„Zazvonil mi telefón...“ Som si istý, že nikto z nás si dnes nevie predstaviť život bez komunikácie. Zabudneme si telefón doma a ponáhľame sa poň, nemôžeme ho nájsť v taške alebo kufríku a vždy sa rozčúlime. Kto priniesol do našich životov jedinečnú techniku, ktorá pomáha spájať ľudí na diaľku?
Plán lekcie:
Je možné komunikovať bez telefónu?
Samozrejme môžete! Ľudia žili predtým a nemali žiadne nové modely telefónov, ale navzájom si prenášali informácie ďaleko za hranicami svojho bydliska. Potreba komunikácie prinútila ľudí vymýšľať rôzne spôsoby, ako „vyzvať“ a oznámiť správy súdruhom, ktorí sa nachádzajú niekoľko kilometrov odtiaľto. Ako to bolo?
V tom čase už boli urobené prvé pokusy o vytvorenie telegrafu schopného prenášať signály na veľké vzdialenosti pomocou elektriny. Základy elektrotechniky vypracovali vedci Galvani a Volt, prispeli k tomu aj Rusi Schilling a Jacobi, ktorí vynašli prenosové kódy a prístroj, ktorý premieňa signály na text.
O niečo neskôr, v roku 1837, sa vďaka americkému vynálezcovi Morseovi objavil elektrický telegraf a špeciálny kódový systém bodiek a pomlčiek, všeobecne známy pod názvom „Morseova abeceda“.
Ani toto však vedcom tých storočí nestačilo. Snívali o tom, že po drôtoch bude možné nielen prijímať suchý text, ale aj cez ne hovoriť!
Toto je zaujímavé! Archeológovia objavili v oblasti Peru dve tekvice spojené lanom a dospeli k záveru, že táto stavba je tisícročným predchodcom telefónu. Naozaj je to veľmi podobné dvom zápalkovým škatuľkám spojeným vláknom, ktoré sme sa v detstve snažili „zazvoniť“.
Kto to vymyslel ako prvý?
História vzhľadu telefónu je spojená s Alexandrom Bellom z Ameriky. Nebol však jediný, kto sa aktívne podieľal na dizajnovej myšlienke prenosu ľudského hlasu na diaľku. Pozrime sa v krátkosti na stránky histórie a pozrime sa, ako ďaleko sa vynález dostal v prvých fázach svojho zrodu.
Talian Antonio Meucci
V roku 1860 Antonio Meucci, rodák z Talianska, ukázal Američanom zariadenie, ktoré dokázalo prenášať zvuk po drôte, no patentovú prihlášku podal až v roku 1871 a na všetky jeho otázky o osude dokumentov spoločnosť, ktorá prevzala odpovedali, že sa stratili.
Nemec Philipp Reis
V roku 1861 predstavil nemecký fyzik Philipp Reis verejnosti elektrický prístroj schopný prenášať zvuk. Mimochodom, od neho pochádza názov „telefón“, ktorý sme dnes zvyknutí počuť, čo sa z gréčtiny prekladá ako „zvuk z diaľky“.
Jeho vysielač bol vyrobený vo forme dutej skrinky s otvormi: zvuk - v prednej časti a pokrytý membránou - na vrchu. Ale kvalita prenosu zvuku v Reisovom telefóne bola taká nízka, že nebolo možné nič rozoznať, takže jeho vynález jeho okolie neprijalo.
Američania Grey a Bell
Až o 15 rokov neskôr dvaja americkí dizajnéri Gray a Bell, úplne nezávisle od seba, dokázali objaviť, ako kovová membrána pomocou magnetu, podobne ako ušný bubienok nášho ucha, dokáže transformovať zvuk a prenášať ho prostredníctvom elektrického signálu. .
Prečo Bell získal všetky vavríny slávy? Je to jednoduché! 14. februára 1876 podal žiadosť o patentovanie vynálezu, ktorý objavil – „hovoriaci telegraf“ – o pár hodín skôr ako Gray.
Viem si predstaviť, aký bol Gray naštvaný.
Bell predstavil telefón na technickej výstave vo Philadelphii.
Nová technika nemala zvonček, volalo sa na pripojenú píšťalku a jediné slúchadlo súčasne prijímalo aj vysielalo reč. Prvé telefóny si museli elektrinu vyrábať samy, a tak telefónna linka fungovala len na vzdialenosť do 500 metrov.
Toto je zaujímavé! V roku 2002 americký kongres prijal rozhodnutie, ktoré obrátilo telefónny svet hore nohami: za skutočného vynálezcu telefónu uznal Taliana Meucciho.
Evolúcia telefónu
Odkedy bol verejnosti predstavený prvý telefón, vynálezcovia a konštruktéri vynaložili veľa úsilia na to, aby z primitívneho zariadenia vytvorili moderný komunikačný prostriedok.
Inžinieri tak mohli nahradiť píšťalku na privolanie účastníka elektrickým zvončekom. V roku 1876 bol vynájdený prepínač, ktorý dokázal spojiť nielen dva, ale aj niekoľko telefónov medzi sebou.
O rok neskôr prispel k vývoju telefónu vynálezca Edison – jeho indukčná cievka zväčšuje vzdialenosť prenosu zvuku a až do konca 20. storočia sa používal uhlíkový mikrofón, ktorý zlepšuje kvalitu komunikácie. Zároveň sa v roku 1877 v Amerike objavila prvá telefónna ústredňa, prostredníctvom ktorej boli tí, ktorí chceli niekomu zavolať, pripojení k požadovanému číslu telefónneho operátora prostredníctvom zástrčiek.
