ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΜΑΘΗΤΙΚΗ ΕΦΗΜΕΡΙΔΑ

2013

ΕΞΕΛΙΞΕΙΣ ΣΤΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ ΚΑΙ

ΣΤΗΝΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

Πρόμαχοι School Net

Εργασία της ΕΥΡΥΑΝΘΗΣ ΜΑΡΑΝΤΙΔΟΥ

Γ Υ Μ Ν Α Σ Ι Ο Π Ρ Ο Μ Α Χ Ω Ν

Από τις Υπολογιστικές Μηχανές στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές

Από τις αρχές της ιστορίας της Τεχνολογίας οι εφευρέτες θέλοντας να απαλλάξουν τους ανθρώπους από τους κουραστικούς και μηχανικά επαναλαμβανόμενους υπολογισμούς, κατασκευάζουν υπολογιστικά εργαλεία. Ένας νέος κλάδος της τεχνολογίας της πληροφορίας γεννιέται. Το κύριο βάρος των αριθμητικών πράξεων μεταφέρεται στα εργαλεία, επιτρέποντας την εκτέλεση με μεγαλύτερη αξιοπιστία αριθμητικών πράξεων με πολλούς και μεγάλους αριθμούς. Τα υπολογιστικά εργαλεία τα διαδέχονται στη συνέχεια οι υπολογιστικές μηχανές. Στα μέσα του 20ου αιώνα κατασκευάζεται ο πρώτος ηλεκτρονικός υπολογιστής αλλάζοντας ριζικά τις υπολογιστικές μηχανές (Εικόνα 1.1). Ο ηλεκτρονικός υπολογιστής δεν κάνει απλώς αριθμητικούς υπολογισμούς, όπως οι περισσότερες από τις προγενέστερες μηχανές, αλλά επεξεργάζεται δεδομένα για την παραγωγή χρήσιμων πληροφοριών. Για πρώτη φορά οι άνθρωποι κατασκευάζουν μια μηχανή προσπαθώντας να μιμηθούν τη λειτουργία του εγκεφάλου.

Εικόνα 1.1: Διάφορες πλακέτες υπολογιστών. Μέσα σε δυο δεκαετίες το μέγεθος μικραίνει εντυπωσιακά.

Η εξέλιξη των υπολογιστών στα αρχικά στάδια γινόταν με πολύ αργούς ρυθμούς, ενώ τα τελευταία χρόνια γίνεται με εκπληκτική ταχύτητα.

1939: Οι Ατανάσοφ και Μπέρυ (Atanasoff and Berry) κατασκευάζουν την πρώτη ηλεκτρομηχανική υπολογιστική μηχανή ΑΒC.

1941: Ο Αλαν Τιούρινγκ (Alan Turing) συμμετέχει στην κατασκευή του Κολοσσού, μιας υπολογιστικής μηχανής, την οποία οι Άγγλοι χρησιμοποιούν στο Β΄ Παγκόσμιο πόλεμο, για να σπάνε τους κωδικούς και να διαβάζουν τα μηνύματα των Γερμανών.

1943: Κατασκευάζεται ο πρώτος υπολογιστής γενικής χρήσης με το όνομα ENIAC. Ζυγίζει 30 τόνους, καλύπτει 140 τετραγωνικά μέτρα και μπορεί να πραγματοποιήσει 357 πολλαπλασιασμούς το δευτερόλεπτο.

1945: Στις 9 Σεπτεμβρίου η Γκρέις Χόπερ (Grace Hopper) αναφέρει το πρώτο «bug» στην ιστορία των υπολογιστών. Ένας σκώρος προξένησε διακοπή στη λειτουργία του υπολογιστή Mark II. Από τότε οποιοδήποτε πρόβλημα παρουσιάζεται στους υπολογιστές ονομάζεται «bug» (Εικόνα 1.2).

