Słowo „komputer” pochodzi od łacińskiego słowa computare, czyli „obliczać”. Słowo komputer oznaczało pierwotnie kalkulator mechaniczny lub osobę, która wykonywała obliczenia (np. w firmach inżynieryjnych), najpierw ręcznie, a następnie przy pomocy kalkulatora mechanicznego.

Znaczna część matematyki potrzebnej we wczesnych programach kosmicznych została wykonana przez ludzi (w większości przez kobiety).

Jak więc ludziom udało się dotrzeć tak daleko w rozwoju cyfrowym i stworzyć pierwszy komercyjny komputer (UNIAC sprzedany w 1951 r.), później pierwszy komputer osobisty (PC IBM w 1981 r.) i graficzny interfejs systemu Windows 95?

Świat przeszedł z epoki industrialnej do epoki informacyjnej. Ale Rzym nie został zbudowany od razu: współczesne komputery powstawały przez wiele dziesięcioleci z pomocą dziesiątek matematyków, doktorów i teoretyków.

Zapoznajcie się z naszym przewodnikiem po obsłudze komputerów dla początkujących.

Historia komputerów: od algorytmów do pierwszego programu

Muhammad ibn Musa al-Chuwarizmi, ojciec algebry i algorytmów

Posąg Al-Khwarizmi
Al-Khwarizmi, zwany był także ojcem algorytmów, bez których nie byłoby programów komputerowych. (Źródło: Visualhunt)

Zacznijmy od Abu Jaffara al-Khwarizmi, zwanego też Mr. Algorithm - słowo „algorytm” jest w rzeczywistości latynizacją jego nazwiska.

Rozwój komputerów jest w rzeczywistości bardzo ściśle powiązany z podstawowymi badaniami w matematyce, w szczególności z logiką i algorytmami, które Al-Khwarizmi opracował w IX wieku naszej ery. Jemu zawdzięczamy również nasze nowoczesne cyfry arabskie (np. 1, 5, 10 w przeciwieństwie do łacińskich I, V, X).

Obliczanie to po prostu rozwiązanie konkretnego problemu przy użyciu określonego zestawu reguł.

Algebra - i algorytmy - to nauka o operacjach potrzebnych do wykonania zadania. Są to operacje abstrakcyjne - na przykład dodanie do siebie dwóch liczb. Aby przejść do konkretnej operacji, należy zakodować abstrakcyjną ideę w określonym języku, takim jak pojedyncze znaki reprezentujące wartość, przy czym rozmieszczenie tych znaków wpływa na ich informacje - „1” ma inne znaczenie w liczbie „31” i „13” - oraz różne inne symbole kodujące pewne operacje, takie jak „+”, „-” i „=” (z których wszystkie jednak pojawiły się później).

Oto jak przechodzimy od „mam dwa jabłka, a mój przyjaciel daje mi jeszcze dwa” do 2 + 2 =?

Al-Khwarizmi nadał matematyce własny język „programowania”.

Poprawcie swoje umiejętności kodowania, biorąc udział w kursach programowania w Superprof.

Pierwszy program komputerowy

Pierwszy program, który wpłynął na działanie systemu stworzonego przez człowieka, nie był przeznaczony dla maszyny komputerowej, ale dla krosna mechanicznego. W 1801 roku słynny francuski tkacz Joseph Marie Jacquard wprowadził mechaniczne krosno, które można było zaprogramować dla różnych wzorów za pomocą kart dziurkowanych utworzonych za pomocą specjalnych maszyn do pisania.

Położenie stempli zmieniało położenie części mechanicznych krosna, wybierało używane wahadłowce itp. - podobnie jak w przypadku nowoczesnych robotów przemysłowych. Jedna karta dziurkowana odpowiadała jednemu rzędowi tkanego motywu; karty zostały połączone w paski zawierające cały element (dywanik, wieszak na ścianę, materiał obiciowy itp.).

Maszyna żakardowa
Program do maszyny żakardowej składa się z długiej rolki kart perforowanych kodujących określony wzór. (Źródło: Visualhunt)

Charles Babbage planował użyć kart dziurkowanych do swojego silnika analitycznego, a Harvard Mark I później używał perforowanych rolek papieru do programowania.

Ada Lovelace i maszyna analityczna

Ostatecznie jednak obliczenia mają na celu usunięcie potrzeby myślenia podczas wykonywania obliczeń, aby umożliwić maszynie niewiarygodnie szybkie i samodzielne obliczanie.

Charles Babbage jest uważany za ojca nowoczesnych komputerów. Nigdy nie był w stanie ukończyć swojego maszyny różnicowej (maszyny obliczającej funkcje wielomianowe), ponieważ badania i testy trwały tak długo, że władze państwa zmniejszyły jego fundusze. Jednak jego syn ostatecznie dokończył pierwszą maszynę. Maszynę można zobaczyć w London Science Museum i co ciekawe nadal działa!

Maszyna różnicowa
Maszyna różnicowa Charlesa Babbage'a nigdy nie została ukończona za jego życia, natomiast późniejsza budowa dowodzi, że działała. (Źródło: Visualhunt)

Resztę życia spędził na bardziej skomplikowaną maszyną analityczną, która posiadała jednostkę arytmetyczno-logiczną.

