Informatika =
információ és technika
Az informatika önálló tudományág, amely a különböző eszközökkel megvalósított információkezeléssel, azaz az információ megszerzésével, gyűjtésével, feldolgozásával, tárolásával, sokszorosításával és továbbításával foglalkozik.
Az információ egy új ismeret, más néven hír, vagy közlemény. A leírt, rögzített, tárolt információt adatnak nevezzük. Az adatokat jelekkel írjuk le. Ezt a folyamatot kódolásnak nevezzük. A jelek jelrendszereket alkotnak. Egy ilyen jelrendszer például az ABC. Az informatikai eszközök jelrendszere a kettes (bináris) számrendszer. Ebben mindössze két jel található: a nulla és az egy. Ezzel a két számjeggyel minden adat (információ) tárolható.
Az emberek az ősidőktől fogva az ujjukon számolnak. A "digitusz" latin szó jelentése = ujj. Ebből alakult ki a "digitális" kifejezés. Minden olyan dolog digitális, ami valamilyen mennyiséget, értéket csak számokkal, egyértelműen, pontosan ki tud fejezni. Jó példa erre az olyan óra, ami csak számjegyekkel mutatja az időt, a lázmérő, vagy pédául az olyan mérleg, ami csak számokkal mutatja a tárgyak tömegét. Mivel az informatikában minden információt, adatot, utasítást a kettes számrendszer számjegyeivel fejezünk ki, ezért az informatikai eszközök is digitálisak. Digitális jelsorozatokat tudnak küldeni és fogadni. Így kommunikálnak egymással.
Az informatika főbb részterületei:
- kibernetika - robotika, mesterséges intelligencia
- számítástechnika
- számítógépes grafika
- számítógépes hálózatok
- programozás
- IT biztonság
- adatátvitel, kommunikáció
- virtuális valóság
- adatbázis kezelés
Az informatika szakterületenként is lehet más. Például gazdasági informatika (bankok), műszaki informatika (tévék, műholdak), katonai informatika (fegyverek), orvosi informatika (orvosi műszerek, gépek), bűnügyi informatika (nyomozás, megfigyelés).
Az informatika történetét a számolást segítő eszközök történetével azonosítják, amely gyakorlatilag egyidős az ember keletkezésével. Az ősembernek is volt már igénye a számolásra. Ehhez eleinte az ujjait, később köveket, fonaldarabokat használt, az eredményt a barlang falába, csontba vagy falapokba vésve rögzítette.
Később, az ókorban a nagyobb számértékek megjelenésével kialakultak a számrendszerek, és megjelentek a számolást segítő eszközök. Mivel az embernek 10 ujja van, így természetes, hogy ma a tizes számrendszert használjuk számolásra. Az első, számolást segítő eszköz az abakusz volt, amit Kínában szorobánnak hívtak. Kereskedők, mérnökök, tudósok, matematikusok, papok használták.
A számolás történetében a tényleges áttörést a John Napier (Dzson Nápié) által, a 16. században leírt logaritmus megjelenése jelentette, amellyel a szorzást az összeadásra vezette vissza. Meg is jelent az alkalmazását segítő eszköz, a Napier-pálca, vagy más néven logarléc.
Wilhelm Schickard thübingeni csillagász professzor 1623-ban egy fogaskerekekkel működő számológépet tervezett. Ezen elvégezhető volt mind a négy alapművelet, amely megkönnyítette a sok számolást.
Az első, sorozatban gyártott számológépet 1642-ben Blaise Pascal készítette el, majd Pascal számológépét Gottfried Wilhelm Leibniz fejlesztette tovább 1675-ben. Ez a gép volt az első, amely közvetlenül végezte el az osztást és a szorzást, valamint kiegészítő művelet nélkül a kivonást.
Leibniz gépe modernebb változatban, az 1980-as évekből:
1833-ban Charles Babbage belekezdett fő műve, az analitikus gép elkészítésébe. Gépe az első mechanikus számítógép volt, de nem fejezte be teljesen, anyagi és személyes okokból. Babbage gépe mechanikusan működő részekből álló monstrum volt, de a felhasznált működési elvek közül sok meghökkentően hasonlított a mai számítógépek működési elveire. Programozható volt.
