Az első komoly, számolást segítő eszköz az abakusz volt az ókortól kezdve. Ez még nem tekinthető számológépnek, ahogy a később feltalált logarléc sem. Az első számológépek a középkorban születtek, majd egyre több mechanikus számológép készült az újkorban. Nagy gondolkodók, matematikusok, tudósok próbáltak meg előállítani számolást megkönnyítő berendezéseket. Ilyen ember volt Schickard, Pascal, Leibniz, és Babbage is.
Az elektromosság felfedezése előtti számológépeket mechanikus gépeknek nevezzük. Ezeket kézi erővel működtették. Forgó, mozgó alkatrészekből (csiga, tengely, fogaskerék, rugó, kallantyú, hajtókar) álltak. Legjobb esetben a négy alapművelet elvégzésére voltak alkalmasak nem túl nagy számkörben. Babbage analítikai gépe már számítógépnek tekinthető a működési elve alapján, de ezt is csak a mechanika, és az embri erő működtette.
Az áram alkalmazásának korai korszakában alkották meg az első elektromechanikus számítógépeket. Jó példa erre Hermann Hollerith lyukkártyás gépe, és Konrad Zuse Z1 nevű, relékkel működő gépe is. Ezek a gépek már részben árammal működtek, de voltak mechanikus, kézi működtetésű részeik is, vagy volt bennük forgó, mozgó alkatrész is. Általában nem voltak digitális működésűek sem.
A számítógépeket fejlődési szakaszaik szerint generációkba soroljuk. A generáció szó jelentése: Ugyanakkor születettek korcsoportja; ugyanazon időben, egy korban élő, nagyjában azonos korú emberek összessége; nemzedék. Ebben az esetben pedig az ugyanabban a korban létrejött, egyforma fejlettségű, képességű, működési elvű számítógépeket jelenti.
A nulladik generáció: Az összes, fent leírt mechanikus számológép, mechanikus számítógép, elektromechanikus számítógép a középkortól egészen 1946-ig. Érdekesség az, hogy mechanikus számológépeket egészen a nyolcvanas évekig használtak.
Lee de Forest és John Ambrose Flemming 1906-ban tökéletesítette az elektroncsövet (katódsugárcsövet, vákumcsövet). A háború és a háborús kutatások pedig nagy lendületet adtak a számítógépipar fejlődésének.
Az 1. generáció 1946-tól 1958-ig tartott. Ez volt az elektroncsöves gépek korszaka. Ezek már teljesen elektronikusan működtek, nagyon kevés volt bennük a mechanikus elem, és azokat is áram működtette. Jellemzőik:
- Elektroncsövekkel működtek.
- Gyakran meghibásodtak a nem túl megbízható elekrtoncsövek miatt.
- Digitális alapú számítógépek voltak.
- Teremnyi nagyságú, hatalmas méretű és tömegű gépek voltak.
- Nagyan nagy volt az áramfogyasztásuk.
- Több ember kellett a működésükhöz.
- 1949-től a Neumann-elvek szerint működtek.
- Műveleti sebességük alacsony, 5 - 10 ezer elemi művelet másodpercenként.
- Üzemeltetésük, programozásuk mérnöki ismereteket igényelt.
A számítástechnika korszaka hivatalosan 1951. június 5-én kezdődött, amikor az első UNIVAC-ot (Universal Automatic Computer) leszállították az Egyesült Államok Népszámlálási Hivatala számara. Ez volt az első kereskedelmi forgalomban elérhető számítógép.
Walter Brattain 1947. december 24-én megalkotta az első működőképes tranzisztort. Ez egy háromrétegű félvezető eszköz, a modern elektronika alapeleme. Az 1950-es évekig az erősítőkben csak az elektroncsövet használták. A csövek hátránya nagy méretük és a katódfűtés miatti nagy fogyasztásuk volt. A legrégebbi számítógépek, amelyek szoba méretűek voltak, több ezer csövet tartalmaztak. A csöveket szinte folyamatosan cserélni kellett, emiatt egy hosszú számítást szinte lehetetlen volt elvégeztetni. A tranzisztor megjelenése gyorsan kiszorította az elektroncsöveket. Hatására a számítógépek megbízhatósága sokat javult, és az áramszükségletük, méretük is jelentősen csökkent. Gyorsaságuk viszont megnőtt.
