między przeszłością a przyszłością komputerów i informatyki
DESCRIPTION
Między przeszłością a przyszłością komputerów i informatyki. Maciej M. Sysło Uniwersytet Wrocławski, UMK w Toruniu [email protected]. Rozgrzewka, I. Co ci dwaj Panowie, stojący na tle komputera ENIAC , trzymają w rękach?. Mysz Jedną liczbę Jedną cyfrę Klawiaturę. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Między przeszłością a przyszłością komputerów i informatyki
Maciej M. SysłoUniwersytet Wrocławski, UMK w Toruniu
Rozgrzewka, ICo ci dwaj Panowie, stojący na tle komputera ENIAC,
trzymają w rękach?
Mysz
Jedną liczbę
Jedną cyfrę
Klawiaturę
Cyfra dziesiętna: 0, 1,… zbudowana z 22 lamp!!!
3Maciej M. Sysło
Rozgrzewka, II
Magazyn lodówek
Elektrownia atomowa
Superkomputer
Chip w powiększeniu
Co to jest?
Superkomputer Earth Simulator (Japonia 2002 rok)
35 000 000 000 000 op/sekMaciej M. Sysło 4
Co to jest computer?
1969:
Człowiek !!!
komputer: 1. osoba, która oblicza; 2. urządzenie stosowane do obliczeń …
Maciej M. Sysło 5
6
Pierwsze wystąpienie computer?
1892
Firma Rapid Computer w Chicago, wytwarzała urządzenie do liczenia, zwane comptometer
Maciej M. Sysło 6
IBM PC12 sierpnia 1981
Mikroprocesor serce komputera
Komputer dzisiaj
Elwro 800 Junior, 1986
Dziecinne, szkolne komputerkiMaciej M. Sysło
Serce każdego urządzenia
7
Think Myśl? Komputer to maszyna do myślenia !!!
Reklama firmy IBM z 1924 roku
Maciej M. Sysło 8
Maciej M. Sysło
Pierwsze kalkulatory elektroniczne
TI DataMath – 1972 Tylko 4 działania TI 30 – 1977
dla inżynierów
Elwro – Bolek Elwro – Lolek
Kalkulator mały komputerek
9
Człowiek zawsze musiał liczyć !!! używał do tego palców, rąk,
całego ciała:
robił także nacięcia na drewnie:
A jak liczono dawno temu?
Maciej M. Sysło
Chińczycy liczyli na obu rękach aż do 10 000 000 000 !!!
10
Maciej M. Sysło
Liczydła
Suan-pan, Chiny, X-XI w Soroban, Japonia, XIX w
Szczoty, Rosja, XVII w Kipu (Quipu), Ameryka Płd.
Współczesne zdjęcia
11
Maciej M. Sysło
Liczydła
Japonia – Piórnik szkolny początek XX w.
Soroban
Przybory do pisania
Połączenie liczydła z
kalkulatorem
12
Pałeczki Napiera
1617 rok
Wyrób współczesny
Maciej M. Sysło
Pierwszy kalkulator
13
Pałeczki Napiera – jak używać
25
x 25
125
+ 50
625
2 5
2
5
4
1
1
2
5
0
0
0
+
20 56
Tradycyjne mnożenie:Mnożenie z pałeczkami:
Maciej M. Sysło
Pierwszy kalkulator
14
Maszyna SchickardaPierwszy kalkulator – 1624
Rycina z listu Schickarda do Keplera. Replika maszyny Schickarda
Pałeczki zainspirowały W. Schickarda przy budowie pierwszego kalkulatora
15
Kalkulator Schickarda – jak działa
Pałeczki w postaci walców, z wszystkimi cyframi
Działanie:•ustaw pałeczki – pierwsza liczba•ustawa drugą liczbę•dodaj cyfry z okienek
Maciej M. Sysło
Pierwsze kalkulatory mechaniczne
16
Pierwsze kalkulatory mechaniczne …
17
Blaise Pascal, 1623-1662filozof, matematyk, fizyk
Gottfried W. Leibniz, 1646-1716filozof, matematyk, prawnik, mąż
stanu, dyplomata
Pascalina – mechanizm licznika Żywa ława do obliczeń – bęben schodkowy
Wykonują tylko dodawanie
Maciej M. Sysło
Kalkulatory mechaniczne – sumatory
18
25
x 25
ABCDE
5 razy dodaj 25 - wynik: 125
2 razy dodaj 25 - wynik: 50
625
Mnożenie jako dodawanie:
A B C D E
Sumator Hasbro
Maciej M. Sysło
Kalkulatory mechaniczne – sumatory
19
345
– 137
208
ABCDE
345
– 137
1 00000
1 00208
Odejmowanie jako dodawanie !!!
