P000 Architektura počítačů

Obsah
Předchozí:
Pojmy

Historie počítačů

Novodobá historie počítačů se datuje od roku 1938, kdy německý stavební inženýr Konrád Zuse sestrojil první mechanický počítač Z1. Pozdější model Z3 měl 2600 telefonních relátek a byl programovatelný. Dříve již v roce 1801 řídí Francouz Maria Jacquard tkalcovský stav pomocí děrné pásky a v roce 1833 vyvíjí Angličan Charles Babage tzv."Analytical Engine" pracující s děrnými štítky. Na svou dobu vlastně příliš komplikovaný stroj. Počítač ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) sestrojený v r. 1946 na University of Pennsylvania byl prvním všeobecně použitelným počítačem na světě. Vážil 30 tun, zabíral 15 m2 a měl příkon 174kW pro 17460 elektronek, 1500 relé, 70000 odporů a 10000 kondenzátorů. Pracoval na frekvenci 100 kHz a pro násobení potřeboval 2,8 mikrosekundy. Stroj nepracoval binárně, nýbrž dekadicky. Paměť obsahovala 20 střádačů, každý měl kapacitu 10 dekadických číslic. Každá číslice byla uložena uvnitř kruhu 10 elektronek, z nichž v jednom okamžiku mohla právě jedna reprezentovat "jedničku". Stroj se programoval ručně pomocí přepínačů a kabelových kontaktů. Byl chlazen vzduchem hnaným vrtulemi dvou leteckých motorů. V roce 1955 byl rozebrán. Ideu řízení počítače programem publikoval v roce 1945 pan John von Neumann. Další vývoj v oblasti počítačů byl velmi prudký. Byl uveden do provozu počítač IAS (1952), který se stal vzorem pro první velkosériově vyráběný počítač IBM 701. V Československu byl uveden do provozu první reléový počítač SAPO už v roce 1958. V roce 1948 byl poprvé předveden tranzistor; komerčně byl využit teprve v roce 1952. Integrovaný obvod s více tranzistory byl vyroben koncem 50.let. Složitost integrovaných obvodů se hodnotí podle počtu logických členů (hradel) realizovaných na jedné křemíkové základně.

Generace počítačů

Pokusíme-li se charakterizovat vývoj počítačů, můžeme pro zařazení do generací použít několik rysů. Nejvhodnější bude asi seřazení podle použitých součástek. Shrňme si jej v tabulce na obrázku. Počítače 5. generace jsou charakterizovány kvalitativně odlišnými prostředky komunikace s uživatelem, operační rychlostí a prvky umělé inteligence.

Generace Rok Použité součástky
0. 1940 relé
1. 1950 elektronky
2. 1958 tranzistory
3. 1964 integrované obvody
3.,5. 1972 LSI
4. 1981 VLSI

Kategorie počítačů

Další typ klasifikace počítačů vychází z výkonu počítačů a z jejich aplikačního nasazení. Definujme si tyto čtyři kategorie počítačů:

mikropočítače

minipočítače

střediskové počítače

superpočítače


Všechny tyto kategorie existují v jednom čase (současné době) vedle sebe. Mikropočítače jsou určeny pro každodenní používání jednomu uživateli. Někdy se tato kategorie nazývá také "osobní počítače". Mikropočítače existují díky mikroprocesorům, jejichž nízká cena dovoluje široké použití. Minipočítač sdílí většinou více uživatelů prostřednictvím více terminálů, nebo slouží jako komunikační uzel počítačové sítě apod. Střediskový počítač (Mainframe) svým vysokým výkonem slouží k vědeckotechnickým výpočtům a velkým počtem V/V zařízení pro zpracovávání hromadných dat. Typickými aplikacemi superpočítačů jsou vojenství, meteorologie, seismologie, naftový průmysl, atomová fyzika apod.

Následující: Koncepce Johna von Neumanna
Obsah

Michal Brandejs brandejs@informatics.muni.cz