Jak powstał pierwszy komputer? Historia komputerów w pigułce

Niewiele osób wie, że historia komputera zaczęła się na długo przed skonstruowaniem pierwszych maszyn elektronicznych. W XVII wieku powstały teorie matematyczne, które pozwoliły na stworzenie pierwszego urządzenia wykonującego zaawansowane obliczenia w latach 40 XX w. Przeczytaj historię komputerów w pigułce!

Kiedy i jak wynaleziono komputer?

Założenia teoretyczne dotyczące maszyn analitycznych pojawiły się już w XVII wieku, prace Gottfrieda Wilhelma Leibniza pozwoliły kolejnym uczonym prowadzić rozważania nad konstrukcjami, które będą mogły prowadzić zaawansowane obliczenia. Niski poziom techniki, a także brak środków finansowych był główną przeszkodą w kreowaniu bardziej zaawansowanych maszyn. Zmieniło się to dopiero w XX w. w czasie II Wojnie Światowej, gdy przewaga technologiczna nad wrogiem mogła przechylić szalę zwycięstwa na jedną ze stron.

Za pierwsze komputery tzw. generacji zero uważa się urządzenia stworzone w Niemczech przez Konrada Zusego nazwane kolejno Z1, Z2, Z3. Niemniej Z1 i Z2 nie są uważane za kompletne maszyny Turinga (mogące wykonywać dowolny algorytm), gdyż nie wykonywały instrukcji warunkowych. W przypadku Z3 z 1941 r. w 1998 r. udowodniono możliwość wykonywania tych instrukcji przez ich arytmetyczną symulację wraz z wykorzystaniem adresowania pośredniego, w związku z czym można go uważać za pierwszy w pełni działający komputer. Machinę wykorzystywano w produkcji skrzydeł samolotów, gdyż znacznie przyspieszało skomplikowane obliczenia.

Dopiero później, bo w 1943 r. powstał brytyjski Colossus (uruchomiony 14 kwietnia 1943 r.), służył on do łamania niemieckich szyfrów wojennych, jego istnienie było utrzymywane w tajemnicy do połowy lat 70 XX w. Następnie powstały maszyny amerykańskie ENIAC w 1945 r., EVAC w 1949 r., później EDSAC, które również wykorzystywano w celach wojskowych.

Jak wyglądały pierwsze komputery?

Wygląd pierwszych komputerów znacząco odbiega od tego, co widzi się obecnie na biurkach w domu czy w pracy. Pionierskie urządzenia były ogromnymi konstrukcjami, zajmującymi całe pokoje. Z3 ważył około tony, składał się z około 2600 przekaźników, rozmieszczonych w kilku skrzyniach wielkości szafy, do wprowadzania danych służyła klawiatura, a wynik obliczeń wyświetlany był na wyświetlaczu dziesiętnym. Do programowania maszyny służyła specjalna taśma perforowana. Prędkość procesora wynosiła 5 Hz, a pamięć wynosiła 64 słowa 22-bitowe, w tamtych czasach stanowiło to ogromne osiągnięcie.

Również brytyjski Colossus miał ogromne rozmiary, ważył około 5 ton, zbudowany był z części starych centrali telefonicznych, jego działanie zapewniało 150 lamp elektronowych, 10 tys. rezystorów, a także 7 tys. m kabli. Urządzenie zajmowało sporą powierzchnię, miało ponad 5 metrów długości, 3 m wysokości i 2 m szerokości. Czytnik taśmy perforowanej w tym sprzęcie potrafił odczytać 5000 znaków na sekundę, dzięki czemu praca nad rozpracowaniem niemieckich szyfrów mogła być przeprowadzana bardzo szybko.

