Első generációs számítógépek

Erdélyi Hírek: Friss Események és Fontos Történések a Székelyföldről

Erdély egy olyan hely, ahol a történelem, a kultúra és a természet mind összeolvadnak, hogy egy különleges élményt nyújtsanak azoknak, akik ott élnek és azoknak is, akik felfedezik. A térség naprakész hírei nemcsak a helyi lakosok életére, hanem a látogatók tapasztalataira is hatással vannak. Erdély folyamatosan változó eseményei mindenki számára izgalmas és érdekes információkat kínálnak.

Miért Érdemes Követni az Erdélyi Híreket?

1. Politikai és Társadalmi Események

   Erdély politikai és társadalmi élete mindig fontos szerepet játszik a helyi közösségek mindennapjaiban. A legfrissebb hírek segítenek megérteni, mi történik a régióban: milyen jogszabályok, politikai döntések, vagy közéleti változások érinthetik a lakosságot. Az erdélyi autonómia kérdése, a nemzeti kisebbségek jogai és a romániai kormány intézkedései mind olyan témák, amelyek közvetlen hatással vannak a helyi életre.

2. Kulturális és Művészeti Hírek

   Erdély gazdag kulturális öröksége és folyamatosan bővülő művészeti élete mindig izgalmas témát ad a helyi hírekhez. A különböző fesztiválok, színházi előadások, koncertsorozatok és kiállítások lehetőséget adnak arra, hogy a térség kultúrája mindenki számára elérhetővé váljon. Az erdélyi művészetek folyamatosan friss impulzusokat nyújtanak, és minden évben új alkotások és események jelennek meg, amelyeket érdemes nyomon követni.

1943-1946 között készült el az ABC (Atanasoff–Berry Computer) után a második teljesen elektronikus számítógép, az ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator) a Pennsylvania Egyetemen. Ez még nem Neumann-elvű gép volt, csak a számításhoz szükséges adatokat tárolta, a programot kapcsolótáblán kellett beállítani. Jellemzői: elektroncsővel működött, a programozása kizárólag gépi nyelven történt, sok energiát használt fel, gyakori volt a meghibásodás (átlagosan 15 percenként), a sebessége mindössze 1000 – 5000 művelet/másodperc volt. A gép súlya 30 tonna volt, és 18 ezer rádiócsövet tartalmazott. A rádiócsövek nagy hőt termeltek. A programozáshoz 6000 kapcsolót kellett átállítani.

Az elektronikus számítógépek logikai tervezésében kiemelkedő érdemeket szerzett a magyar származású Neumann János. Alapvető gondolatait – a kettes számrendszer alkalmazása, memória, programtárolás, utasításrendszer – Neumann-elvekként emlegetjük. Neumann János irányította az EDVAC megépítését is 1944-ben, amelyet 1952-ben helyeztek üzembe. Ez volt az első olyan számítógép, amely a memóriában tárolja a programot is. Ennek a számítógépnek a terve és a továbbfejlesztett Neumann-elvek alapján készülnek a mai számítógépek is.

A számítógépek nagy része ekkor még hadi célokat szolgált. Az 1950-es évek elejéig a számítógépeket elsősorban a röppályaelemzésben, a modern haditechnikai eszközök kutatásában használták.

A számítástechnika korszaka hivatalosan 1951. június 5-én kezdődött, amikor az első UNIVAC-ot (Universal Automatic Computer) leszállították az Egyesült Államok Népszámlálási Hivatala számára. Az UNIVAC már szöveges információt is tudott kezelni. Az UNIVAC volt az első, kereskedelmi forgalomban elérhető számítógép. Az Egyesült Államokban 1955-ben már 46 UNIVAC számítógépet helyeztek üzembe.

Az első Európában sorozatban gyártott számítógép a Sztrela első példánya 1953-ban készült el. Az UNIVAC-ot követően a Sztrela volt a világ második sorozatban gyártott számítógépe. 1956-ig összesen 7 példány készült belőle, ezek különböző akadémiai intézetekbe és a Moszkvai Állami Egyetemre kerültek.

1951-ben Neumann az Institute for Advanced Study (IAS) kutatóintézetnél megépítette az IAS-komputert, amely a nagy amerikai tudományos intézetek digitális elektronikus számítógépeinek mintájául szolgált a következő években.

Második generációs számítógépek

1958 – 1965: A második generációs számítógépek már tranzisztorokat tartalmaztak – ami lecsökkentette a méretüket –, valamint ferritgyűrűs tárakkal látták el őket. Ezeknél a gépeknél jelenik meg a megszakítás-rendszer, amelyekkel a hardveres jelzéseket a számítógépek kezelni tudják. Ekkor jelentek meg az operációs rendszerek, valamint a magas szintű programozási nyelvek pl.: FORTRAN.

Az első, korai tranzisztoros számítógépek a Manchesteri Egyetem találóan Transistor Computer elnevezésű gépe (Anglia, 1953), a TRADIC (USA, 1954), Harwell CADET (Anglia, 1955), Mailüfterl (Ausztria, 1958) és TX–0 (USA, 1955-1956) számítógépek voltak.

Röviddel a kezdeti kísérletek után megjelentek a kereskedelmi célú tranzisztoros gépek – ezek első képviselője az 1957-ben piacra dobott IBM 608-as –, és elkezdték leváltani elektroncsöves elődeiket. A népszerű gépek közé tartoztak például az IBM 700/7000 sorozata (pl. 7040, 7070, 7090 modellek) és az IBM 1410. Memóriaként mágnestárat használtak, a háttértár mágnesszalag, majd mágneslemez. Ezek a gépek 50 000-100 000 művelet/másodperc sebességet értek el.

Harmadik generációs számítógépek

Integrált áramkör nagyított belső képe

A harmadik generációs számítógépek abban tértek el legfőképpen az előzőektől, hogy már integrált áramköröket használnak, amiket 1958-ban találtak fel. Ezek képesek voltak arra, hogy egy időben több feladatot is használjanak, a multiprogramozásnak és a párhuzamos működtetésnek köszönhetően. Megjelent a grafikus monitor, és a programozási nyelv is közérthetőbbé vált (BASIC). Fejlődésnek indult az adatátvitel is.

Az 1960-as évektől kezdve párhuzamos események sorozata idézi elő a fejlődéssel járó változásokat egészen napjainkig. Ez a generáció az úgynevezett miniszámítógépek gyártásának tömegessé válásával indul.

1961-ben az IBM bemutatja a Stretch nevű számítógépet, ami egy tranzisztoros számítógép, 64 bites adatátvitellel, és multiprogramozott üzemmódban fut. 1962-ben Ken Iverson megalkotja az APL programnyelvet (A Programming Language). Ugyanebben az évben az IBM piacra dobja az 1311-es hordozható lemezt, és a Rand Corporationnal létrehozza az első általános szimulációs nyelvet a SIMSCRIPT-et, amiből később a GPSS fejlődik ki.

1963-ban a General Motors és a MIT Lincoln Laboratories kifejleszti a párbeszédes grafikus felületet (DAC-1, Sketchpad). Ezt használták CAD-es tervezésnél. A Sketchpad használta először a fényceruzát, amelyet Ivan Sutherland fejlesztett ki. Szintén 1963-ban a DEC már forgalmazza az első PDP-5-ös minikomputert.

1964 is termékeny év, az IBM bejelenti a 360-as rendszert, ami az első kompatibilis számítógépcsalád. Ennek részeként az IBM kifejleszti a PL/1 általános célú programozási nyelvet (az ezt megelőző nyelveket általában specifikusan egy-egy feladatcsoportra szánták). A Control Data Corporation (CDC) bemutatja a CDC 6000-est, amely 60 bites szavakat használ és párhuzamos műveleteket végez, majd később árulni kezdi a 6600-ast, amit Seymour Cray tervezett, és ami az akkori évek leggyorsabb számítógépe volt. Ekkor Tom Kurtz és Kemény János (John Kemeny) megalkotja az első time-sharing programnyelvet, ez volt a BASIC. Eközben M. R. Davis és T. D. Ellis kifejlesztik a grafikus felületet (Graphic tablet) a Rand Corporation-nél.

A számítástechnika fejlődésének következtében a CDC megalapítja 1965-ben a Control Data Institute-ot, amely biztosítja a számítógépes képzéseket. Ekkortájt a Digital Equipment árulni kezdi a PDP-8-at, ami az első minikomputer. Az IBM szállítani kezdi az első 360-as rendszert, ami az első integrált alaplapú számítógép, vagy más néven harmadik generációs komputer.

1967-ben DEC bemutatja a PDP-10-es számítógépet. A rákövetkező évben az Univac bemutatja a 9400-as számítógépet.

1969-ben Edson deCastro bemutatja a Nova nevezetű 16 bites miniszámítógépet. De nem csak ezért érdekes ez az év, ekkor rendezik az első nemzetközi MI (mesterséges intelligencia) konferenciát valamint az IBM szétválasztja a hardvert és a szoftvert és bevezetik a minikomputer-vonalat, a System/3-at. Nicklaus Wirth megírja a PASCAL fordítóprogramot és telepíti a CDC 6400-asra. 1970-ben a DEC legyártja az első 16 bites minikomputert, a PDP-11/20-ast, a Data General legyártja SuperNova nevű számítógépét, végül az IBM legyártja az első 370-es rendszert, a negyedik generációs számítógépet.

