PPU IT fagdidaktikk

Transkript

1 PPU IT fagdidaktikk Historie

2 Tidlig historie Abacusen Kan være basert på hvilket tallsystem man vil, vanligvis desimalt. Eksempelet viser en som er heksadesimal. Napier s bones John Napier ( ) Oppfant logaritmen - gjør om multiplikasjon til addisjon. Oppfant Napier s bones i 1617

3 Napier s bones

4 Mekaniske regnemaskiner Første mekaniske regnemaskin Wilhelm Schikard ( ) Mekanisk regnemaskin i Brukt av Johannes Kepler for beregning av planetbaner.

5 Mekaniske regnemaskiner Blaise Pascal s mekaniske addisjonsmaskin - Pascaline (1642) Basert på roterende tallskiver Kunne utføre addisjon og subtraksjon Addometer - Chicago 1920 Gottfried Leibnitz Basert på roterende tallskiver Kunne utføre addisjon og subtraksjon

6 Hullkort Først brukt i 1725 av Basil Bouchon i forbindelse med veving. Brukte en gjennomhullet papirstrimle for å representere et vevmønster Ludditter Oppsto i Midlands Ledet av Ned Ludd Motstandere av mekanisering av manuelle arbeidsprosesser I 1726 brukte Jean- Baptiste Falcon hullkort istedenfor en papirstrimle I 1801 lagde Joseph-Marie Jacquard den første hullkortdrevne vev. Programmerbar ved å skifte ut hullkortene.

7 Charles Babbage ( ) Matematiker ved Cambridge Difference Engine Kunne beregne tabellverdier for et gitt polynom Gjør dette gjennom subtraksjon Den første programmerbare datamaskinen Analytical Engine Bestod av flere enheter Input enhet som skulle motta hvilke operasjoner som skulle utføres og i hvilken rekkefølge (ved hjelp av hullkort) Sentralenhet som skulle utføre beregningene Output enhet som skulle skrive ut resultatene

8 Herman Hollerith ( ) Fikk ideen om å bruke hullkort for å registrere data i en folketelling. Hver person ble registrert med 1 hullkort, der hull i spesielle posisjoner representerte en dataverdi. En variant av en Jacquard-vev leste av disse hullkortene (brukte hammere som slo mot kortet. Der det var hull slo hammeren mot en kontakt og ga en strømimpuls.) Brukte dette i folketellingen i Startet firmaet Tabulating Machine Company i Maskinen som ble brukt i 1890 var hardwired. Han lagde en programmerbar versjon i I 1911 ble firmaet slått sammen med 2 andre, og i 1924 skiftet det navn til International Business Machines.

9 Vannevar Bush ( ) Bygde en Differential analyzer ved MIT (1931) Mekanisk maskin - en analog datamaskin som kan løse differensiallikninger ved integrasjon. Først beskrevet av James Thomson (Lord Kelvins bror) i Var opphavet til begrepet hypertekst (selv om det var Ted Nelson som var den første til å bruke ordet) og beskrev en slags mikromaskin (memex) basert på assosiative lenker så tidlig som i 1936.

10 Atanasoff-Berry John Atanasoff og Clifford Berry ABC (Atanasoff-Berry Computer) - verdens første elektroniske digitale datamaskin Maskin for å løse likningssett med mange ukjente. 1937/42 - basert på elektrisitet og radiorør. Binær aritmetikk Skille mellom hukommelse og beregningsdel. Brukte elektronikk for å utføre beregninger (ikke hjul eller brytere) Brukte regenererende hukommelse (DRAM som fremdeles brukes idag). Kunne ikke programmeres

11 Z3 Konrad Zuse ( ) Verdens første programmerbare digitale datamaskin, der programmene ble lagret på tape. 64-bits maskin Hukommelse og beregningsdel basert på releer. Hadde støtte for sløyfer, men ikke for conditional jumps. Ferdig i 1941

12 Colossus/Enigma - prosjekt Ultra Enigma - en tysk kodemaskin Feltversjon av en Lorenz siffermaskin. Alan Turing ( ) Designet The Bombe - maskinen som dekodet meldinger kodet med Enigma. Formaliserte algoritmebegrepet. Introduserte begrepet Turingmaskin Colossus Designet av Tommy Flowers Utviklet i Elektronisk datamaskin som var spesiallaget for å knekke koder.

