Hvordan fant man på å lage datamaskiner?

Transkript

1 Hvordan fant man på å lage datamaskiner? Manchester museum of science and industry: Deutsches Technikmuseum Berlin: Hvilken som var den første avhenger av hva man mener med en datamaskin.

2 Antikythera Den første datamaskin Er dette verdens første datamaskin?

3 Antikythera Antikythera-maskinen Denne maskinen ble funnet år 1900 i et skipsvrak utenfor øya Antikythera. Den er sannsynligvis laget på Rhodos f. Kr. Hva gjør den? Forskerne tror den regner om fra gresk til egyptisk kalender og viser planetenes posisjoner. Kanskje kan den også forutse formørkelser. En demonstrasjon: Mer info:

4 Antikythera Hvis vi ser for oss en datamaskin slik: inndata utdata prosessor så er det en datamaskin.

5 Analoge datamaskiner Analoge og digitale datamaskiner Antikythera-maskinen er en analog datamaskin. Analog Verdier representeres av fysiske størrelser: lengde, rotasjon eller spenning. Digital Verdier representeres symbolsk.

6 Analoge datamaskiner Analoge datamaskiner Analoge datamaskiner ble senere gjenoppdaget og ble etter hvert ganske avanserte: Et bombesikte må beregne treffpunktet basert på høyde, vind, flyets hastighet og bombens egenskaper.

7 Analoge datamaskiner Differensialanalysatorer De mest avanserte ble kalt differensialanalysator og inneholdt slikt som integratorer (som kan integrere en funksjon), multiplikatorer, addere etc.

8 Analoge datamaskiner I 1930-årene ble den mest avanserte analoge datamaskinen bygget ved Universitetet i Oslo av professor Svein Rosseland; den ble kalt «Oslo-analysatoren».

9 Analoge datamaskiner Hvordan gikk det så? Fra 1960-tallet overtok de digitale datamaskinene: de var mye lettere å sette opp (dvs programmere) de var mye nøyaktigere de kunne løse mange flere typer problemer

10 Analoge datamaskiner En av de siste analoge hjelpemidlene i vanlig bruk var regnestaven. En regnestav kan typisk beregne a b, a b, a 2, a 3, a og 3 a med 3 siffers nøyaktighet.

11 Analoge datamaskiner Den demionstrerer også ett av problemene med analoge datamaskiner: Om man trenger 4-5 siffers nøyaktighet, må man ha en større regnestav.

12 Hva gjorde man før man fikk personlige datamaskiner? Det store problemet Hva gjorde man før man fikk datamaskiner? Hvordan løste man praktiske problemer innen navigasjon, beregninger, økonomi, etc? Noen regnet på papir. Mekaniske regnemaskiner. Man brukte tabeller.

13 Analoge Tabeller Digitale Videre Hva gjorde man før man fikk personlige datamaskiner? Hvordan laget man tabellene? Fra en eldre utgave av Webster s Dictionary: computer n, one that computes; specif: an automatic electronic machine for performing calculations

14 Hva gjorde man før man fikk personlige datamaskiner? Behovet for tabeller over renter, tidevann, astronomi, ballistikk, sinus, logaritmer etc var enormt. Tabellene var kostbare å lage. Det kunne ta lang tid om et nytt behov oppsto. Tabellene inneholdt feil, enten fra beregningen eller fra trykkingen, eller til og med bevisste feil.

15 Analoge Tabeller Digitale Videre Charles Babbage Difference engine Charles Babbage planla Difference engine i 1820-årene, men den ble først ferdig i Er det en datamaskin?

16 Charles Babbage Analytical engine Charles Babbage planla også en programmerbar «analytical engine» i 1830-årene, men den ble aldri bygget. Ville det vært en datamaskin?

17 Definisjon Hva er en digital datamaskin? Jeg vil sette følgende krav til en datamaskin: generell (dvs kan løse alle typer problemer) programmerbar (med programmet i minnet) ferdig og tatt i bruk I tillegg bør de være binære elektroniske

18 Charles Babbage Analytical engine Denne maskinen var nok ingen datamaskin. Prog i RAM I bruk Binær Generell + Elektronisk

19 Analoge Tabeller Digitale Videre Hullkortmaskiner Hullkortmaskiner Ge Pr ne re l og l ir Ib ru AM k Bi næ r Ele kt ro ni sk I 1890 laget Herman Hollerith hullkorttabulatorer til folketellingen i USA. +

20 Revolusjonen i årene rundt 2. verdenskrig Mot slutten av 1930-årene virker det som om datamaskinen er «klar til» å bli funnet opp. Dette skjedde mange steder i verden omtrent samtidig. To personer betød spesielt mye: John von Neumann og Alan Turing. De definerte et nytt konsept (i dag kalt «von Neumann-arkitektur»): inndata CPU Minne prosessor utdata

21 John Mauchly og J Presper Eckert Eniac Denne maskinen ble laget for å beregne ballistiske tabeller. Bygget og i drift til Generell I bruk Binær Elektronisk Prog i RAM + + +

22 John Atanasoff ABC ABC ble laget av John Atanasoff rundt Generell Prog i RAM I bruk Binær Elektronisk + +

23 Analoge Tabeller Digitale Videre Howard Aiken Harvard mark I ir ru AM k Bi næ r Ele kt ro ni sk Ib Pr og Ge ne re ll I 1944 var dette den første datamaskinen i salg. +

24 Howard Aiken Den aller første «bug» 9. september 1945 kl fant man en feil i relé nr 70 i panel F i en Mark II og foretok den første «debugging»:

25 Bletchley Park Colossus Colossus ble bygget i England under krigen for å knekke tyske koder. I bruk Generell Prog i RAM Binær Elektronisk

26 Konrad Zuse Zuse Z4 Konrad Zuse konstruerte sine maskiner rundt ; Z4 er fra Generell I bruk Prog i RAM Binær Elektronisk

27 Analoge Tabeller Digitale Videre Frederic Williams, Tom Kilburn og Geoff Tootill Manchester SSEM («Baby») ir AM ru k Bi næ r Ele kt ro ni sk + + Ib Pr er Ge n og ell Manchester Small Scale Experimental Machine kjørte et testprogram 21. juni 1948.? + +

28 Maurice Wilkes EDSAC Electronic Delay Storage Automatic Calculator kjørte første program 6. mai 1949 i Cambridge i England. Generell Prog i RAM I bruk Binær Elektronisk

29 Maurice Wilkes Fonsinkelsesminne Forsinkelsesminne baserte seg på at det tok tid å sende lyd gjennom for eksempel kvikksølv.

30 Generasjonene Datamaskingenerasjoner Det er vanlig å dele datamaskinene inn i generasjoner: År Teknologi Størrelse Instr/sek Pris (2017-kr) Radiorør 10m³ mill Transistorer 650dm³ mill IC 80dm³ ?? LSI og VLSI 0,1 20dm³ Størrelser stormaskin («mainframe»), minimaskin, mikromaskin, bærbar maskin («laptop», ikke «nanomaskin»!), nettbrett, mobiltelefon

31 Hva vil fremtiden bringe? Hva vil skje videre? Mange jobber for å forbedre datamaskinene: Mindre, raskere og mer strømgjerrige maskiner Kvantedatamaskiner (der bit-ene samtidig kan ha ulike verdier) Biologiske datamaskiner (bygget av biologisk materiale) Dette (eller noe annet) er fremtiden.