1971 hozza a nagy fordulatot: John Blankenbaker megépíti az első személyi számítógépet a Kenbak I-t.

Negyedik generációs számítógépek

A 4. generáció kezdetének a világ első mikroprocesszorának megjelenését tekintjük.

1974: IBM CLIP4.

1975: Az Altair 8800 számítógépre az első magas szintű programozási nyelvet Bill Gates és Paul Allen fejlesztette ki, így megalapítják a Microsoft céget.

1976: Texas Instruments TMS9900 az első kereskedelmi fogalomban kapható 16 bites mikroprocesszor.

1980: Sinclair ZX80-as az első "olcsó" otthoni számítógép - Z80 CPU, 1KiB RAM, 4KiB ROM.

1981: a Xerox Star rendszer, az első WIMP rendszer.

1981: Sinclair ZX81, a ZX80 utódjaként és nagy mennyiségben eladott otthoni számítógép

1981: Hewlett-Packard szuperchip.

1982: Commodore 64.

1982: Intel 80286 mikroprocesszor.

1983: IBM PC/XT Intel 8088 CPU, 10 MiB merevlemezes tároló.

1984: IBM PC/AT Intel 286-os CPU.

1985: Inmos cég, T414 transputer.[3]

1986: Intel 80386.

1987: IBM PS/2 termékcsalád.

1988: Compaq Deskpro 386-os.

1989: Wafer-skálájú szilícium memória chip.

1993: Personal Digital Assistant: kézírás-felismerő gép.

Ezt a generációt már átlagemberek is használták.

A processzor a számítógép és a számítógép alapú berendezések központi modulja, a gépi → A számítógépek negyedik generációját 1971-től 1991-ig számíthatjuk. Nincsenek alapvető változások a számítógépek szervezésében, csupán a korábbi megoldásokat tökéletesítik. Ezek már nagy integráltságú integrált áramköröket használnak. Erre a generációra jellemző, hogy a szoftvergyártás óriási méretűvé válik. A szoftverek árai elérik, egyes esetekben meg is haladhatják a hardverét.

1973-ra megjelent a merevlemez, a „winchester”, amit az IBM a 3340-es modelljében használt.

1974: Az Intel bemutatja a 8080-as, 8 bites mikroprocesszort, amelyet számos személyi számítógépben használnak.

1975-re a MITS bemutatja az Altair-t. A készlet 397 dollárba kerül, amelyben egy 256 bájtos komputer van. A kivitel és bevitel kapcsolókból és lámpákból áll. Altair-re az első Basic értelmezőt Ed Roberts és Bill Gates készítette.

A fájlhoz képjegyzet tartozik

A Cray-2 a világ leggyorsabb számítógépe volt a 80-as évek közepén

1976-1981-ig számos cég rukkol elő fejlesztéseivel, például a NEC, a Zilog, az Apple, a DEC, a Datapoint, a CDC, a Next stb.

1981-ben a Commodore bemutatja a VIC-20-as házi számítógépet (home computer), amelyet több mint egymillió példányban adnak el. A személyi számítógép piacra betör az IBM. Szintén ekkor az Osborne Computer bemutatja az Osborne 1-et, ami az első hordozható számítógép.

Nemcsak a méret és a technikai megoldások fejlődtek, a sebesség is változott: 1987-re a Cray kutatói bemutatják a Cray 2S-t, amely 40%-kal gyorsabb a Cray 2-nél. Nagyon meghatározó év az 1987-es, mert ekkor a Texas Instruments bemutatja az első mikroprocesszor chip-et.

1988-ban a háromdimenziós grafikus alkalmazások céljaira létrehozták az Apollo nevű első grafikus szuperszámítógépet. A Next felavatja azt az újító jellegű munkaállomást, amely az első törölhető optikai lemezt használja elsődleges háttértárolónak.

1989-ben az Apple bemutatja a régóta várt hordozható Macintosh-t. A Poqet pedig az első zsebben hordozható MS-DOS operációs rendszerrel rendelkező számítógépet. A Grid létrehozza a laptop számítógépet, mely úgynevezett érintőpaddal rendelkezik, ami felismeri a kézírást. Ezt nevezik GridPad-nek. Az elemmel is működő notebook számítógépet, amelyben merev- és hajlékonylemez is van, Compaq's LTE és LTE/286 néven forgalmazzák. Megérkezik az első EISA-adatbusszal rendelkező személyi számítógép.

1990 az az év, amikor az IBM piacra dobja a PS/1-et, amelyet otthoni és munkahelyi irodák számítógépjeként reklámoz. A Microsoft az IBM, Tandy, AT&T és más cégekkel együtt kidolgozza a szoftverek multimédiás alkalmazhatóságát.

1991: Bemutatkozik az első általános célú toll-vezérlésű számítógép, a Go Corp. elkészíti operációs rendszerét, a PenPoint-ot.

1992-ben az Intel egy új mikroprocesszort készít Pentium néven, mely az 586-os nevet váltja fel.

1993-ban a Pentium alapú rendszerek árusítása beindul és az Apple piacra dobja a Newton MessagePad-et, ami az első Newton számítógép, személyi asszisztensként működik. Végül a Compaq bemutatja a Presario-t. A PC-család célja az otthoni piac.

Ötödik generáció 1991-től napjainkig

Egyik jellemzőjük, hogy párhuzamos és asszociatív működésű mikroprocesszorokat alkalmaznak. A problémaorientált nyelveket próbálják tökéletesíteni, erre egy kezdeti kísérlet a Prolog programozási nyelv. A számítógépeket úgy tervezik, hogy minél több áramköri elemet szűkítsenek bele egyre kisebb méretű mikrochipekbe, azonban ennek hamarosan elérjük a fizikai határait, ezért új gyártási módszerekre és működési elvekre van szükség.

Napjaikban már fejlesztik az optikai számítógépet, aminek lényege az, hogy nem elektromos, hanem sokkal gyorsabb fényimpulzusok hordozzák az információt. Zajlik a kvantumszámítógép kutatása is.

Magyarok a számítógép történetében

Neumann Jánost a modern számítógép atyjának tekinthetjük. Neumann azonban több más amerikai magyar emigráns tudóssal is együtt dolgozott, akik szintén szerepet vállaltak a számítástechnika fejlődésében. Ezek közé sorolható Kemény János (1926-1992), aki a Dartmouth Kollégium rektoraként kötelezővé tette a számítógépek (terminálok) használatát a bölcsész és jogi karon is, és e célból megalkotta az elvont gépi programozás helyett a BASIC nyelvet. Szintén Kemény János nevéhez fűződik az osztott idejű számítógép hálózat is, melyet az IBM első Robinson-díja ismert el. Kemény munkájában a fizikus Szilárd Leó közreműködött, ő vezette be az információ elemi kvantumát (igen/nem), amit ma a bit néven ismerünk. Megemlítendő még a Time hetilap által 1997-ben az év emberének nevezett Andrew Grove (Gróf András) is, aki az Intel vezéreként évente megtöbbszörözte a mikroprocesszorok sebességét.

A számítógép története Magyarországon

Az első magyarországi számítógépek

Az 1957-ben elkészült első hazai tervezésű és kivitelezésű elektromechanikus számítógépet, ezt Kozma László építette a Műszaki Egyetemen (MESZ-1). Oktatási célra készült, és elektroncsövek helyett még jelfogók (relék) dolgoztak benne. RAM memóriája 81 bájtos volt, "winchestere" nem volt. A programot kilyukasztott fóliákkal vitték be, az eredményt egy hagyományos írógép írta ki.

Ezzel párhuzamosan szintén 1957-ben építették az MTA Kibernetikai Kutató Csoportjában (KKCS) az első magyar építésű elektronikus számítógépet, az M–3-at, szovjet tervek felhasználásával és továbbfejlesztésével. Ez már 5 kilobyte-os memóriával rendelkezett. A végleges változat csak 1959-re készült el. S hogy mire is lehetett használni ezt a szerkezetet? Például tervhivatali mátrixokat számolt ki, bonyolult matematikai és nyelvészeti problémákat oldott meg, és az épülő Erzsébet híd statikai számításainak az ellenőrzését is el tudta végezni.

Az M–3-nak mindössze 3 m² alapterületre volt szüksége, de a hűtésről gondoskodni kellett, hiszen a több száz elektroncső pillanatok alatt befűtötte a termet. A programozás kezdetekben rendkívül nagy nehézséget jelentett, a programozók tapasztalatlanok voltak, így ha valahol elakadt a program, akkor a futtatást elölről kellett kezdeni, ami a sebessége mellett nem is jelentett olyan kicsi időveszteséget. Az input-output információkat 5 csatornás lyukszalag (telex) segítségével oldották meg. A gép, mint minden számítógép mind a mai napig, kettes számrendszerben működött. A jobb olvashatóság kedvéért, a be és kimeneti perifériák nyolcas számrendszerben kérték a gépi kódú programokat és adatokat, és így jelenítették meg az eredményeket is. Az M–3 operációs rendszer nélküli gép volt. A programozása gépi kódban történt. A memóriája 1024 szavas, 31 bites szavakból állt.

Érdekesség: Az M–3 költsége csak töredéke volt az Egyesült Államokban ekkoriban használt UNIVAC számítógépekének.