13 Howard Aiken ( ) Ledet et prosjekt ved Harvard på slutten av 1930-tallet finansiert av IBM Brukte reléer (elektromekanisk) Kunne håndtere alle 4 regnearter + log og trigonometri. Kontrollert av en pre-punched papirremse. Videreutviklet som et prosjekt av U.S. Navy En av de store kvinnelige pionerene - Grace Hopper - arbeidet med å programmere denne maskinen Førte til produktet IBM Automatic Sequence Controlled Calculator (Harvard Mark I)

14 ENIAC Electronic Numerical Integrator and Computer (ENIAC) John Mauchley, J. Presper Eckert Lagd for å beregne prosjektilbaner Operasjonell ved krigens slutt (i drift ) Basert på desimal notasjon (ikke binær) Besto av vakuumrør, crystal dioder, reléer, motstander, kondensator og omtrent 5 millioner håndloddinger. 27 tonn, omtrent 2.4 m * 0.9 m * 30 m 167 m² gulvflate brukte 150 kw input fra en IBM kortleser output til en IBM kortskriver Mauckley og Eckert startet Eckert-Mauchly Comp. Co. som ble kjøpt av Remington Rand og omdøpt til UNIVAC.

15 Hva huskes idag The Z3, Colossus og ENIAC ble utviklet uavhengig av hverandre som en del av krigsinnsatsen. Z3 ble ødelagt i bombingen av Berlin i Colossus ble ødelagt i 1945 på Winston Churchills ordre. ABC ble forlatt ved Iowa State University, da John Atanasoff ble innkalt til Washington DC for krigsrelatert forskning. ENIAC ble vist fram for pressen i 1946 og blir derfor oftest nevnt, og husket fra denne perioden

16 Oversiktstabell Maskin Land År Binær Elektronisk Programmerbar Turing komplett Zuse Z3 Tyskland 1941 Ja Nei (reléer) Ja, med hullbånd Ja ABC USA 1941 Ja Ja (rør) Nei Nei Colossus UK 1943 Ja Ja (rør) Delvis, omkobling Nei Harvard Mk I USA 1944 Nei Nei (reléer) Ja, med hullbånd Nei ENIAC USA Nei Ja (rør) Delvis, omkobling Funksjonstabell i ROM Ja

17 John von Neumann ( ) En av de 4 første ansatte ved Institute for advanced study i Princeton (2 av de andre var Albert Einstein og Kurt Gödel) Samarbeidet med Alan Turing von Neumann arkitekturen (1945) Et program er data og kan lagres i maskinens hukommelse sammen med data. Dette førte til dagens maskinarkitektur med separat prosessor og hukommelse forbundet med en systembuss som frakter data (og program) til og fra prosessoren. Andre hadde framsatt denne idéen før (Eckert og Mauchly (i 1943) og Zuse (i 1936))

18 1. generasjon basert på radiorør (oppfunnet i 1906) fram til 1957 store, upraktiske maskiner stort sett militær og akademisk anvendelse programmeres i maskinkode og assembler Generasjoner 2. generasjon basert på transistorer (oppfunnet Bell Laboratories, 16/ ) midt på 60-tallet Første transistoriserte datamaskin utviklet ved University of Manchester, England begynner å få kommersiell anvendelse programmeringsspråk som FORTRAN og COBOL utvikles. 3. generasjon midt på 1960-tallet til midt på 1970-tallet Integrerte kretser Programmeringsspråk som BASIC, Pascal og Algol. 4. generasjon Microprosessorer (Intel / Ted Hoff) Programmeringsspråk som Simula (Universitetet på Blindern), SmallTalk (Alan Kay - Xerox PARC), Prolog, LISP Alan Kay s Dynabook

19 Moderne milepæler Douglas Engelbart (norske og svenske besteforeldre) starter arbeidet med systemet Augment ved SRI (Stanford research Institute) Engelbart et. al. demonstrerer det de har funnet på computer mouse, 2-dimensional display editing, hypermedia--including in-file object addressing and linking, multiple windows with flexible view control, and on-screen video teleconferencing første ARPANET (forgjengeren for Internet) oppkobling mellom UCLA og Engelbarts lab ved SRI. ca Dennis Ritchie og Ken Thompson ved Bell Telephone Labs. utvikler den første versjon av UNIX.