Εικόνα 1.2: Φωτογραφία από το πρώτο «bug» στην ιστορία των υπολογιστών.

1947: Η δημιουργία του πρώτου τρανζίστορ από τους Γουίλιαμ Σόκλεϋ (William Shockley), Τζον Μπαρντίν (John Bardeen) και Γουόλτερ Μπράτεν (Walter Brattain) στα Εργαστήρια της Bell.

1950: Ο αριθμός των υπολογιστών που βρίσκονται σε λειτουργία παγκοσμίως ανέρχεται σε 60. Σε τρία χρόνια ο αριθμός αυξάνεται σε 100.

1956: Κατασκευάζεται ο πρώτος σκληρός δίσκος.

1958: Κατασκευάζεται το πρώτο Ολοκληρωμένο Κύκλωμα (το οποίο αποτελείται από πολλά τρανζίστορ μαζί σε μικρό χώρο) από τον Τζακ Κίλμπυ (Jack Kilby) για την Texas Instruments.

1965: Οι υπολογιστές που υπάρχουν στον πλανήτη ανέρχονται στους 30.000.

1967: Κατασκευάζεται η πρώτη δισκέτα από την ΙΒΜ.

1971: Κατασκευάζεται ο πρώτος επεξεργαστής 4004 από την Intel.

1971: Odyssey είναι το όνομα της πρώτης οικιακής κονσόλας παιχνιδιών.

1975: Ένας μεγάλος υπολογιστής της εταιρίας ΙΒΜ μπορούσε να εκτελέσει 10 εκατομμύρια εντολές το δευτερόλεπτο και κόστιζε περίπου 10 εκατομμύρια δολάρια. Μετά από 20 χρόνια, το 1995, μια παιχνιδομηχανή μπορούσε να εκτελέσει 500 εκατομμύρια εντολές το δευτερόλεπτο και κόστιζε μόνο 500 δολάρια.

2000: Ένας προσωπικός υπολογιστής ήταν 5000 φορές πιο γρήγορος από τον πρώτο προσωπικό υπολογιστή που κατασκευάστηκε το 1981 από την ΙΒΜ.

ΕΞΕΛΙΞΕΙΣ ΤΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

Πληροφορική ή επιστήμη υπολογιστών ονομάζεται η θετική και εφαρμοσμένη επιστήμη η οποία ερευνά τα θεωρητικά θεμέλια και τη φύση των πληροφοριών, των αλγορίθμων και των υπολογισμών, καθώς και τις τεχνολογικές εφαρμογές τους σε αυτοματοποιημένα υπολογιστικά συστήματα, από τη σκοπιά της σχεδίασης, της ανάπτυξης, της υλοποίησης, της διερεύνησης, της ανάλυσης και της προδιαγραφής τους. Η αυτοματοποιημένη υλοποίηση των μεθόδων της πληροφορικής βασίστηκε από την πρώτη στιγμή στους ηλεκτρονικούς υπολογιστές (Η/Υ).

Η Αντα Λάβλεϊς έγραψε το πρώτο πρόγραμμα υπολογιστή κατά τον 19ο αιώνα για την Αναλυτική Μηχανή του Μπάμπατζ, πολύ πριν από την εμφάνιση ηλεκτρονικών υπολογιστών. Η γλώσσα προγραμματισμού Ada έχει ονομαστεί έτσι προς τιμήν της.

Η προϊστορία της πληροφορικής εντοπίζεται τόσο στη μαθηματική μελέτη των αλγορίθμων, όσο και σε ποικίλες απόπειρες κατασκευής υπολογιστικών μηχανών με στόχο την αυτοματοποίηση αριθμητικών υπολογισμών. Αποσπασματικές προσπάθειες ενταγμένες στα δύο αυτά εγχειρήματα μπορούν να ανιχνευθούν από την Αρχαιότητα μέχρι και τον 19ο αιώνα, πολύ πριν από την ανάπτυξη των σύγχρονων ψηφιακών υπολογιστών.