Vďaka prispeniu ruského vynálezcu Golubitského mohli stanice s centrálnym pohonom obslúžiť desaťtisíce predplatiteľov. Pozoruhodné je, že prvý telefonický rozhovor v Rusku sa uskutočnil tri roky po nástupe telefónu a v roku 1898 bola postavená prvá medzimestská linka medzi Moskvou a Petrohradom.
Toto je zaujímavé! Prvé telefóny neboli príliš pohodlné. Bolo cez ne ťažko počuť, a tak prišli so špeciálnymi trubicami rôznych veľkostí a tvarov, do ktorých stačilo strčiť nos, aby predplatiteľ pochopil, o čom je rozhovor. Najprv boli oddelení: jeden - hovoriť do neho, druhý - počúvať z neho. Potom sa začali spájať kľučkou, ako moderné telefónne slúchadlo. Telefónne prístroje boli vyrobené zo slonoviny, mahagónu a liateho kovu. Zvonové poháre boli chrómované do lesku. Jedna vec však zostala nezmenená: telo, trubica a páka, na ktorej bol po rozhovore zavesený.
Míľovými krokmi smerom k modernosti
Invenčný svet sa tam nezastavil. Ľudia, ktorí dostali domov telefón, chceli využívať moderný komunikačný prostriedok na ulici, v doprave, dorozumievať sa cestou do práce či domov.
Takáto komunikácia, ktorá nie je viazaná na priestory, bola spočiatku dostupná len pre špeciálne služby – vysielačky pod prezývkou „walkie-talkie“ alebo „walk and talk“ sa stali lákavým nápadom pre bežných používateľov. S poznaním tajomstiev zariadenia sa remeselníci pokúsili pripojiť zariadenia k linke pomocou takejto rádiovej komunikácie. Takže v 80. rokoch sa objavili rádiotelefóny, ktoré fungovali na vzdialenosť až 300 metrov.
Ale hlavnou výhodou posledných rokov bola nepochybne bunková komunikácia, ktorá funguje na základe signálu presúvajúceho sa z jednej stanice na druhú.
Moderný „voštinový plást“ sa objavil v roku 1973 v spoločnosti Motorola. Ich prvorodený pracoval bez nabíjania maximálne 20 minút a mal veľkosť tehly a vážil až 794 gramov!
Toto sú teraz naše moderné „mobilné telefóny“, malé a kompaktné, schopné fotografovať, posielať poštu a správy, prehrávať hudbu a dokonca myslieť na svojho majiteľa! Stali sa skutočnými pomocníkmi pre deti a ich rodičov – kedykoľvek môžete zavolať a zistiť, ako sa im darí!
Toto je zaujímavé! Obyvateľ Singapuru En Yang dokáže písať SMS najrýchlejšie – potrebuje o niečo viac ako 40 sekúnd, aby sa objavila správa so 160 znakmi!
Zaujímavé fakty o mobilných telefónoch
Toto video obsahuje ďalších 23 zaujímavých faktov o našich telefónoch. Môžu byť pridané do vášho projektu, takže sa pozorne pozerajte.
Teraz viete všetko o vzhľade telefónu. Urobte správu a povedzte to svojim priateľom, budú mať záujem! A ja sa s vami lúčim, ale nezabudnite sa pozrieť na nové projekty a zostať v kontakte!
Veľa šťastia v štúdiu!
Evgenia Klimkovič.
Pamätáte si na rozprávku o striebornom tanieriku a nalievajúcich sa jablkách? Myšlienka prenosu dynamických obrazov na veľké vzdialenosti mala ľudí už v dávnych dobách, no až na konci 19. storočia sa ľudstvu podarilo túto myšlienku zrealizovať a vynájsť predchodcu modernej televízie.
Kto bol jej tvorcom? Na túto otázku je dosť ťažké odpovedať, keďže na vývoji a vývoji televízie sa podieľalo veľa vedcov z celého sveta.
Kto bol vynálezcom prvého mechanického televízora?
História prvých televíznych prijímačov sa začala písať u nemeckého technika Paula Nipkowa, ktorý v roku 1884 vynašiel špeciálne zariadenie – Nipkow disk, schopný snímať obraz po riadkoch. V roku 1895 nemecký fyzik Karl Braun vytvoril prvý kineskop, známejší ako „hnedá trubica“.
Vedec považoval svoj výtvor za neúspešný a odložil ho na dlhých 11 rokov, no v roku 1906 dostal jeho študent Max Dieckmann patent na trubicu a na prenos obrazu využil objav svojho učiteľa. O rok neskôr ukázal svetu televízny prijímač s malou obrazovkou 3 x 3 centimetre a skenovacou frekvenciou 10 snímok za sekundu.
V polovici 20. rokov 20. storočia britský inžinier John Logie Brad neoceniteľne prispel k rozvoju modernej televízie. Pomocou Nipkowovho disku vynašiel mechanický televízny prijímač, ktorý fungoval bez zvuku, ale poskytoval pomerne jasný obraz získaný rozkladom na prvky. 
Vedec zároveň vytvoril spoločnosť Baird Corporation, ktorá bola dlho jediným svetovým výrobcom televíznych zariadení.
Kto vynašiel elektronickú televíziu?
Prvý elektronický televízny prijímač bol založený na vývoji ruského fyzika Borisa Rosinga. V roku 1907 vložil do prijímača katódovú trubicu a získal statický televízny obraz geometrických útvarov. V jeho práci pokračoval ďalší ruský inžinier Vladimir Zvorykin. Po revolučných udalostiach odišiel do Ameriky a v roku 1923 si nechal patentovať unikátny vynález – televíziu, fungujúcu výhradne pomocou elektronickej technológie.
Následne sa Zworykinovi podarilo prísť s takzvaným ikonoskopom, vďaka ktorému sa elektronické televízory dostali do masovej výroby. V roku 1927 začalo pravidelné televízne vysielanie v Spojených štátoch a v nasledujúcich rokoch sa k televízii začala pripájať Veľká Británia, Nemecko a ďalšie európske krajiny. Spočiatku mal obraz opticko-mechanické skenovanie, no v polovici 30. rokov začali vysielať v pásme VHF na elektronickom princípe.
