sygnalizował przepełnienie(!). Niestety, urządzenie to zostało wkrótce strawione przez ogień, a twórca, prawdopodobnie z obawy przed inkwizycją nie podjął się już więcej ponownej jego budowy. W tym wieku powstają także kolejne maszyny liczące działające na podobnej zasadzie (m.in. "Paskalina" (1642) Blaise Pascala)

      Na początek wieku XIX Chales P. Babbage opracował i zbudował urządzenie, dzięki któremu zyskał on miano ojca komputera i informatyki. Była to "maszyna różnicowa" (1812), która wykonywała skomplikowane działania metodą powtarzania kombinacji elementarnych kombinacji. Zaprojektował on także kolejną maszynę - "młyn arytmetyczny"(1833). Maszyna ta miała wykonywać podstawowe działania matematyczne, zapamiętywać dane wejściowe, pośrednie oraz wyniki obliczeń końcowych. Wprowadzanie i wyprowadzanie danych miało przebiegać na kartach dziurkowanych. Projekt nie został zrealizowany z powodu istniejącego wówczas niskiego poziomu techniki. Poprawność konstrukcji tej maszyny udowodniono w 1991 roku budując wg oryginalnych planów jej fragment. Na podstawie pracy Babbage powstał w 1853 roku "Tabulator" - pierwszy działający model komputera mechanicznego. Jego twórcami byli Szwedzi Gorge Scheutz (1785-1873) oraz jego syn Edwart (1821-1880).
      Wiek XX - to wiek w którym arytmometr stał się komputerem. Szczególne znaczenie mają tu lata trzydzieste i czterdzieste. Zaczęto wtedy seryjnie produkować programowalne kalkulatory (w 1935 roku IBM wypuścił swoją maszynę IBM-601 wyposażoną w jednostkę arytmetyczno-logiczną opartą na przekaźnikach oraz czytniki kart perforowanych; operacja dzielenia trwała jedną sekundę). Powstały także pierwsze mechaniczne układy realizujące operacje logiczne i arytmetyczne w systemie binarnym (opatentowany przez Francuza Roberta Valtat'a w 1936 roku; w roku 1938 powstaje mechaniczny kalkulator programowalny V-1 (przemianowany po wojnie na Z-1) do którego dane i program były wprowadzane z taśmy, a do obsługi operatorskiej służyła klawiatura numeryczna i wyświetlacz złożony z lampek NIXI - rodzaju neonówki złożonej z dziesięciu elektrod w kształcie cyfr). Początki lat 40-tych to już praktycznie pierwsze komputery. W 1941 powstał sumator oparty na lampach elektronowych - ABC, z pamięcią zrealizowaną na kondensatorach (rys. 1).
W tym samym roku powstał V-3 (rys. 2) (później Z-3) zbudowany z 600 przekaźników wchodzących w skład jednostki arytmetyczno-logicznej oraz z 1600 przekaźników pełniących rolę pamięci. Mimo pewnych braków (V3 nie posiadał instrukcji skoku warunkowego), można już go było nazwać pełnowartościowym komputerem.

      W styczniu 1943 roku powstał Colossus (rys. 3), zbudowany przez Alana Turinga (rys. 5) , Thomasa H. Flowersa(1905-1998) i Newmana(1897-1984). Była to pierwsza w całości elektroniczna maszyna licząca. Prawdopodobnie nie została ona uznana za pierwszy komputer, gdyż była zbyt wyspecjalizowana (jej zadaniem było łamanie depesz telegraficznych kodowanych przez Niemców maszynami Enigma i Lorenz). Ta powstała w Bletchley Park w Angli maszyna nie została okrzyknięta pierwszym z komputerem także z innych powodów - istnienie jej było utrzymywane w tajemnicy do 1970 roku, a niektóre algorytmy stanowią tajemnicę do dziś. W tym samym roku rozpoczynają się prace nad maszyną ENIAC, która przez Amerykanów została uznana za pierwszy komputer.
rys_001.gif [1]
rys. 1

rys_002.jpg [1]
rys. 2

rys_003.jpg [1]
rys. 4
rys_007.gif [Copyright (c) 1997. Maxfield & Montrose Interactive Inc.]
rys. 5