1961-ben jött létre az MTA második számítástechnikai központja a KFKI-ban, itt egy Ural–1-et installáltak. 1962-ben pedig a Nehézipari Minisztérium kutatóközpontjában egy Elliot–803-as gép kezdte meg működését.

A Kibernetikai Kutató Csoportból 1960-ban megalakul a Magyar Tudományos Akadémia Számítástechnikai Központja. Itt 1965-ben az M–3-ast egy már két évvel korábban megvásárolt Ural–2-re cserélték le. Ez a csere nem volt túl szerencsés, az Ural–2 nem váltotta be a hozzáfűzött reményeket. Elektroncsöves gép volt, és még az Ural–1-gyel sem volt kompatibilis.

A számítástechnika fejlődése felgyorsult. 1967-ben már 48 számítógép üzemelt Magyarországon. A kutatóközpontok mellett már nagyobb ipari üzemek is rendelkeztek számítógéppel, mint például a Diósgyőri Lenin Kohászati Művek (Bull-Gamma). Rá két évre ez a szám gyakorlatilag megduplázódik, és 1969-ben már 86 számítógép üzemel, igaz az állomány rendkívül tarka, 17 gyártó 31 különböző géptípusa található meg ekkor az országban.

Második generációs számítógépek a 70-es években

1972-ben az MTA Számítástechnikai Központja végre egy viszonylag modern nyugati számítógépet kap (CDC 3300), és ezzel szinte egy időben 1973-ban összevonásra kerül az Automatizálási Kutató Intézettel (AKI), és létrejön a ma is ismert SZTAKI.

1968-ban megalkották az első TPA-t (Tárolt Programú Analizátor),[4] amely tranzisztoros működésű volt. Négy évvel később megjelent a TPA-i (majd az ezt követő szériák), ami néhány év múlva tömeggyártásban készült.

1969-ben az EMG is elkészítette – teljesen nulláról indulva – második generációs számítógépét, a tranzisztoros felépítésű EMG 830-at, ami a maga korában – legalábbis nálunk – nagyszámítógépnek számított, mert mágneses adattárolói is voltak.

1971 elején 120 számítógép működött Magyarországon, ez 1977 végére 521 kis és 329 mini kategóriájú számítógépre módosult, de ebben már egyre több harmadik generációs gép is volt.

Harmadik generációs számítógépek

A harmadik generációs számítógépek igen hamar megjelentek Magyarországon is, amiben közrejátszott, hogy könnyebbé vált a nyugati alkatrészek beszerzése, főleg azoknál a vállalatoknál, amiknek kemény valutában realizált bevételei voltak. Többféle menetrend volt.

Az akadémiai kutatóintézetek folytatták a már korábban megkezdett „reverse engineering” tevékenységüket, pl. a KFKI a jól bevált DEC PDP család újabb tagjai alapján a szinte tökéletes hardver- és szoftverkompatibilitást nyújtó TPA gépcsaládot hozta létre – a PDP számítógépvonal még a nyolcvanas években is folytatódott a VAX családdal.

Az 1960-as évek végén az EMG kifejlesztette az EMG 830 géptípust, amit 1970-ig gyártottak. Ennek utolsó változata az EMG 840-es volt, amely már integrált áramkörös megvalósítású harmadik generációs gép volt. Ebből összesen egy példány készült.

A korábbi EMG 830 fejlesztéshez hasonlóan a VILATI nulláról indulva 1973-ra létrehozta a Practicomp 4000 kisszámítógépet, amiből százas nagyságrend készült, nagyrészt hazai felhasználásra. A legnagyobb megrendelő a Magyar Néphadsereg volt, ahol 40-nél több gépet rendszeresítettek számviteli feladatokra, de sok helyen ipari folyamatvezérlésre is használták, kihasználva a fejlesztők közelségét.

Külön kategória volt a BME közreműködésével elkészült EMG 666 asztali számítógép, ami a megszokott kisszámítógépeknél méretben, képességekben kisebb, de árban is kedvezőbb volt. Emiatt 2500 darabot adtak el, főleg ipari, folyamatszabályozási feladatokra.

A harmadik generációs kisgépek versenyét végül a Videoton (és a vele együttműködő SZKI) nyerte. Először az akkoriban formálódó IBM 360 alapú ESZR gépcsalád legkisebb tagját akarták megcsinálni, de végül – legalábbis a központi egység vonatkozásában – külön útra léptek, és „reverse engineering” helyett a francia CII cégtől megvették egy célnak megfelelő gép licencét, és – részben ESZR perifériákkal kiegészítve – ebből lett a közismert R–10.[5]

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

A számítógép az információfeldolgozás eszköze, a bevitt inputokat a programnak megfelelő outputtá alakítja.

A számítógép története lényegében az első számítógépek kialakításával kezdődik és a számítógép gyorsabbá, olcsóbbá, elérhetőbbé tételének folyamatát rögzíti.

A számítógépek a kézzel működtetett eszközökből a lyukkártyás, majd az előre programozott számítógépek irányába fejlődtek. A számítógép történetének ebben a szakaszában jelentős előrelépések történtek a számítógép architektúrájának fejlődésében, vagyis az adatbevitellel és -megjelenítéssel, tárolással, feldolgozással foglalkozó részek kidolgozásában és összekapcsolásában. A számítógép történetével szorosan összefügg a számítógépet alkotó részegységek története, mint például a processzor, a központi memória, a háttértár, az input és output eszközök.

A 21. században sem állt le a számítógépek fejlődése, az újabb előrelépések elsősorban a számítógépek összekapcsolása, hálózatba szervezése terén, illetve a mindennapi élet használati tárgyaiba való integrálás terén jelentkeznek.

A számítógép sebességének, kapacitásának növekedése, méretének és költségének (beszerzés és üzemeltetés) csökkenése a számítógép történetének egyik legmeghatározóbb eleme.

Előzmények

Egy római kori abakusz rekonstrukciója

Pascal számológépe (1652)

Egy NDK-beli mechanikus számológép 1958-ból

Az első ismert mechanikus számológép, az abakusz, kb. 5000 éves. Eszközöket egyébként kb. 300 000 éve használ az emberiség, míg a számfogalmat vélhetően körülbelül 30 000 éve ismeri. Az abakusz a bonyolultabb számításokhoz nem elegendő, mert túlságosan lassú.

John Napier Murchiston (1550–1617) az úgynevezett Napier-csontok segítségével gépesítette a szorzás műveletét.

Edmund Gunter (1581–1626) – elődei ismereteit felhasználva – 1620-ban logaritmikus számolólécet szerkesztett (logarléc). E találmány időtállóságát mi sem bizonyítja jobban, mint az a tény, hogy az 1980-as évek elejéig még középiskolai tananyag volt a logarléc használatának elsajátítása.

Mechanikus számológépek

Rengeteg félig-meddig dokumentált történet, legenda kering ókori kínai, görög és későbbi arab tudósok és feltalálók által tervezett, esetleg épített gépekről, automatákról (Arkhimédész, Eratoszthenész, Hérón, Mo Ti, Löw rabbi Góleme stb.). Nem mindig tudjuk eldönteni, mennyi igazság van ezekben. Annyi bizonyos, az emberiség ősidők óta szeretett volna fizikai/szellemi munkára képes, lehetőleg önirányított gépeket, automatákat, de legalább egy számológépet építeni, erről tanúskodik például Raymond Lullus 1275 körül írt és közzétett mechanikus gépének terve.

A 17. századtól több megvalósult próbálkozás is történt mechanikus számológép építésére. Az igazán hatékony mechanikus számológép építésének azonban komoly technikai korlátai vannak. Úgy tűnik, hogy a fizikának ez a tartománya túl „durva” ahhoz (az épített gépek lassúak, drágák, nagyok, nehézkesek), hogy a papíron végzett kézi számolásnál jóval hatékonyabban működő információfeldolgozó gép építését lehetővé tegye.

1623: Az első ismert mechanikus számológép megjelenése, megalkotója Wilhelm Schickard. Az átvitelt egy tízfogú és egy egyfogú fogaskerék segítségével valósítja meg. E gép mind a négy alapműveletet el tudta végezni.

1642: Blaise Pascal (1623–1662) egy mechanikus összeadó-kivonógépet szerkeszt, amelyben a főszerep szintén a fogaskerekeké volt. A tízes számrendszerre épül, 8 jegyű számokat tud maximálisan kezelni. Olyan nagy népszerűségnek örvendett a korban, hogy elkezdték sorozatban gyártani. E géptípusból mára körülbelül 50 maradt fenn.

1673: Gottfried Wilhelm Leibniz (1646–1716) tökéletesíti Pascal gépét, így mind a négy alapművelet elvégezhető a géppel. Az összeadás-kivonás szintén fogaskerekek hajtogatásán alapul, a szorzás egy váltótárcsa segítségével valósulhat meg. Leibniz először fogalmazza meg azt az elvet, hogy célszerűbb lenne a kettes számrendszerben dolgozni, de a számok hossza miatt ezt nem tudja megvalósítani.

1820 Charles Xavier Thomas de Colmar (1785–1870) francia matematikus a francia hadseregben való szolgálata közben megépítette az első kereskedelmi forgalomba került, és széles körben elterjedt mechanikus számológépet. Ez képes volt mind a négy alapművelet elvégzésére. A gép terjesztése jelentős üzleti sikert hozott a forgalmazóinak, és egészen az első világháborús évekig használták. Colmar egy automata, programvezérelt gép (számítógép) építésének gondolatát is felvetette.