Obyvatelia Sovietskeho zväzu mohli v roku 1939 sledovať televíziu. Tvorcom prvého televízneho prijímača bol závod Cominterna v Leningrade, ktorý v roku 1932 vyrobil zariadenie pracujúce na Nipkowovom disku. Prístroj bol obyčajný set-top box s obrazovkou 3 x 4 centimetre, ktorý musel byť pripojený k rádiovému prijímaču. 
Zaujímavé je, že následne by si každý mohol vyrobiť takéto televízory vlastnými rukami podľa pokynov v časopise Radiofront. Zariadenie si vyžiadalo prepnutie rádia na inú frekvenciu a umožnilo sledovať programy vysielané európskymi krajinami.
Kto vynašiel farebný televízor?
Pokusy o prenos farebných obrazov sa uskutočnili už v ére mechanických televíznych prijímačov. Jedným z prvých, ktorí predstavili svoj vývoj v tejto oblasti, bol sovietsky inžinier Hovhannes Adamyan, ktorý si v roku 1908 nechal patentovať dvojfarebné zariadenie na prenos signálov.
Uznávaným vynálezcom farebnej televízie bol John Logie Brad, autor mechanického prijímača. V roku 1928 zostavil zariadenie, ktoré dokázalo postupne prenášať tri obrázky pomocou modrého, zeleného a červeného filtra.
Skutočný prelom vo vývoji farebnej televízie nastal až po druhej svetovej vojne. Keď Spojené štáty stratili možnosť zarábať na obranných zákazkách, prešli na civilnú výrobu a na prenos obrazu začali využívať decimetrové vlny. 
V roku 1940 americkí vedci predstavili systém Triniscope, v ktorom boli obrazy troch obrazoviek kombinované s rôznymi farbami fosforovej žiary. V Sovietskom zväze sa vývoj podobného charakteru objavil v roku 1951 a o rok neskôr mohli sovietski televízni diváci vidieť prvé testovacie vysielanie vo farbe.
Štart
Kalkulačka a počítač nie sú ani zďaleka jediné zariadenia, s ktorými môžete vykonávať výpočty. Ľudstvo začalo pomerne skoro premýšľať, ako si uľahčiť procesy delenia, násobenia, odčítania a sčítania. Za jedno z prvých takýchto zariadení možno považovať balančné váhy, ktoré sa objavili v piatom tisícročí pred Kristom. Neponárajme sa však až tak ďaleko do hlbín histórie.
Andy Grove, Robert Noyce a Gordon Moore. (wikipedia.org)
Počítadlo, u nás známe ako abakus, sa zrodilo okolo roku 500 pred Kristom. Staroveké Grécko, India, Čína a štát Inkov môžu súťažiť o právo byť považovaný za jeho vlasť. Archeológovia majú podozrenie, že v starovekých mestách dokonca existovali výpočtové mechanizmy, hoci ich existencia zatiaľ nebola dokázaná. Antikerový mechanizmus, ktorý sme už spomenuli v predchádzajúcom článku, však možno považovať za výpočtový mechanizmus.
S príchodom stredoveku sa zručnosti na vytváranie takýchto zariadení stratili. Tieto temné časy boli vo všeobecnosti obdobím prudkého úpadku vedy. V 17. storočí však ľudstvo opäť začalo premýšľať o počítacích strojoch. A objavovali sa pomaly.
Prvé počítače
Vytvoriť zariadenie, ktoré by dokázalo vykonávať výpočty, bolo snom nemeckého astronóma a matematika Wilhelma Schickarda. Mal veľa rôznych projektov, no väčšina z nich zlyhala. Schickard sa nenechal zahanbiť neúspechmi a napokon dosiahol úspech. V roku 1623 matematik navrhol „Počítacie hodiny“ - neuveriteľne zložitý a ťažkopádny mechanizmus, ktorý však dokázal vykonávať jednoduché výpočty.
"Chiccardove počítacie hodiny." Kreslenie. (wikipedia.org)
„Počítacie hodiny“ mali značnú veľkosť a veľkú hmotnosť, bolo ťažké ich použiť v praxi. Schickardov priateľ, slávny astronóm Johannes Kepler, vtipne poznamenal, že je oveľa jednoduchšie robiť výpočty v hlave ako používať hodinky. Prvým používateľom Schickardových hodín sa však stal práve Kepler. Je známe, že s ich pomocou vykonal mnohé zo svojich výpočtov.
Johannes Kepler. (wikipedia.org)
Toto zariadenie dostalo svoje meno, pretože bolo založené na rovnakom mechanizme, ktorý fungoval v nástenných hodinách. A Schickard sám môže byť považovaný za „otca“ kalkulačky. Prešlo dvadsať rokov a rodinu počítačov rozšíril vynález francúzskeho matematika, fyzika a filozofa Blaisa Pascala. Vedec predstavil „Pascalina“ v roku 1643.
Pascalov sčítací stroj. (wikipedia.org)
Pascal mal vtedy 20 rokov a zariadenie vyrobil pre svojho otca, vyberača daní, ktorý sa musel popasovať s veľmi zložitými výpočtami. Sčítačka bola poháňaná ozubenými kolesami. Aby ste do nej zadali požadované číslo, museli ste kolieska otočiť určitý počet krát.
O tridsať rokov neskôr, v roku 1673, nemecký matematik Gottfried Leibniz vytvoril svoj projekt. Jeho prístroj sa ako prvý v histórii nazýval kalkulačka. Princíp činnosti bol rovnaký ako pri Pascalovom stroji.
