esej o vývoji počítače

Vývoj počítačů
Za nejstaršího prapradědečka prvních počítačů je považován abakus, počítací pomůcka založená na systému korálků, které na tyčkách či žlábcích kloužou nahoru a dolů. 1. mechanickou kalkulačku vynalezl Leonardo da Vinci. Podle jeho poznámek a náčrtků byl dokonce před třiceti lety jeden takový přístroj postaven. Francouz Blaise Pascal vyrobil v roce 1642 vlastní mechanickou kalkulačku, která však uměla pouze sčítat a odčítat. Následoval jej něm. Matematik Gottfried Wilhelm von Leibniz, jehož tzv. krokový kalkulátor uměl i dělit, násobit a druhou odmocninu.
Prvním člověkem, který si dokázal představit počítač v dnešním slova smyslu byl Charles Babbage. V r. 1833 předvedl návrh stroje na řešení diferenciálních rovnic. Kdyby byl tento stroj postaven, byla by to parou poháněná obluda velká jako lokomotiva. Roku 1848 začal Babbage sestrojovat všeobecně použitelný počítač pracující na mechanické bázi a jeho spolupracovníkem přitom byla žena, věc v tehdejší době zcela nevídaná. Tento analytický stroj však nebyl nikdy plně realizován.

První generace počítačů
Pojem, který se začal užívat o mnoho let později. Od dalších generací se odlišuje několika charakteristickými rysy. Neexistoval žádný software, každý jednotlivý počítač měl svůj vlastní program, počítač mohla používat vždy pouze jedna osoba, nikdy ne více lidí najednou. Hlavní paměť měla méně než 1 000 bajtů a 40-50 kilobajtů umístěných na pevném otáčivém válci. Dalším rysem je používání elektronek. Především díky elektronkám byly počítače této generace velmi rozměrné a relativně nespolehlivé. Bylo zcela běžné, že počítač byl jeden den v týdnu mimo provoz, jen aby mohla být provedena pravidelná údržba, o niž se staral tým inženýrů, kteří nedělali nic jiného, než měnili elektronky a čistli a seřizovali zařízení.
V r. 1943 Howard H. Aiken a jeho spolupracovníci na Harvardské univerzitě uvedli do provozu 1. programovatelný elektromechanický kalkulátor - Harvard Mark I. Tento "báječný vynález" byl téměř 16 m dlouhý, vážil 5t a obsahoval na třičtvrtě miliónu součástek a něco málo přes 800km drátových spojů. Byl pomalý - tři až pět sekund na početní operaci.
Následovníkem Harvard Marka I. byl v r. 1944 ENIAC, který obsahoval 17 486 elektronek, kolem 5 mil. pájených spojů, vážil kolem 30t a zabíral plochu asi 310m2, což je zhruba plocha basketbalového hřiště.
V roce 1951 byl ve Spojených státech dokončen první počítač, který si mohl kdokoliv, kdo na to měl, zakoupit. Paměť měla kapacitu tisíc dvanácticiferných slov a umožňovala provádění 8 333 součtů či 555 součinů za sec.

Druhá generace
S nástupem polovodičů se současně snižovala i spotřeba energie a rostla spolehlivost a rychlost počítačů. Samozřejmě, že to byly polovodiče ve formě tranzistorů a diod. Vynález tranzistoru v r. 1948 tedy podstatně ovlivnil další vývoj počítačů. Tranzistory se od roku 1956 začaly používat místo elektronek i v počítačích. Největší změny v této době prodělala paměť - postupně přešla od elektronek přes pokusy s magnetickými jádry a magnetickými páskami až po systém deskové paměti.
Kvůli vysoké ceně magnetických jader byly nejprve jako sekundární a později i jako primární paměť používány především magnetické pásky. Typická páska byla asi 400m dlouhá, 1,5 - 2,5cm široká a obsahovala přibližně 5 MB informací. Nevýhodou pásky byla příliš dlouhá přístupová doba, proto se po dalším vývoji přešlo na diskové paměti s podstatně vyšší kapacitou a nesrovnatelně kratší přístupovou dobou.

Programovací jazyky
Počítače druhé generace byly již programovatelné a souběžně s jejich rozvojem probíhal vývoj programovacích jazyků. Éru skutečně vyšších programovacích jazyků zahájil v roce 1957 Fortran. V roce 1958 byl definován Algol. Oba tyto jazyky byly určeny pro vědeckotechnické výpočty a pro jiný druh zpracování dat nebyly vhodné. V roce 1960 vznikl jazyk Cobol zaměřěný na oblast hromadného zpracování dat. V přehledu nemůžeme opomenout ani Basic z roku 1964, který se stal základem pro programování na mikropočítačích.

Třetí generace
Ačkoli byly tranzistory oproti elektronkám obrovským skokem vpřed, přece jen úplně nevyhovovaly a vědci dál bádali a vynalézali. Výsledkem byl vynález integrovaného obvodu (IO). Použitím IO se rychlost počítačů opět zvýšila. Také rozměry se změnily - již se objevují modely relativně malých osobních počítačů.
V říjnu 1958 byl zhotoven první čip, který na germaniové destičce dlouhé asi 1cm a tenčí než párátko obsahoval pět součástek - tranzistor, odpory a kondenzátory. V r. 1964 Gordon Moore formuloval domněnku, že kapacita IO se každých 12 - 18 měsíců zvýší. Tento výrok zatím opravdu platí. V současné době se počet součástek na čipu vyšplhal až na několik miliónů a vývoj se stále nezastavil.