Największym komputerem z przedstawionych był amerykański Eniac, który zajmował pomieszczenie o powierzchni 167 metrów kwadratowych i ważył około 27 ton, sprzęt miał prędkość 0,1 mHz, która osiągnięta została dzięki wykorzystaniu 18,8 tys. lamp elektronowych, 50 tys. oporników, 10 tys. kondensatorów i 1,5 tys. przekaźników. Urządzenie również potrzebowało do obsługi wielu osób, operujących 6 tys. przełączników. Komputer miał aż 25 m długości. Pierwsze konstrukcje miały bardzo wąski wachlarz zadań, które im przypisywano, dopiero ENIAC był wykorzystywany w znacznie szerszym stopniu, w pracach wojska, naukowych, a także cywilnych.

Pierwszy komputer na świecie – do czego służył?

Jak już wspomniano, pierwsze komputery miały bardzo jasno określone zadania, które wykonywały. Z3, stosowany był w produkcji samolotów, a dokładniej wykonywaniu niezbędnych obliczeń do projektowania skrzydeł. Szczególne ważne było wykorzystanie programu do obliczania złożonej macierzy, której wynik pozwolił wyeliminować zjawisko trzepotania. Większe zastosowanie miał jego następca o nazwie Z4, który przyczynił się do rozwoju pocisków balistycznych, a także wielu badań naukowych po wojnie.

Zadaniem brytyjskiego Colossus’a było łamanie niemieckich szyfrów, co w znacznym stopniu przyczyniło się do wygrania II Wojny Światowej przez Aliantów. Moc obliczeniowa komputera pozwalała na rozszyfrowanie wiadomości w kilka godzin. Po wojnie jednak jednostki nie były wykorzystywane i bardzo szybko zostały rozmontowane.

Najwięcej zastosowań znalazł uruchomiony po wojnie ENIAC, który skutecznie pracował do 2 października 1955 r. Urządzenie początkowo wykorzystywano w obliczaniu tablic balistycznych, które pozwalały na precyzyjne określenie celu dla pocisków, później komputera używano w programie jądrowym USA, gdzie przyczynił się on do jego rozwoju. Z obliczeniami maszyny prognozowano pogodę, projektowano tunele aerodynamiczne, a także dokonywano różnych prac związanych z teorią matematyki.

Historia komputerów w pigułce

Historia maszyn analitycznych zaczęła się znacznie wcześniej niż budowa komputera. Już w czasach starożytnych, ludzie próbowali przyspieszyć swoje obliczenia, co pchało ich do tworzenia najróżniejszych narzędzi. Na początku były to proste liczydła, które z czasem zamieniono na coraz bardziej zaawansowane urządzenia mogące wykonywać wiele różnorodnych operacji jednocześnie.

Pierwsi ojcowie informatyki

Jedną z najważniejszych osób związanych z szeroko pojętą informatyką jest urodzony w 1646 r. niemiecki polihistor Gottfried Wilhelm Leibniz – zapisał się on na kartach historii matematyki jako twórca rachunku różniczkowego, całkowego, a także arytmetyki binarnej, będącej podstawą obliczeń dzisiejszych komputerów. Uczony uzdolniony był również mechanicznie, co pozwoliło mu stworzyć pierwszą maszynę liczącą, która wykorzystywała zapis zero jedynkowy.

Na podstawie prac Leibniza w 1833 Charles Babbage, opracował urządzenie, którego zasady działania były zbliżone do współczesnych konstrukcji. Ze względu na brak możliwości finansowych i niski poziom wiedzy technicznej nigdy nie zostało ono wykonane. Wielokrotnie sprawdzano jego założenia teoretyczne, które okazały się całkowicie prawidłowe.

Kolejne przełomowe prace, które wpłynęły na historię i rozwój informatyki, pojawiły się w XX w. Dzieła Alana Turinga, który również pracował nad stworzeniem Colosussa, sprawiły, że zupełnie inaczej zaczęto postrzegać możliwości mechanizmów analitycznych, a hipotetyczna maszyna Turinga, nadała kształt, jaki przybierze późniejsza budowa komputera. Podobny wkład w rozwój tej dziedziny miał John von Neumann, który stworzył projekt pierwszej architektury sprzętowej.