Gottfried Leibniz. (wikipedia.org)
S Leibnizovou kalkulačkou sa spája jeden veľmi zaujímavý príbeh. Začiatkom 18. storočia auto videl Peter I., ktorý bol na návšteve Európy v rámci Veľkej ambasády. Budúci cisár sa o zariadenie veľmi zaujímal a dokonca ho kúpil. Legenda hovorí, že Peter neskôr poslal kalkulačku čínskemu cisárovi Kangxi ako dar.
Od kalkulačky k počítaču
Prípad Pascala a Leibniza sa ďalej rozvinul. V 18. storočí sa mnohí vedci pokúšali vylepšiť počítače. Hlavnou myšlienkou bolo vytvoriť komerčne úspešné zariadenie. Úspech napokon nasledoval Francúz Charles Xavier Thomas de Colmar.
Charles Xavier Thomas de Colmar. (wikipedia.org)
V roku 1820 spustil masovú výrobu výpočtových prístrojov. Presne povedané, Colmar bol skôr zručný priemyselník ako vynálezca. Jeho „stroj Thoma“ sa príliš nelíšil od Leibnizovej kalkulačky. Colmar bol dokonca obvinený z toho, že ukradol cudzí vynález a pokúsil sa zarobiť bohatstvo na cudzej práci.
V Rusku sa sériová výroba kalkulačiek začala v roku 1890. Súčasnú podobu nadobudla kalkulačka už v dvadsiatom storočí. V 60. – 70. rokoch minulého storočia zažilo toto odvetvie skutočný rozmach. Zariadenia sa každým rokom zlepšovali. V roku 1965 sa napríklad objavila kalkulačka, ktorá dokázala počítať logaritmy, a v roku 1970 bola prvýkrát uvedená na trh kalkulačka, ktorá sa zmestila do ruky. Ale v tom čase sa už začal počítačový vek, hoci ľudstvo to ešte nemalo čas pocítiť.
Počítače
Mnohí považujú francúzskeho tkáča Josepha Marie Jacquarda za osobu, ktorá položila základy rozvoja výpočtovej techniky. Ťažko povedať, či ide o vtip alebo nie. Bol to však Jacquard, kto vynašiel dierny štítok. Vtedy ľudia ešte nevedeli, čo je to pamäťová karta. Jacquardov vynález si môže nárokovať tento titul. Tkáč ho vynašiel na ovládanie tkáčskeho stavu. Myšlienka bola, že na vytvorenie vzoru látky sa použil dierny štítok. To znamená, že od okamihu spustenia dierneho štítku bol vzor aplikovaný bez ľudského zásahu - automaticky.
Dierny štítok. (wikipedia.org)
Jacquardova dierna karta, samozrejme, nebola elektronické zariadenie. Vzhľad takýchto predmetov bol ešte veľmi vzdialený, pretože Jacquard žil na prelome 18.-19. Ekov. Dierne štítky sa však neskôr začali hojne používať aj v iných oblastiach, ďaleko za hranicami známeho tkáčskeho stavu.
V roku 1835 Charles Babbage opísal analytický stroj, ktorý by mohol byť založený na diernych štítkoch. Kľúčovým princípom fungovania takéhoto zariadenia bolo programovanie. Anglický matematik teda predpovedal vzhľad počítača. Bohužiaľ, sám Babbage nikdy nedokázal zostrojiť stroj, ktorý vynašiel. Prvý analógový počítač na svete sa zrodil v roku 1927. Vytvoril ho profesor Vannevar Bush z University of Massachusetts.
Vannevar Bush. (wikipedia.org)
Stroj mohol riešiť diferenciálne rovnice. Ďalší krok urobil nemecký inžinier Konrad Zuse, ktorému sa podarilo vymodelovať a zostrojiť prvý programovateľný počítač.
Zamestnanci ministerstva financií USA pri počítačoch. (wikipedia.org)
Do histórie sa zapísal ako Z1 a mnohí ho nazývajú prvým počítačom. Z1 však malo s modernými počítačmi len málo spoločného, a preto by sa Z3 malo považovať za prvé takéto zariadenie. Tento stroj mal v skutočnosti veľa funkcií dnešných počítačov. Na základe svojho prvého vynálezu začal Zuse navrhovať nové modely. Čo sa týka samotnej Z1, postihol ju smutný osud.
Z3 od Konrada Zuseho. (wikipedia.org)
Auto bolo zničené počas jedného z bombových útokov na Berlín v roku 1945. Spolu s ňou zhoreli aj Zuseine kresby.
Vek masovej výroby počítačov a podobných výpočtových zariadení začal po vojne. V roku 1968 bol založený Intel, ktorý mal priniesť revolúciu v tejto oblasti. Toto je však úplne iný príbeh.
Technické zariadenia pevne vstúpili do života moderných ľudí, ktorí si bez nich už nevedia predstaviť riešenie svojich každodenných problémov a svojho života. Realitou nášho života sú tiché vysávače, chladničky so vstavanými televízormi, parné generátory namiesto žehličiek a mikrovlnné rúry.
Tieto domáce spotrebiče už nie sú snom alebo fantáziou, sú prítomné v živote každého človeka. Ponorme sa do minulosti a spýtajme sa, ako tieto vynálezy vznikali a ako vyzerali v minulosti.
V roku 1870 bola vyvinutá prvá metla, ktorá bola vybavená mechanizmom. Trvalo asi 50 rokov, kým tento vynález dostal podobu mixéra, ktorý sa v roku 1910 začal masovo predávať v Amerike. Ako každá technická novinka, aj jej cena bola veľmi vysoká – okolo 3 000 dolárov. Z tohto dôvodu nebol obzvlášť žiadaný a jeho hmotnosť bola asi 30 kilogramov.
