Η ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΩΝ ΠΡΟΣΩΠΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ 1 ο ΕΠΑΛ ΡΟΔΟΥ ΤΟΜΕΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Χατζηνικόλας Κώστας www.costaschatzinikolas.gr
ΑΒΑΚΑΣ (Αρχαία Βαβυλωνία - 2200 πχ) Οι αρχαίοι Βαβυλώνιοι, λόγω της ανάπτυξης του εμπορίου δηµιούργησαν τον πρώτο υπολογιστή, που δεν ήταν άλλος από το γνωστό αριθµητήριο που χρησιμοποιούν όλα (σχεδόν) τα παιδιά στην πρώτη τάξη του σχολείου. Τον Άβακα τον βελτίωσαν αρκετά οι Κινέζοι αρκετά χρόνια αργότερα και του έδωσαν τη µορφή που έχει σήµερα. Ο Άβακας χρησιμοποιείται ακόμη και σήμερα σε αρκετά σχολεία στις φτωχές χώρες του κόσµου.
ΤΟ ΚΟΣΚΙΝΟ ΤΟΥ ΕΡΑΤΟΣΘΕΝΗ (Αρχαία Ελλάδα - 130 πχ) Ο αρχαίος Έλληνας Ερατοσθένης, μεγάλος μαθηματικός, ανακάλυψε μια μέθοδο για να υπολογίζει τους πρώτους αριθμούς. Το κόσκινό του ήταν μια σπουδαία ανακάλυψη για την εποχή του.
Ο ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΑΝΤΙΚΥΘΗΡΩΝ (Αρχαία Ελλάδα - 80 πχ) Συσκευή αστρονομικών υπολογισμών που χαρακτηρίζεται παγκόσμια ως ο Αρχαιότερος Υπολογιστής. Κατασκευάστηκε γύρω στο 87 π.χ. στη Ρόδο και διέθετε 32 οδοντωτά γρανάζια. Κατά τη μεταφορά του στη Ρώμη το πλοίο που τον μετέφερε βυθίστηκε κοντά στα Αντικύθηρα και ανακαλύφθηκε γύρω στα 1900 από ομάδα σφουγγαράδων. Σήμερα βρίσκεται στο Εθνικό Αρχαιολογικό Μουσείο. Οι διαστάσεις του είναι 16 x 32 x 9 cm (ίδιες με αυτές ενός σύγχρονου φορητού υπολογιστή). Αποτελούνταν από ένα κέλυφος με ενδεικτικούς πίνακες στην εξωτερική του όψη και ένα πολυσύνθετο μηχανισμό 32 τροχών στο εσωτερικό του. Ο πίνακας έδειχνε την ετήσια κίνηση του ήλιου στο ζωδιακό κύκλο καθώς και τις ανατολές και τις δύσεις των λαμπρών άστρων και αστερισμών κατά τη διάρκεια του έτους.
ΑΥΤΟΜΑΤΟ ΘΕΑΤΡΟ (Ήρων ο Αλεξανδρεύς - 1ος αιώνας μχ) Ο Ήρων ο Αλεξανδρεύς ήταν ένας μηχανικός του 2ου π.χ. αιώνα, που κατάφερε να συνδέσει την τέχνη με την τεχνολογία. Ο Ήρων ο Αλεξανδρεύς περιγράφει μηχανισμούς, όπως πόρτες που ανοιγοκλείνουν αυτόματα, κρήνες διακοσμημένες με πουλιά που κινούνται και τραγουδούν κ.α.. Η πραγματική του καινοτομία όμως ήταν η κατασκευή του αυτόματου θεάτρου, η πρώτη περιγραφή των πολυμέσων (multimedia). Το αυτόματο θέατρο ήταν ένας μηχανισμός που παρουσίαζε έναν ναό του Διονύσου με διάφορες ιέρειες. Στο ναό αυτό οι διάφορες μορφές μπορούσαν να κινηθούν, φωτιές άναβαν ενώ ταυτόχρονα ακούγονταν και διάφοροι ήχοι τυμπάνων και κυμβάλων. Οι κατασκευές αυτές θεωρούνται ιδιοφυείς διότι ήταν προγραμματιζόμενες δηλαδή μπορούσαν με ανάλογες ρυθμίσεις να αλλάζουν τον τρόπο με τον οποίο γίνονταν οι διάφορες κινήσεις και να κάνουν διαφορετικά πράγματα.