Kempelen Farkas beszélőgépe

1769-ben a magyar Kempelen Farkas billentyűzetvezérlésű hangszintetizátort kezdett építeni, amit 1782-ben mutatott be először. Ez a gép ugyan nem volt programozható, billentyűkkel és nyílások (csövek) ujjal való befogásával, illetve egyéb mechanikus módokon kézileg lehetett vezérelni, és mechanikus elveken alapult (fabillentyűkből és faházból, fémből álló hangképző „szervekből” és egy bőrből, később gumiból készült légtölcsérből állt), de megmutatta, hogy olyan komplex feladatokat is lehet gépileg szimulálni, mint az emberi hang képzése. A gép szótagokat és rövid szavakat tudott „kimondani” (bár a kezeléséhez sok gyakorlás kellett). Több mint 100 évig senki sem tudott Kempelenénél jobb hangszintetizátort építeni.

A programozás feltalálása

A Jacquard-féle szövőgép

1786: Johann Müller német hadmérnök megfogalmazza, hogy szükség van a részeredmények tárolására. Ezen tárolót regiszternek nevezi el és feladatának az adatok ideiglenes elhelyezését jelöli meg.

Az adatok és részeredmények tárolása egyrészt alapfeltétele a programozhatóságnak, másrészt tényleges lépés afelé.

1820-ban Joseph Marie Jacquard olyan mechanikus szövőgépet épített, mely automatikusan, külső programozás révén szőtt mintákat: a gépet kartonból készült lyukkártya vezérelte, amely a mintákat tárolta. A gép széles körben elterjedt, alkalmazták is a szövőiparban, és létezése olyan tudósokat befolyásolt, mint Neumann János (tudjuk, hogy barátaival élénk eszmecseréket folytatott erről és hasonló gépekről).

Babbage programozható számológépei

Sok gépet tervezett Charles Babbage (1792–1871) is. 1812-ben rájött a gépek és matematika közötti összhangra. Ő fogalmazta meg először azokat a követelményeket, amelyeknek minden programozható számológépnek meg kell felelnie:

ne kelljen mindig beállítani a számokat, meg lehessen adni egyszerre az összes számot és műveletet (ez például a lyukkártya segítségével oldható meg);

legyen utasítás (a művelet a lyukkártyán);

legyen külső programvezérlés (a lyukkártyákon tárolt utasítássorozat, a program);

legyen bemeneti egység (ez a lyukkártyát olvasó berendezés);

legyen olyan egység, amely a kiindulási és a keletkezett számokat tárolja (memória);

legyen aritmetikai egység, amely számológépen belül a műveleteket végzi el;

legyen kimeneti egység (a gép nyomtassa ki az eredményt).

Babbage differenciálgépe

Babbage elvben konstruált ilyen gépet, az „Analytical engine”-t (1834), amely 20 jegyű számokkal végzett műveleteket. Nem tudta azonban megépíteni, mert a kor technikája nem tette még lehetővé (például a súrlódást nem tudta lecsökkenteni). Csak száz év múlva építették meg valójában a Babbage által megálmodott gépet.

Ada Lovelace asszony (1816–1851) ugyanakkor Babbage képzeletbeli gépéhez leírta azon módszereket, ahogyan programot lehet rá készíteni. Megjelennek nála az algoritmusok egyes lépései (GOTO, STOP). Ily módon tehát Ada az első ismert programozó. (Az Ada programozási nyelvet később róla nevezik el.)

Még 1822-ben Babbage épített egy másik, gőzzel hajtott gépet, amely differenciálni is tud, a függvények differenciálhányados-függvényét közelítő módszerekkel számolja. Ez volt a differenciálgép (Difference Engine).

A 19. század második felének fejlődése

IBM lyukkártyarendező gép („szorter”)

1853 George Boole An Investigation of the Laws of Thought on Which are Founded the Mathematical Theories of Logic and Probabilities című művében publikált áramkörelméletben is alkalmazható logikai algebrája a későbbi digitális működésű gépek tervezésének alapjait jelentette.[1]

1887 Herman Hollerith (1860–1929) nagy tömegű adat statisztikai feldolgozására alkalmas gépet épít. A kifejlesztését az tette szükségszerűvé, hogy az USA-ban a népszámlálás (1890) feldolgozása hagyományos módszerekkel mintegy 3 évet (mások szerint 10 évet) vett (volna) igénybe, a végül szükségesnek bizonyult 6 hét helyett. A gép lyukkártyákat tudott rendezni és szétválogatni, amit mechanikusan tudott megoldani, tűk segítségével. A (papír) lyukkártyák egydolláros nagyságúak voltak. Hollerith 1924-ben alapított cégéből fejlődött ki a későbbi IBM.

Elektromechanikus számológép

Az első számológép feltalálásától több mint 300 évet kellett várni arra, hogy a mechanikus gépeket felváltsák az elektronikus eszközök. 1936-ban Konrad Zuse megalkotta az első programozható elektromechanikus számológépet, a Z1-et.

Az elektronikus számítógép története

Elektromechanikus számítógépek

Z3 replika a Deutsches Museumban

A Colossus, Tommy Flowers kódfejtő gépe

Németországban Zuse szintén továbbfejlesztette korábbi programozható számológépét 1939-ben Z2, majd 1941-ben Z3 néven. Ez utóbbi tekinthető az első szabadon programozható, teljesen programvezérelt számítógépnek. A Z3 22 bites szavakkal dolgozott, memóriájában 64 adatszót tudott tárolni, mint elődei, a Z1 és Z2. Felépítése a mai gépekhez hasonlít: processzort (aritmetikai-logikai egységet (ALU) és vezérlőegységet (Control Unit, CU)), memóriát, bemeneti egységet (szalag) és kimeneti egységet tartalmaz. Az elektromechanikus szerkezet egy tonna súlyú volt, néhány ezer elektromágneses reléből állt, repülőgépek és rakéták tervezéséhez használták. Egy összeadást átlag 0,7 mp, egy szorzást 3 mp alatt végzett el, a tízes számrendszerbeli számokat már lebegőpontos bináris ábrázolás útján kezelte.

1. gin https://www.onlinebor.hu/denes-gin-727

- plasztikai sebészet https://szeptest.com/

2. tímar https://www.onlinebor.hu/havas-es-timar-franom-2017

3. nyékládháza https://www.onlinebor.hu/gallay-nyekladhaza-zenit-2016

4. nimród https://www.onlinebor.hu/kovacs-nimrod-m-228

- mellnagyobbítás https://szeptest.com/mellnagyobbitas-szilikonnal

5. rum https://www.onlinebor.hu/rumok-383/rum-417

6. tállya https://www.onlinebor.hu/tallya-tokaji-furmint-2017

7. blended https://www.onlinebor.hu/fujimi-blended-japanese-whisky-996

Partnerek:

1.       https://motivationalquotes.blog.hu/9999/12/31/try_not_to_give_depression_the_edge_in_your_daily_life

2.       https://quotes.reblog.hu/discover-happiness-by-beating-depression

3.       https://oneabsolutegenius.medium.com/improve-your-life-drastically-with-these-impressive-self-help-tips-40e7656e8f33

4.       https://quotes.reblog.hu/the-most-effective-method-to-handle-depression-advice-from-profe

5.       https://askcorran.com/symptoms-of-low-self-esteem/

Az 1940-es években megjelentek az olyan analóg számítógépek, amelyek már numerikus egyenletek megoldásait is ki tudták számítani. 1943-ban az angol titkosszolgálat Tommy Flowers matematikus vezetésével megépíttette a Colossust. Ez részben relés, részben elektronikus[2] alapon épül fel, és a második világháborús német katonai rejtjelezőkód megfejtését segítette.

Az első teljesen automatikusan működő számítógépet az Amerikai Egyesült Államokban, a Harvard Egyetemen, 1939-1944-ig tartó munkában készítették el Howard Aiken vezetésével az Automatic Sequence Controlled Calculator-t (ASCC), más néven Mark I-et. A találmány elődeivel ellentétben már tízes számrendszerben számolt.

https://ujszamitogepakcio.blog.hu/2021/01/05/tips_on_how_to_manage_your_reputation

1.3.2        Jogvédett szoftver szemben a szabad vagy nyílt forráskódú szoftverrel 

A Microsoft operációs rendszerek és alkalmazói szoftverek nagyon népszerűek és elterjedtek szerte a világon az üzleti világban és az oktatásban egyaránt. Az Apple társaság is rendelkezik egy közkedvelt operációs rendszerrel a Macintosh számítógépeikhez. Sikereik ellenére ezek a termékek nem jelentik mindenkinek a legmegfelelőbb megoldást. Ezek jogvédett (jogtiszta) szoftverek, ami azt jelenti, hogy felhasználásuk és módosításaik korlátozottak.

