Midzy przeszoci a przyszoci komputerw i informatyki Maciej

Między przeszłością a przyszłością komputerów i informatyki Maciej M. Sysło Uniwersytet Wrocławski, UMK w Toruniu syslo@ii. uni. wroc. pl

Rozgrzewka, I Co 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!!! Maciej M. Sysło 2

Rozgrzewka, II Co to jest? Magazyn lodówek Elektrownia atomowa Superkomputer Chip w powiększeniu Maciej M. Sysło Superkomputer Earth Simulator (Japonia 2002 rok) 35 000 000 op/sek 3

Co to jest computer? 1969: komputer: 1. osoba, która oblicza; 2. urządzenie stosowane do obliczeń … Maciej M. Sysło Człowiek !!! 4

Pierwsze wystąpienie computer? 1892 Firma Rapid Computer w Chicago, wytwarzała urządzenie do liczenia, zwane comptometer Maciej M. Sysło 5 5

Komputer dzisiaj IBM PC 12 sierpnia 1981 Serce każdego urządzenia Maciej M. Sysło Mikroprocesor serce komputera Elwro 800 Junior, 1986 Dziecinne, szkolne komputerki 6

Reklama firmy IBM z 1924 roku Think Maciej M. Sysło ? Myśl Komputer to maszyna do myślenia !!! 7

Pierwsze kalkulatory elektroniczne TI Data. Math – 1972 Tylko 4 działania Kalkulator mały komputerek Elwro – Bolek Maciej M. Sysło TI 30 – 1977 dla inżynierów Elwro – Lolek 8

A jak liczono dawno temu? Człowiek zawsze musiał liczyć !!! § używał do tego palców, rąk, całego ciała: Chińczycy liczyli na obu rękach aż do 10 000 000 !!! § robił także nacięcia na drewnie: Maciej M. Sysło 9

Liczydła Suan-pan, Chiny, X-XI w n s e z c ł ó p s Szczoty, Rosja, XVII w W Maciej M. Sysło Soroban, Japonia, XIX w a i c ę j e zd Kipu (Quipu), Ameryka Płd. 10

Liczydła Japonia – Piórnik szkolny początek XX w. Przybory do pisania Soroban Połączenie liczydła z kalkulatorem Maciej M. Sysło 11

Pierwszy kalkulator Pałeczki Napiera 1617 rok Wyrób współczesny Maciej M. Sysło 12

Pierwszy kalkulator Pałeczki Napiera – jak używać Mnożenie z pałeczkami: Tradycyjne mnożenie: 2 25 2 x 25 125 5 + 50 625 Maciej M. Sysło 0 6 5 1 0 4 1 0 2 + 5 5 13

Maszyna Schickarda Pierwszy kalkulator – 1624 Pałeczki zainspirowały W. Schickarda przy budowie pierwszego kalkulatora Rycina z listu Schickarda do Keplera. Replika maszyny Schickarda 14

Pierwsze kalkulatory mechaniczne 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 15

Pierwsze kalkulatory mechaniczne … Blaise Pascal, 1623 -1662 filozof, matematyk, fizyk Gottfried W. Leibniz, 1646 -1716 filozof, matematyk, prawnik, mąż stanu, dyplomata Pascalina – mechanizm licznika Żywa ława do obliczeń – bęben schodkowy 16

Kalkulatory mechaniczne – sumatory Wykonują tylko dodawanie Maciej M. Sysło 17

Kalkulatory mechaniczne – sumatory Sumator Hasbro Mnożenie jako dodawanie: 25 x 25 A B C D E ABCDE 5 razy dodaj 25 - wynik: 125 2 razy dodaj 25 - wynik: 50 625 Maciej M. Sysło 18

Kalkulatory mechaniczne – sumatory Odejmowanie jako dodawanie !!! 345 ABCDE – 137 345 345 208 – 137 ABCDE 99999 99862 99000 345 1 1 1 – 137 1 00208 862 137 1 00000 1 00208 Tylko dodawania 19

Sumatory i maszyny biurowe Sumatory Kalkulatory biurowe Masowa mechanizacja prac biurowych – podniesienie zatrudnienia i statusu kobiet Maciej M. Sysło 20 20

