Wikipedista:JirCu/Pískoviště
Pravěké počítadlo - abacus
●
první známý nástroj – nazývaný abacus (počítadlo), který
usnadňoval počítání s čísly vznikl přibližně před 5000 lety
●
v průběhu let nabýval abacus různých podob, např. římský abacus
se skládal z hliněné destičky se sedmi žlábky, každý žlábek
představoval jednu z římských číslic. Počítalo se přesouváním
kuliček v těchto žlábcích.
Salamiská tabulka
Římský abakus
●
nejstarším
dochovaným
exemplářem abaku je
salamiská tabulka, která pochází zhruba z roku 300 před
Logaritmické tabulky
Roku 1614 byla Johnem Napierem objevena nová matematická
metoda, umožňující násobení a dělení pomocí sčítání a
odčítání za pomoci využití logaritmů.
Později byly v Anglii vytvořeny první logaritmické tabulky.
Logaritmické pravítko
Dalším pokrokem bylo logaritmické pravítko, kde byla
reálná čísla určena vzdáleností na ose. Logaritmické pravítko bylo
používáno při výpočtech po dalších 200 let.
Napierovy počítací tabulky
Mechanické kalkulátory - Mechanismus z Antikythéry
rekonstruovaný přístroj – rok 2007
●
Mechanismus z Antikythéry (počítač z Antikythéry) je
starověký technický přístroj který využíval diferenciální ozubené
soukolí. Byl nalezen ve vraku římské lodi, která se
potopila roku 67 před Kristem blízko řeckého ostrova
Antikythera. Mechanismus byl vyroben mezi roky
150 a 100 před Kristem.
●
Zařízení sestávalo z 37 ozubených koleček
zasazených do částečně dřevěné a částečně
bronzové skříňky, která měla z jedné strany jeden a
druhé strany dva ciferníky. Pomocí přístroje byl zaznamenáván pohyb Slunce a Měsíce.
Pomocí tohoto zařízení bylo možné předvídat zatmění a napodobit
nepravidelnou oběžnou dráhu Měsíce kolem země.
Mechanické kalkulátory – Schickardovy počítací hodiny
Kalkulátor, sestavený roku 1623 Wilhelmem Schickardem z hodinových sttrojků a ozubených koleček, který uměl sčítat a
odčítat šesticiferná čísla. Předpokládá se, že ho použival při astronomických výpočtech i Johann Kepler.
Mechanické kalkulátory – Leibnizův krokový kalkulátor
Německý učenec Gottfried Wilhelm LeibnizV roce 1675 zhotovil svůj druhý krokový kalkulátor. Originální kalkulátor umožňoval kromě sčítání a
odčítání také násobení, dělení a druhou odmocninu.
Mechanické kalkulátory – Thomasův Arithmometr
Arithmometr francouzského vynálezce a podnikatel Thomas de Colmar byl patentován roku 1820.
Postupně byl tento přístroj upravován a vylepšován a dokonce od roku 1851 vyráběn sériově. Přístroj vycházel z principu Leibnizova ozubeného válce s devíti zuby odstupňované délky. Uměl sečítat a odečítat až šesti, později osmimístná čísla, střadač měl deset až dvacet míst. Posuvný
vozík se střadačem umožňoval i poloautomatické násobení a dělení.
Mechanické kalkulátory – Pascaline
Mladý francouzský vědec Blaise Pascal sestrojil v roce 1642 mechanický kalkulátor, který dovedl sčítat a
odčítat, Byl známý jako Pascaline. Po tomto vědci byl nazván programovací jazyk Pascal
První programovatelné stroje
První s nápaden sestrojit programovatelný počítač bývá často nazýván anglický vynálezce Charles Babbage.
Jeho přístroje nebyly nikdy kvůli různým problémům. Roku 1991 byl podle Babbageových originálních plánů sestaven plně funkční diferenční stroj, za
pomoci prostředků dostupných v 19. století. Při konstrukci svých počítacích musel vyřešit mnoho technických problémů, které se při jeho výrobě vyskytly.
Vedlo to vynalézání nových součástek i celých nových strojů – revolverový soustruh, lisovací formy, řezné nástroje, pod tlakem litá ozubená kola.