Elég költséges egy licenc megvásárlása, és ezek nem adaptálhatóak a helyi igényekre. Néhány felhasználó, különösen a fejlődő országokban licenc nélküli másolatokat használnak illegálisan (kalóz szoftverek). Jogilag nincs rendben és emellett nem teszi lehetővé a fontos szoftver frissítéseket. Azok a felhasználók, akik nem engedhetik meg maguknak a jogvédett szoftverek használatát, vagy jobban kedvelik azokat amik módosíthatóak választhatnak nyílt forráskódú vagy szabad szoftvereket (jelölésük FOSS – free and open source – szabad és nyílt forráskódú)

A legtöbb szabvány számítógép használata során a szabad szoftver opció elérhető. Ez magába foglalja a Linux család operációs rendszereit (az ebbe a családba tartozó Ubuntu, egy elterjedt operációs rendszer az afriaki országokban) és az OPenOffice.org alkalmazó szoftvereit.

A Source Forg weboldal (www.sourceforge.net) egy jó eszköz, hogy megtaláljunk és letöltsünk szabad szoftvereket. Amíg a szabad szoftverekhez nincs elérhető szakmai támogatás, vannak különféle felhasználói csoportok az Interneten, akik segítséget nyújtanak a rászoruló felhasználóknak.  Ez a modul bemutatja néhány feladat végrehajtását az Unbutu operációs rendszerben, de nem biztosít teljes körű, mélyreható ismereteket. További segítségért keresse fel az Urbutu weboldalát: http://help.ubuntu.com.

Amikor először felállít egy számítógépes labort a számítógépes projektet irányító csapatnak meg kell vitatnia az előnyeit mind a jogvédett mind a szabad szoftvereknek.

Amikor felállít egy számítógépes helyiséget, az adott számítógépes projekt vezetőinek meg kell vizsgálniuk a jogvédett szoftver és a nyílt forráskódú szoftver előnyeit és el kell dönteniük, hogy melyik megoldást választják.

Az informatikai menedzsernek ezután meg kell bizonyosodnia arról, hogy alaposan tájékozódott minden részletről a szoftverrel kapcsolatos döntéshez.

Lehetséges, hogy a projekt jogvédett szoftvereket fog választani bizonyos célokra és szabad szoftvereket más jellegűekre. Például lehetséges a projekt olyan használt gépekhez jut hozzá, melyeken Windows operációs rendszer van, de nincsenek más Microsoft programok. Ebben az esetben a szervezet dönthet úgy, hogy tovább dolgozik a Windows-al, de választhat szabad szoftvereket is segédprogramokként és felhasználói szoftverekként is.

RÖVID ÖSSZEFOGLALÓ

Ebben a leckében a számítógépekről tanultunk – mik ezek, hogyan működnek, hardver és szoftver részeikről részletesebben.

A főbb pontok:

A számítógép egy olyan fantasztikus eszköz, mely az emberi inputokat elektronikus információkká alakítja.

A komputer feldolgozza a felhasználó által biztosított információt. Minden eszköz (hardver) és utasítás (szoftver) szükséges a gép működéséhez.

Néhány a legfontosabb hardver alkatrészek közül: Alaplap, Processzor, Merevlemez, RAM, Tápegység stb.

Operációs rendszerek számítógépes alapprogramok, melyek szükségesek a komputer működéséhez. Alap információkat biztosít az információk feldolgozásához és tárolásához.

1.2.2         Számítógép Portok (csatlakoztató kapuk)

A fenti perifériáknak csatlakozniuk kell a géphez, hogy az továbbítani tudja az információt a felhasználótól a számítógéphez (vagy fordítva).

Számos port típus létezik a számítógépben ezekhez a kapcsolódásokhoz. Ezek a portok folyamatosan változnak, ahogy a számítógépek is egyre gyorsabbak és könnyebben kezelhetőek.

Az informatikusnak ismernie kell az összes jellemzőbb lent felsorolt portot (és a használatukat).

Soros Port. Ezt a portot 9 tüskés csatlakozókkal használják és manapság már nem jellemző, de sok régebbi gépen megtalálhatóak. Ezt nyomtatókhoz, egerekhez, modemekhez és számos egyéb digitális eszközhöz használták.

Párhuzamos Port. Hosszú, vékony port, szintén nincs használatban manapság, de korábban jellemző módja volt a nyomtatók számítógéphez való csatlakoztatásának, egészen az USB portok megjelenéséig (lásd lent). A legelterjedtebb párhuzamos port 25 tüske befogadására volt alkalmas, de más modelleket is gyártottak.

VGA. (Video Graphics Array- Grafikus kártya szabvány) Ez a port ma is megtalálható a legtöbb gépben. Olyan videó megjelenítő eszközök csatlakoztatására használjuk, mint a monitor és a projektor. 3 sorban találhatóak lyukak rajta, 15 tüskés csatlakozókhoz.

PS/2. Mostanáig elterjedt volt ez a port típus, billentyűzetek, egerek csatlakoztatására. A legtöbb asztali gépen kettő van ebből a kerek alakú portból, 6 tüskés csatlakozók számára. Az egyik az egér, a másik pedig a  billentyű részére.

USB. (Universal Serial Bus-Univerzális Soros Busz) Manapság a számítógépen leggyakrabban alkalmazott port. A 1990-es évek végén fejlesztették a fenti portok kiváltására. Egerek, billentyűzetek, nyomtatók, külső tároló eszközök (DVD-RW meghajtó, flash drive) csatlakoztatására.

Három típusváltáson ment keresztül (USB 1.0, USB 2.0 és USB 3.0). Az USB 3.0 a leggyorsabb az információ küldés és fogadás tekintetében. A régebbi USB eszközök kompatibilisek az új típusú USB porokkal.

TRS. A TRS (tip, ring and sleeve- érintkezőcsúcs, gyűrű és dugasztest) portok mini jack vagy audio jack néven is ismertek. Általánosan audio eszközök csatlakoztatására használják, mint a fejhallgató és a mikrofon.

Hálózati csatlakozó. Ez a port úgy néz ki, mint a telefon dugaszhoz (phone jack) tartozó port kicsit szélesebb verziója, amit a hálózati gépekhez használunk 5-ös kategóriájú kábellel (CAT5). Bár sok számítógép vezeték nélkül csatlakozik, ez a port még mindig szabványos a vezetékes hálózati számítógépeknél. Néhány gépnek vékonyabb portja is van, a tényleges telefon dugaszhoz. Ezeket telefonon keresztül működő modem kapcsolatoknál használjuk.

1.3              SZOFTVER

1.3.1        Szoftver kategóriák és típusok

Ahogy korábban említettük, a szoftver kifejezést olyan utasításokra használjuk, melyeket arra programoztak, hogy lehetővé tegyék, hogy a gép feldolgozza az információt. A szoftvereket három fő kategóriába soroljuk:

Operációs rendszer. Ezek alap szoftverek, melyekre szükség van a számítógép működéséhez. Ezek biztosítják a számítógép számára az információk feldolgozásához és tárolásához szükséges alapinformációkat. Jelenleg minden ismertebb operációs rendszer grafikus felhasználói felülettel rendelkezik. Ezt azt jelenti, hogy a rendszer ábrákat használ, hogy segítse a felhasználókat, hogy könnyedén kiadják az utasításokat, és egyszerűvé váljon a programok megnyitása. A legismertebb operációs rendszer a Windows család operációs rendszerei a Microsofttól. Egy informatikai menedzser valószínűleg találkozik a Windows 2000-el, Windows XP-vel, a Vistával, a Windows 7-el, és a legújabbal, a Microsoft OS-el.  További operációs rendszereket a következő szakaszokban ismerhet meg.

Segédprogramok. Ez egy átfogó programkategória, amely lehetővé teszi, hogy PC végrehajtson olyan feladatokat is, amelyek nem az operációs rendszer részei, de szintén hasznosak és praktikusak. Például, egy segédprogram utasíthatja a gépet, hogy hogyan másoljon információkat egy CD-re vagy ez lehet például egy anti-vírus program.

Alkalmazói Szoftver. Ezt a kifejezést olyan szoftvertípusokra használjuk, amelyek szabványos irodai számítógépes feladatokat hajtanak végre. Szövegszerkesztő, prezentációk készítésére való, táblázatkezelő, és adatbázis szoftverek a legjellemzőbb példák az alkalmazói programokra. A legismertebb alkalmazói szoftver a Microsoft Office a Microsofttól.

1.2              HARDVER 

1.2.1        Alapvető hardver alkotórészek

A hardver a komputer megfelelő működéséhez tartozó fizikai felszerelés. Az alapvető hardver alkotórészeket röviden jellemezzük. Számos informatikai szakember már bemutatta a hardvert, már kurzusokon keresztül, de át szeretnénk adni néhány további, kiegészítő információt. Egy asztali számítógépet mutatunk be a fotókon, de az összes eszköz megtalálható egy laptopban is.

Ház. A ház egy olyan doboz, amely több lent bemutatott alkatrészt tartalmaz. Vannak csatlakozási pontjai, nyílások, csavarok, melyek az alkatrészek a házhoz való csatlakozását segítik. A házat gyakran CPU-nak (central processing unit- központi feldolgozó egység vagy processzor) is hívják, mivel magába foglalja a CPU-t. Ez a megnevezés azonban félreértésekhez vezethet. Tekintse meg a processzor leírását a lenti részben.

Tápegység.  A tápegység elektromos árammal kapcsolja össze a pc lent említett részeit. A ház hátsó részén található.