ΤΑ ΚΟΚΚΑΛΑ ΤΟΥ ΝΕΠΙΕΡ (Ηνωμένο Βασίλειο - 1610) Δημιούργησε ένα αβάκιο με ράβδους, που έμεινε στην Ιστορία με την ονομασία Κόκκαλα του Νέπιερ, επειδή οι ράβδοι του ήταν κοκκάλινες. Βασίστηκε σε ένα αρχαίο Ινδικό σύστημα υπολογισμών Με τα κόκκαλα αυτά ήταν δυνατός ο σχετικά εύκολος υπολογισμός γινομένων αλλά και πηλίκων. Η μέθοδος αυτή ήταν αρκετά δημοφιλής και την χρησιμοποιούσαν μέχρι και τον 20ο αιώνα σε πολλές χώρες, ειδικά στο Ηνωμένο Βασίλειο. Στα κόκκαλα του Νέπιερ έγιναν, με την πάροδο του χρόνου, αρκετές βελτιώσεις, ώστε να έχουν καλύτερη αναγνωσιμότητα και να μπορούν να χρησιμοποιούνται και για άλλους υπολογισμούς, όπως π.χ. για τον υπολογισμό της τετραγωνικής ρίζας ενός αριθμού.
ΤΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΟ ΡΟΛΟΪ (Γερμανία - 1623) Ο Γερμανός Βίλχελμ Σίκαρντ σχεδίασε το υπολογιστικό ρολόι Ήταν μια μηχανή που μπορούσε να κάνει προσθέσεις και αφαιρέσεις. Στηριζόταν σε απλά συστήματα τροχών και είχε την δυνατότητα να εκτελεί και τις τέσσερις πράξεις. Τα σχεδιά του όμως, δεν έγιναν ποτέ πραγματικότητα.
ΠΑΣΚΑΛΙΝΑ (Γαλλία - 1645) Ο Γάλλος μαθηματικός Μπλεζ Πασκάλ κατασκεύασε το 1645 την πρώτη αληθινή αριθμομηχανή, η οποία επονομάστηκε Πασκαλίνα. Μπορούσε να κάνει (σχετικά) εύκολα μαθηματικούς υπολογισμούς. Η μηχανή του Pascal είχε τροχαλίες, τις οποίες, όταν περιέστρεφε ο χρήστης εμφάνιζαν τα αποτελέσματα. Η μηχανή είχε μικρές διαστάσεις και μπορούσε εύκολα να χωρέσει σε ένα μικρό τραπέζι. Ο αρχικός "υπολογιστής" είχε πέντε γρανάζια (με αποτέλεσμα να μπορεί να κάνει υπολογισμούς με σχετικά μικρούς αριθμούς), αλλά κατασκευάστηκε και σε παραλλαγές με έξι και οκτώ γρανάζια. Η μηχανή εκτελούσε δύο πράξεις, πρόσθεση και αφαίρεση. Στο επάνω μέρος υπήρχε μια σειρά από οδοντωτούς τροχούς (γρανάζια), που το καθένα περιείχε τους αριθμούς από 0 έως 9. Ο πρώτος τροχός συμβόλιζε τις μονάδες, ο δεύτερος τις δεκάδες, ο τρίτος τις εκατοντάδες, κ.ο.κ
Η ΜΗΧΑΝΗ ΤΟΥ ΛΑΪΜΠΝΙΤΣ (Γερμανία - 1694) Ο Γερμανός φιλόσοφος Λάιμπνιτς μελέτησε τις σημειώσεις του Πασκάλ και βελτίωσε την Πασκαλίνα, δημιουργώντας μια μηχανή βασισμένη πάλι σε κινητούς δίσκους και γρανάζια, η οποία όμως μπορούσε να εκτελεί και πολλαπλασιασμούς
Η ΑΝΑΛΥΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΗ ΤΟΥ ΜΠΑΜΠΑΤΖ (ΑΓΓΛΙΑ - 1822) Ο Βρετανός μαθηματικός Τσαρλς Μπάμπατζ σχεδίασε μια αυτόματη μηχανή, που θα εργαζόταν με ατμό και θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την εκτέλεση υπολογισμών. Οι ιδέες του ήταν πολύ πρωτοποριακές, με αποτέλεσμα να μην είναι δυνατή η πραγματοποίησή τους λόγω των περιορισμών της τεχνολογίας της εποχής. Έτσι, η Αναλυτική Μηχανή του Babbage έμεινε μόνο στη θεωρία και δεν κατασκευάστηκε ποτέ, παρά τις προσπάθειες του δημιουργού της.