Ada Lovelace, azaz Ada Byron egyike a néhány matematikusnak, akik megértették Babbage elképzeléseit. Ada programokat írt az el sem készült analitikai géphez, és ezzel ő lett a világon a legelső programozó. A gépet lyukkártya segítségével lehetett volna programozni. Végül 1991-ben megépítették, és Ada Byron programjait is tesztelték rajta. Tökéletesen működött. Ezek voltak tehát az első szoftverek.
A lyukkártya alkalmazásának amerikai úttörője Hermann Hollerith volt, aki egy adatrendező, elektromechanikus gépet dolgozott ki, melyet a népszámláláshoz használt 1890-ben. Az emberek személyes adatait tehát lyukkártyákra rögzítették. Ez a gép két hét alatt elvégezte 10 ember hat havi munkáját. Később ő alapította meg 1924-ben az IBM-et (International Business Machines). Ez a cég ma a világ egyik legnagyobb számítástechnikával, informatikával foglalkozó vállalata.
1939-ben készült el Konrad Zuse első nagy sikerű, jelfogókkal (relékkel) működő, elektromechanikus rendszerű számítógépe, a Z1. Ez az első gép, mely már a kettes (bináris) számrendszerre épült.
John Vincent Atanasoff matematikus és Clifford Berry villamosmérnök az első, teljesen elektronikus számítógép feltalálói. Az ABC-t (Atanasoff Berry Computer) 1939-ben együtt építették meg. A gép fő alkatrészei az elektroncsövek voltak, digitális működésű volt.
Alan Turing brit matematikus, a modern számítógép-tudomány egyik atyja. 1939 őszén, a második világháború kitörésekor Londonban, a Bletchley Parkban dolgozott. Nagyon fontos résztvevője volt annak a kódfeltörő csoportnak, amely a nácik hírhedt Enigmáját és a Hal nevű távíró rejtjeleinek megfejtését kutatta. Munkájához a Colossus és a Turing-bomba nevű számítógépeket használta, ami döntő jelentőségű volt a németek legyőzésében. Turing ez irányú munkássága az 1970-es évekig titokban maradt, csak legközelebbi barátai tudtak róla. Becslések szerint Turing munkája Európában mintegy 2 évvel rövidítette le a második világháborút, és ezzel több millió ember életét mentette meg.
Horward H. Aiken és az IBM megállapodást kötött egy közös fejlesztő munkára, amelynek eredményeképpen 1944-ben elkészült az elektromechanikus elven működő Mark I. Amerikában. A gépet egy papírszalagra sorosan felvitt utasítássorral lehetett vezérelni. A készülék kb. százszor volt gyorsabb, mint egy jó kézi számolókészülék, megállás nélkül dolgozott, egy nap alatt hat hónapnyi munkát végzett el.
Az első programozható, teljesen elektronikus számológép az ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) volt. 1946. február 14-én készült el. 18000 elektroncsövet, 7200 félvezető diódát és 1500 jelfogót építettek bele. 3 m magas volt, 30 m hosszú, és 30 tonna. Körülbelül 5 millió kézi forrasztást tartalmazott. 5000 műveletet tudott elvégezni 1 másodperc alatt, ezzel 500-szor gyorsabb volt, mint az akkoriban megjelent MARK II. Elektroncsöves rendszerű volt, a csöveket gyorsan tudták cserélni, ezért a karbantartása gyors és egyszerű volt, kétnaponta negyedórás szerelést igényelt. Ez a gép még a 10-es számrendszert használta.
A mai értelemben vett számítógépek működési elveit a haditechnikában megszerzett tapasztalatok felhasználásával Neumann János (1903–1957), magyar származású tudós dolgozta ki. Ő készítette el az EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) nevű számítógép tervét, ami tartalmazta a számítógép felépítését, a részegységek megépítéséhez szükséges logikai áramköröket és a gép kódját is. A legtöbb számítógépet napjainkban is ezek az elvek alapján készítik el. Fő tételeit ma Neumann-elvekként ismerjük. 1951-re a gép is megépült. Ez volt az első, belső programvezérlésű, elektronikus, digitális, univerzális számítógép. Jelentős újítása, hogy ez már a kettes (bináris) számrendszert használta.