Algorytmika i logika. Teoretyczne podwaliny informatyki i komputera
      Nierozłączne z komputerem są pojęcia matematyki, logiki. Sama algorytmika wydaje się czymś tak silnie związanym z komputerem, że często popadamy w błędne przekonanie o nieistnieniu jej bez komputera. Przyjrzyjmy się więc bliżej rozwojowi tych nauk, zanim jeszcze powstał komputer.
      Pierwsze systemy liczbowe ukształtowały się już ok. 7000 lat temu. Ok. 4000 lat temu w pełni ukształtował się dojrzały system liczb Egipcjan. Na hieroglifach przedstawiających liczby można zauważyć operacje dodawania, odejmowania, dzielenia i mnożenia. Pierwszy znany nam pozycyjny zapis cyfr pochodzi z roku 1300 p.n.e., pierwsze udokumentowane użycie symbolu zera odnotowano w 876 r. (Indie). Niedługo później (ok. roku 900 arabski matematyk Alfazari zaczyna stosować cyfry pochodzenia indyjskiego (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9) - używane do dziś. Cyfry te trafiają do Europy dopiero ok. X-XII wieku. Ok. 1670 roku Gottfried Leibniz opracowuje system dwójkowy (był on także twórcą maszyn liczących, ale jego maszyny używały tradycyjnie systemu dziesiętnego). W roku 1854 George Boole opracowuje algebrę zbioru dwuelementowego zwaną algebrą Boola. Także praca polskich matematyków znalazła zastosowanie w świecie komputerów. W 1917 Jan Łukasiewicz wprowadza beznawiasowy zapis wyrażeń algebraicznych. Konwencja ta uzyskała nazwę "notacji polkiej" oraz "odwrotnej notacji polskiej". Ze względu uproszczenie przetwarzania notację tę stosuje się w niektórych językach programowania.
      Pierwsze algorytmy powstały w Babilonii ok. 4000 lat temu. Służyły rozwiązywaniu niektórych problemów numerycznych.
      Ok. roku 250-230 p.n.e. grecki matematyk Erastotenes z Cyreny (276-196 p.n.e.) opracowuje algorytm sprawdzania, czy dana liczba jest pierwsza. Algorytm ten na cześć jego twórcy został nazwany "Sitem Erastotenesa".
      Sama nazwa "algorytm" zostaje wprowadzona do matematyki już w roku 1200 - nazwana tak zostają metody uzyskiwania obliczeń arytmetycznych. Nazwa ta pochodzi od ze średniowiecznego języka łacińskiego -"algorithmus" stanowiącego zniekształcony przydomek matematyka persko-arabskiego Muhammeda ibn Mussy (780-850) (al Charismi). Po części słowo to pochodzi także od greckiego słowa "arithmos" oznaczającego liczby.
      Pierwsze koncepcje maszyny logicznej pojawiają się już w XIII wieku. Wysnuł ją hiszpański misjonarz Raimundus Lullus (1232-1316). Istotna była koncepcja komputera przedstawiona przez Chales'a P. Babbage'a na początku XIX wieku (porównaj "Komputer - rozbudowany kalkulator?"). Nieocenioną pomoc w pracach konstrukcyjno-projektowych przyniosła mu córka poety lorda G. G. N. Byrona - Ada Augusta King (1815-1852), hrabina Lovelace (na jej cześć jeden ze współczesnych języków programowania wysokiego poziomu został nazwany Ada). Opublikowała ona w 1840 roku pracę na temat dorobku Babbage'a. W swoich notatkach dołączonych do pracy dołączyła swoje rozważania nt. przewagi systemu dwójkowego nad dziesiętnym w konstrukcji maszyn matematycznych. Zauważyła także, że liczby binarne można zapamiętywać używając elementów dwustanowych. Jako pierwsza wprowadziła pojęcie pętli programowej. Tworzyła ona także programy na maszynę Babbage'a. Z tych względów została ona pierwszą w dziejach programistką.
      W 1937 roku Alan M. Turing opublikował pracę pt. "Liczby wyliczalne a ich zastosowanie w problemie rozstrzygalności". Ukreślił w nim m.in. zasady funkcjonowania maszyny liczącej zwanej "maszyną Turinga".
      W 1948 roku John von Neumann proponuje architekturę komputerów stosowaną praktycznie do dnia dzisiejszego - dane i program umieszczane są w jednej pamięci jako identycznie reprezentowane struktury.


