01.+Istoria+calculatorului

= = = Istoria calculatorului =

De-a lungul istoriei omul a fost nevoit să efectueze diferite calcule şi a căutat metode de rezolvare care să necesite un minim de efort manual şi mintal. Omul primitiv a folosit ca mijloc de numărare degetele de la mâini şi picioare. Această metodă îi limita capacitatea de a calcula. Limitarea a fost eliminată prin descoperirea faptului că obiecte mici (grăunţe, pietricele) puteau fi folosite la fel de bine pentru numărat. Problema modului utilizării pietricelelor convenabil a fost rezolvată în urmă cu 5 000 ani prin folosirea unei plăci de lut prevăzute cu canale în care erau plasate pietricele. Dispozitivul permitea ca pietricelele să se deplaseze dintr-o parte în alta a plăcii în cealaltă pentru a uşura operaţiile de numărare.Acest dispozitiv reprezintă predecesorul abacului.

**Abacul** a fost inventat în China în jurul anului 2 600 î. H. El a ajuns în Europa pe la începutul erei creştine, fiind descris de către greci prima oară prin anul 300. 

 Fig. 1. Abac Abacul (fig. 1.) este un dispozitiv compus din mai multe şiruri de mărgele care alunecă pe nişte beţişoare sau sârme montate pe un cadru dreptunghiular. Cadrul este divizat pe o parte transversală încât fiecare şir de mărgele  Fig. 1. Abac are un sector cu o mărgea sau, la unele abacuri, două mărgele, iar celălalt sector are patru sau, uneori, cinci mărgele. Abacul era un dispozitiv de calcul eficient, utilizat la numărare. Primul succes în realizarea unui dispozitiv de numărare cu cifre a aparţinut lui Blaise Pascal. În 1642, la vârsta de 19 ani, el a inventat un dispozitiv care să-l ajute la adunarea unor coloane lungi de cifre. Maşina, acţionată de roţi dinţate şi având dimensiunile unei cutii de pantofi, era compusă dintr-un şir de roţi cu dinţii numerotaţi de la 0 la 9. prima roată reprezenta unităţile, a doua zecile, a treia sutele etc. La rotirea primei roţi cu cinci spaţii, cifra 5 apărea într-o fereastră de la partea superioară a dispozitivului. Rotirea cu încă trei spaţii producea totalul opt. Adăugarea a încă opt spaţii făcea ca indicatorul să treacă de la 0 la 6. între timp o pârghie de pe cadrul unităţilor deplasa cadranul zecilor cu o zecime de rotaţie, dispozitivul indicând cifra 16. Maşina de calcul a lui Blaise Pascal (fig. 2.) se baza pe următoarele trei principii, utilizate în perfecţionările ulterioare:  - „reţinerea” trebuia să fie automată; - ﻿scăderea putea fi făcută rotind cadrele în sens invers; - înmulţirea putea fi efectuată prin adunarea repetată.

 Fig. 2. Pascalina

<span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;">Filosoful şi matematicianul german Gottfried Leibnitz a imaginat în 1671 o maşină de calculat bazată pe principiul înmulţirii prin adunare, numită aritmometru (fig. 3.). <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;"> <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;">﻿Fig. 3. Aritmometru <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;">D﻿ispozitivul terminat în 1674 avea în componenţă o roată cu trepte, un tambur cilindric având 9 dinţi de lungime crescătoare de-a lungul suprafeţei lui. <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;">﻿Când tamburul era rotit, roata dinţată care aluneca pe o axă paralelă cu axa tamburului angrena unul dintre dinţi, fiind astfel rotită cu un număr echivalent de trepte. <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;">Cartela perforată este o hârtie-carton de formă şi aspect standard, pe care informaţia se conservă prin perforaţii conform unui cod dinainte stabilit. Datele erau ulterior manipulate mecanic. Deşi cartela a fost folosită în domeniul prelucrării datelor, anterior ea fusese utilizată în alte scopuri. <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;">În 1801, francezul Joseph Marie Jaquard a construit un război de ţesut (fig. 4.) complex care a funcţionat cu succes cu ajutorul cartelelor perforate, care a revoluţionat industria ţesăturilor, procesul de ţesere fiind dirijat de o cartelă în care orificiile perforate furnizau instrucţiuni ce controlau alegerea firelor şi aplicarea modelelor. Dispozitivul era folosit pentru obţinerea ţesăturilor decorative. <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;"> <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;">Fig. 4. Războiul de ţesut a lui Jaquard <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;"> <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;">Prima încercare de a folosi principiul cartelei perforate într-o aplicaţie matematică a fost întreprinsă de matematicianul englez Charles Babbage. În 1823 începe construcţia primului calculator mecanic destinat să calculeze şi să imprime tabele matematice.