A Neumann-elvek:
1. Teljesen elektronikus működés, azaz nincs mechanikus, forgó-mozgó alkatrész, amit emberi erő működtetne.
2. A kettes számrendszer használata. Csak két jel szükséges, az egyes és a nulla.
3. A gépben kell lennie belső memóriának.
4. A számításokhoz szükséges adatokat és programokat is a gép memóriájában kell tárolni. A programok utasításai számokkal kifejezhetők, így azok is egyszerűen tárolhatók a memóriában, mint az adatok. Ez a tárolt program elve.
5. Soros utasítás-végrehajtás, az utasítások végrehajtása egymás után, sorban történjen.
6. Univerzális felhasználhatóság, programozhatóság. Azaz minden feladathoz legyen egy program, és egy gépen több program is futtatható legyen.
7. A gép szerkezete öt egységből álljon: aritmetikai (számoló) egység, központi vezérlő, memória, bemeneti és kimeneti egységek.
2. A kettes számrendszer használata. Csak két jel szükséges, az egyes és a nulla.
3. A gépben kell lennie belső memóriának.
4. A számításokhoz szükséges adatokat és programokat is a gép memóriájában kell tárolni. A programok utasításai számokkal kifejezhetők, így azok is egyszerűen tárolhatók a memóriában, mint az adatok. Ez a tárolt program elve.
5. Soros utasítás-végrehajtás, az utasítások végrehajtása egymás után, sorban történjen.
6. Univerzális felhasználhatóság, programozhatóság. Azaz minden feladathoz legyen egy program, és egy gépen több program is futtatható legyen.
7. A gép szerkezete öt egységből álljon: aritmetikai (számoló) egység, központi vezérlő, memória, bemeneti és kimeneti egységek.
1951-ben az EDVAC mintájára elkészítették az UNIVAC-ot (Universal Automatic Computer). 1956-ra az USA-ban egyre több intézet és még több iparvállalat fejlesztett ki elektroncsöves számítógépeket. Ekkorra már az IBM sem elégedett meg a lyukkártyás egységek és nyomtatók gyártásával, hanem belefogott számítógépesítési programjába, ami legalább 50 évre biztosította vezető szerepét. Megindult az ipari számítógépek sorozatgyártása.
1958-tól az elektroncsöveket a sokkal megbízhatóbb, tartósabb, kisebb méretű és fogyasztású tranzisztorokra cserélték fel. Így a gépek mérete, áramfogyasztása, és az ára is csökkent. Egyre gyorsabbak is lettek.
1965 után a tranzisztorok méretét már annyira le tudták csökkenteni, hogy több száz elfért belőlük egy akkora helyen, mint a 100 forintos. A tranzisztorokból komplett áramköröket készítettek, és ezeket beleépítették egy zárt tokba. Jack Kilby mérnök készítette el az első IC-t, azaz integrált áramkört. Innentől a számítógépeket már ezek vezérelték. A gépek még kisebbek és gyorsabbak lettek.
1974-től, amikor feltalálták az első mikroprocesszort, megindult a PC, azaz personal computer = személyi számítógép sorozatgyártása is. Ettől kezdve mindenki vásárolhatott magának számítógépet otthonra is. Ezeket a gépeket már egy személy is kezelhette különleges szaktudás nélkül is. Megjelentek tehát a home computerek (otthoni számítógép = személyi számítógép), amelyek eleinte inkább technikai érdekességek voltak.
Az egyik ilyen gépet nagy szériában az Apple cég dobta piacra. A gép teljes neve: Apple I. és 666 dollárba került:
A magyar Videoton cég is gyártott PC-ket:
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.
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).
A sikeres APPLE II.
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
ZX Spectrum az 1980-as években mintegy 10 évig volt piacvezető
számítógép Európában, és a brit ipar nagykövete lett a világban. Sikere
a Commodore 64-ével vetekedett. A Sinclair ZX Spectrum feltalálója
Clive Sinclair volt, aki az egykori Sinclair Research nevű cég vezetője
volt, és a ZX Spectrum tervei és fejlesztéseiben jelentős szerepe volt.
A gép hardverét Richard Altwasser, a szoftvert pedig Steve Vickers tervezte, Rick Dickinson pedig a gép formáját alakította ki.