Komunikacja. Urządzenia wejścia-wyjścia
      Rozwój informatyki i telekomunikacji jest praktycznie nierozerwalny. Komunikacja to także sposób nawiązywania kontaktu miedzy człowiekiem a komputerem. Dlatego prześledźmy rozwój tych wynalazków sprzed epoki komputera, które mają dziś wpływ na komunikację między komputerami oraz na komunikację człowiek-komputer.
      Komunikacja między ludzka jest tak praktycznie tak stara jak cała nasza cywilizacja. Dlatego tak naprawdę, aby przebadać historię pod tym aspektem, musielibyśmy rozważyć takie elementy jak rozwój mowy czy pisma. Dlatego cofnijmy się w czasie jedynie o dwa wieki. To właśnie pod koniec XVIII wieku zaczęły powstawać telegrafy optyczne. W 1794 we Francji Chlaude Chappe uruchomił 240 kilometrową linię między Paryżem a Lillie. W jej skład wchodziło 15 stacji zaopatrzonych w wieże z semaforami. Załoga takiej wieży odczytywała przez lunetę ustawiony przez sąsiednią stację znak po czym taki sam znak wystawiała na swoim semaforze.
      Pierwszy "prawdziwy" telegraf narodził się jednak nieco ponad 40 lat później, w 1837 roku, gdy Amerykański malarz Samuel F.B. Morese zademonstrował telegraf elektryczny a trzy lata później specjalny alfabet złożony z kropek i kresek, zwany od jego nazwiska alfabetem Morse'a.Na uwagę zasługuje także fakt, że Morse opracował także przekaźnik elektryczny, który co prawda służył do odświeżania sygnałów telegraficznych, ale także umożliwił konstrukcję elektrycznych elementów logicznych - przerzutników i funktorów (przekaźnik elektryczny, niezależnie od Morse'a skonstruował także William Fardely).
      Kolejny przełomowy krok to 10 marca 1876 roku - wtedy sukcesem zakończyła się pierwsza transmisja telefoniczna. Tak naprawdę to Aleksander Graham Bell ochlapawszy spodnie kwasem z baterii zaczął krzyczeć coś do swego eksperymentalnego mikrofonu. Jego asystent czuwający piętro niżej ze słuchawką pojął co się dzieje i przybył na ratunek.
      Jeszcze odrobina uwagi należy się pewnemu Włochowi - Gugliemlmo Marconiemu. To on w 1895 roku transmitował pierwsze sygnały radiowe. W 1901 roku nawiązał połączenie radiowe przez Atlantyk.
      Jeśli chodzi o urządzenia wejścia-wyjścia to prawdopodobnie powinniśmy sięgnąć do XV wieku, kiedy to w 1444 roku niemiecki mincerz z Monguncji - Johannes Gensfleisch znany lepiej jako Gutenberg wynajduje prasę drukarską. Pierwowzór maszyny do pisania powstał w roku 1714 za sprawą Anglika Henry'ego Milla (1683-1771). Opracował on urządzenie do automatycznego odbijania liter na papierze. Jako ciekawostkę można podać powstanie kserografu - Amerykanin Chester Carlson (1906-1968) otrzymał pierwszą światłokopię w kuchni w swoim mieszkaniu. Jako tonera używał ... pyłku ze skrzydeł ćmy. Prawa do technologii odkupiła od niego firma Haloid Company, która po 10 katach zmieniła nazwę na Xerox Company.
      Zalążki programu i nośników pamięci możemy zawdzięczać francuskiemu mistrzowi tkackiemu - Basile Bouchon'owi - stworzył on w 1725 roku papierową pętlę sterującą warsztatem tkackim. W 1804 roku powstaje maszyna tkacka sterowana programem z metalowych kart perforowanych - jej autorem jest J.M. Jacquard (1752-1834) (od jego nazwiska nazwę wziął rodzaj krosna - żakard). Trzy lata później powstaje jej udoskonalona wersja używająca już taśmy papierowej. To właśnie jego wynalazek jest pierwowzorem stosowanych jeszcze do niedawna kart perforowanych używanych do programowania komputerów.
      Jeśli chodzi natomiast o powstanie kineskopu - to tu nie powinniśmy ujmować zasług naszemu rodakowi - Julianowi Ochorowiczowi - inżynier i jasnowidz, który sformułował zasady przesyłania obrazów monochormatycznych na odległość. Sam kineskop powstał w 1897 roku jako tzw. Rurka kadodowa Brauna (od nazwiska jej twóry Karla Ferdinada Brauna)
      Zapis magnetyczny jest wynalazkiem całkiem nowym, powstałym dopiero na początku XX wieku. Najpierw dokonywany był on na stalowym drucie. Później, w 1928 roku Fritz Pfleumer opatentował taśmę celuloidową jako podłoże do zapisu magnetycznego. Taśma ta okazała się później świetnym nośnikiem informacji w komputerach.