<span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;">După aproape 10 ani de muncă, Babbage a renunţat şi şi-a îndreptat atenţia spre un proiect ambiţios – „maşina analitică” (fig. 5.), un dispozitiv cu multe inovaţii îndrăzneţe. Aceasta cuprindea toate elementele fundamentale ale calculatoarelor moderne: un bloc de memorie care înmagazina datele sub formă de perforaţii în cartele (disponibil pentru 1 000 de numere cu 50 de cifre), dispozitive de intrare şi de ieşire, blocul aritmetic în care se efectuau calcule şi un bloc de comandă pentru dirijarea operaţiilor. <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;"> <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;">﻿Fig. 5. Maşina analitică <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;"> <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;">Performanţa consta într-o adunare de numere cu 50 de cifre într-o secundă şi o înmulţire a acestora într-un minut. <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;">Din nefericire, maşina lui Babbage părea să fie capabilă de orice în afară de a funcţiona. S-a dovedit a fi prea avansată pentru timpul ei. Multe din problemele apărute la construirea mecanismului imaginat de Babbage au fost rezolvate după un secol. <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;">Lucrările lui Babbage au inspirat şi mai târziu pe constructorii de maşini de calcul. <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;"> <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;">Un sistem de calcul (calculator) este un dispozitiv destinat prelucrării informaţiei. El este alcătuit din resurse fizice (memorie, dispozitive de intrare/ieşire) resurse logice (programe, sisteme de operare) şi resurse informaţionale (date) care cooperează pentru îndeplinirea cerinţelor utilizatorilor privind îndeplinirea cerinţelor utilizatorilor privind introducerea, memorarea, prelucrarea, transmiterea, regăsirea informaţiilor. <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;">Între 1942 şi 1946 a fost realizat primul calculator numit ENIAC (maşină de calculat şi integrat numerică electronică) la Universitatea din Pennsylvania de către J. Presper Eckert şi John Mauchly. El avea în componenţă tuburi electronice. Cântarea aproape 30 de tone, conţinea peste 18 000 de tuburi electronice şi necesita peste 160 2 de suprafaţă de podea. <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;">În acest calculator, funcţiile de comutare şi comandă erau realizate de tuburi electronice. Mişcările relativ lente ale comutatoarelor de maşinile de calculat electromagnetice au fost înlocuite de mişcarea rapidă a electronilor. Deoarece calculatorul prelucra datele conform unor instrucţiuni predeterminate operaţiile pe care le putea efectua erau fixe. <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;">Pentru a mări capacitatea calculatorului de a rula fără asistenţa unui operator a fost necesară memorarea programelor. Cu ajutorul unui sistem de memorare intern, calculatorul putea prelucra un program la fel cum prelucra datele. El putea să-şi modifice instrucţiunile proprii după cum cerea programul. <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;">În 1949 a fost terminat calculatorul ENIAC (fig. 6.). Aceasta avea un sistem de comandă flexibil şi un nou tip de înmagazinare a datelor ce-i permitea să folosească o viteză de calcul mare. <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;"> <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;"> <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;"> Fig. 6. ENIAC Fig. 7. BINAC <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;"> Tot în 1949, proiectanţii calculatorului ENIAC au realizat calculatorul BINAC (fig. 7.), primul calculator în care s-a folosit principiul autoverificării interne complete. Acesta a fost urmat de calculatorul UNIVAC (Universal Automatic Computer). Calculatorul UNIVAC (fig. 8.) se distingea prin viteză, siguranţă în funcţionare, capacitate de memorare, abilitate de a manipula umere şi material descriptiv. <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;"> <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;"> Fig. 8. UNIVAC <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;">În anul 1948 este inventat tranzistorul, care deschide generaţia a doua de calculatoare electronice. <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;">După aproximativ zece ani, apar circuitele integrate ce reuneau pe aceeaşi plăcuţă de siliciu mai multe tranzistoare şi elemente electronice pasive. <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;">Acest fapt a implicat apariţia generaţiei a treia de calculatoare, cea de-a patra generaţie fiind bazată pe circuitele integrate pe scară largă (microprocesorul). <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;">Progresele tehnologice din electronică şi fizica corpului solid au dus la apariţia unei alte generaţii de calculatoare la mijlocul perioadei 1950-1960, multe calculatoare au fost realizate de universităţi, laboratoare industriale şi firme producătoare, construite special pentru utilizări în domeniul afacerilor. <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;">În circuitele calculatoarelor din prima generaţie se utilizau tuburi electronice. Acestea erau voluminoase, consumau multă energie şi produceau căldură care provoca probleme de condiţionare a aerului. <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;">În calculatoarele din a doua generaţie s-au folosit tranzistoarele care generau mai puţină căldură, erau de dimensiuni mai mici şi mai sigure în funcţionare. <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;">Următoarea perfecţionare importantă a avut loc în 1964, o dată cu introducerea echipamentului de calcul din a treia generaţie. Aceste echipament avea circuite microminiaturizate şi alte inovaţii rezultate din progresele tehnologiei electronice. Calculatoarele acestei generaţii erau mai mici ca dimensiune, mai rapide, aveau capacitate mai mare permiţând viteze de funcţionare măsurate în miliardimi de secundă. Compatibilitatea mai mare a pieselor componente permitea flexibilitatea în modificarea sau extinderea sistemelor de calculatoare fără a schimba sistemul de bază. <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;">În locul cartelelor perforate sau al benzii perforate folosite pentru introducerea datelor, se folosea pentru înmagazinarea datelor banda magnetică. <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;">În ţara noastră, în anul 1970, s-a realizat primul calculator electronic universal, din generaţia a treia, sub denumirea FELIX C-256 (fig. 9.). <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;"> <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;"> Fig. 9. FELIX <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;">În 1971 a fost realizat primul calculator ce avea la bază un microprocesor, iar în 1975 primul calculator personal Altair (fig. 10). Acesta conţinea un microprocesor 8080, o sursă de alimentare, un panou de comandă cu multe beculeţe şic u 256 octeţi de memorie.

