Milowe kroki w powstaniu komputera

Komputery wprowadziły nas w nową erę ludzkości, w której komunikacja i złożone procesy obliczeniowe stały się proste, jak nigdy przedtem. Za nim jednak potrzebny był intensywny rozwój techniki oraz matematyki. To rozwój tych dziedzin doprowadził do tego, że możliwe było skonstruowanie komputera, czyli maszyny zawierającej hardware oraz software.

Ludzie od dawna poszukiwali sposobów, które miały im pomóc zgromadzić dane oraz uprościć obliczenia. Od zarania cywilizacji stosowano dostępne środki, poczynając od prostych obliczeń i malowideł na tabliczkach glinianych, czy wynalezienia liczydła ok. 5000 lat temu. Oczywiście problem stanowiły bardziej złożone informacje. Pierwszym człowiekiem, który postawił milowe kroki w celu przezwyciężenia tych kłopotów był Pascal. Wymyślił maszynę liczącą nazwaną "Pascaline", która co prawda przyspieszała proces obliczeń, ale często się psuła, była stosunkowo powolna i bardzo droga. Zbudowana była z mechanizmu kół zębowych. Każde koło posiadało dziesięć zębów, które były ponumerowane od 0 do 9. Pełny obrót koła powodował, że zmieniała się cyfra na kole sąsiadującym z nim po lewej stronie. Reprezentacja liczb była więc ograniczona przez ilość kół, a działania opierały się na rachunku dodawania. Pascalina nie została również spopularyzowana. Ludzie żywili do niej dystans, także ze strachu o utratę miejsc pracy. Wynalazek ten jednak był tak istotnym faktem w historii, że na cześć Pascala jeden z języków programowania został nazwany jego imieniem.

Na kolejny znaczący wielki krok przyszło czekać kilka wieków. W 1830 roku Charles Babbage matematyk i profesor na Cambridge rozpoczął prace nad ideą maszyny liczącej. W celu jej opracowania stworzył kod binarny, czyli system zapisu liczb za pomocą tyko zera i jedynki. Ten sposób reprezentacji jest do dziś stosowany przez komputery. Kilkadziesiąt lat później prace nad własną maszyną liczącą rozpoczął Herman Hollerith. Pracował on Biurze Spisów Ludności w US i chciał przyspieszyć proces gromadzenia danych. Zbudował maszynę liczącą i wymyślił sposób wprowadzania do niej danych. Realizacją tej koncepcji były karty dziurkowane, zwane perforowanymi, które wcześniej stosowano w maszynach krawieckich. Na kartach znajdowały się odpowiedzi ludzi, a maszyna odczytywała je i sortowała. Maszynę ulepszano i w końcu została ona podłączona do prądu. Dzięki niej proces opracowania danych ze spisu ludności został skrócony z siedmiu lat do trzech. Te sukcesy pozwoliły Hollerithowi utworzyć w 1896 roku Tabuling Machine Company, które w 1911 zmieniło nazwę na IBM. W 1944 r. ta korporacja sfinansowała budowę pierwszego w pełni elektrycznego komputera Mark I. Posiadał on przełączniki, które umożliwiały lub zamykały dopływ prądu. Komputer był gigantycznych rozmiarów i składał się z 750 tysięcy części. Dwa lata później powstał komputer ENIAC, który zamiast przełączników wykorzystywał lampy elektronowe, dzięki czemu był o tysiąc razy szybszy niż Mark I. ENIAC mógł przeprowadzić w kilkadziesiąt sekund obliczenia matematyczne, które pojedynczemu człowiekowi zajmowały kilkadziesiąt godzin. Wykorzystywano go głownie do złożonych obliczeń wojskowych i technicznych, między innymi konstrukcji bomby wodorowej. Komputer ten jednak nie nadawał się do ogólnego użytku. Dopiero John von Neumann wpadł na pomysł pisania programów komputerowych w języku binarnym i stworzył pamięć komputerową. W 1950 roku powstał komputer EDVAC, który umożliwiał przechowywanie programów komputerowych na kartach dziurkowanych. Dzięki temu powstał model komputera znany do dziś, zawierający software oraz hardware.

Komputer EDVAC
Źródło: Wikipedia

Dalsze postępy w rozwoju techniki, szczególnie elektroniki umożliwiły dalszy rozwój komputera. Zaczęto stosować tranzystory, potem układy scalone. Pojawiły się pierwsze systemu operacyjne i języki programowania wyższego poziomu. Czynniki te spowodowały, że zmniejszyły się rozmiary komputera oraz jego cena. Karty dziurkowane zastąpiono taśmami magnetycznymi, potem dyskami, a następnie pamięcią optyczną. Pod koniec lat siedemdziesiątych ubiegłego wieku zaczęto produkować komputery osobiste.