Ada Lovelace, brytyjska matematyczka XIX wieku, po raz pierwszy opublikowała swoją pracę w 1840 roku pod męskim nazwiskiem. Była autorką pierwszego programu komputerowego dla silnika analitycznego Charlesa Babbage'a. Mechanizm analityczny miał wykonywać wszelkie obliczenia wymagane przez człowieka: zarówno operacje symboliczne, jak i numeryczne.

Przeczytajcie, jakie akcesoria komputerowe powinniście kupić.

Ewolucja komputerów: od kalkulatorów mechanicznych do oprogramowania

Człowiek po tym jak nauczył się robić narzędzia, przeszedł do budowania maszyn - obiektów, które korzystały z źródła zasilania i które potrafiły samodzielnie wykonywać określone zadania.

Warto wspomnieć, że maszyna mechaniczna nie może się sama modyfikować.

Komputer natomiast może modyfikować własne oprogramowanie, stając się maszyną uniwersalną. Jest zdolny do pewnej rodzaju „mechanicznej inteligencji”.

Alan Turing i algorytmy uniwersalne

W 1936 roku Alan Turing napisał artykuł na temat informatyki. Udowodnił, że pewne elementarne obliczenia są uniwersalne (łącząc te obliczenia na różne sposoby, można wykonać dowolny algorytm) i można tworzyć w ten sposób uniwersalne i programowalne kalkulatory.

To właśnie Alan Turing zapoczątkował Erę cyfrową.

W 1943 roku, podczas drugiej wojny światowej, naziści komunikowali się za pomocą maszyn szyfrujących Enigma. Wyglądały bardzo podobnie do maszyn do pisania i były wyposażone w mechanizm kółek szyfrujących, które zastępowały litery, przekazując wiadomość, której osoby trzecie nie były w stanie odszyfrować. Identyczna maszyna na drugim końcu odebrała tekst, ale gdy jej cylindry szyfrujące obróciły się w drugą stronę, pisała wiadomość jasnym językiem. Były one połączeniem elementów mechanicznych i elektrycznych.

Brytyjczykom udało się zdobyć jedną z maszyn Enigmy, ale nie mogli jej złamać. Kod został rozszyfrowany w 1933 roku przez polskich matematyków, ale odszyfrowanie wiadomości zajęło im kilka dni. Z racji tego, że naziści codziennie zmieniali kody nie udało im się odszyfrować wiadomości na czas. W końcu, w wyniku połączenia niemieckich zaniedbań i ciężkiej pracy kryptograficznej, Enigma została złamana, a odszyfrowane wiadomości pomogły w wysiłkach wojennych. Alan Turing był członkiem zespołu pracującego nad szyfrem Enigmy w Wielkiej Brytanii.

Przeczytajcie nasz artykuł na temat najsłynniejszych programistów w historii!

Maszyna szyfrująca Enigma
Maszyna szyfrująca Enigma, ze swoją kombinacją komponentów elektronicznych i mechanicznych, była czymś więcej niż tylko skomplikowanym dyskiem szyfrującym. (Źródło: Visualhunt)

Harvard Mark I

Po Adzie Lovelace, kolejną wyjątkową kobietą, która wniosła wkład do historii komputerów, była Grace Hopper, która pracowała nad pierwszym całkowicie automatycznym komputerem cyfrowym IBM o nazwie Harvard Mark I.

IBM Harvard Mark I
IBM Harvard Mark I był jednym z pierwszych prawdziwych komputerów. (Źródło: Visualhunt)

Co ciekawe, pewnego dnia w 1947 roku zepsuł się Mark II, czego powodem była znaleziona ćma, która utknęła w obwodzie przekaźnika. Ćma została ostrożnie usunięta i przyklejona do dziennika komputera z notatką: „Pierwszy faktyczny przypadek znalezienia błędu”. Dla wyjaśnienia, computer bug w języku angielskim oznacza błąd komputerowy, natomiast samo słowo bug oznacza owad.

Ćma znaleziona w komputerze
Po raz pierwszy prawdziwy owad (ang. bug) został znaleziony w komputerze. Termin „błąd” był używany od dziesięcioleci do wskazania problemów w funkcjonowaniu komputerów. (Źródło: Visualhunt)

Pierwsze komputery nie mogły być używane uniwersalnie, zamiast tego były programowane do obliczeń w określonej dziedzinie. Grace Hopper jako jedna z pierwszych broniła używania języka komputerowego opartego na angielskich słowach. Wynalazła kompilator, program, który przetłumaczył kod programowania algorytmu na język maszynowy.

Pierwsze prawdziwe komputery

Pierwsze komputery narodziły się około 1940 roku. W 1944 roku fizyk teoretyczny John von Neumann opisuje pierwszą architekturę komputerową, „architekturę von Neumanna”, która triumfowała nad innymi i jest obecnie stosowana w prawie wszystkich komputerach. Maszyna von Neumanna, IAS, została zbudowana w latach 1945-1951 przez inżynierów, podczas gdy kobiety programowały maszynę.