Σημαντικοί σταθμοί στην εν λόγω ιστορική διαδρομή υπήρξαν η κατασκευή του μηχανισμού των Αντικυθήρων, του πρώτου μηχανικού υπολογιστή (περιορισμένων βεβαίως δυνατοτήτων) ο οποίος διασώζεται μέχρι σήμερα, η διατύπωση αλγορίθμων σε φυσική γλώσσα από τον Ευκλείδη και τον Ερατοσθένη, η πρώιμη μελέτη της έννοιας του αλγορίθμου από τον Πέρση μαθηματικό του Μεσαίωνα Αλ Χουαρίζμι στο πλαίσιο της πρώτης πλήρους πραγματείας περί άλγεβρας, η κατασκευή της πρώτης μηχανικής αριθμομηχανής από τον Μπλεζ Πασκάλ το 1645, καθώς και ο μηχανικός υπολογιστής του Τσαρλς Μπάμπατζ στα μέσα του 19ου αιώνα, πρόγονος των καθολικών υπολογιστών γενικού σκοπού, ο οποίος όμως απέτυχε να επηρεάσει σημαντικά την τεχνολογία της εποχής του.

Στη συνέχεια, προτού γίνει ξεχωριστή επιστήμη, η πληροφορική εμφανίστηκε σαν πεδίο των διακριτών μαθηματικών κατά τη δεκαετία του 1930, μετά την αυστηρή μαθηματική τυποποίηση των εννοιών του αλγορίθμου και του υπολογισμού από τους μαθηματικούς Άλαν Τούρινγκ και Αλόνζο Τσερτς.

Ο ENIAC (1946) υπήρξε ο πρώτος επαναπρογραμματιζόμενος ηλεκτρονικός υπολογιστής γενικού σκοπού, ικανοποιώντας τα κριτήρια του Τούρινγκ περί καθολικής επιλυσιμότητας (ήταν δηλαδή θεωρητικά σε θέση να εκτελέσει κάθε δυνατό αλγόριθμο), δίνοντας μια αρχική ώθηση στην επιστημονική ανεξαρτητοποίηση της πληροφορικής. Οι υπολογιστές που είχαν προηγηθεί του ENIAC ήταν είτε

μηχανικές κατασκευές ειδικού σκοπού (π.χ. ο μηχανισμός των Αντικυθήρων), είτε ηλεκτρομηχανολογικές κατασκευές (π.χ. Ζ3), είτε ηλεκτρονικές συσκευές που δεν είχαν όμως καθολικές δυνατότητες υπολογισιμότητας (π.χ. Colossus).

Από τα τέλη της δεκαετίας του 1950 καθιερώθηκε η αρχιτεκτονική φον Νόιμαν των σύγχρονων ψηφιακών υπολογιστών.

Το 1957 επινοήθηκε ο όρος informatik από τον Γερμανό επιστήμονα Καρλ Στάινμπουχ (Karl Steinbuch), ο οποίος εξέδωσε μία εργασία με τίτλο Informatik: Automatische Informationsve-rarbeitung («Πληροφορική: Αυτόματη Επεξεργασία Πληροφοριών»).

Από εκεί προέκυψε κατόπιν, ως δάνειο, η αγγλική λέξη informatics (=πληροφορική). Την ίδια περίοδο στις ΗΠΑ, ο όρος computer science (=επιστήμη υπολογιστών) εμφανίστηκε γραπτώς το 1959 σε επιστημονικό άρθρο.

Το 1962 επινοήθηκε επίσης ο ομόηχος με το γερμανικό informatik όρος informatique, από τον Γάλλο Φιλίπ Ντρέυφους, ως συνδυασμός των λέξεων information (=πληροφορία) και automatic (=αυτόματη), προκειμένου να περιγραφεί η επιστήμη της αυτόματης επεξεργασίας πληροφοριών.