20 Moderne milepæler Altair verdens første mikromaskin (byggesett) Intel 8080A Interface via brytere og lys Steve Wozniak bygger Apple I første mikromaskin med tastatur og skjerm Apple introduserer Apple II - den første kommersielt tilgjengelige mikromaskin som vi kjenner dem i dag med en monitor og diskettstasjon (den første utgaven brukte kassettdrev). 1 MHz MOS-T kb RAM Den første killer app - regnearket VisiCalc - utvikles av Daniel Bricklin & Robert Frankston ved Harvard

21 Macintosh Startet av Jef Raskin - ønsket å lage en billig og brukervennlig maskin for hjemmemarkedet 7 MHz Motorola bits prosessor 128 kb RAM s/h 9 skjerm, oppløsning 512*342 LaserWriter + Postscript (Adobe) -> Desktop Publishing (1985) Adobe Photoshop (Mac 1990, Win 1992) Microsoft Excel (Mac 1985, Win 1987) Microsoft Word (Mac 1985, Win 1989) Hypercard (1987)

22 Andre kjente maskiner Apple Lisa (startet i 1978) 32 bits 5 MHz Motorola MB RAM Første kommersielle maskin med et GUI og mus Pre-emptive multitasking Virtuell hukommelse

23 Andre kjente maskiner Commodore PET 1 MHz MOS-T kb RAM Kassett for lagring Commodore VIC-20 1 MHz MOS-T kb RAM Instikkassetter (program) Commodore 64 0,99 MHz MOS-T kb RAM

24 Andre kjente maskiner Sinclair ZX Spectrum 8 bits - 3,5 MHz Zilog Z80 16/48/128 kb RAM IBM PC 8 bits - 4,77 MHz Intel kb RAM

25 Andre kjente maskiner Commodore Amiga Motorola Egne grafikk og lydchiper Pre-emptive multitasking

26 Xerox PARC Apple og Microsoft

27 Xerox PARC (nå bare PARC) Xerox Palo Alto Research Center, startet i 1970 I 1974 rekrutterte de mange fra Engelbarts SRI ved Stanford Thinktank for Xerox, startet i 1970 Hva er Xerox rolle fremover? Hva skal vi gjøre når det papirløse kontor kommer? Xerox Alto ble utviklet fordi de ikke ville kjøpe en maskin fra en konkurrent. Nyvinninger Most were included in the Alto, which introduced and unified most aspects of now-standard personal computer usage model: the mouse[1], computer generated color graphics, a graphical user interface featuring windows and icons, the WYSIWYG text editor, InterPress (a resolution-independent graphical page description language and the precursor to PostScript), Ethernet, and fully formed object-oriented programming in the Smalltalk programming language and integrated development environment. The laser printer was developed at the same time, as an integral part of the overall environment.

28 Personer ved PARC Larry Tesler (cut & paste i Gypsy - tekstbehandler for Alto, samarbeidet med Nikolaus Wirth på Object Pasccal, forskningssjef hos Apple) Smalltalk Alan Kay, Dan Ingalls, Dave Robson, Adele Goldberg, Peter Deutsch Bruce Horn (startet hos PARC da han var 14 år. Laget Finder for Apple) Bob Metcalf (Ethernet) Chuck Geschke, John Warnock (lagde Interpress, startet Adobe og gjorde Interpress om til PostScript) Card, Nevell, Moran (GOMS) Og mange fler...