Kalkulatory mechaniczne – kręciołki Mnożenie i dzielenie za pomocą wielokrotnego dodawania i odejmowania Feliks od Dzierżyńskiego Maciej M. Sysło Pin wheels – koła z ruchomymi zębami 21

Kalkulator Curta – cud techniki Curt Herzstark (1902 -1988) Maciej M. Sysło Najdoskonalszy kalkulator mechaniczny: • projekt powstawał w obozie w Buchenwaldzie • perfekcyjne wykonanie • niemal niezniszczalny kalkulator 22

Kalkulator Curta – cud techniki Rozłożony na części: Maciej M. Sysło Bęben schodkowy Leibniza – 1694 23

Suwaki Na wyposażeniu każdego inżyniera do 1972 roku Skala 30 cm Skala 150 cm Maciej M. Sysło Skala 12 m 24

Do 1972 roku … … a później 40 mln 1 mld w 2008 Maciej M. Sysło Kalkulator wyparł urządzenia, które przyczyniły się do jego powstania!!! 25

Co pozostało sprzed 1972 rok 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, r 1, r 2, r 3, r 4, … np. m=34, n= 21, 13, 8, 5, 3, 2, 1 ri = ri-2 mod ri-1 Liczba kroków w ri = ri-2 / 2 algorytmie Euklidesa jest ok. log m • Zastosowania w kryptografii, RSA Maciej M. Sysło 26

Kompresja Morse jej ojcem Kody: ASCII Huffman 0 a: 01100001 b: 01100010 110 d: 01101100 k: 01101011 1111 10 r: 01110010 011101001111011001110100 abrakadabra 88 znaków Maciej M. Sysło 24 znaki 27

Pierwsze ręczne procesory tekstu Flying Oliver Blick Maciej M. Sysło Franklin Dart Writingball Duplex 28

Pierwsze ręczne procesory tekstu 1875 Maciej M. Sysło 29

Pierwsze ręczne procesory tekstu • Klawiatura QWERTY, Sholes, 1874 – rezultat konstrukcji i … • Klawiatura Dvoraka (1936) – nie przyjęła się • Ale … „Klawiatura Morse” Maciej M. Sysło 30

Pierwsze ręczne procesory tekstu Fonty – to pomysł z najstarszych maszyn do pisania Przełom XIX/XX Lata 60 -80 Wymienne fonty Maciej M. Sysło 31

Ch. Babbage (1791 -1871) (niespełniony) ojciec komputerów I wish to God these calculations had been performed by steam Maszyna różnicowa Scheutzów Maszyna różnicowa Babbage’a Maciej M. Sysło Schemat maszyny analitycznej 32

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 33

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 34

System tabulacyjny Hermana Holleritha Liczniki zegarowe Czytnik kart Pantograf Sorter Maciej M. Sysło 35

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 Maciej M. Sysło 36

Rozwój komputerów w czasie wojny… „Bomby”: 1939 – polska 1940 – UK, USA Colossus – 1943 Maciej M. Sysło 37

Duże maszyny – main frame Maciej M. Sysło 38

Teoretyczne podstawy Maciej M. Sysło 39

Rozwój elektroniki Prawo Moore’a, 1965 0 1 2 4 3 40 40 40

Dzisiaj … mamy jeszcze superkomputery Cray-1 (1976) 250 000 operacji na sekundę IBM Blue Gine/L (2005) 80 000 000 operacji na sek Maciej M. Sysło 41

Dzisiaj … mamy superkomputer dostępny dla każdego: !! ! k o 0 0 e s / p 0 0 0 : e l g 0 0 0 3 o o G Google – obsługiwane przez najpotężniejszy komputer !!! Maciej M. Sysło 42

Do 2? ? ? roku … ? Od kiedy? ? ? Współczesna technologia Nowa technologia ? ? ? Jaka nowa technologia zostanie stworzona na IBM PC, która wyprze PC? Skąd bierze się różnica między przeszłością i przyszłością? Dlaczego pamiętamy przeszłość, a nie pamiętamy przyszłości? [Stefan W. Hawking, Krótka historia czasu] Maciej M. Sysło 43