<span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;"> <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;"> Fig. 10. Altair Fig. 11. Apple <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;">În 1977 au apărut calculatoarele Apple (fig. 11) care s-au bucurat de un mare succes. Au avut un rol important în stabilirea standardelor pentru toate celelalte calculatoare. <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;">În 1981, compania IBM a lansat calculatoarele personale IBM PC (fig. 12.), proiectate ţinând cont de cerinţele pieţii. <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;">Acestea au stabilit noul standard pentru industria microcalculatoarelor, standard corespunzător cerinţelor utilizatorilor de astăzi care deţin sisteme ce oferă performanţe inimaginabile în 1981. <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;"> <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;"> Fig. 12. IBM PC <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;">Alte firme producătoare (Compaq, Intel etc.) au perfecţionat tipul de calculator personal din zilele noaste bazat pe procesoare foarte performante şi foarte rapide. <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;">În 1985 a fost lansat sistemul de operare Microsoft Windows 1.0 ajungându-se astăzi la Microsoft Windows 2000. <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;">Următoarea etapă din istoria prelucrării datelor a fost apariţia calculatoarelor electronice. <span style="font-family: 'Times New Roman',Times,serif; font-size: large;">În prezent, se conturează şi o a cincea generaţie, formată din calculatoare care sunt realizate din circuite integrate pe scară foarte largă şi care folosesc metode de calcul foarte complexe, bazate pe inteligenţa artificială.