A 2. generáció 1958-tól 1965-ig tartott. Ez volt a tranzisztoros gépek korszaka. Jellemzők:
- Tranzisztorokkal működtek.
- Szekrény méretűek voltak, tehát jóval kisebbek, olcsóbbak, mint az elektroncsöves gépek.
- Sokkal megbízhatóbbak (kb. ezerszer) voltak elődeiknél, kevesebb áramot fogyasztottak.
- Létrejöttek az első programozási nyelvek (ADA, FORTRAN).
- Elkészítették az első operációs rendszereket.
- A hagyományos perifériák mellett elterjedtek a nagy tömegű adat és program tárolását, és gyors átvitelét biztosító mágneslemezes és mágnesszalagos háttértárak.
- Másodpercenként 50-100 ezer műveletet is el tudtak végezni.
Az integrált áramkör (röviden IC = Integrated Circuit) egy félvezető lapkán kialakított nagyon kis méretű áramkör. Tipikus alkatrésze a tranzisztor. Az első integrált áramkört Jack Kilby, a Texas Instruments mérnöke készítette 1958-ban. Az IC-kben kezdetben néhány ezer tranzisztornak megfelelő áramköri elemet alakítottak ki. Az ilyen elemeket tartalmazó gépek már elérték az 1 millió műveletet másodpercenként. Ez a műveleti sebesség lett az 1 MHz-es alapsebesség.
A 3. generáció 1965-től 1974-ig tarott. Ez volt az integrált áramkörös, azaz IC-s gépek korszaka. Jellemzőik:
- Integrált áramkörökkel működtek.
- Méretük tovább csökkent az előző generációhoz képest.
- Egy időben több feladatot is el tudtak végezni, a multiprogramozásnak, és a párhuzamos működtetésnek köszönhetően.
- Megjelent a grafikus monitor.
- A programozási nyelvek is közérthetőbbé váltak, például a BASIC (bézik).
- Fejlődésnek indult az adatátvitel is.
- 1 MHz (megahertz) = 1 milló művelet másodpercenként.
Az Intel (INTegrated ELectronics) cég által 1971. november 15-én kifejlesztett első, Intel 4004 jelzésű mikroprocesszor ugyan egy nagyobb tárolókapacitású memóriát célzó fejlesztés melléktermékeként jött létre, mégis ez az áramkör indította el a mai, tömegméretekben gyártott számítógépek fejlesztését. A 4004-es áramköre 2300 tranzisztorból épült fel. Ez a chip egyedül kb. akkora teljesítményű számolást tett lehetővé, mint a maga korában az egész ENIAC óriásgép.
1974 júniusában jelent meg a piacon az Intel 8080-as, aminek fejlesztését, 8088-as néven építik majd be az első IBM PC-be. Az Intel negyedik mikroprocesszora, a 8088-as indította el a mikroszámítógépek, azaz a személyi számítógépek, PC-k forradalmát. Innétől megindul a PC = Personal Computer = személyi számítógép tömeggyártása.
A 4. generáció 1974-től a mai napig tart. Jellemzőik:
- Mikroprocesszorral működnek, CPU = Central Processing Unit = Központi feldolgozó egység = processzor.
- Otthonra megvásárolható, íróasztalon elhelyezhető, monitoros gépek.
- Szaktudás nélkül használhatók.
- Egy ember tudja kezelni.
- Grafikus operációs rendszer.
- Több feladat elvégzésére alkalmas párhuzamosan.
- Több millió, majd milliárd művelet elvégzése másodpercenként. 1 GHz (gigahertz) = 1 milliárd művelet másodpercenként.