Utratil velkou část rodinného jmění i svěřených státních dotací. vládní dotace a vyčerpal své tvůrčí síly.
Babbageův Diferenční stroj
Babbageův Analytický stroj
¨Zdroje
článek
http://www.zsandel.net/predmety/informatika/7/historie_predchudci.pdf
Zdroje:
Dostupné pod licencí Public Domain na www:
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Salaminische_Tafel_Salamis_Tablet_nach_Wilhelm_Kubitschek_Numismatische_Zeitschrift
_Bd_31_Wien_1899_p._394_ff.jpg
http://en.wikipedia.org/wiki/File:John_Napier.jpg
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Arithmometer_Veuve_Payen.png
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Charles_Babbage_-_1860.jpg
Dostupné pod licencí Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported na www:
http://en.wikipedia.org/wiki/File:RomanAbacusRecon.jpg
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Napier%27s_calculating_tables.JPG
http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Sliderule_2005.jpg
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Antikythera_model_front_panel_Mogi_Vicentini_2007.JPG
http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:NAMA_Machine_d%27Anticyth%C3%A8re_1.jpg
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Schickardmaschine.jpg
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Arts_et_Metiers_Pascaline_dsc03869.jpg
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Leibnitzrechenmaschine.jpg
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Babbage_Difference_Engine.jpg
http://en.wikipedia.org/wiki/File:AnalyticalMachine_Babbage_London.jpg
http://en.wikipedia.org/wiki/File:BabbageDifferenceEngine.jpg
Matematika[editovat | editovat zdroj]
Pascalův počítací stroj (Musée des arts et métiers, Paříž)
Pascal patří mezi předchůdce moderní počítačové techniky – v roce 1642 sestrojil jako pomůcku pro svého otce první mechanický kalkulátor, schopný sčítat a odčítat, známý pod jménem Pascalina. Během života jich pak nechal vyrobit ještě více než 50 kusů, různě zdokonalených. Proto po něm byl nazván programovací jazyk Pascal.
Věnoval se především geometrii, kde objevil tzv. Pascalovu větu o vztazích mezi body na kuželosečkách. Jedná se o zobecnění tzv. Pappovy úlohy, jíž se zabýval také Descartes a jejíž vyřešení pokládal za doklad, že jeho současníci překonali staré Řeky. Pascal významně přispěl k rozvoji kombinatoriky: pro Evropu objevil tzv. Pascalův trojúhelník, důležitý také v algebře. V určitém období svého života byl sám vášnivým hráčem a v té souvislosti položil – spolu se svým starším přítelem Fermatem - základy teorie pravděpodobnosti a vytvořil pojem „matematické naděje“.
Na jeho práce o celočíselných řadách a o úplné (matematické) indukci se odvolává Leibniz v souvislosti s infinitesimálním počtem, o nějž se od roku 1650 také živě zajímal. Významné jsou i jeho příspěvky k axiomatice a filosofickým základům matematiky. Jako první jasně formuloval, že ani souhlas se všemi známými jevy není důkazem hypotézy, neboť jediný empirický nesouhlas hypotézu vyvrací.
Automaty tedy měli už lidé ve starověku, a co počítač? Ten také. Ovšem starověký. Je jím řecký abax (lat. abacus). Tento primitivní počítací stroj sloužil pro základní početní úkony, to tedy znamená sečítání, odčítání, násobení, dělení. Používali ho žáci ve školách, ale i úředníci třeba při daňovém účetnictví.
Vzhled abacusu byl velice jednoduchý, prkénko nebo rovnou celý stolek s obvykle osmi rovnoběžnými rýhami, v kterých byly kaménky, latinsky zvané calculi. Ano právě od těchto kaménků mají naší miláčci název calculator - kalkulační stroj. Abaky mohli rovněž vypadat jako dnešní dětské kuličkové počítadlo.
S touto kalkulačkou se pracovalo poměrně lehce. Kaménky se v rýhách posunovaly podle svislých řad, které odprava doleva značily jednotky, desítky, stovky, ale i vyšší hodnoty. Násobení bylo převedeno na sčítání a dělení na odčítání.