A Speccy-nek becézett gép tetszetős formatervét Rick Dickinson készítette, aki a ZX 80 és ZX 81 géppel már bizonyította tehetségét. A Zilog Z80 processzor köré épített, eleinte 16, majd 48 KB memóriával és 256*192 képpont felbontású színes grafikus képernyővel, jól használható kis házi számítógéphez juthatott a felhasználó.
Elsősorban a játékprogramok tették közkedveltté, de a Sinclair BASIC és dokumentációja kitűnően szerepelt az oktatásban is.
A hordozható számítógépek története 1968-ban kezdődött. Alan Kay-nek hívták azt az embert, aki elhatározta, hogy megalkotja a notebookot. Gépét Dynabook-nak nevezte el. A4-es lap méretűre, lapos kijelzővel és alatta billentyűzettel tervezte, amelyet nem lehetett volna összehajtani. Tehát inkább egy mai tabletre hasonlított volna. Elképzelése szerint mind hálózatról, mind akkumulátorról működött volna. Az volt a szándéka, hogy a mai Wi-Fi-hez hasonlóan vezeték nélkül csatlakozzon a hálózathoz. Diákoknak szánta a modellt, ezért alacsony árral kalkulált. A szakember által elképzelt masina a maga idején gyakorlatilag megvalósíthatatlan volt, mivel akkoriban még asztali számítógép sem létezett. Nem sokkal később a mérnök a Xerox kutató-laboratóriumában találta magát, amelynek rövidesen a vezetőjévé vált. Munkatársaival együtt itt készítették el a világ első lézernyomtatóját, és Robert Metcalfevel együtt dolgozták ki az Ethernet technológiát megalapozó TCP/IP protokollt. A dédelgetett álmát, a notebookot végül nem váltotta valóra. 2001-ben a Microsoft készített először használható táblagépet, de üzletileg bukás lett belőle. 2010-ben az Apple robbantott az iPaddel.
1979-ben Bill Moggridge megalkotta a Grid Compass nevű hordozható komputert. Ez a gép már a mai notebookokra hasonlított. Mai szemmel kissé ormótlan, nevetséges, de abban az időben előremutató technikának tartották. A számítógépet a NASA-nál éppen akkor futó Discovery űrsikló program részére készítették. Azonban ennek a műszaki csodának is voltak hiányosságai. Az egyik, hogy csak hálózatról üzemelt. A másik szépséghibája pedig az ára. Mai értéken mintegy 20 ezer dollárnak felel meg. Természetesen az átlagos felhasználók számára ez abban az időben megfizethetetlen volt, kifejlesztése után mégis még kilenc évig gyártották.
A piacon az első notebook 1981-ben jelent meg. Az Osborne 1 névre keresztelt hordozható számítógép 11 kg-ot nyomott, a kijelzője pedig mindössze 5 colos volt. Két darab 5,25" floppymeghajtót tartalmazott, és már akkumulátorról is üzemelt. Az Osborne 1 jelentős üzleti sikereket ért el, és mivel a különböző cégek nem akartak kimaradni e fényes jövő előtt álló iparág sikertörténetéből, ezért sorra alakultak a notebookokat tervező és gyártó cégek, olyanok, mint a Compaq, Epson, Apple, Toshiba.
Az 1985-ben megjelenő Toshiba T1100-as laptopot a vicces kedvű szakírók a mai laptopok nagyapjának keresztelték el. Az egész laptop csupán négy kiló volt, és egy 640 x 200-as grafikus kijelzővel rendelkezett. A hivatalos adatok szerint 8 órát bírt ki egy töltéssel. Ettől kezdve a Toshiba előkelő helyet foglalt el a laptopok piacán. A Toshiba alkotógárdája hozta létre a világ első 386-os processzorral működő notebookját, az első színes kijelzős hordozható számítógépet, az első 2,5 hüvelykes merevlemezt, az első PCMCIA csatlakozót, és USB portot, az első hordozható számítógépet CD-ROM meghajtóval stb.
Források:
- Az összes említett személy Wikipédia oldala.
- https://hu.wikipedia.org/wiki/Informatika
- https://arato.inf.unideb.hu/petho.attila/oktatas/inftort.pdf
- http://aries.ektf.hu/~birocs/docs/info_tori.pdf
- https://www.laptophardware.hu/blog/laptop-rovid-tortenete-dynabook-grid-compass/