1976-ra megjelentek a home computerek (otthoni számítógép = személyi számítógép), amelyek eleinte inkább technikai érdekességek voltak. A legelső ilyen gépet nagy szériában az Apple cég dobta piacra. A gép teljes neve: Apple I. és 666 dollárba került.
Lassan feltűntek a billentyűzetek és a monitorok is az addig kizárólagosan használt lyukkártyák, lyukszalagok és nyomtatók mellett. Az igazi áttörés egy jó üzleti érzékkel megáldott fiatalembernek, William "Bill" Gates-nek és társának, Paul Allan-nek köszönhető, akik Altair gépre elkészítették a Basic nyelv egy változatát. Ők alapították meg a mára a világ legnagyobb szoftvercégévé terebélyesedett Microsoft-ot 1975-ben. A Microsoft terméke a Windows operációs rendszer, és az irodai programcsomag, a Microsoft Office: Excel, PowerPoint, Word, stb.
1976-ban Steve Jobs-szal, Steve Wozniakkal és Ronald Wayne-nel közösen alapítják a Apple Computert, ami az 1970-es években a két Steve hobbijára épülő garázsvállalkozásként indult. Az Apple Computer első gépe az Apple I. Az Apple Inc. főként hardvergyártással foglalkozó cég, ami saját szoftver platformot épít macOS operációs rendszerére alapozva. Az Apple a számítástechnika egyik úttörője volt, meglátta a lehetőséget a grafikus felhasználói felületben és az egérben, amit eredetileg a Xerox PARC cég fejlesztett ki, de a vezetése nem ismerte fel a technológiában rejlő lehetőségeket. Termékeit a világ minden táján kedvelik stílusuk, egyszerű használatuk, sebességük, valamint stabilitásuk miatt. A szegényebb országokban azonban nem igazán terjedtek el magas áruk miatt. Magyarországon napjainkban kezd egyre nagyobb teret hódítani a korábbinál kedvezőbb árak és az életszínvonal emelkedésének köszönhetően. Híres termékeik: Apple számítógépek, a McBook-ok (laptopok), iPod (mp3 zene- és videólejátszó), iPad (tablet), iPhone (okostelefon).
1981-ben lépett színre az IBM első PC-jével, amit nyilvánosan gyártott, azaz a kereskedelemben kapható alkatrészekből rakták össze. A készülék titkos eleme a működtető BIOS volt, amelyre a Microsoft által átalakított operációs rendszer épült, az MS-DOS. Főbb jellemzői: nagyon kicsi memória (8 KByte), csak szövegek megjelenítésére képes monitor, egy billentyűzet és egy kazettás magnó. Ez a gép és utódai szinte kiforgatták a világot a sarkaiból, mivel az 1960-as évek nehézkes ipari számítógépei, illetve a '70-es évek mosógép-méretű computerei helyett immáron egy család kedvencei is lehettek – mindezt a cég max. 1600 $-ért adta.
Az Apple Computer a főbb amerikai lapokban egész oldalas hirdetésben üdvözölte a vetélytárs megjelenését. Az IBM PC nem tudott igazán versenyre kelni a sokkal jobb minőségű Apple géppel, de volt egy óriási előnye: olcsóbb volt! Az amerikai PC-vásárlók ezért inkább az IBM PC-ket részesítették előnyben. Az IBM PC bemutatóját a szakma ugyan fanyalogva fogadta, de a nagy cégek és a kormányhivatalok bíztak az IBM-ben és már 1984-ben kétmillió PC-t használtak. Természetesen a hasonmásgyártók sem maradtak tétlenek: a Compaq már 1982-ben színen volt és hamarosan több tucatnyi cég követte őket.
A Commodore 64 az 1980-as évek kultikus személyi számítógép-típusa volt. A Jack Tramiel által alapított Commodore Business Machines 1982 januárjában jelentette be, és szeptemberben adta ki 595 dolláros áron az első gépét, ami ezért a pénzért addig elérhetetlen grafikai és hangképességeket nyújtott. Az 1993-ban befejezett gyártásáig eladott 25 millió számítógéppel a C64 minden idők legtöbbet eladott számítógépmodellje lett. A gép RAM-ja 64 kilobájtos volt!