ABCDE
345
– 137
99999
1
1 00208
ABCDE
345
99862
1
1 00208
ABCDE
345
862 137
99000
1
1 00208
Tylko dodawania
Kalkulatory mechaniczne – sumatory
20
21
Sumatory i maszyny biurowe
Sumatory
Masowa mechanizacja prac biurowych – podniesienie
zatrudnienia i statusu kobiet
Kalkulatory biurowe
Maciej M. Sysło 21
Mnożenie i dzielenie za pomocą wielokrotnego dodawania i odejmowania
Maciej M. Sysło
Kalkulatory mechaniczne – kręciołki
22Pin wheels – koła z ruchomymi zębami
Feliks od Dzierżyńskiego
Curt Herzstark (1902-1988)
Najdoskonalszy kalkulator mechaniczny:
• projekt powstawał w obozie w Buchenwaldzie
• perfekcyjne wykonanie• niemal niezniszczalny
kalkulator
Maciej M. Sysło
Kalkulator Curta – cud techniki
23
Bęben schodkowy Leibniza –1694Rozłożony na części:
Maciej M. Sysło
Kalkulator Curta – cud techniki
24
Maciej M. Sysło
Suwaki
Na wyposażeniu każdego inżyniera
do 1972 roku
Skala 30 cm
Skala 150 cm
Skala 12 m 25
40 mln
… a później
26
Kalkulator wyparł urządzenia, które przyczyniły się do jego
powstania!!!
1 mld w 2008
Do 1972 roku …
Maciej M. Sysło
Logarytm • Ułatwia obliczanie iloczynów i ilorazów:
– Wynalazł John Napier (ten od pałeczek) – 1614
– Suwak logarytmiczny: 1620 – E. Gunter, 1632 – W. Oughtred
• !!! logarytm i algorytm to anagramy !!!• Złożoność: log n bardzo wolno rośnie w porównaniu z n• Występuje w złożoności metod dziel i zwyciężaj• Euklides wprowadził nieświadomie w algorytmie dla
NWD(m,n)
m, n, r1, r2, r3, r4, … np. m=34, n= 21, 13, 8, 5, 3, 2, 1
ri = ri-2 mod ri-1
ri = ri-2 / 2
• Zastosowania w kryptografii, RSA
Liczba kroków w algorytmie Euklidesa
jest ok. log m
27
Co pozostało sprzed 1972 rok
Maciej M. Sysło
011101001111011001110100abrakadabra
Morse jej ojcem
Kody: ASCII
a:01100001
b:01100010
d:01101100
k:01101011
r:01110010
Huffman
0 1110
110
1111
10
88 znaków 24 znaki28
Kompresja
Maciej M. Sysło
Flying Oliver Franklin
Blick DuplexDart
Writingball
29
Pierwsze ręczne procesory tekstu
Maciej M. Sysło
1875
30
Pierwsze ręczne procesory tekstu
Maciej M. Sysło
• Klawiatura QWERTY, Sholes, 1874 – rezultat konstrukcji i …
• Klawiatura Dvoraka (1936) – nie przyjęła się
• Ale …
„Klawiatura Morse”
31
Pierwsze ręczne procesory tekstu
Maciej M. Sysło
Fonty – to pomysł z najstarszych maszyn do pisania
Wymienne fonty
Lata 60-80
Przełom XIX/XX
32
Pierwsze ręczne procesory tekstu
Maciej M. Sysło
Ch. Babbage (1791-1871)(niespełniony) ojciec komputerów
I wish to God these calculations had been performed by steam
Maszyna różnicowa Scheutzów
Schemat maszyny analitycznej 33Maciej M. Sysło
Maszyna różnicowa Babbage’a
34