Ventillátor. A ventillátor szétszórja a hő jelentős részét, melyet az elektromossággal ellátott alkatrészei termelnek. Fontos megóvni a túlmelegedéstől az elektronikus alkatrészeket. Néhány gép hűtő alkatrésszel is rendelkezik (egy bordázott fémdarab) amely közvetlenül a processzor mellet található, hogy elnyelje az abból származó hőt.

Alaplap. Az alaplap egy nagyméretű elektronikus kártya, ami az elektronikus alkatrészeket kapcsolja össze elektromos árammal, és a helyükön tartja ezeket az alkatrészeket a gépben. A gép memóriája (RAM, részletesen lent) és a processzor is az alaplaphoz csatlakozik. A BIOS (Basic Input and Output System- az alapvető ki és bemeneti eszközöket kezeli a rendszer) chip szintén az alaplapon található és a pc olyan alapvető műveleteiért felelős, mint a hardver és szoftver összekapcsolása. Az alaplap tartalmaz egy kis méretű telepet, (úgy néz ki, mint az óra elem) és a chip-ek ezzel együttműködve tárolják az időt és más komputer beállítások.

Meghajtók. A meghajtók azok az eszközök, melyek az információk hosszú távú tárolásáért felelősek. A fő gép fő tárolója a belső meghajtó (ún. merevlemez). A számítógépnek vannak lemez meghajtói is, néhány hordozható médiatároló részére. A floppy meghajtó nagyon elterjedt volt az elmúlt években, és még most is található idősebb asztali gépekben. CD és DVD meghajtók helyettesítik manapság, melyeknek jóval nagyobb a tároló kapacitásuk. Az aktuális szabvány a DVD-RW meghajtó, ami mind a CD mind a DVD lemezeket tudja írni és olvasni. Az USB portok (részletesebben később) keresztül csatlakoztathatunk egyéb tároló eszközöket is, mint a flash drive és a külső merevlemez meghajtó.

Kártyák. Ezt a kifejezést azokra az eszközökre használjuk, melyek lehetővé teszik, hogy a pc csatlakozzon és kommunikáljon számos ki-és bemeneti eszközzel.

A kártya kifejezés arra utal, hogy ezek az eszközök elég laposak, azért hogy illeszkedjenek a ház különféle nyílásaiba. A gépnek valószínűleg van hangkártyája, videó kártyája, hálózati kártyája és modemje.

RAM (Random Access Memory). RAM a véletlen elérésű memória rövidítése. Ez egy rövid távú memória, a funkciója a folyamatban lévő dokumentumok letárolása. A RAM mennyisége a gépben az egyik tényező, amely hatással van a komputer sebességére. A RAM az alaplaphoz csatlakozik néhány specifikus nyíláson keresztül. Fontos, hogy megfelelő típusú RAM-okat alkalmazzon egy adott számítógéphez, mert az évek során folyamatosan változnak.

Processzor. A processzor az elsődleges agya a számítógépes rendszernek. Végrehajtja azokat az utasításokat és számításokat, melyek szükségesek, és irányítja az információáramlást a számítógépen keresztül. CPU-nak (central processing unit- központi feldolgozó egység) is nevezik.

Bár a kifejezést az összes hardver alkatrészt tartalmazó számítógépházra is alkalmazzák.

A processzor egy másik neve a „chip”, habár az elnevezés vonatkozhat más kisebb processzorokra is (mint pl. a BIOS). A processzorok folyamatosan fejlődnek és válnak egyre gyorsabbá és nagyobb teljesítményűvé. A processzor sebességér megahertz-ben (MHz) fejezzük ki. Az idősebb gépeknek  1000 Mhz (1GHz), vagy kisebb sebességű processzoraik lehetnek. A 2GHz feletti sebesség manapság jóval elterjedtebb. Az egyik processzor gyártó cég, az Intel, megjelentetett egy népszerű processzort, a Pentium-ot. Sok helyrehozott számítógép tartalmaz Pentium II, Pentium III, Pentium 4 processzorokat. A Pentium 4 a leggyorsabb ezek közül.

Perifériák. A perifériák azoknak a számítógép alkatrészeknek (hardver) az összefoglaló neve, melyek nem a házban találhatóak. Ezek a bemeneti eszközök, mint az egér, mikrofon, billentyű, amelyek a számítógép felhasználótól a processzorhoz szállítanak információt. A perifériák lehetnek kimeneti eszközök, mint a monitor, nyomtató és hangszóró, melyek megjelenítik, vagy továbbítják a számítógéptől a felhasználóhoz.

BEVEZETÉS

A számítógép a teleház gerince, tartóoszlopa, mivel a legtöbb szolgáltatás igénybe vétele számítógépen vagy Interneten keresztül történik. Amikor a teleház megnyílik, mindenki méltányolja az erőfeszítéseit és lelkes a jövőt illetően. A számítógépek újak és gyorsak, és minden tökéletesen működik.

Amikor két hónap múlva felülvizsgálja a haladást, szembetűnő lesz, hogy vannak problémák. Nemcsak a helyiséggel, ami poros és meleg, hanem az eszközökkel is. A gépek jelentősen lassabbak és nem működnek jól együtt.

Teleház menedzserként valószínűleg nem kedveli az effajta forgatókönyveket, de sajnos ezek a problémák a legtöbb teleháznál jellemzőek. Ha a számítógépek nincsenek rendesen karbantartva, gyakran meghibásodnak a meleg, a por, vírusok, nem megfelelő felhasználás, és hullámzó áramellátás következtében.

Ezért teleház menedzserként, tájékozottnak kell lennie a karbantartással és javítással kapcsolatban, ha az elkerülhetetlen problémák felbukkannak. Ezért a hangsúly ebben a modulban a karbantartás és javítás alapjain van.

Ennek a leckének az elméleti része a komputerek működésére és a hardver és szoftver alkatrészeket érintő háttértudásra fókuszál. A tananyag nagy segítség lehet a teleházban dolgozók számára.

1.1              HOGYAN MŰKÖDIK A SZÁMÍTÓGÉP?

A számítógép egy olyan fantasztikus eszköz, mely az emberi inputokat elektronikus információkká alakítja, majd ezek tárolhatóak, megoszthatóak, terjeszthetőek számos kimeneti eszközön keresztül.

A számítógép a lenti ábrán bemutatott lépéseket hajtja végre az felhasználó által betáplált információt használva (mint pl. egy begépelt mondat):

A következő szakaszban bemutatjuk az összes eszközt (hardver) és utasítást (szoftver), mely elvégzi a fenti folyamat lépéseit.

Az információ, amit a felhasználó bevisz a gépbe feldolgozásra kerül, és egyszerű kóddá alakul mely két számjegyből áll: o és 1. Az egész folyamat ennek az összetettsége, a számítógép csak ezt a két variációt képes kezelni. Ez azért van mert, olyan elektronikus jeleken alapul, melyeknek ez a két lehetősége létezik (mint pl. a ki és be opciók).

De az egyszerűségét a nagy mértékű felhasználásával kompenzálja. Az egyszerű 1/0 egység neve bit. 8 bit egységnyi információt hívunk byte-nak. Egy oldalnyi begépelt szöveg minimum 20 kilobyte információ tárolását jelenti (20 KB vagy 20,000 byte), A jó minőségű digitális fotók általában minimum 1 megabyte (1MB vagy 1,000,000 byte) méretűek. A komputer valójában nagyon igénybe vett eszköz.

Nagyon sok ember elég sablonosan használja a számítógép lehetőségeit, olyannyira, hogy ha már egy ikon az asztalon az egyik sarokból átkerül a másikba, akkor megáll a tudomány. Leírják maguknak a kis apró lépéseket, amelyek szigorú betartása esetén működik csak a feladatvégzés. Különösen igaz ez Magyarországon. Miért nehéz felfogni a gép használatát? Egy jónak tűnő magyarázat:

Mert nem értik a számítógép logikáját. Egyszerűen üt mindent, amiben felnőttek, ahogy dolgoztak, gondolkodtak. Egyszerre ad szabadságot és kötöttséget a számítógép, ezzel pedig nem tudnak mit kezdeni. Éppen ez az oka egyébként annak, hogy ez a fiatalabbakat nem zavarja. Én ezt anno akkor értettem meg, amikor egy ismerős gyerekei úgy egy tucat évvel ezelőtt leültek a gép elé úgy, hogy sohasem láttak ilyet, és öt(!) percen belül az írni-olvasni nem tudó gyerekek már válogattak is a játékok között és elkezdték használni a számítógépet, az egeret, úgy, mintha az a világ legtermészetesebb dolga lenne. Ezzel szemben a szülők sohasem tanulták meg igazán használni, sőt utálták.

És ennek egyszerű az oka. Az, hogy a gyerek egyszerűen használni akarja a gépet és nem akarja megérteni, hogy hogyan működik, mert nagy ívben tesz az ilyen "magas filozófiájú" kérdésekre, a felnőtt viszont azt hiszi, meg kell értenie a gép logikáját és akkor fogja tudni használni. Ezért próbálja meg füzetbe, meg egyéb módokon "memorizálni" a használatot, hiszen ők az ő idejükben ugye a magolással tanultak -> és most is ezt próbálja felhasználni. Csakhogy így egy számítógépet és annak használatát egyszerűen nem lehet megtanulni, mert a számítógép nem lineáris, nem egyféle sémát követ, hanem azt, amit tanítanak neki, amit tud, amit kérünk tőle, amire utasítjuk.