Do czasu, gdy Grace Hopper zmarła w 1992 roku, komputery stały się podstawowym narzędziem w gospodarstwach domowych, nie zajmowały już całego pokoju i kosztowały tyle, co telewizor. Dodatkowo, komputery zrewolucjonizowały komunikację na poziomie globalnym wraz z rozwojem Internetu.

Korzystanie z Internetu stało się codziennością miliardów ludzi na całym świecie.

Rewolucja komputerowa: od informacji o kodowaniu do cyber-opisów

Informacja to pojęcie abstrakcyjne, ale można zmierzyć wiadomość, bez względu na jej prawdziwą lub przypuszczalną wartość. Bez względu na to, czy jest prawdziwa czy fałszywa, zawiera określoną ilość informacji. Czym atom jest dla cząsteczki, tym bitem jest informacja: „tak/nie”, „prawda/fałsz”, „0/1”. Opisanie kogoś jako mężczyzny lub kobiety, młodego lub starego, małego lub wysokiego może jeszcze nie pozwolić nam na rozpoznanie tej na ulicy, ale posiadamy już trzy informacje - trzy bity.

Obliczenia binarne po raz pierwszy pojawiły się w Europie około 1697 roku dzięki pracy Gottfrieda Wilhelma Leibniza. System binarny jest sercem pierwszych komputerów.

Shannon zdefiniował kwantyfikację informacji w sposób matematyczny przy użyciu równań teorii prawdopodobieństwa opracowanych przez Kołmogorowa. Razem zmienili oblicze giełd cyfrowych.

Każdy obiekt (obraz, dźwięk, tekst, dane) posiada cyfrowe odbicie, które pozwala na zapamiętywanie, przesyłanie, odtwarzanie w nieskończoność i przetwarzanie w określony sposób tych informacji przy użyciu różnego rodzaju algorytmów.

Metadane i sieć semantyczna

Rose Dieng-Kuntz pomogła zdefiniować sieć semantyczną, słowo oznaczające serię technologii mających na celu udostępnienie i wykorzystanie informacji w sieci przez wszystkie programy - i ich użytkowników - przy użyciu systemu metadanych.

Wpisując w wyszukiwarkę „wypadek drogowy”, zostaną znalezione wszystkie wyniki, w których występują słowa „ruch drogowy” i „wypadek”. Ale jeśli w dokumencie jest mowa o „zderzeniu samochodu ciężarowego z rowerem” bez wzmianki o „wypadku drogowym”, nie pojawi się on na liście. Ideą sieci semantycznej jest znalezienie sposobu na jej pojawienie się.

Sieć semantyczna to rozległy program, który jest nieustannie tworzony.

Świat cyfrowy dzisiaj: ewolucja interakcji pomiędzy użytkownikami a komputerami

Na początku XXI wieku interakcja między komputerami a ludzkim mózgiem dopiero się rozwijała.

Jesteśmy zobowiązani wobec Xerox w Centrum Badawczym Palo Alto w zakresie graficznego interfejsu użytkownika w czasach, gdy komputery PC jeszcze nie istniały.

W 1968 roku, korzystając z wynalezienia kolorowego telewizora, Douglas Engelbart przedstawił wyświetlacz i okna, które można otwierać i zamykać za pomocą wskaźnika podłączonego do komputera: myszy.

Od 1969 do 1983 interfejs użytkownika był dość minimalny: klawiatura służyła do przekazywania informacji wyświetlanych na ekranie. W tym czasie komputery były zarezerwowane do użytku profesjonalnego na niektórych elitarnych domenach.

Od 1984 do dnia dzisiejszego, po różnych postępach technologicznych, ważne stały się przyjazne dla użytkownika interfejsy. Informacje wyświetlane na ekranie to WYSIWYG (ang. What You See Is What You Get), wyrażenie spopularyzowane przez Apple dzięki słynnemu komputerowi Macintosh. Interakcja z maszyną stała się symboliczna, dzięki oknom, ikonom, menu i różnym sposobom wybierania treści, dzięki czemu nauka obsługi komputera stała się znacznie bardziej dostępna dla społeczeństwa.

Były to narodziny masowych produktów komputerowych, prawdziwy początek ery cyfrowej.

Niezależnie od tego, czy jesteście studentami programowania, historykami komputerowymi, czy po prostu ciekawi, mamy nadzieję, że ten artykuł odpowiedział na niektóre z Waszych pytań dotyczących wynalezienia komputera, maszyny Turinga czy narodzin programowania komputerowego.

Dowiedzcie się więcej o Facebooku.

Potrzebujesz nauczyciela z przedmiotu: Informatyka ?

Oceń czy nasz artykuł był pomocny 😊

5,00/5 - 1 głos(y)
Loading...

Aleksandra

Jestem kreatywną i ciekawą świata osobą, która lubi poznawać nowe osoby i miejsca. Interesuję się sportem, muzyką, sztuką oraz literaturą amerykańską. Na co dzień udzielam korepetycji z języka angielskiego, co również jest moim hobby. W czasie wolnym chętnie podróżuję i czytam książki.