V roku 1782 bola vyvinutá prvá ručná práčka. Fungovalo to pomocou špeciálnej rukoväte a elektrické práčky, na ktoré sme tak zvyknutí, sa zrodili v roku 1906. Ak potrebujete práčku opraviť, môžete sa obrátiť na spoločnosť tismart.ru, ktorá má vynikajúcu povesť v oblasti opráv domácich spotrebičov.
V roku 1922 bol vyvinutý ďalší zázrak technológie, ktorý sa nazýval mixér. S jeho pomocou bolo spočiatku možné kombinovať vodu a sirup s kryštálmi oxidu uhličitého. O 13 rokov neskôr, v roku 1935, svet videl mixéry, ktoré dokázali pyré, sekať a sekať.
Prvý kávovar bol vynájdený v roku 1806. Dokonca bol vybavený filtrami. Základný princíp fungovania kávovaru bol nasledovný: do kovového sitka sa vložilo trochu mletej kávy a do nej sa naliala prevarená voda.
Percy Spencer je tvorcom známej mikrovlnnej rúry. Spencer pracoval celý život v laboratóriu a jedného dňa si všimol zaujímavý fakt. Keď sa jeden z laborantov priblížil k magnetrónu, všetky kovové predmety na jeho oblečení sa začali zahrievať a ak mal vo vrecku čokoládový cukrík, začal sa topiť. Po obrovskom množstve zložitých experimentov bola vyvinutá kovová skrinka, do ktorej bol magnetrón namontovaný. Hlavným účelom tohto boxu bolo ohrievanie jedla. V roku 1945 získal Percy Spencer patent na svoj vynález a už v roku 1947 sa začali predávať prvé modely tohto zariadenia. V tých dňoch bola hmotnosť „mikrovlnnej rúry“ 340 kilogramov a jej výška bola 175 cm.
Len čo človek objavil pojem „množstvo“, okamžite začal vyberať nástroje, ktoré by optimalizovali a uľahčili počítanie. Dnes supervýkonné počítače, založené na princípoch matematických výpočtov, spracúvajú, uchovávajú a prenášajú informácie – najdôležitejší zdroj a motor ľudského pokroku. Nie je ťažké získať predstavu o tom, ako prebiehal vývoj výpočtovej techniky, krátkym zvážením hlavných fáz tohto procesu.
Hlavné etapy vývoja výpočtovej techniky
Najpopulárnejšia klasifikácia navrhuje zdôrazniť hlavné fázy vývoja počítačovej technológie na chronologickom základe:
- Manuálny stupeň. Začalo to na úsvite ľudskej éry a pokračovalo až do polovice 17. storočia. V tomto období vznikli základy počítania. Neskôr, s vytvorením pozičných číselných sústav, sa objavili zariadenia (počítadlo, počítadlo a neskôr posuvné pravítko), ktoré umožňovali výpočty podľa číslic.
- Mechanické štádium. Začalo to v polovici 17. storočia a trvalo takmer do konca 19. storočia. Úroveň rozvoja vedy v tomto období umožnila vytvoriť mechanické zariadenia, ktoré vykonávajú základné aritmetické operácie a automaticky si pamätajú najvyššie číslice.
- Elektromechanická etapa je najkratšia zo všetkých, ktoré spájajú históriu vývoja výpočtovej techniky. Trvalo to len asi 60 rokov. Toto je obdobie medzi vynálezom prvého tabelátora v roku 1887 až do roku 1946, kedy sa objavil úplne prvý počítač (ENIAC). Nové stroje, ktorých činnosť bola založená na elektrickom pohone a elektrickom relé, umožnili vykonávať výpočty s oveľa väčšou rýchlosťou a presnosťou, ale proces počítania musel stále ovládať človek.
- Elektronická etapa začala v druhej polovici minulého storočia a pokračuje dodnes. Toto je príbeh šiestich generácií elektronických počítačov – od úplne prvých obrovských jednotiek, ktoré boli založené na vákuových trubiciach, až po ultravýkonné moderné superpočítače s obrovským počtom paralelne pracujúcich procesorov, schopných súčasne vykonávať mnoho príkazov.
Etapy vývoja výpočtovej techniky sú rozdelené podľa chronologického princípu skôr ľubovoľne. V čase, keď sa používali niektoré typy počítačov, sa aktívne vytvárali predpoklady pre vznik nasledujúcich.
Úplne prvé počítacie zariadenia
Najstarším počítacím nástrojom známym v histórii vývoja výpočtovej techniky je desať prstov na ľudských rukách. Výsledky počítania sa spočiatku zaznamenávali pomocou prstov, zárezov na dreve a kameni, špeciálnych palíc a uzlov.
S príchodom písma sa objavili a vyvinuli rôzne spôsoby zápisu čísel a boli vynájdené pozičné číselné sústavy (desatinné v Indii, šesťdesiatkové v Babylone).
Okolo 4. storočia pred Kristom začali starí Gréci počítať pomocou počítadla. Spočiatku to bola hlinená plochá tabuľka s pruhmi, ktoré sa na ňu nanášali ostrým predmetom. Počítanie sa uskutočňovalo ukladaním malých kamienkov alebo iných malých predmetov na tieto pruhy v určitom poradí.
V Číne sa v 4. storočí nášho letopočtu objavilo sedemcípe počítadlo – suanpan (suanpan). Drôty alebo laná - deväť alebo viac - boli natiahnuté na obdĺžnikový drevený rám. Ďalší drôt (lano), natiahnutý kolmo na ostatné, rozdelil suanpan na dve nerovnaké časti. Vo väčšom oddelení zvanom „zem“ bolo päť kostí navlečených na drôtoch, v menšom oddelení zvanom „obloha“ boli dve z nich. Každý z drôtov zodpovedal desatinnému miestu.