Čtvrtá generace
Čtvrtá generace počítačů nastoupila roku 1968 zavedením IO v miniaturizovaném provedení tzv. mikroprocesory. To vedlo ke zvýšení rychlosti a kvality a snížení cen počítačů. Výsledkem jsou nejen vysocevýkonné sálové superpočítače - nejznámější jsou od firmy Cray, ale na druhé straně hlavně PC v dnešní podobě. Prvním PC můžeme nazvat Anita Mark 8 z r.1965. Dnes jej sice předčí prakticky každá kalkulačka, ale ve své době znamenal průlom do způsobu užívání této techniky - žádný zvláštní sál na počítač, žádná speciálně vyškolená obsluha a množství techniků údržby, ale vlastní počítač na stole v kanceláři.
Jen pro zajímavost: i když na Apollu byla použita ta nejlepší výpočetní technika tehdejší doby, všechny počítače zabezpečující jeho let ani zdaleka nedosahovaly kvalit, které má počítač, na kterém byl napsán tento referát.

70. - 90. léta
Počítače v datech
Roku 1970 je na trh uvedena disketa
V r. 1975 je uveden první masově prodávaný počítač Altair 8800
Roku 1977 Bill Gates a Paul Allen oficiálně ustavují Microsoft
Rok 1981 - IBM uvádí PC s operačním systémem MS-DOS
Rok 1984 - první CD-ROM
Roku 1985 Microsoft vyvíjí Widows 1.0. V roce 1988 následují Windows 2.03, po nich roku 1990 Windows 3.0, v roce 1992 Windows 3.1 a dále Windows 95, 98 a 2000
Rok 1991 - procesor Intel 486
1992 - dvourychlostní CD-ROM mechanika
1993 - třírychlostní CD-ROM mechanika ( pro srovnání: v dnešní době jsou běžné mechaniky čtyřicetirychlostní)
1995 - procesor Intel Pentium Pro 200MHz
1997 - procesor Intel Pentium II
1999 - procesor Intel Pentium III http://pikantus.blog.cz/0702/vyvoj-
Pohled do historie pamětí – feritová pamět z IBM 405
Paměťové moduly aneb z čeho se paměť skládá

Základem každého DRAM paměťového modulu je paměťový čip. Jak plyne z historie a vývoje počítačů, zejména díky ceně se prosadila architektura, která sdružuje několik čipů na jednom paměťovém modulu. Můžeme si položit otázku, proč právě paměťové moduly? Odpověď je poměrně jednoduchá - důvodem je cena a škálovatelnost této koncepce.

Moduly i jednotlivé typy pamětí se liší kapacitou, rychlostí, časováním, spotřebou elektrické energie a typickým použitím. Každá počítačová architektura má svoje specifikace, které samozřejmě i z hlediska pamětí je nutné dodržet. Pokud máme definovanou šířku sběrnice pro práci s pamětí, paměťové čipy i moduly mají definovanou řadu vstupů /výstupů, napájecí piny a určitou propustnost na datový pin, kdy k naplnění specifikací a pro korektní chod samozřejmě budeme potřebovat určité množství paměťových čipů, optimálně na jednom modulu paměti. Díky různé kapacitě (a zárověň velikosti) čipů tak lze nabídnout řadu možností a kapacit přesně na míru zákazníka.

Kapacita paměťových čipů, ovlivněna zejména jejich velikostí a dostupnou výrobní technologií (která je určující pro možnou dosažitelnou kapacitu čipu vzhledem k velikosti a ceně čipu), je limitující pro komerčně dostupnou velikost modulu. To je také důvod, kromě specifikací pamětí, modulů samotných a řadiče paměti, proč kapacita pro osobní počítače roste se zpožděním vůči například serverové oblasti, kde cena modulů není obvykle příliš limitující. Vliv zde má samozřejmě také řadič paměti, který takovou paměť musí umět obsloužit (případně i operační systém).
http://www.svethardware.cz/art_doc-53D8F3993772ECFBC1257205005DA285.html

SPD – čip, který nám šetří práci

Paměťové čipy jsou dnes umístěny na modulu obvykle s dalším čipem, s tak zvaným SPD (Serial Presence Detect), kde jsou uloženy standardní informace o paměti jako její konfigurace, pracovní napětí či časování pro určitou pracovní frekvenci pamětí, apod. Díky SPD se tak většina uživatelů nemusí o nastavení časování paměti vůbec starat, protože nastavení dle výrobce zajistí právě informace uložené na SPD čipu. Ačkoliv časování můžeme obvykle nastavit manuálně v BIOSu, nastavení podle SPD má poskytnout optimální chod na většině systémů. Výrobce se pomocí SPD snaží zaručit korektní fukčnost pamětí bez nutnosti do časování jakkoliv zasahovat, i když někdy je zásah nezbytný (pro korektní chod na dané frekvenci a s odpovídajícím časováním). Existuje zde řada výjimek a občas je otázkou, na čí straně je vlastně chyba, ačkoliv obecné tendence jsou takové, že nejčastěji dáváme vinu pamětem (a asi ne vždy oprávněně).