1. Historie výpočetní techniky

Již od dávnověku si lidé snaží zjednodušit a hlavně zrychlit počítání. Vznikaly různá počítadla jako je řecký abakus, japonský saroban, čínský suan-pchan atd. V sedmnáctém století po objevu logaritmů byly sestaveny první logaritmická pravítka. Patent na něj získal Angličan E. Wingate. Ale již v šestnáctém století vznikaly první počítací stroje. Jeden z prvních takovýchto strojů navrhl Wilhelm Schickard (1592 - 1635). Nestačil však svůj nápad realizovat, neboť během třicetileté války zahynul během epidemie moru. Před několika lety se však podle zachovaného návodu podařilo vytvořit funkční stroj.

Autorem jednoho z nejznámějších počítacích mechanických strojů zvaného "paskalina" byl významný francouzský fyzik Blais Pascal (1623 - 1662), který stroj postavil pro svého otce, který pracoval jako daňový úředník. V roce 1671 vytvořil německý matematik a fyzik Gottfried Wilhem Leibnitz (1646 - 1716) počítač, který zvládal čtyři základní početní úkony. Leibnitz pochopil, že desítková soustava pro tyto stroje není nejvhodnější a sestavil dvojkovou neboli binární soustavu.

Mezi další známé počítací stroje patří "počítač" M. Hahna z roku 1770, diferenční počítací stroj Ch. Babbageho z roku 1830, kalkulátory švédského inženýra V. T. Odhnera z přelomu našeho století atd. 8. ledna 1889 dostal Hermann Hollerith pracující v registračním úřadu Spojených států patent na soupravu děrnoštítkových strojů, které značně zjednodušily zaznamenávání údajů o obyvatelstvu. O využití děrnoštítkových strojů projevily značný zájem banky, pojišťovny a velké firmy, a proto Hollerith založil v roce 1896 společnost Tabulating Machine Company. V roce 1924 tato firma a několik dalších podobných se spojila mamutí koncern International Bussines Machine (IBM).

1.1. Počítače nulté generace

V roce 1938 sestrojil německý inženýr Konrád Zuse první elektromechanický počítací automat nazvaný Z-1 pracující ve dvojkové soustavě, který však byl dosti pomalý a nespolehlivý. Teprve roku 1941 společně s Helmutem Schreyerem sestrojil elektronický počítač Z-3, který obsahoval 2 600 elektromagnetických relé. Bohužel nadějný vynález byl během náletu na Berlín zničen zásahem bomby. Po válce Zuse sestrojil poměrně spolehlivý Z-4 pro univerzitu v Zürichu a Z-5 pro Leitzovy optické závody.

7.srpna 1944 na Harwardské univerzitě uvedl Howard Aiken do provozu počítač ASCC (Automatic Sequence Controled Calculator), známý pod vojenským názvem MARK I. Toto zařízení mělo hmotnost pět tun a skládalo se z 3 500 elektromagnetických relé, mnoha set kilometrů drátových spojů a několika tisíc dekadických koleček poháněných elektromotorem. Sečtení dvou čísel trvalo asi třetinu sekundy, násobení asi dvacetkrát déle. Na tomto stroji byla během stovky hodin vypočtena konfigurace uranové nálože první atomové pumy, která byla odpálena 16.června 1945 v poušti Alamogordo. Po válce sestrojil Aieken ještě Mark II, pracující již s dvojkovou soustavou a Mark III, řízený programem, který byl odbavován z otáčejícího se magnetického bubnu.

1.2. Počítače první generace

16.února 1946 se odbyla premiéra pro novináře a odborníky počítače ENIAC. Toto třicetitunové monstrum, které zabralo téměř celou bývalou univerzitní tělocvičnu se skládalo mimo jiné z 18 000 elektronek, 1 500 relé, 70 000 odporů a dvou leteckých motorů, které celé zařízení svými vrtulemi chladily.

Velmi nepružně vytvořené schéma ENIACu přetvořil původem maďarský matematik John von Neumann (1903 - 1957). Jeho mnohem univerzálnější počítač byl nazván EDVAC a byl dokončen v Bellových laboratořích roku 1951. Od speciálních jednoúčelových počítačů (BINAC - pro letecké společnosti) se postupně přecházelo k výrobě počítačů univerzálním ( UNIVAC, IBM 650).

Charakteristika:
- 1945 až 1956
- základem je elektronka
- příkon 100 – 10 kW
- operační rychlost 100 – 10 000 operací za sekundu
- vnitřní paměť 1-2 KB
- magnetické bubny, děrné štítky a děrné pásky
- programové vybavení - strojový kód, assembler

1.3. Počítače druhé generace

V prosinci 1947 předvedli v Bellových laboratořích John Bardeen, Walter H. Brattain a William B. Shockley první tranzistor, který se stal základem počítačů druhé generace.

Charakteristika:
- 1957 až 1963
- základem jsou polovodičové součástky (tranzistor)
- příkon 1 – 2 kW
- operační rychlost vzrostla na 10 000 – 250 000 operací za sekundu
- vnitřní paměť 16 – 32 KB
- feritové paměti, magnetické disky a pásky
- vedle assemblerů se začaly prosazovat i nezávislé problémově orientované jazyky (Fortran, COBOL, ALGOL)
- roztříštěnost koncepcí nedovolovala spojování počítačů a periferií různých značek

1.4. Počítače třetí generace

Další velký přelom znamenal v roce 1961 první integrovaný obvod, který tehdy sdružoval čtyři tranzistory na jediném čipu. Integrované obvody SSI a MSI se staly základním prvkem počítačů třetí generace.

Charakteristika:
- 1964 až 1981
- základem IO SSI, MSI a LSI
- operační rychlost až 1 000 000 operací za sekundu
- vnitřní paměť 0,5 – 2 MB
- příkon
- zvýšení kompatibility
- větší vnější paměti (magnetické štítky, rotující magnetické disky)
- vyšší programovací jazyky (LISP, Pascal...)
- modulární sestavování počítače
- terminálové sítě, větší počet terminálů připojených k centrálnímu počítači

1.5. Čtvrtá generace počítačů

Charakteristika:
- základem integrované obvody VLSI
- vnitřní paměť desítky a více MB
- operační rychlost více než 10⁶ - 10⁷ operací za sekundu

1.6. Blokové schéma universálního počítače (John von Neumann)

Blokové schéma osobního počítače sběrnicového typu

Další kapitola