Tradičné počítadlo soroban sa stalo populárnym v Japonsku od 16. storočia, keď sa tam dostalo z Číny. V tom istom čase sa v Rusku objavilo počítadlo.
Angličan Edmond Gunther vynašiel v 17. storočí na základe logaritmov objavených škótskym matematikom Johnom Napierom posuvné pravítko. Toto zariadenie bolo neustále zdokonaľované a prežilo dodnes. Umožňuje vám násobiť a deliť čísla, zvyšovať mocniny, určovať logaritmy a goniometrické funkcie.
Posuvné pravítko sa stalo zariadením, ktoré ukončilo vývoj výpočtovej techniky v manuálnom (predmechanickom) štádiu.
Prvé mechanické počítacie zariadenia
V roku 1623 vytvoril nemecký vedec Wilhelm Schickard prvú mechanickú „kalkulačku“, ktorú nazval počítacie hodiny. Mechanizmus tohto zariadenia pripomínal obyčajné hodiny pozostávajúce z ozubených kolies a ozubených kolies. Tento vynález sa však stal známym až v polovici minulého storočia.
Kvantovým skokom v oblasti výpočtovej techniky bol vynález Pascalinovho sčítacieho stroja v roku 1642. Jeho tvorca, francúzsky matematik Blaise Pascal, začal pracovať na tomto zariadení, keď nemal ani 20 rokov. "Pascalina" bolo mechanické zariadenie vo forme skrinky s veľkým počtom vzájomne prepojených ozubených kolies. Čísla, ktoré bolo potrebné doplniť, sa do stroja zadávali otáčaním špeciálnych kolies.
V roku 1673 vynašiel saský matematik a filozof Gottfried von Leibniz stroj, ktorý vykonával štyri základné matematické operácie a dokázal extrahovať druhú odmocninu. Princíp jeho fungovania bol založený na binárnom číselnom systéme, špeciálne vynájdenom vedcom.
V roku 1818 Francúz Charles (Karl) Xavier Thomas de Colmar, vychádzajúc z Leibnizových myšlienok, vynašiel sčítací stroj, ktorý dokázal násobiť a deliť. A o dva roky neskôr Angličan Charles Babbage začal konštruovať stroj, ktorý by bol schopný vykonávať výpočty s presnosťou na 20 desatinných miest. Tento projekt zostal nedokončený, ale v roku 1830 jeho autor vyvinul iný - analytický stroj na vykonávanie presných vedeckých a technických výpočtov. Stroj mal byť ovládaný softvérom a na vstup a výstup informácií mali slúžiť perforované karty s rôznym umiestnením otvorov. Babbageov projekt predvídal vývoj elektronickej výpočtovej techniky a problémy, ktoré by sa s jej pomocou dali vyriešiť.
Je pozoruhodné, že sláva prvého programátora na svete patrí žene - Lady Ada Lovelace (rodená Byron). Práve ona vytvorila prvé programy pre Babbageov počítač. Jeden z počítačových jazykov bol následne pomenovaný po nej.
Vývoj prvých počítačových analógov
V roku 1887 vstúpila história vývoja výpočtovej techniky do novej etapy. Americký inžinier Herman Hollerith (Hollerith) dokázal navrhnúť prvý elektromechanický počítač - tabulátor. Jeho mechanizmus mal relé, ako aj počítadlá a špeciálny triediaci box. Zariadenie čítalo a triedilo štatistické záznamy vyhotovené na diernych štítkoch. Následne sa spoločnosť založená Hollerithom stala chrbtovou kosťou svetoznámeho počítačového giganta IBM.
V roku 1930 vytvoril Američan Vannovar Bush diferenciálny analyzátor. Poháňala ho elektrina a na ukladanie dát sa používali vákuové trubice. Tento stroj bol schopný rýchlo nájsť riešenia zložitých matematických problémov.
O šesť rokov neskôr anglický vedec Alan Turing vyvinul koncept stroja, ktorý sa stal teoretickým základom pre moderné počítače. Mal všetky hlavné vlastnosti modernej počítačovej techniky: mohol krok za krokom vykonávať operácie, ktoré boli naprogramované vo vnútornej pamäti.
O rok neskôr vynašiel George Stibitz, vedec zo Spojených štátov, prvé elektromechanické zariadenie v krajine schopné vykonávať binárne sčítanie. Jeho operácie boli založené na Booleovej algebre – matematickej logike, ktorú vytvoril v polovici 19. storočia George Boole: použitie logických operátorov AND, OR a NOT. Neskôr sa binárna sčítačka stane neoddeliteľnou súčasťou digitálneho počítača.
V roku 1938 Claude Shannon, zamestnanec University of Massachusetts, načrtol princípy logického návrhu počítača, ktorý využíva elektrické obvody na riešenie problémov Booleovej algebry.
Začiatok počítačovej éry
Vlády krajín zapojených do druhej svetovej vojny si uvedomovali strategickú úlohu výpočtovej techniky pri vedení vojenských operácií. To bol impulz pre vývoj a paralelný vznik prvej generácie počítačov v týchto krajinách.
Priekopníkom v oblasti počítačového inžinierstva bol Konrad Zuse, nemecký inžinier. V roku 1941 vytvoril prvý počítač riadený programom. Stroj s názvom Z3 bol postavený na telefónnych relé a programy preň boli zakódované na perforovanej páske. Toto zariadenie bolo schopné pracovať v binárnom systéme, ako aj pracovať s číslami s pohyblivou rádovou čiarkou.
Ďalší model Zuseho stroja, Z4, je oficiálne uznávaný ako prvý skutočne fungujúci programovateľný počítač. Do histórie sa zapísal aj ako tvorca prvého programovacieho jazyka na vysokej úrovni s názvom Plankalküll.
