Gyerekjáték! Persze, csak azoknak, akik jól ismerik a működését, no meg a gyermekeinknek, akik valóban ,,csak játszanak' vele. Akármerre fordulsz is, találkozol egy számítógéppel... Ha munkát keresel, feltétel, hogy tudjad kezelni. Igazából nézőpont kérdése, hogy bonyolult-e ez a dolog. Mi az, amit ,,egy egyszerű halandó' tudhat erről? És ami még fontosabb: mit kell tudnia? Kezdjük egy történelmi áttekintéssel, mielőtt belenéznénk a ,,fedele' alá.
Mit takar az elnevezés?
Számítógép tágabb értelemben minden olyan berendezés, amely képes bemenő adatok (input) fogadására, ezeken (külső, pl. emberi vagy belső, automatikus tevékenység folytán) különféle műveletek végzésére, továbbá az eredményül kapott adatok kijelzésére, kivitelére (output), amelyek vagy közvetlenül értelmezhetőek
a felhasználók részére, vagy más berendezések vezérlésére használhatóak. Fontos feltétel az, hogy ugyanazon bemenő adatok alapján mindig ugyanazon kimenő adatokat állítsa elő, azaz hogy a gép determináltan (kijelölten, megszabottan) működjön, erre utal a ,,gép' szó.
Szűkebb értelemben a számítógép olyan elektronikus információ-feldolgozó 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.
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 (pl. villamos feszültség, hőmérséklet, nyomás). Ezen cikk szerkesztője még dolgozott a Műszaki Főiskolán egy ilyen géppel - ma már csak muzeális érték.
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. Ma szinte kizárólag digitális számítógépeket használnak, mert az analóg folyamatokat is sikerült modellezni. A jövő számítógépei valószínűleg a szerves számítógépek és a kvantumszámítógépek lehetnek majd.
A történelem
A számítástechnika története során az egyszerű mechanikus gépektől az igen összetett elektronikus, digitális vezérlésű automatákig haladt. A kezdeti szerkezetek inkább csak ,,számoló' gépek voltak, amelyek gyorsítani és egyszerűsíteni hivatottak magát a számolás folyamatát. Ma már a számítógép ennél sokkal-sokkal több.
A következő felsorolás még csak megközelítőleg sem teljes.
Edmund Gunter (1581-1626) ,,elődei ismereteit felhasználva' 1620-ban logaritmikus számolólécet szerkesztett (logarléc). E találmány időállóságát mi sem bizonyítja jobban, mint az a tény, hogy az 1980-as évek elejéig, még középiskolai tananyag volt a logarléc használata. (Sokan tisztán nosztalgiából őriznek egyet-kettőt még a fiókban - jómagam is.)
Az első ismert mechanikus számológép megjelenése 1623-ra tehető, megalkotója Wilhelm Schickard. Az átvitelt egy tízfogú és egy egyfogú fogaskerék segítségével végzi. E gép mind a 4 alapműveletet végezni tudta, majd 1642-ben Blaise Pascal (1623-1662) egy mechanikus összeadó-kivonó gépet szerkeszt, amelyben a főszerep szintén a fogaskerekeké volt. E géptípusból mára körülbelül 50 maradt fenn. A tízes számrendszerre épül, 8 jegyű számokat tud maximálisan kezelni.(Ezért hívjuk az egyszerű zsebszámológépeket viccesen ,,fogaskerekes'-nek.)
Augusta Ada Byron (Lady Ada Lovelace 1816-1851) leírja azokat a módszereket, ahogyan programot lehet készíteni. Megjelennek az algoritmusok egyes elemei (goto, stop). Ily módon tehát Ada az első ismert programozó. Az ADA programozási nyelv később róla lett elnevezve.
A számítógépek alkalmazásának kezdetei
George Boole áramkörelméletben is alkalmazható logikai algebrája a későbbi digitális működésű gépek tervezésének alapjait jelentette.
1887-ben Herman Hollerith (1860-1929) nagy tömegű adat statisztikai feldolgozására alkalmas gépet épít meg. A kifejlesztését az tette szükségszerűvé, hogy az USA-ban a népszámlálási adatokat kellett feldolgozni. Hollerith 1924-ben alapított cégéből fejlődik ki a későbbi IBM.
Konrad Zuse megépíti az első szabadon programozható gépet, a Z3-t. Az egytonnás gép néhány ezer elektromágneses reléből állt, repülők és rakéták tervezéséhez használták. Egy összeadást átlag 0,7 s, szorzást 3 s alatt végzett el. Rekonstruált változata a müncheni Deutsches Museumban látható.
1943-ban az angol titkosszolgálat Alan Turing matematikus vezetésével megépítteti a Colossust, ez szintén relés alapon épül fel, és a II. világháborús német katonai rejtjelező kód megfejtését segíti. Egyébként Alan Turinghoz még visszatérünk a mesterséges intelligencia kérdése kapcsán.
1944. H. Aiken ballisztikai számítógépe, a Mark I. lövedékpálya-táblázatokat számol. E gép fél focipálya méretű volt, 800 km kábelt, vezetéket és relét tartalmazott, egy műveletet 3-5 másodperc alatt végzett el, képes volt az összes alapművelet és komplex egyenletek megoldására.
1946-ban megépül J. P. Eckert, J. W. Masuchly tervei alapján az első digitális elektronikus gép, amely nem előre meghatározott különleges feladatokat lát el, hanem általános felhasználásra is alkalmas. Az ENIAC, 18 000 vákuumcsőből, 70 000 ellenállásból, 5 millió forrasztással. 30 tonnás, 160 kW-ot fogyaszt, 5000 összeadást vagy 400 szorzást tud végezni percenként, 10 jegyig számol, 1000-szer gyorsabb, mint a Mark I. Ennél a masinánál az ún. MTBF, 40 s.(Ez azt jelenti, hogy az átlagos hibamentes működési ideje 40 másodperc! Azaz szinte minden percben cserélni kellett benne egy elektroncsövet!)
1951. Megjelenik az első kereskedelemben kapható számítógép, az UNIVAC I. (Csak érdekességképpen: Szabadkán a Számítástechnikai Intézetben még az 1980-as évek végén is dolgozott egy UNIVAC gép - persze nem első generációs.)
Egy ugrással 1971-be jutunk - 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 általánosan használt PC (personal computer - személyi számítógép)1981-ben jelent meg. A piacot az IBM hódította meg, mert az általa kifejlesztett rendszer vált szinte majdnem általánosan elfogadott ipari szabvánnyá.)
(Folytatjuk)