Η ΠΡΩΤΗ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΤΡΙΑ (Άντα Λάβλεϊς) Η μηχανή του Μπάμπατζ ήταν πολύ πρωτοποριακή για την εποχή της, γι αυτό και δεν κατάφερε να την δημιουργήσει όπως την ήθελε. Τα σχέδιά του, όμως, δεν πήγαν χαμένα, μια και η Άντα Λάβλεϊς τα κατέγραψε και τα επεξεργάστηκε, κάνοντάς την να μείνει στην ιστορία ως η πρώτη προγραμματίστρια / αναλύτρια υπολογιστών στην ιστορία. Προς τιμή της, μια από τις σύγχρονες γλώσσες προγραμματισμού πήρε το όνομά της Ada. Η λαίδη Άντα ήταν κόρη του φιλέλληνα Λόρδου Βύρωνα που βοήθησε πάρα πολύ την Ελληνική Επανάσταση.
Ο ΤΑΞΙΝΟΜΕΑΣ ΑΠΟΓΡΑΦΗΣ (ΗΠΑ - 1890) Στα τέλη του 19ου αιώνα η Κυβέρνηση των Η.Π.Α. αποφάσισε να κάνει μια απογραφή του πληθυσμού της χώρας. Όμως, επειδή η χώρα ήταν πολύ μεγάλη, η διαδικασία απογραφής ήταν τεράστια και ιδιαίτερα χρονοβόρα. Γι αυτό έκαναν ένα διαγωνισμό για τη δημιουργία μιας μηχανής που θα διευκόλυνε την επεξεργασία και καταγραφή των στοιχείων που θα συγκεντρώνονταν από την απογραφή. Ο Χέρμαν Χόλεριθ κατασκεύασε για το διαγωνισμό μια μηχανή, με την οποία η Κυβέρνηση των Η.Π.Α. κατάφερε να ολοκληρώσει την απογραφή μέσα σε δύο χρόνια, χρόνο ρεκόρ για τα δεδομένα της εποχής. Η μηχανή αυτή ονομάστηκε Census Tabulator (Ταξινομέας Απογραφής) και ήταν η απαρχή για τη δημιουργία της μεγαλύτερης (ως πριν λίγα χρόνια) εταιρείας υπολογιστών στον κόσμο, της ΙΒΜ (International Business Machines). Λίγα χρόνια αργότερα, ένα στέλεχος της ΙΒΜ θα δηλώσει: "Στον κόσμο υπάρχει αγορά μόνο για μισή δωδεκάδα υπολογιστές :-)
Ο ΓΕΡΜΑΝΙΚΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗΣ Ζ3 (Γερμανία - 1941) Οι ανάγκες του πολέμου (στα μέσα του 20ου αιώνα ) για πολύπλοκους υπολογισμούς σε προβλήματα μεταφοράς, διοίκησης και άλλα, κάνουν πιο επιτακτική την ανάγκη κατασκευής μιας ικανής υπολογιστικής μηχανής. Ο πρώτος υπολογιστής, ο Z3 του Γερμανού καθηγητή Kornad Zuse, κατασκευάστηκε το 1941 και λειτουργούσε κάτω από την επίβλεψη ενός εξωτερικού προγράμματος σε διάτρητη χαρτοταινία. υποδιαστολή. Η μηχανή αυτή καταστράφηκε στον βομβαρδισμό του Βερολίνου το 1944. Διέθετε μια μνήμη των 64 λέξεων και οι πράξεις γινόταν στο δυαδικό σύστημα με κινητή
Ο ΑΜΕΡΙΚΑΝΙΚΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗΣ MARK 1 (ΗΠΑ - 1941) Την ίδια χρονιά από την άλλη πλευρά του Ατλαντικού, στο Harvard, γεννιόταν ο Mark I. Ο Mark I ήταν προϊόν συνεργασίας του φυσικού Howard Aiken και της IBM. Ο υπολογιστής αυτός αν και ήταν μια τερατώδης μηχανή, που έκανε φοβερό θόρυβο και χαλούσε πολύ συχνά, λειτούργησε μέχρι το 1959, ενώ σήμερα εκτίθεται στο πανεπιστήμιο του Harvard. Οι διαστάσεις του ήταν μήκος 15 μέτρα, πλάτος 2,5 μέτρα. Περιελάμβανε 500 χιλιόμετρα καλώδια. Οι επιδόσεις του ήταν: πρόσθεση με 23 ψηφία σε 3 δέκατα του δευτερολέπτου, πολλαπλασιασμός σε 6 δευτερόλεπτα και διαίρεση σε 12 δευτερόλεπτα.