V roku 1942 americkí výskumníci John Atanasoff (Atanasoff) a Clifford Berry vytvorili výpočtové zariadenie, ktoré fungovalo na vákuových trubiciach. Stroj používal aj binárny kód a mohol vykonávať množstvo logických operácií.
V roku 1943 bol v anglickom vládnom laboratóriu, v atmosfére tajomstva, zostrojený prvý počítač s názvom „Colossus“. Namiesto elektromechanických relé použila na ukladanie a spracovanie informácií 2 000 elektrónok. Bol určený na prelomenie a dešifrovanie kódu tajných správ prenášaných nemeckým šifrovacím strojom Enigma, ktorý Wehrmacht vo veľkej miere používal. Existencia tohto zariadenia bola dlho udržiavaná v najprísnejšej tajnosti. Po skončení vojny rozkaz na jeho zničenie podpísal osobne Winston Churchill.
Vývoj architektúry
V roku 1945 vytvoril maďarsko-nemecký americký matematik John (Janos Lajos) von Neumann prototyp architektúry moderných počítačov. Navrhol zapísať program vo forme kódu priamo do pamäte stroja, čo znamená spoločné ukladanie programov a údajov do pamäte počítača.
Von Neumannova architektúra vytvorila základ pre prvý univerzálny elektronický počítač ENIAC, ktorý bol v tom čase vytvorený v Spojených štátoch. Tento gigant vážil asi 30 ton a nachádzal sa na 170 metroch štvorcových plochy. Pri prevádzke stroja bolo použitých 18 tisíc lámp. Tento počítač mohol vykonať 300 operácií násobenia alebo 5 tisíc sčítaní za jednu sekundu.
Prvý európsky univerzálny programovateľný počítač bol vytvorený v roku 1950 v Sovietskom zväze (Ukrajina). Skupina kyjevských vedcov pod vedením Sergeja Alekseeviča Lebedeva navrhla malý elektronický počítací stroj (MESM). Jeho rýchlosť bola 50 operácií za sekundu, obsahovala asi 6 tisíc vákuových trubíc.
V roku 1952 bola domáca počítačová technika doplnená o BESM, veľký elektronický počítací stroj, ktorý bol tiež vyvinutý pod vedením Lebedeva. Tento počítač, ktorý vykonal až 10 tisíc operácií za sekundu, bol v tom čase najrýchlejší v Európe. Informácie sa vložili do pamäte stroja pomocou dierovanej papierovej pásky a údaje sa vytlačili prostredníctvom tlače fotografií.
V tom istom období bola v ZSSR vyrobená séria veľkých počítačov pod všeobecným názvom „Strela“ (autorom vývoja bol Jurij Jakovlevič Bazilevskij). Od roku 1954 začala sériová výroba univerzálneho počítača "Ural" v Penze pod vedením Bashira Rameeva. Najnovšie modely boli hardvérovo a softvérovo kompatibilné medzi sebou, k dispozícii bol široký výber periférnych zariadení, umožňujúcich zostaviť stroje rôznych konfigurácií.
Tranzistory. Vydanie prvých sériových počítačov
Lampy však veľmi rýchlo zlyhali, čo sťažilo prácu so strojom. Tranzistor, vynájdený v roku 1947, dokázal tento problém vyriešiť. S využitím elektrických vlastností polovodičov plnila rovnaké úlohy ako vákuové elektrónky, ale zaberala oveľa menej miesta a nespotrebovala toľko energie. Spolu s príchodom feritových jadier na organizáciu počítačovej pamäte umožnilo použitie tranzistorov výrazne znížiť veľkosť strojov, urobiť ich ešte spoľahlivejšími a rýchlejšími.
V roku 1954 začala americká spoločnosť Texas Instruments sériovo vyrábať tranzistory a o dva roky neskôr sa v Massachusetts objavil prvý počítač druhej generácie postavený na tranzistoroch, TX-O.
V polovici minulého storočia značná časť vládnych organizácií a veľkých spoločností využívala počítače na vedecké, finančné, inžinierske výpočty a prácu s veľkým množstvom údajov. Počítače postupne získavali funkcie, ktoré poznáme dnes. V tomto období sa objavili plotre, tlačiarne a pamäťové médiá na magnetických diskoch a páskach.
Aktívne využívanie výpočtovej techniky viedlo k rozšíreniu oblastí jej použitia a vyžiadalo si tvorbu nových softvérových technológií. Objavili sa programovacie jazyky na vysokej úrovni, ktoré umožňujú prenášať programy z jedného stroja na druhý a zjednodušujú proces písania kódu (Fortran, Cobol a ďalšie). Objavili sa špeciálne prekladateľské programy, ktoré konvertujú kód z týchto jazykov na príkazy, ktoré môže stroj priamo vnímať.
Vznik integrovaných obvodov
V rokoch 1958-1960 sa vďaka inžinierom zo Spojených štátov Robertovi Noyceovi a Jackovi Kilbymu svet dozvedel o existencii integrovaných obvodov. Miniatúrne tranzistory a ďalšie súčiastky, niekedy až stovky či tisíce, boli namontované na kremíkovej alebo germániovej kryštálovej základni. Čipy s veľkosťou niečo vyše centimetra boli oveľa rýchlejšie ako tranzistory a spotrebovali oveľa menej energie. História vývoja výpočtovej techniky spája ich vzhľad so vznikom tretej generácie počítačov.
V roku 1964 IBM uviedla na trh prvý počítač z rodiny SYSTEM 360, ktorý bol založený na integrovaných obvodoch. Od tohto času sa dá počítať s masovou výrobou počítačov. Celkovo bolo vyrobených viac ako 20 tisíc kópií tohto počítača.
V roku 1972 ZSSR vyvinul počítač EC (unifikovaná séria). Išlo o štandardizované komplexy na prevádzku výpočtových stredísk, ktoré mali spoločný systém velenia. Ako základ bol vzatý americký systém IBM 360.