1985-ig a gépet Magyarországra tilos volt behozni. A tiltólistán (COCOM lista) szereplő gépet alkatrészekre szedve csempészték be bőröndökben, majd itthon összerakták. A legtöbb felhasználó magnókazettákat használt program- és adatbetöltésre, a hajlékonylemez annak idején luxus terméknek számított, és később terjedt el széles körben. 1989. január 1. és május 31. között a Vámhivatal nyilvántartása szerint csak a legálisan behozott gépek száma elérte a 36000 darabot.
A legismertebb mikroprocesszorok:
1971. Az Intel megalkotja a világ első mikroprocesszorát, az Intel 4004-et.
1972: Intel 8008.
1978: Intel 8088.
1982: MOS Technology 6510 - A Commodore 64-es gépek processzora.
1989: Intel 486-os.
1993: Az Intel bejelentette sorozata következő darabját, amit Intel Pentium-nak nevezett el.
1996: Megjelenik az AMD K5.
1997: Intel Pentium 2.
1999: Intel Pentium 3. és az AMD Athlon XP.
2000: Intel Pentium 4.
2005: Az első kétmagos processzorok - Intel Pentium D.
2006: Intel Core 2 Duo.
2009: Intel Core i3-i5-i7.
2017: Intel Core i9.
Az Ötödik generációs számítógép projectet a japán Nemzetközi Kereskedelmi és Ipari Minisztérium kezdeményezte 1982-ben 450 millió USA $-ból, hogy létrehozza a "minden eddiginél erősebb 5. generációs számítógépet", amely igen sok számítás párhuzamos elvégzésére lett volna képes. A tervezet szerint a jövőbeni mesterséges intelligencia-kutatások alapjául szolgált volna.
Az előző négy generációban a számítási teljesítmény növelését mindig az
elektronikai elemek kicsinyítésével és bonyolultságuk növelésével érték
el, ám az ötödik generációban a tervezet szerint óriási mennyiségű CPU
szolgálta volna ezt a célt. A projekt befejeződött, de látható siker
nélkül, mivel maga a szuper-computer nem készült el, ám egyes
vélemények szerint az elképzelés messze meghaladta a korát, így
akkoriban még nem is érhetett el tényleges eredményt.Egyes írások szerint 1990-től kezdődött az ötödik generáció. A számítógépes hardware jelenlegi (negyedik) generációja láthatóan halad a párhuzamos feldolgozás felé, bár a gépek szoftvere alapvetően soros feldolgozású. A hálózati technológiák rohamos terjedésével az egyes rendszerek számítási teljesítménye is ugrásszerűen növekedett, mivel így az egyes processzorok földrajzi elhelyezkedése immáron lényegtelenné vált, hiszen az összeköttetést biztosító internet immáron mindenki számára könnyedén hozzáférhető!
Mára az 5. generációra a kutatás, a fejlesztés, az új technológiák kipróbálása, a kísérletezés jellemző. Például próbálkoznak bioszámítógépek előállításával. Állati agyakat próbálnak elektronikával összekötni.
Napjaikban már fejlesztik az optikai számítógépet, aminek lényege az, hogy nem elektromos, hanem sokkal gyorsabb fényimpulzusok hordozzák az információt. Zajlik a kvantumszámítógép kutatása is.
Források:
- http://users.atw.hu/blamk/szmtgp.htm
- https://regi.tankonyvtar.hu/hu/tartalom/tamop425/0046_bevezetes_az_informatikaba/ch03s02.html
- https://hu.wikipedia.org/wiki/A_sz%C3%A1m%C3%ADt%C3%B3g%C3%A9p_t%C3%B6rt%C3%A9nete
- https://hu.wikipedia.org/wiki/Commodore_64