ENIAC (ΗΠΑ - 1946) Το επόμενο βήμα ήταν ο ENIAC (Electronic Numerical Intergrator And Calculator) ο οποίος σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε στο πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια. Οι διαστάσεις του ήταν μήκος 25 μέτρα ύψος 2,5 μέτρα, πλάτος 1 μέτρο. Η μηχανή αποτελούνταν από 19.000 τρίοδους λυχνίες, κατανάλωνε ενέργεια της τάξης των 200KW, καταλάμβανε ένα χώρο 270 τ.μ. και ζύγιζε 30 τόνους. Ήταν 2.000 φορές πιο γρήγορος από τον Mark I επιτυγχάνοντας 300 πολλαπλασιασμούς ανά δευτερόλεπτο. Συνέβαλε πολύ στην ανάπτυξη των επιστημών. Χρησιμοποιήθηκε στη πρόβλεψη καιρού και σε υπολογισμούς, στο πεδίο της έρευνας για την ατομική ενέργεια. Ο ENIAC είχε ένα σοβαρό μειονέκτημα, κάθε φορά που επρόκειτο να εκτελεστεί ένα διαφορετικό πρόγραμμα, έπρεπε ένα μεγάλο μέρος του να "ξηλωθεί" και να επανασυνδεθεί κατάλληλα, μια και οι εντολές του δεν φυλάσσονταν εσωτερικά, αλλά επιτυγχάνονταν με μεταβολές σε εξωτερικές καλωδιώσεις.
EDVAC (ΗΠΑ - 1952) Η εξέλιξη των υπολογιστών δεν ήταν σε καλό δρόμο και χρειαζόταν αναθεώρηση της σχεδίασης για να γίνουν πιο ευέλικτοι και γρήγοροι. Αυτό το έκανε ο John Von Neumann, το 1952, ο οποίος έθεσε τις βάσεις ενός νέου ηλεκτρονικού υπολογιστή, του EDVAC, που ήταν οι εξής: - Θα χρησιμοποιηθεί μόνο η δυαδική αριθμητική. - Στην μνήμη θα αποθηκεύονται τα δεδομένα αλλα και το πρόγραμμα που θα εκτελεστεί. Αποτέλεσμα αυτών των προσπαθειών ήταν να κατασκευαστούν μερικά σημαντικά υπολογιστικά συστήματα όπως οι: EDVAC, EDSAC, UNIVAC-1, 701 IBM, 102D, D-100, GE-210, GAMMA 3 Ο πιο σημαντικός από τους υπολογιστές αυτούς ήταν ο UNIVAC-1 (UNIVersal Automatic Computer) ο οποίος μπορεί να χαρακτηριστεί σαν υπολογιστής σταθμός. Αυτό γιατί με την παραγωγή του στις αρχές της δεκαετίας του 50, σηματοδοτεί την εισαγωγή των υπολογιστών στην αγορά και κατ' επέκταση την εκκίνηση της ξέφρενης κούρσας που οδήγησε στην μεγάλη σημερινή ανάπτυξη των υπολογιστών.