Ehhez azonban az "alkalmazotti és magoló" logikát tanuló idősebbek többsége egyszerűen nem ért. Meg tudja tanulni, meg tudja nyomogatni a gombokat, de sohasem fogja igazán "érezni" a számítógépet és annak használatát.

Viszont a fiatalabbak már valamivel szabadabban használják a lehetőségeket. A fiatalok sokkal "lazábban" veszik a kérdést, azaz egyszerűen "csak" használják a gépet, de őket már nem érdekli a "hogyan működik", csak a "menjen". Azaz a számítógép mára számukra egy egyszerű használati tárgy lett, semmi más. Már nincs a régi "bűvészkedés, építés, tuningolás", mert ez marginálissá vált... és ez nem biztos, hogy hosszútávon egy jó dolog...

A számítógépek működésének elve a kettes számrendszer segítségével fogalmazható meg. Kétféle állapotú egységek működtetésén alapul a legbonyolultabb eljárások elvégzése, szöveges és képi információk tárolása. A működés legkisebb egységeit biteknek (binary digit, bináris számjegy; egy, az adott áramköri állapotnak megfeleltetett 2-es számrendszer-béli szám, értéke 0 vagy 1.) nevezzük. Az információtárolás egysége a 8 bitből álló bájt. (byte).

• 1 kb (kilobyte) = 1024 byte
• 1 Mb (megabyte) = 1024 kb
• 1 Gb (gigabyte) = 1024 Mb

Az információkat kódrendszer segítségével tárolja a számítógép. A kódrendszer a karakterekhez számokat rendel, a legelterjedtebb (ASCII) kódrendszer 256 (2⁸) elemű.
A továbbiakban nagymértékben leegyszerűsítve fogalmazzuk meg a működtetés, tárolás alapelveit.

Hardver, szoftver fogalma

A hardver a számítógép működését lehetővé tevő elektromos, elektromágneses egységek összessége. A hardver (hardware) angol nyelvterületen a szöget, csavart és egyéb műszaki cikket árusító boltokra van kiírva. A számítástechnikában hardvernek hívják magát a számítógépet és minden megfogható tartozékát. A hardvereszközök elképesztő fejlődése teremtette meg a korábban elképzelhetetlen, íróasztalra tehető számítógépet.

A szoftver a hardver egységeket működtető, vezérlő programok összessége. A szoftver (software) mesterséges szó, azokat a szellemi javakat hívják összefoglalóan így, amelyekkel kihasználhatjuk a hardverben rejlő teljesítményt és lehetőségeket. A szoftver nem megfogható, mint ahogy egy vers sem az, legfeljebb az őt hordozó papírlapot vehetjük kézbe. A szoftvert egyrészt a gépet működtető programok, másrészt a számítógéppel való feldolgozásra előkészített adatok alkotják. Az adat rendkívül sokféle lehet: szöveg, kép, mozgókép, hang. A program pedigvalamilyen feladatot old meg a számítógépen. A program olyan egyszerű utasítások sorozata, amelyet a számítógép megért. Az utasításokat ugyanúgy kettes számrendszerben leírt számokkal ábrázolja, mint az adatokat. Az utasítás ilyen formáját nevezik gépi kódnak is, mivel egy ilyen számot csak egy adott számítógéptípus ért meg és hajt végre. Ugyanezt a műveletet egy másik típusú számítógép más, szintén kettes számrendszerben leírt számjegyre hajt végre. Ez végső soron azzal jár, hogy egy program csak egy adott típusú számítógépen működik. Egy másik géptípuson már általában nem használható.

A fájl fogalma

A számítógépen lévő információtárolási egysége a fájl (file). Egy fájl tartalma a gép szempontjából vagy adat, vagy program. Ez utóbbi a a processzor által végrehajtható utasításokat tartalmazza (néha bináris fájlnak is hívják). A fájlban tárolt adat tetszőleges, lehet szöveg, grafikus kép, hang stb. Az adatok formájára nézve nincs előírás, a gyakorlatban nagyon sokféle formátum létezik. A fájlt minden operációs rendszer használja, konkrét megjelenése azonban már az operációs rendszertől függ.

A program fogalma

A program a számítógépnek szóló utasítások sorozata, amely egy kidolgozott algoritmus alapján meghatározza, hogy a számítógép milyen módon végezzen el egy adott feladatot. Egyaránt programnak nevezzük a programozók által készített forrásprogramot, amely az ember által olvasható formában tárolja a feladat leírását, és azt a kódot, amelyet a számítógép ténylegesen végrehajt: a futtatható programot, amely a forrásprogramból speciális programok - fordítóprogramok - közreműködésével jön létre. A programokat valamilyen háttértárolón tároljuk, ha éppen nem futnak. Ha egy programot elindítunk, az operációs rendszer a háttértárolóról betölti a memóriába, a CPU számára átadja a program kezdetének címét, majd a program ezután átveszi a számítógép vezérlését és futni, működni kezd.

A számítógépek alkalmazásának kezdetei

1847-54 George Boole áramkörelméletben is alkalmazható logikai algebrája a későbbi digitális működésű gépek tervezésének alapjait jelentette.

1887 Herman Hollerith (1860–1929) nagy tömegű adat statisztikai feldolgozására alkalmas gépet épít. A kifejlesztését az tette szükségszerűvé, hogy az USA-ban a népszámlálás (1890) feldolgozása hagyományos módszerekkel mintegy 3 évet (mások szerint 10 évet) vett (volna) igénybe, a végül szükségesnek bizonyult 6 hét helyett. A gép lyukkártyákat tudott rendezni és szétválogatni, mechanikus módon, tűk segítségével. A (papír) lyukkártyák egydolláros nagyságúak voltak. Hollerith 1924-ben alapított cégéből fejlődik ki a későbbi IBM lyukkártya (1 lyuk – 1 szám, 2 lyuk – 1 betű);

Alan Turing szobra Manchesterben

1937–1942: John Vincent Atanasoff és asszisztense, Clifford Berry megterveznek egy csak elektronikus egységekből álló gépet, ez volt az első elektronikus digitális számítógép, az Atanasoff–Berry Computer (ABC). Jelenleg ezt tartjuk az első mai értelemben vett (elektronikus) számítógépnek – érdekes, hogy ennek a ténynek 1973-ban Amerikában bírósági tárgyalás útján kellett eldőlnie, különféle elsőbbségi jogviták miatt.[1]

A Colossus elnevezésű kódfejtő gép Alan Turing matematikus elmélete illetve Max Newman és Tommy Flowers tervei alapján építették meg 1943-ban[2]

1938–1941: Konrad Zuse megépíti az első szabadon programozható gépet, a Z3-t. Felépítése hasonló a mai gépekhez: processzort (ALU), vezérlőegységet (CU), memóriát, bemeneti egységet (szalag) és kimeneti egységet tartalmaz. Az egytonnás gép néhány ezer elektromágneses reléből állt, repülők és rakéták tervezéséhez használták. Egy összeadást átlag 0,7 mp, szorzást 3 mp alatt végzett el, a tízes számrendszerbeli számokat már lebegőpontos bináris ábrázolás útján kezelte. A gép 1944-ben egy bombázás során elpusztult, de Zuse a 60-as években újra megépítette. Rekonstruált változata a müncheni Deutsches Museum-ban látható. Bár a gépet aritmetikai műveletek végzésére tervezték, Raul Rojas később bebizonyította, hogy alkalmas általános célú számítógépnek is (képes tetszőleges Turing-gép emulálására).

1943-ban az angol titkosszolgálat megépítteti a Colossust, ez szintén relés és elektronikus alapon épült meg Alan Turing matematikus elmélete, illetve Max Newman matematikus és Tommy Flowers mérnök tervei alapján, és a második világháborús német katonai rejtjelezőkód megfejtését segíti. A kódfejtés egyébként különböző matematikai, katonai, titkosszolgálati módszerek ötvözésével sikerült is.[3]

1944 Howard H. Aiken ballisztikai számítógépe, a Harvard Mark I lövedékpálya-táblázatokat számol. E gép fél futballpálya méretű volt, 800 km kábelt, vezetéket és relét tartalmazott, egy műveletet 3-5 másodperc alatt végzett el, képes volt az összes alapművelet és komplex (változós?) egyenletek megoldására.

Általános célú számítógépek és elterjedésük

Az ENIAC

1946 megépül John Presper Eckert és John W. Mauchly tervei alapján az első digitális elektronikus gép, az ENIAC, 18 000 vákuumcsőből, 70 000 ellenállásból, 5 millió forrasztással.

Súlya 30 tonna, 160 kW-ot fogyaszt, 5000 összeadást, 357 szorzást, vagy 38 osztást tud végezni másodpercenként, 10 jegyig számol, 20 regisztere van, 1000-szer gyorsabb, mint a Mark I MTBF: 40 másodperc. Külső programvezérlése huzalozással működik.

1949-ben elkészül a hasonló EDVAC gép Neumann János (1903–1957) vezetésével. Ez már központi vezérlő egységet tartalmaz, van benne lehetőség feltételes vezérlésátadásra, memória tárolja a programokat és az adatokat is.