Nasledujúci rok vydala spoločnosť DEC minipočítač PDP-8, prvý komerčný projekt v tejto oblasti. Relatívne nízke náklady na minipočítače umožnili ich používanie aj malým organizáciám.
Počas toho istého obdobia sa softvér neustále zdokonaľoval. Boli vyvinuté operačné systémy zamerané na podporu maximálneho počtu externých zariadení a objavili sa nové programy. V roku 1964 vyvinuli BASIC, jazyk určený špeciálne pre školenie začínajúcich programátorov. Päť rokov po tomto sa objavil Pascal, ktorý sa ukázal ako veľmi vhodný na riešenie mnohých aplikovaných problémov.
Osobné počítače
Po roku 1970 sa začala výroba štvrtej generácie počítačov. Rozvoj výpočtovej techniky v tejto dobe charakterizuje zavádzanie veľkých integrovaných obvodov do výroby počítačov. Takéto stroje mohli teraz vykonávať tisíce miliónov výpočtových operácií za jednu sekundu a ich kapacita RAM sa zvýšila na 500 miliónov bitov. Výrazné zníženie nákladov na mikropočítače viedlo k tomu, že možnosť ich kúpy sa postupne stala dostupnou pre bežného človeka.
Apple bol jedným z prvých výrobcov osobných počítačov. Jeho tvorcovia Steve Jobs a Steve Wozniak navrhli prvý model PC v roku 1976 a dali mu meno Apple I. Stál len 500 dolárov. O rok neskôr bol predstavený ďalší model tejto spoločnosti - Apple II.
Počítač tejto doby sa po prvýkrát stal podobným domácemu spotrebiču: okrem kompaktných rozmerov mal elegantný dizajn a užívateľsky prívetivé rozhranie. Rozmach osobných počítačov na konci 70. rokov viedol k tomu, že dopyt po sálových počítačoch výrazne klesol. Táto skutočnosť vážne znepokojila ich výrobcu IBM a v roku 1979 uviedla na trh svoje prvé PC.
O dva roky neskôr sa objavil prvý mikropočítač s otvorenou architektúrou spoločnosti založený na 16-bitovom mikroprocesore 8088 vyrábanom spoločnosťou Intel. Počítač bol vybavený monochromatickým displejom, dvomi mechanikami pre päťpalcové diskety a 64 kilobajtov RAM. V mene tvorivej spoločnosti Microsoft špeciálne vyvinul operačný systém pre tento stroj. Na trhu sa objavilo množstvo klonov IBM PC, ktoré podnietili rast priemyselnej výroby osobných počítačov.
V roku 1984 Apple vyvinul a vydal nový počítač - Macintosh. Jeho operačný systém bol mimoriadne užívateľsky prívetivý: príkazy zobrazoval vo forme grafických obrázkov a umožňoval ich zadávanie pomocou myši. Vďaka tomu bol počítač ešte dostupnejší, pretože teraz sa od používateľa nevyžadujú žiadne špeciálne zručnosti.
Niektoré zdroje datujú počítače piatej generácie výpočtovej techniky do rokov 1992-2013. Stručne, ich hlavná koncepcia je formulovaná nasledovne: ide o počítače vytvorené na báze vysoko zložitých mikroprocesorov s paralelnou vektorovou štruktúrou, ktorá umožňuje súčasne vykonávať desiatky sekvenčných príkazov zabudovaných v programe. Stroje s niekoľkými stovkami paralelne pracujúcich procesorov umožňujú ešte presnejšie a rýchlejšie spracovávať dáta, ako aj vytvárať efektívne siete.
Rozvoj modernej výpočtovej techniky nám už umožňuje hovoriť o počítačoch šiestej generácie. Ide o elektronické a optoelektronické počítače bežiace na desiatkach tisíc mikroprocesorov, vyznačujúce sa masívnym paralelizmom a modelovaním architektúry nervových biologických systémov, čo im umožňuje úspešne rozpoznávať zložité obrazy.
Po dôslednom preskúmaní všetkých štádií vývoja výpočtovej techniky je potrebné poznamenať zaujímavý fakt: vynálezy, ktoré sa osvedčili v každom z nich, prežili dodnes a úspešne sa používajú.
Kurzy informatiky
Existujú rôzne možnosti klasifikácie počítačov.
Počítače sú teda rozdelené podľa účelu:
- na univerzálne - tie, ktoré sú schopné riešiť širokú škálu matematických, ekonomických, inžinierskych, technických, vedeckých a iných problémov;
- orientované na problém - riešenie problémov užšieho smeru, spravidla spojené s riadením určitých procesov (záznam údajov, akumulácia a spracovanie malého množstva informácií, vykonávanie výpočtov v súlade s jednoduchými algoritmami). Majú obmedzenejšie softvérové a hardvérové zdroje ako prvá skupina počítačov;
- špecializované počítače zvyčajne riešia prísne definované úlohy. Majú vysoko špecializovanú štruktúru a pri relatívne nízkej zložitosti zariadenia a ovládania sú vo svojom odbore celkom spoľahlivé a produktívne. Ide napríklad o ovládače alebo adaptéry, ktoré riadia množstvo zariadení, ale aj programovateľné mikroprocesory.
Na základe veľkosti a výrobnej kapacity sa moderné elektronické výpočtové zariadenia delia na:
- až ultra veľké (superpočítače);
- veľké počítače;
- malé počítače;
- ultra-malé (mikropočítače).
Videli sme teda, že zariadenia, ktoré najprv vymyslel človek, aby zohľadňovali zdroje a hodnoty a potom rýchlo a presne vykonávali zložité výpočty a výpočtové operácie, sa neustále vyvíjali a zdokonaľovali.