2η ΓΕΝΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ (1956-1963) Αντικατάσταση των τριόδων λυχνιών από τα τρανζίστορ. Σημαντική μείωση του όγκου των μηχανών με ταυτόχρονη ελάττωση της απαιτούμενης ηλεκτρικής ενέργειας και αύξηση της ταχύτητας των υπολογισμών. Εμφάνιση των πρώτων γλωσσών υψηλού επιπέδου, για την συγγραφή προγραμμάτων εφαρμογών. Το 1957 παρουσιάζεται από τον John Backus ο πρώτος μεταγλωττιστής της Fortran, ενώ λίγο αργότερα η γλώσσα Cobol. Τέθηκαν οι τεχνικές βάσεις που επέτρεψαν την μετέπειτα, χωρίς προηγούμενο ανάπτυξη των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Λόγω της εισαγωγής του τρανζίστορ, οι δυνατότητες των υπολογιστών της γενιάς αυτής έφτασαν σε ταχύτητα τις 200.000 εντολές / δευτερόλεπτο και χωρητικότητα κεντρικής μνήμης 32.000 χαρακτήρες, που όμως αποτελούνταν από μαγνητικούς δακτυλίους.
3η ΓΕΝΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ (1964-1971) Το 1958, ο Jack Kilby της εταιρείας Texas Instruments, κατασκεύασε το πρώτο Ολοκληρωμένο Κύκλωμα συνδυάζοντας τρανζίστορς, πυκνωτές, αντιστάτες και άλλα ηλεκτρονικά εξαρτήματα όλα τοποθετημένα στο ίδιο κομμάτι από πυρίτιο. Οι υπολογιστές γίνονται πλέον τόσο μικροί ώστε να μπορούμε ακόμη και να τους μεταφέρουμε. Το1964 η IBM παρουσίασε την σειρά 360 και ταυτόχρονα ξεκίνησε μια κούρσας μεταξύ των ανταγωνιστών για κάτι ανάλογο.
4η ΓΕΝΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ (1971 - σήμερα) Οι υπολογιστές που έχουμε σήμερα ανήκουν στην 4η Γενιά. Ο κάθε Η/Υ είναι εφοδιασμένος με Επεξεργαστή (CPU), έχει τη δική του Μνήμη (RAM), μονάδα αποθήκευσης πληροφοριών, οθόνη, και κάποιο είδος μέσου για να δίνουμε πληροφορίες στον υπολογιστή (πληκτρολόγιο, πενάκι, ποντίκι κλπ). Ο νόμος του Moore: κάθε 18 περίπου μήνες, η ισχύς των παραγόμενων υπολογιστών διπλασιάζεται. Κατασκευή ολοκληρωμένων κυκλωμάτων LSI (Large Scale Integration) και VLSI (Very Large Scale Integration), κυκλωμάτων δηλαδή που ενσωματώνουν χιλιάδες ηλεκτρονικά στοιχεία σε επιφάνειες της τάξης του 1 τεττραγωνικού εκατοστού. Το 1974 κατασκευάστηκε ο 8080 της Intel που από πολλούς θεωρείται σαν ο "προπομπός" των προσωπικών υπολογιστών. Οι πρώτοι υπολογιστές βασισμένοι σε μικροεπεξεργαστές, που καταγράφηκαν στην ιστορία, είναι ο Sceibi-8H και ο Altair 8800. Η ταυτόχρονη ανάπτυξη εκ μέρους των Bill Gates και Paul Allen ενός διερμηνευτή της γλώσσας Basic για τους μικροεπεξεργαστές της Intel, θεωρείται από πολλούς σαν "η ανάφλεξη της έκρηξης των προσωπικών υπολογιστών.
Στην εποχή αυτή κάνουν τα πρώτα τους βήματα και τα λεγόμενα "πακέτα" εφαρμογών για τους προσωπικούς υπολογιστές. Ένα από τα πρώτα ιστορικά προϊόντα ήταν ένα πακέτο λογιστικού φύλλου που συνόδευε τον προσωπικό υπολογιστή Apple II (1978). Με την άφιξη της δεκαετίας του 80, εμφανίστηκαν στην αγορά πολλά επιπλέον αξιόλογα μηχανήματα, η επιτυχία των οποίων ανάγκασε την IBM να εισβάλει στον χώρο παραγωγής προσωπικών υπολογιστών. Η είσοδος της IBM καθιέρωσε κάποια πρότυπα στο χώρο, γεγονός που οδήγησε στην τεράστια ανάπτυξη και εξέλιξη των προσωπικών υπολογιστών. Το 1984 γίνεται η είσοδος στην αγορά του Apple Macintosh.