Tak toto byl princip starověkého kalkulačního stroje, třeba mohl být i inspirací pro W. Schickarda ( 1592 - 1635 ), když jako jednatřicetiletý v roce 1623 popsal v dopise Janu Keplerovi (1571 - 1630) celou konstrukci počítače. Zůstalo jen u tohoto jediného popisu, ještě nebyl čas pro praktickou konstrukci, i když zrod prvního kalkulátoru se blížil. Všechno tomu nahrávalo - jak ve vědě a technice, tak i ve společnosti.
V roce 1623 byl tedy teoreticky vynalezen první počítač, v tomto roce se pro náš počítač stala ještě jedna důležitá věc a to narození malého Francouze jménem Blaise. Tento hoch v roce 1645 vytvoří kalkulátor, který je schopen provádět sčítání a odčítání. Ano, byl to geniální Blaise Pascal (1623-1662), který velmi miloval svého otce, a bylo mu líto, jak pořád počítá a počítá, a tak mu vytvořil čítačku. Tento stroj byl založen na principu jaký dnes známe z tachometru. Celý výpočet i s přenosem řádů, uskutečňoval strojek pouhým otáčením kličky. Představa počítače se usídlila i v mozku dalšího velikána vědy Gottfrieda Wilhelma Leibnize (1646-1716). V roce 1666 publikoval dílo "Dissertatio de arte combinatoria," v kterém uveřejnil ideu univerzálního vědeckého jazyka (Characteristica Universalis) a logického kalkulu (Calculus Ratiocinator). Dále ho zaujalo téma počítání ve dvojkové soustavě. Mezi léty 1673-1674 vypracoval počítací stroj, který už byl schopen i násobit.
Ještě v devatenáctém století (přesněji 1778) Hahn zkonstruoval mechanickou "kalkulačku", která vykonávala čtyři základní matematické operace.
V roce 1833 odlítla z vajíčka, v kterém byl schovaný počítač, další podstatná část skořápky a na nás vykouknul Analytical Engine. Historie se bohužel opakuje, nejsou technické prostředky k uvedení těchto "počítačů" do života.
O čem mluvím? O vynálezech anglického matematika a děkana matematické katedry v Cambridge, který se jmenoval Charles Babbage (1791-1871).
Jeho prvním vynálezem (1822) byl diferenční stroj na počítání hodnot tabulek. Hodnoty se vypočítávaly jedinou matematickou operací a to sčítáním, s využitím vlastností diferenční tabulky a jednotlivých diferencí. Na řízení výpočtů použil už existující vynález - Jacquardovy děrné štítky. Tato sčítačka se používala v praxi a to ve státní správě. V roce 1827 vydal osmimístné tabulky logaritmů přirozených čísel od 1 do 108 000.
V roce 1833 začal pracovat na dokonalejším počítači - nazval ho Analytical Engine a práci na něm přerušil až z důvodu úmrtí, takže zůstal nedokončený. Tento stroj byl neuvěřitelně dokonalý (samozřejmě na svoji dobu). K řízení operací Babbage opět použil děrné štítky, jako zdroj energie měl sloužit parní stroj. Architekturu stroje vytvořil z několika částí:
- Paměť byla složena z mechanických registrů, kde se uchovávala čísla používaná strojem.
- Centrální operační jednotka ("mlýnek"), ve které se měly vykonávat základní matematické operace - čili sčítání, odčítání, násobení a dělení. Operační rychlost měla být pro jedno sčítání sekunda a jedno násobení mělo být vykonáno za minutu (cifry mohly být až padesátimístné).
- Mechanismus na řízení jednotlivých operací.
- Vstupní a výstupní jednotka. Ta byla spojena s tiskárnou.Další pokrokovou myšlenkou použitou v koncepci tohoto "počítače" byl jeho program, který ho měl řídit. Díky Babbageově spolupracovnici Adě Augustě z Loveace obsahoval řídící program možnost podmíněných a nepodmíněných skoků a také princip podprogramů.
Tento stoj naráží na velikou překážku - vstupní údaje se v tomto Analytical Engine mají přepínat na výstupní mechanicky. Jenže v tomto případě mechanice došel dech a elektronika je ještě velkou neznámou. Ale i když Analytical Engine nikdy nebyl dokončen byla to geniální myšlenka, které inspirovala další vědce. Navíc zde byl poprvé použit "počítačový program" a Ada se tak stala "matkou" počítačových programů.
Addiator