między przeszłością a przyszłością komputerów i informatyki

Między przeszłością a przyszłością komputerów i informatyki

Maciej M. SysłoUniwersytet Wrocławski, UMK w Toruniu

syslo@ii.uni.wroc.pl

Rozgrzewka, ICo ci dwaj Panowie, stojący na tle komputera ENIAC,

trzymają w rękach?

Mysz

Jedną liczbę

Jedną cyfrę

Klawiaturę

Cyfra dziesiętna: 0, 1,… zbudowana z 22 lamp!!!

3Maciej M. Sysło

Rozgrzewka, II

Magazyn lodówek

Elektrownia atomowa

Superkomputer

Chip w powiększeniu

Co to jest?

Superkomputer Earth Simulator (Japonia 2002 rok)

35 000 000 000 000 op/sekMaciej M. Sysło 4

Co to jest computer?

1969:

Człowiek !!!

komputer: 1. osoba, która oblicza; 2. urządzenie stosowane do obliczeń …

Maciej M. Sysło 5

6

Pierwsze wystąpienie computer?

1892

Firma Rapid Computer w Chicago, wytwarzała urządzenie do liczenia, zwane comptometer

Maciej M. Sysło 6

IBM PC12 sierpnia 1981

Mikroprocesor serce komputera

Komputer dzisiaj

Elwro 800 Junior, 1986

Dziecinne, szkolne komputerkiMaciej M. Sysło

Serce każdego urządzenia

7

Think Myśl? Komputer to maszyna do myślenia !!!

Reklama firmy IBM z 1924 roku

Maciej M. Sysło 8

Maciej M. Sysło

Pierwsze kalkulatory elektroniczne

TI DataMath – 1972 Tylko 4 działania TI 30 – 1977

dla inżynierów

Elwro – Bolek Elwro – Lolek

Kalkulator mały komputerek

9

Człowiek zawsze musiał liczyć !!! używał do tego palców, rąk,

całego ciała:

robił także nacięcia na drewnie:

A jak liczono dawno temu?

Maciej M. Sysło

Chińczycy liczyli na obu rękach aż do 10 000 000 000 !!!

10

Maciej M. Sysło

Liczydła

Suan-pan, Chiny, X-XI w Soroban, Japonia, XIX w

Szczoty, Rosja, XVII w Kipu (Quipu), Ameryka Płd.

Współczesne zdjęcia

11

Maciej M. Sysło

Liczydła

Japonia – Piórnik szkolny początek XX w.

Soroban

Przybory do pisania

Połączenie liczydła z

kalkulatorem

12

Pałeczki Napiera

1617 rok

Wyrób współczesny

Maciej M. Sysło

Pierwszy kalkulator

13

Pałeczki Napiera – jak używać

25

x 25

125

+ 50

625

2 5

2

5

4

1

1

2

5

0

0

0

+

20 56

Tradycyjne mnożenie:Mnożenie z pałeczkami:

Maciej M. Sysło

Pierwszy kalkulator

14

Maszyna SchickardaPierwszy kalkulator – 1624

Rycina z listu Schickarda do Keplera. Replika maszyny Schickarda

Pałeczki zainspirowały W. Schickarda przy budowie pierwszego kalkulatora

15

Kalkulator Schickarda – jak działa

Pałeczki w postaci walców, z wszystkimi cyframi

Działanie:•ustaw pałeczki – pierwsza liczba•ustawa drugą liczbę•dodaj cyfry z okienek

Maciej M. Sysło

Pierwsze kalkulatory mechaniczne

16

Pierwsze kalkulatory mechaniczne …

17

Blaise Pascal, 1623-1662filozof, matematyk, fizyk

Gottfried W. Leibniz, 1646-1716filozof, matematyk, prawnik, mąż

stanu, dyplomata

Pascalina – mechanizm licznika Żywa ława do obliczeń – bęben schodkowy

Wykonują tylko dodawanie

Maciej M. Sysło

Kalkulatory mechaniczne – sumatory

18

25

x 25

ABCDE

5 razy dodaj 25 - wynik: 125

2 razy dodaj 25 - wynik: 50

625

Mnożenie jako dodawanie:

A B C D E

Sumator Hasbro

Maciej M. Sysło

Kalkulatory mechaniczne – sumatory

19

345

– 137

208

ABCDE

345

– 137

1 00000

1 00208

Odejmowanie jako dodawanie !!!

ABCDE

345

– 137

99999

1

1 00208

ABCDE

345

99862

1

1 00208

ABCDE

345

862 137

99000

1

1 00208

Tylko dodawania

Kalkulatory mechaniczne – sumatory

20

21

Sumatory i maszyny biurowe

Sumatory

Masowa mechanizacja prac biurowych – podniesienie

zatrudnienia i statusu kobiet

Kalkulatory biurowe

Maciej M. Sysło 21

Mnożenie i dzielenie za pomocą wielokrotnego dodawania i odejmowania

Maciej M. Sysło

Kalkulatory mechaniczne – kręciołki

22Pin wheels – koła z ruchomymi zębami

Feliks od Dzierżyńskiego

Curt Herzstark (1902-1988)

Najdoskonalszy kalkulator mechaniczny:

• projekt powstawał w obozie w Buchenwaldzie

• perfekcyjne wykonanie• niemal niezniszczalny

kalkulator

Maciej M. Sysło

Kalkulator Curta – cud techniki

23

Bęben schodkowy Leibniza –1694Rozłożony na części:

Maciej M. Sysło

Kalkulator Curta – cud techniki

24

Maciej M. Sysło

Suwaki

Na wyposażeniu każdego inżyniera

do 1972 roku

Skala 30 cm

Skala 150 cm

Skala 12 m 25

40 mln

… a później

26

Kalkulator wyparł urządzenia, które przyczyniły się do jego

powstania!!!