Długa droga do współczesności

Od ogromnych maszyn lat 40. do współczesnych laptopów sprzęt komputerowy musiał przejść bardzo długą drogę. Dopiero pod koniec lat 70. stworzono pierwsze projekty, które mogły być wykorzystywane powszechnie. Pierwszym komputerem ogólnie dostępnym był Apple I, stworzony przez Steve’a Jobsa i Steve’a Woźniaka. Posiadał on procesor o szybkości 1 Mhz, 4 KB ram z możliwością rozszerzenia do 48 KB i pamięć graficzną 1 KB (umożliwiała ona wyświetlanie na ekranie monitora tekstu w 40 kolumnach i 24 wierszach). Urządzenie zostało dobrze przyjęte, co pozwoliło założycielom firmy Apple na rozpoczęcie prac nad kolejnymi modelami.

W latach osiemdziesiątych swoje sukcesy święciły takie komputery jak IBM PC, który był konstrukcją naprawdę udaną. Był on kompatybilny z większością sprzętu i akcesoriów dostępnych na rynku, przez co konkurował z równie popularnym w tamtych czasach Macintoshem 128 k produkowanym od 1984 r. Lata osiemdziesiąte XX w. to również wysyp innych urządzeń, które były mniej lub bardziej popularne.

Jednym z najlepiej sprzedających się urządzeń na całym świecie był komputer Commodore 64, który był reklamowany jako najlepsza platforma do gier, zresztą nie było to kłamstwem, gdyż na tym sprzęcie można było zagrać w setki tytułów. Oprócz gier, maszyna była w pełni funkcjonalna, pozwalała na pracę w arkuszu kalkulacyjnym, edycję tekstu, a także miała zainstalowane proste kompilatory ówczesnych języków programowania.

Początki komputerów w Polsce

Pierwszy komputer w Polsce zbudowano w 1950 r., był to przekaźnikowy GAM-1 skonstruowany przez Zdzisława Pawlaka. Służył do celów dydaktycznych. Kolejne maszyny produkowane w Polsce były dziełem Wrocławskich Zakładów Elektromechanicznych, które produkowały jednostki Odra w latach 70. i jednostki Elwro w latach 80. W tym czasie w Polsce produkowano również maszyny Meritum. W 1987 r. pojawiły się jednostki Mazovia 1016 będące kopią IBM PC. Zostały one jednak wyparte przez tzw. składaki, czyli komputery różnych firm budowanych z ogólnie dostępnych części kompatybilnych z IBM PC – jedną z najpopularniejszych firm w tamtych czasach był Optimus, który w 2011 roku zmienił nazwę na CD Projekt Red (od swojej spółki córki)

Powstanie laptopów

Lata 90. to również rozwój komputerów przenośnych. Mimo że pierwszy laptop powstał w 1979, to zostały one spopularyzowane właśnie w latach 90. dzięki maszynom takim jak np. IBM ThinkPad. Przez dążenie do miniaturyzacji, jednostki tego typu stawały się coraz mniejsze, były one przeznaczone dla osób, które wykonują swoją pracę w podróży, a dzięki komputerowi mogli być na bieżąco ze swoimi zadaniami. Obecne laptopy nie ustępują możliwościami swoim stacjonarnym odpowiednikom, posiadają podobne podzespoły, a także doskonale radzą sobie z różnorodnymi zadaniami. Również cały czas powstają nowe rodzaje komputerów przenośnych; na przykład ultrabooki, urządzenia 2 w 1 łączące funkcje tabletu z laptopem. 

Jak zmieniła się technologia komputerów?

Współczesna technologia zmienia nasz świat w niesamowitym tempie, najlepiej można to zaobserwować po rozwoju zaawansowanych maszyn. Urządzenia, które dziś nosimy w kieszeni, mają setki razy większą moc obliczeniową niż najlepsze jednostki lat 50, a przypomnieć należy, że zajmowały one ogromne ilości miejsca. Nie wiadomo dokąd zaprowadzi nas dalszy rozwój techniki, ale z pewnością wpłynie on na nasze życie, tak jak pierwsze komputery wpłynęły na współczesność.