1951 Megjelenik az első kereskedelemben kapható számítógép, az UNIVAC I..

1953 Megjelenik az első műszaki és tudományos számítások végzésére alkalmas számítógép a BESZM 1.

1964 megjelenik az első általános célú kereskedelmi gép, az IBM 360.

Neumann János (1903–1957) matematikai szemszögből közelíti meg a kérdést és általános irányelveket fogalmaz meg (Neumann-elvek):

a programot és az adatokat nem kell megkülönböztetni, a gép szempontjából mindkettő bemenő adat

belső programvezérlés;

folyamatábra, mint formalizmus bevezetése;

gépi kódú programozás.

Az 1949-ben épített EDSAC és az 1952-ben épített EDVAC már a Neumann-elveket követi.

1951-ben építették meg az első sorozatgyártásra szánt számítógépet, az UNIVAC1-et.

Az elektroncsöveket tartalmazó, épp ezért költséges üzemű, ún. első generációs gépek kb. 1958-ig voltak forgalomban.

A diszkrét félvezető-elemeket (diódát, tranzisztort) tartalmazó, nagyobb tárolókapacitású második generációs gépek az 1960-as évek első feléig uralták a piacot.

Az 1960-as években indítja útjára az IBM a 360-as sorozatot (1964: 360/40, az első integrált áramköri elemeket tartalmazó ún. harmadik generációs gép).

A harmadik generációs gépek kora 1971-ig tartott, ekkor jelent meg ugyanis az első mikroprocesszor, s néhány év múlva piacra kerültek az első (ún. negyedik generációs) számítógépek. A mikroprocesszorok fejlesztésében nagy szerepet játszottak az Intel (Intel 8080 processzor), a Motorola (Motorola 6800 processzor), a Zilog (Z80 processzor) cégek.

A ma használt IBM PC (az első PC megjelenésének éve: 1981) kompatibilis számítógépek többsége Intel processzorokkal működik, bár jelentős szerep jut az AMD és a Cyrix processzorgyártó cégek termékeinek is.

A Neumann-elvű gépek felépítése

„ A. M. Turing angol matematikai logikus 1927-ben kimutatta (és a számológépi technika számos szakértője azóta különféle módokon gyakorlatilag is bebizonyította), hogy olyan programutasításokat is ki lehet dolgozni egy számológép számára, amelyek arra késztetik, hogy valamely más - pontosan meghatározott működésű - számológép módjára viselkedjék. Az ilyen utasításrendszereket, amelyek révén egy gép utánozza egy másik gép viselkedését… programoknak nevezzük.”

- Neumann János: A számológép és az agy, 1945[4]

Az ilyen gépek tartalmazzák a számítógép önvezérlését végző CPU-t, azaz központi feldolgozó egységet (processzort), az adatokat és programokat a műveletek végzésének idejére tároló operatív memóriát, az egységek közti adatforgalmat lebonyolító vezetékek rendszerét (adatsín-rendszer), a felhasználókkal történő kommunikációt végző I/O rendszert (ide soroljuk a hosszútávú adattárolást végző tárakat is), és tartalmazhatnak egyéb járulékos egységeket, melyek a működés fizikai feltételeit biztosítják (hűtőrendszer, energiaellátás stb.).

Számítógép

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

Cray-1 szuperszámítógép, amely a számítások mellett a kényelmes újságolvasást is lehetővé tette (Deutsches Museum)

A hírhedt 1938-as "Zuse Z1" számítógép másolata a berlini Műszaki Múzeumban. A gép mindössze 30 000 mechanikus alkatrészt tartalmaz, de mégis egy programozható digitális számítógép, amely lebegőpontos számítások végzésére is képes. A gépet, Zuse házával együtt, a Szövetségesek lebombázták a II. világháborúban.

PDP–11 kompatibilis szovjet számítógép, amely egy rajzfilmbeli robothoz hasonlít

Számítógép minden olyan berendezés, amely képes bemenő adatok (input) fogadására, ezeken különféle, előre beprogramozott műveletek (programok) végrehajtására, továbbá az eredményül kapott adatok kijelzésére, kivitelére (output), amelyek vagy közvetlenül értelmezhetőek a felhasználók részére vagy más berendezések vezérlésére használhatóak. Fontos kritérium az, hogy ugyanazon bemenő adatok alapján mindig ugyanazon kimenő adatokat állítsa elő, azaz, hogy a gép determinisztikusan működjön, erre utal a „gép” szó. Az alapvető különbség a számítógép és számológép vagy számoláskönnyítő egyszerű eszköz között abban rejlik, hogy a számítógép képes előre elkészített program végrehajtására, míg a másik gép csak egy – lehet, hogy bonyolult – műveletet (például szorzás) képes emberi beavatkozás nélkül önállóan végrehajtani.

Azaz: számítógépnek nevezhetjük a determinisztikus információfeldolgozó gépeket. Eszerint (tágabb értelemben) a mai számítógépek őseinek a különböző számolást elősegítő eszközöket lehet nevezni – ilyen eszköz az ókori eredetű abakusz, amely a keleti régió országaiban ma is jelentős szerepet tölt be). Sőt e tág értelemben végül is az élőlények is tekinthetőek „számítógépeknek”, amennyiben determinisztikusak – s ha belegondolunk, hogy folynak kísérletek biomechanikus számítógépek építésére, akkor ez az értelmezés sem tűnik olyan furának.

Szűkebb értelemben a számítógép olyan elektronikus információfeldolgozó gép, amely információk (adatok és programok) tárolására alkalmas memóriával rendelkezik, az adatok feldolgozásához programra van szüksége és saját tevékenységét, működését vezérli, azaz programozott működésű.

A számítógép fizikai megjelenésének elnevezése, elfogadott angol szóval a hardver (hardware). Ide tartozik a ház, a tápegység, az alaplap, a processzor, a merevlemez, a monitor, a billentyűzet stb. Az előírt feladatok végrehajtását a szoftver (software) teszi lehetővé, ez a számítógép nem megfogható, utasításokban, programokban, operációs rendszerben, eszközmeghajtókban és egyéb utasítás-csomagokban megjelenő „lágy” része.

Típusok

Ha a „számítógép” kifejezést tágabb értelemben tekintjük, akkor beszélhetünk belső, illetve külső vezérlésű információfeldolgozó automatákról. A külső vezérlésű automaták esetében az inputnak része a tevékenységet irányító program. Ez például úgy valósulhat meg, hogy folyamatos emberi beavatkozással irányítjuk a gépet (például egy abakuszt, egy elektronikus zongorát stb.), vagy pedig a feldolgozandó adatokkal egyetemben adjuk meg a feldolgozás módját megadó tevékenység leírását (így működtek régen egyes lyukkártyavezérlésű gépek). Így programot minden munkafázisban újra meg újra le kell írni és a gépnek beadni. A belső vezérlésű automaták viszont saját maguk tárolni képesek a tevékenységüket irányító programot, így minden munkafázisban csak az adatok leírására és a megfelelő program kiválasztására van szükség. A belső program lehet „fix”, azaz rezidens: ez nem változtatható az automata fizikai integritásának megváltoztatása nélkül (például fix programok a PC-k BIOS programjai, melyek hardveresen „bele vannak égetve” a PC alaplapjába, vagy a programozható mosógépek programjai), vagy lehet változtatható; a legtöbb mai számítógép mindkét fajta programot tartalmaz. Mindennek a teteje pedig az, amikor a gép már maga is képes lényegesen változtatni a működését vezérlő programon.

Szűkebb értelemben a számítógépek két fő típusa az analóg és a digitális számítógép. Az analóg számítógépek fizikai jelenségek matematikai leírásával szimulálják a folyamatokat, be- és kimenetük is valamilyen fizikai jellemző (például elektromos feszültség, hőmérséklet, nyomás). Előnyösen használhatóak többek között biológiai, áramlástani stb. feladatok megoldására. Pontosságuk és sebességük korlátozott. A digitális számítógépek diszkrét értékekre (számjegyek, digit) bontják, fordítják a feladatot, és ezeken hajtják végre az előírt műveleteket. A számítások alapegysége a bit, aminek neve az angol Binary Digit (bináris, vagyis kettes alapú számrendszerbeli számjegy) kifejezésből származik. Létezik egy átmeneti típus is, az úgynevezett analogikai számítógépek, amelyek egyesítik a két típus előnyeit. Ezeket elsősorban biológiai, áramlástani feladatok modellezésére, megoldására használják.

Működési elvük szerint

Mechanikus;

elektronikus;

optikai;

a jövő számítógépei a szerves számítógépek és a kvantumszámítógépek.

Felhasználásuk szerint

nagyszámítógép

szerver

személyi számítógép

munkaállomás

hordozható számítógép

célszámítógép

beágyazott számítógép

nettop

Történelem

A számítástechnika története során az egyszerű mechanikus gépektől az igen összetett elektronikus, digitális vezérlésű automatákig haladt. Egyrészt szembetűnő a mai gépek egyre nagyobb fokú programozhatósága (egyre önállóbban tudnak komplex feladatokat is megoldani), az ennek következményeképp kialakuló nagyobb mértékű automatizmus, önirányítottság; másrészt ettől nem függetlenül a feladatkörök kibővülése, amely az egyszerűbb, konkrétabb feladatok (szövés, összeadás, ajtónyitás) ellátására épített célgépektől a komplex és sokféle tevékenységre képes általános célú univerzális gépek megvalósításáig terjedt.