1 mld w 2008

Do 1972 roku …

Maciej M. Sysło

Logarytm • Ułatwia obliczanie iloczynów i ilorazów:

– Wynalazł John Napier (ten od pałeczek) – 1614

– Suwak logarytmiczny: 1620 – E. Gunter, 1632 – W. Oughtred

• !!! logarytm i algorytm to anagramy !!!• Złożoność: log n bardzo wolno rośnie w porównaniu z n• Występuje w złożoności metod dziel i zwyciężaj• Euklides wprowadził nieświadomie w algorytmie dla

NWD(m,n)

m, n, r1, r2, r3, r4, … np. m=34, n= 21, 13, 8, 5, 3, 2, 1

ri = ri-2 mod ri-1

ri = ri-2 / 2

• Zastosowania w kryptografii, RSA

Liczba kroków w algorytmie Euklidesa

jest ok. log m

27

Co pozostało sprzed 1972 rok

Maciej M. Sysło

011101001111011001110100abrakadabra

Morse jej ojcem

Kody: ASCII

a:01100001

b:01100010

d:01101100

k:01101011

r:01110010

Huffman

0 1110

110

1111

10

88 znaków 24 znaki28

Kompresja

Maciej M. Sysło

Flying Oliver Franklin

Blick DuplexDart

Writingball

29

Pierwsze ręczne procesory tekstu

Maciej M. Sysło

1875

30

Pierwsze ręczne procesory tekstu

Maciej M. Sysło

• Klawiatura QWERTY, Sholes, 1874 – rezultat konstrukcji i …

• Klawiatura Dvoraka (1936) – nie przyjęła się

• Ale …

„Klawiatura Morse”

31

Pierwsze ręczne procesory tekstu

Maciej M. Sysło

Fonty – to pomysł z najstarszych maszyn do pisania

Wymienne fonty

Lata 60-80

Przełom XIX/XX

32

Pierwsze ręczne procesory tekstu

Maciej M. Sysło

Ch. Babbage (1791-1871)(niespełniony) ojciec komputerów

I wish to God these calculations had been performed by steam

Maszyna różnicowa Scheutzów

Schemat maszyny analitycznej 33Maciej M. Sysło

Maszyna różnicowa Babbage’a

34

Ada Augusta Lovelace (1815-1852)

• Córka poety, Lorda Byrona

• Początkowo interesowała ją literatura, ale matka chciała ją odsunąć od zajęć jej ojca

• Otrzymała wykształcenie matematyczne:

• 1833: poznała Babbage’a, – pokazał jej maszynę różnicową

• 1843: opublikowała rozległe opracowanie na temat maszyny analityczne, 2/3 to jej własne notatki

• 1852: umiera, pochowana obok ojca

Maciej M. Sysło

35

Notatki (notes) Ady – wyjątki

• … maszyna analityczna tka wzory algebraiczne, tak jak krosno Jacquarda tka kwiaty i liście … – programowanie

• Zwróciła uwagę na znaczenie, jakie może mieć wykonywanie różnych instrukcji w zależności od spełnienia określonych warunków – instrukcja warunkowa

• Pisała o korzyściach płynących ze zdolności maszyny analitrycznej do wielokrotnego wykonywania tych samych obliczeń – instrukcja iteracyjna

• Rachunek symboliczny (algebra) – komponowanie muzyki

• Jednak: nie należy w żadnym razie uważać, że AE może cokolwiek sama z siebie stworzyć

• A.M. Turing, wykład o AI: zastrzeżenia lady Lovelace

Maciej M. Sysło

System tabulacyjny Hermana Holleritha

Pantograf

Sorter

Liczniki zegaroweCzytnik kart

36Maciej M. Sysło

Herman Hollerith (1860-1929) i IBM

• Absolwent MIT, pracownik Census Office (GUS)• 1890: Spis w USA – olbrzymi sukces• Ekspansja geograficzna: Kanada (1892), spis rolny w

USA (1893), Norwegia, Włochy, • Rosja: 1895 – następny był dopiero w 1926 r.

– 900 000 ankieterów, 2200 stały personel, spisano 129 211 113 osób, 44 języków

– Ostatnie analizy przeprowadzono 9 lat po spisie• Założył: Tabulating Machine Co. (1896), Computing

Tabulating and Recording Co. (1911), która 1924 została przemianowana na IBM

37Maciej M. Sysło

Colossus – 1943

„Bomby”: 1939 – polska 1940 – UK, USA

Rozwój komputerów w czasie wojny…

Maciej M. Sysło 38

Duże maszyny – main frame

39Maciej M. Sysło

Teoretyczne podstawy

40Maciej M. Sysło

41

Rozwój elektroniki

Prawo Moore’a, 1965

0

1

2

3

4

4141

Maciej M. Sysło

Dzisiaj … mamy jeszcze superkomputery

Cray-1 (1976) 250 000 000 operacji na sekundę

IBM Blue Gine/L (2005)80 000 000 000 000 operacji na sek

42

Maciej M. Sysło

Dzisiaj … mamy superkomputer dostępny dla każdego:

Google: 300 000 000 000 000 op/sek !!!

Google – obsługiwane przez najpotężniejszy komputer !!!

43

Od kiedy???

Nowa technologia ???

Jaka nowa technologia zostanie stworzona na IBM

PC, która wyprze PC?

Współczesna technologia

44

Skąd bierze się różnicamiędzy przeszłością i

przyszłością?Dlaczego pamiętamy przeszłość,

a nie pamiętamy przyszłości?[Stefan W. Hawking, Krótka historia czasu]

Do 2??? roku … ?

Maciej M. Sysło