29 Apple I 1979 besøkte Steve Jobs Xerox PARC. Han fikk i praksis se SmallTalk og en tidlig prototype av en Star. For dette betalte Apple $ i aksjer til Xerox. Funksjoner Apple utviklet selv Dra-og-slipp filhåndtering ressurser og to-gaflete filer for å lagre layout og internasjonal info utenfor koden definisjonsprosedyrer dra-og-slipp systemutvidelser og konfigurering type og creator for filer (metadata) direkte manipulasjon for redigering av dokument-, disk- og applikasjonsnavn clipboard med flere datatyper flere måter å se filsystemet på desk accessories kontrollpanel nedtrekksmenyer grafikk- og vindusmodellene basert på QuickDraw clipboard overlappende vinduer enkel oversetting av programvare

30 Apple Star hadde en 2-knapps mus, Smalltalk en 3-knapps mus m/pop-up menyer. Macen hadde en en-knapps mus m/menylinje. Star hadde ikke overlappende vinduer, Smalltalk kunne ikke oppdatere vinduer som ikke lå øverst, og program kunne ikke tegne i delvis skjulte vinduer. Macen hadde alt dette. Forskjellen mellom en Star og Lisa/Mac var enorm.

31 Microsoft Startet med å lage Basic for Altair 8800 Lagde så Basic for Apple II Kjøpte Q-DOS fra en IBM-ansatt, døpte det om til MS-DOS og solgte det tilbake til IBM Var det første firma som begynte å lage software for Mac og hadde full tilgang på spesifikasjonen av MacOS og også deler av kildekoden. Sjefen for Windows-prosjektet hos MS var Microsfts Macprogrammerer...

32 Datahistorie Software

33 Milepæler Objektorientert programmering Ole-Johan Dahl og Kristen Nygård Simula I og Simula 67 Utviklet på Norsk Regnesentrals UNIVAC 1107 (Mauchly/Eckert) Alan Kay, Dan Ingalls, Adele Goldberg, Ted Kaehler SmallTalk - utviklet som et opplæringsspråk Utviklet på Xerox Alto ved Xerox PARC på 70-tallet

34 Milepæler GUI Augment/SRI og Douglas Engelbart på 60-tallet Mus, vinduer, fullskjermseditering - mange av begrepene Xerox STAR ved Xerox PARC på 70-tallet Første utvikling av et system basert på disse ideene Apple på 80-tallet Raffinering og videreføring av begrepene samt innføring av nye Drag-and-drop, overlappende vinduer, regioner, automatisk oppdatering av inaktive vinduer ++

35 Milepæler HyperCard Første kommersielle og funksjonelle implementasjon av et Hypermediasystem Utviklet av Bill Atkinson (som utviklet det grafiske funksjonsbiblioteket QuickDraw for Apple) Inspirert av Vannevar Bushs idé om Memex og Ted Nelsons Xanadu Videreført av andre Supercard, Runtime Revolution og mange andre

36 Milepæler Chuck Geschke, John Warnock (lagde Interpress, startet Adobe i 1982 og gjorde Interpress om til PostScript) Etter en samtale med Steve Jobs i 1984 definerte de det som et språk for å styre utskrifter til laserskrivere. I 1985 kom den første PostScript laserskriveren (Apple LaserWriter) og DTP ble født. Postscript Første kommersielle profesjonelle sidebeskrivelsesspråk Introdusert i 1984 Oppløsningsuavhengig Display Postscript (NeXT) pdf (MacOS X)

37 Milepæler WWW Tim Berners-Lee (CERN - i 1989 verdens største Internetnode) Lagde systemet ENQUIRE i 1980 Koblet ideene i ENQUIRE, TCPIP og DNS sammen til WWW i 1990 Utviklet den første webleser og webtjener på en NeXT-maskin. Verdens første web-side (online 6/8-1991) Den første webtjener utenfor Europa kom online i desember 1991 (ved Stanford) I november 1992 fantes det 26 webtjenere worldwide, i oktober 1993 ca. 200 Februar 1993 kom Mosaic Første tilgjengelige webleser for personlige datamaskiner Utviklet av Mark Andriessen og Eric Bina ved NCSA

38 Milepæler QuickTime Introdusert i desember Et rutinebibliotek og en API for digitale medier Basert rundt ideen om en beholder som kan inneholde hva som helst Har støtte for alle dataformater gjennom et plug-in system Abstrakte datareferanser for mediadata og utskilling av mediadata fra tidslinjer og sporredigering. Man kan editere QT-data uten at alle dataene må skrives på nytt hver gang. Det eneste som gjør dette, og er derfor default i multimediaredigeringssammenheng (hverken MS ASF (Advanced Streaming Format), Ogg eller Matroska har dette).