Ada Augusta Lovelace (1815-1852)
• Córka poety, Lorda Byrona
• Początkowo interesowała ją literatura, ale matka chciała ją odsunąć od zajęć jej ojca
• Otrzymała wykształcenie matematyczne:
• 1833: poznała Babbage’a, – pokazał jej maszynę różnicową
• 1843: opublikowała rozległe opracowanie na temat maszyny analityczne, 2/3 to jej własne notatki
• 1852: umiera, pochowana obok ojca
Maciej M. Sysło
35
Notatki (notes) Ady – wyjątki
• … maszyna analityczna tka wzory algebraiczne, tak jak krosno Jacquarda tka kwiaty i liście … – programowanie
• Zwróciła uwagę na znaczenie, jakie może mieć wykonywanie różnych instrukcji w zależności od spełnienia określonych warunków – instrukcja warunkowa
• Pisała o korzyściach płynących ze zdolności maszyny analitrycznej do wielokrotnego wykonywania tych samych obliczeń – instrukcja iteracyjna
• Rachunek symboliczny (algebra) – komponowanie muzyki
• Jednak: nie należy w żadnym razie uważać, że AE może cokolwiek sama z siebie stworzyć
• A.M. Turing, wykład o AI: zastrzeżenia lady Lovelace
Maciej M. Sysło
System tabulacyjny Hermana Holleritha
Pantograf
Sorter
Liczniki zegaroweCzytnik kart
36Maciej M. Sysło
Herman Hollerith (1860-1929) i IBM
• Absolwent MIT, pracownik Census Office (GUS)• 1890: Spis w USA – olbrzymi sukces• Ekspansja geograficzna: Kanada (1892), spis rolny w
USA (1893), Norwegia, Włochy, • Rosja: 1895 – następny był dopiero w 1926 r.
– 900 000 ankieterów, 2200 stały personel, spisano 129 211 113 osób, 44 języków
– Ostatnie analizy przeprowadzono 9 lat po spisie• Założył: Tabulating Machine Co. (1896), Computing
Tabulating and Recording Co. (1911), która 1924 została przemianowana na IBM
37Maciej M. Sysło
Colossus – 1943
„Bomby”: 1939 – polska 1940 – UK, USA
Rozwój komputerów w czasie wojny…
Maciej M. Sysło 38
Duże maszyny – main frame
39Maciej M. Sysło
Teoretyczne podstawy
40Maciej M. Sysło
41
Rozwój elektroniki
Prawo Moore’a, 1965
0
1
2
3
4
4141
Maciej M. Sysło
Dzisiaj … mamy jeszcze superkomputery
Cray-1 (1976) 250 000 000 operacji na sekundę
IBM Blue Gine/L (2005)80 000 000 000 000 operacji na sek
42
Maciej M. Sysło
Dzisiaj … mamy superkomputer dostępny dla każdego:
Google: 300 000 000 000 000 op/sek !!!
Google – obsługiwane przez najpotężniejszy komputer !!!
43
Od kiedy???
Nowa technologia ???
Jaka nowa technologia zostanie stworzona na IBM
PC, która wyprze PC?
Współczesna technologia
44
Skąd bierze się różnicamiędzy przeszłością i
przyszłością?Dlaczego pamiętamy przeszłość,
a nie pamiętamy przyszłości?[Stefan W. Hawking, Krótka historia czasu]
Do 2??? roku … ?
Maciej M. Sysło