Aspekty społeczne
      Historia powstania komputera jest silnie związana z dziejami ludzkości. Dlatego odkrycia dzięki którym później powstał komputer czasem silnie wpływały na społeczeństwo.
      Prawdopodobnie - gdyby kogoś spytać, o rolę Kościoła w historii komputera, to padły by pewnie jakieś przypuszczenia - że w opinii dawnego kleru kościół to "szatańska maszyna". Z jednej strony to prawda - Wilhelm Schickard prawdopodobnie w obawie przed inkwizycją nie odbudował swojej strawionej w pożarze maszyny liczącej ( były to przecież czasy, w których sądzono Galileusza). Jednak z drugiej strony nie brakowało i oświeconych osób duchownych - ok. 1000 roku dzięki Gerbertowi z Aurillac, czyli papieżowi Sylwestrowi II Europie zostają narzucone cyfry arabskie, sam Sylwester II opracowuje tabliczkę mnożenia, ulepsza abak. Inny pozytywny przykład to koncepcja maszyny logicznej misjonarza hiszpańskiego Raimundusa Lullusa (1232-1316), którą możemy znaleźć w jego dziele "Ars Magna Generalis et Ultima". Maszyna ta wykorzystywałaby możliwość wnioskowania logicznego. Wg autora mogłaby ona służyć wykazaniu istnienia Boga.
      Społeczeństwo nie zawsze z radością przyjmowało kolejne wynalazki, które miały wpływ na powstanie komputera. W 1811 roku prowadzono protesty przeciwko wprowadzeniu maszyn dziewiarskich w Anglii. Dochodziło nawet do ich niszczenia (tu należy odnotować postać Ned'a Ludd'ego, robotnika z Leicestershire - od jego nazwiska powstały właśnie terminy luddyzm i ruch luddystów).
      Wpływu takich wynalazków jak telefon Aleksandra Bella czy radia G. Marconiego na społeczeństwo chyba nie trzeba wyjaśniać. Można dodać jedynie, że już w 1893 roku w Budapeszcie rozpoczęła działalność sieć informacyjna Telefon Hiromondo - o ustalonej godzinie można było posłuchać aktualności, kursów giełdowych czy krótkich utworów literackich.
      Na uwagę zasługuje rok 1890, w którym to wykorzystano na skalę masową jednego z przodków komputera. Firma Hollerith Tabulating System założona 2 lata wcześniej przez Hermanna Helleritha użyła kart perforowancy do kodowania danych statystycznych dla spisu powszechnego w Stanach Zjednoczonych. Dane tak zapisane można było automatycznie sortować - dzięki temu uzyskano znaczące przyspieszenie pracy w porównaniu do ręcznej analizy danych. Można jeszcze dodać, że w 1896 roku spółka Hollerith Tabulating System zmieniła nazwę na Tabulating Machine Company, a w 1924 roku na International Business Machines, czyli IBM.


Bill Gates nie był pierwszy... [czyli zakończenie]
      Kiedy tworzono na początku lat 80-tych system MS-DOS, Bil Gates, szef Microsoftu, wykazał się dość dużym brakiem wyobraźni stwierdzając, że z pewnością 640 kilobajtów pamięci każdemu wystarczy... Jednak jeszcze zanim powstał sam komputer - to brak wyobraźni osób związanych z wynalazkami nie był czymś abstrakcyjnym. W 1899 roku kierownik nowojorskiego urzędu patentowego zwrócił się do burmistrza z prośba o zamknięcie urzędu, gdyż wynaleziono już wszystko, co było do wynalezienia. Na szczęście burmistrz był innego zdania...


Źródła:
[1] http://www.heading.enter.net.pl/komphis.htm
[2] http://www.komputer.cuprum.pl/historia/historia.html
[3] http://www.kpcajb.pl.silesianet.pl/his/his.htm
[4] http://magazyn.reporter.pl/1999/10/r0301.html
[5] http://wwwnt.if.pwr.wroc.pl/up/mtk/2001/kasprzak_karol/default.htm
[6] htpp://wiem.onet.pl/wiem/