39 Datahistorie Skolerelatert

40 Steinalderen ( ) Store, sentrale maskiner Bronsealderen ( ) Minimaskiner m/terminaler Jernalderen ( ) Mikromaskiner Moderne tid ( ) Internett Historikk

41 Steinalderen ( ) Store, sentrale maskiner. Første pedagogiske anvendelse - pilottrening, ca IBM 650 brukt til å jobbe med binærregning, New York 1959 BASIC (Beginners Allpurpose Symbolic Instruction Code) utviklet (ved Dartmouth College) for å lære bort programmering, ca. 1963

42 Bronsealderen ( ) Terminaler koblet mot sentrale servere. (DEC (Digital Equipment Corporation) utvikler PDP-1) CAI (Computer Aided Instruction) og CMI (Computer Managed Instruction)basert på Skinners ideer. Utvikling av språk for CAI som Coursewriter og PLATO (Programmed Logic for Automatic Teaching Operations) fra CDC (Control Data Corporation). Programvare som erstatning for læreren. Så på pedagogisk programvare som en måte å spare penger ved å kutte ned på lærerkreftene.

43 Jernalder ( ) Selvstendige mikromaskiner De første kom ca Altair 8800 (byggesett) Apple II m/tastatur og skjerm. Computer literacy Hvordan fungerer en datamaskin CAL (Computer Aided Learning), LOGO og HyperCard Vekt på læring, ikke instruksjon Bruk av programmeringsspråk for å lære noe annet (LOGO) og for å la elevene og lærerne utvikle sin egen proramvare (HyperCard) Programvarehus satser på CAL CAL-språk for mikromaskiner utvikles (PILOT, superpilot, BCoA ++) Multimedia og Hypertekst De første hypertekst (Guide) og hypermedia (HyperCard) dukker opp Digital video (QuickTime) introduseres

44 Moderne tid ( ) Bærbare maskiner med trådløst nett / Internett blir vanlig Man flytter ressursene til elevene, ikke omvendt WWW introduseres (ca. 1992) Fokus på kreativ bruk av IT Man lar elevene uttrykke seg ved hjelp av IT Man skaper et publikum for det elevene produserer gjennom introduksjon av Wikier og Blogger Ser på IT som et redskap på lik linje med andre verktøy man har tilgjengelig som lærer/elev

45 Første forsøk i 1970 Historikk - Norge Datateknologi som valgfag på Gymnaset Kunne velge Datateknologi i stedet for Projeksjonstegning Digitalteknikk + programmering i Fortran Spesifiserer hvordan en datamaskin for hjemmebruk skal være (1983) Rastergrafisk fargeskjerm ++ Fører til Tiki og Scandismaskinene Forsøksskoler Ekstramidler til skoler som hadde prosjekter som benyttet IT 13 forsøksskoler i første runde Satsing på pedagogisk programvare (CAL) Grimstadkursene

46 Historikk - Norge Etter usikkerhet Fokus på kvantitet Bruke penger på å kjøpe maskiner Få idéer om hvordan de skal brukes Fokus på hardwarestandardisering Alle skal bruke det samme uansett om det er egnet eller ikke Idag Digital kompetanse Ullen idé om hva det egentlig er Fremdeles fokus på hardwarestandardisering LMS (Learning Management Systems) Læringssteder på nett

47 Hva har historien lært oss? Teknologien i seg selv har ingen betydning Teknologisk kompetanse har begrenset verdi Lærere utvikler ikke sine egne læremidler At det er teknisk mulig betyr ikke at det er ønskelig, nyttig eller nødvendig Teknologien endrer seg raskere enn at lærerne kan følge med Gammel teknologi er ofte nyttig Lærere er viktigere enn teknologien