Πληροφορική

Ιστορική Αναδρομή των Ηλεκτρονικών Υπολογιστών

     Οι άνθρωποι επινόησαν κατά την αρχαιότητα και το Μεσαίωνα διάφορες συσκευές για να µετρούν τον χρόνο (όπως ήταν οι κλεψύδρες) ή για να µετρούν τις φαινόµενες µετακινήσεις των αστεριών ως βοήθηµα στα θαλάσσια ταξίδια τους (όπως ήταν ο Μηχανισµός των Αντικυθήρων) ή για άλλες χρήσεις.
Πολλές από τις εφευρέσεις χάθηκαν, (π.χ. οι πολεµικές µηχανές του Αρχιµήδη).
Με την πρόοδο των µαθηµατικών, ειδικά µετά το 17ο αιώνα, έγινε προσπάθεια από κάποιους να
κατασκευάσουν µηχανές υπολογισµών.
• Ο Τζον Νάπιερ (John Napier) το [1614] επινόησε µηχανή για υπολογισµό λογαρίθµων.
• Ο Γουίλλιαµ Ότρεντ (William Oughtred) το 1625 επινόησε τον λογαριθµικό κανόνα.
• Ο Μπλεζ Πασκάλ (Blaise Pascal) το 1642 κατασκεύασε µηχανή για προσθαφαιρέσεις.
• Ο Ζοζέφ Μαρί Ζακάρ (Josheph Marie Jackard), Γάλλος µηχανικός, επινόησε το 1801 µια υφαντική µηχανή µε διάτρητες µεταλλικές κάρτες, που καθοδηγούσαν την µηχανή να πλέκει διάφορα σχέδια, και τα υφάσµατα που γίνονται µε αυτό τον τρόπο ύφανσης φέρουν µέχρι σήµερα το όνοµά του. Με αλλαγή των µεταλλικών καρτών άλλαζε το σχέδιο της πλέξης.
• Το 1848 ο Τζωρτζ Μπουλ (George Boole) επινόησε την άλγεβρα που φέρει το όνοµά του:
Άλγεβρα Μπουλ. Εφαρµογές της βρίσκουµε στα ψηφιακά κυκλώµατα, στους λογικούς συλλογισµούς και πρακτικά σε κάθε πρόγραµµα Η/Υ.
• Ο Βρετανός µαθηµατικός Τσαρλς Μπάµπατζ (Charles Babbage) το 1871 σχεδίασε την Αναλυτική µηχανή του. Η µηχανή δεν µπορούσε να κατασκευαστεί µε την τεχνολογία εκείνης της εποχής επειδή απαιτούσε πολύ µεγαλύτερη ακρίβεια αλλά, όπως εξήγησε η κόρη του Λόρδου Βύρωνα, η προικισµένη µαθηµατικός και πρώτη προγραµµατίστρια υπολογιστών Άντα Λάβλεϊς (Ada Lovelace), ήταν τόσο πολυδύναµη που θα είχε ανυπολόγιστη αξία αργότερα.
• Το 1890 ο Αµερικανός µηχανικός Χέρµαν Χόλεριθ (Herman Hollerith) σκέφθηκε να χρησιµοποιήσει χάρτινες διάτρητες κάρτες, χρησιµοποιώντας την ιδέα του Ζακάρ, µε διατρήσεις που να συµβολίζουν γράµµατα και αριθµούς, για να επιτύχει µικρότερους χρόνους επεξεργασίας της κρατικής απογραφής των Η.Π.Α., µε µεγάλη επιτυχία.
• Ο Βάνεβαρ Μπους (Vannevar Bush) το 1930 έφτιαξε τον διαφορικό αναλυτή που χρησιµοποιήθηκε κατά τον ∆εύτερο Παγκόσµιο Πόλεµο.
• Η µηχανή Z3, που έφτιαξε ο Γερµανός µηχανικός Κόνραντ Τσούζε (Konrad Zuse) το 1941, ήταν η πρώτη που χρησιµοποιούσε το δυαδικό σύστηµα αρίθµησης.

Οι διάφορες ηλεκτροµηχανικές κατασκευές έλυναν αποτελεσµατικά κάποια συγκεκριµένα προβλήµατα. Υπήρχαν βέβαια τα προβλήµατα του όγκου και του κόστους. Αυτά µάλλον ώθησαν το 1943 τον Τόµας Ουότσον (Thomas Watson), διευθυντή της εταιρείας I.B.M., να δηλώσει : Νοµίζω ότι στην παγκόσµια αγορά χρειάζονται το πολύ πέντε υπολογιστές.
Το επόµενο βήµα ήταν η επινόηση µιας µηχανής γενικού σκοπού που θα µπορούσε να λύνει προβλήµατα διαφόρων ειδών. Εδώ εµφανίστηκε ο Ούγγρος µαθηµατικός Τζον φον Νόιµαν, µια εργασία του οποίου δηµοσιεύτηκε τον Ιούνιο του 1945 µε τίτλο Προσχέδιο έκθεσης για τον EDVAC, όπου περιέγραφε τη λογική λειτουργία µιας υπολογιστικής µηχανής που χρησιµοποιούσε το δυαδικό σύστηµα και αποθήκευε στην µνήµη της το πρόγραµµά της. Μετά από αυτή την εργασία οι σηµερινοί υπολογιστές λέγονται και µηχανές αρχιτεκτονικής φον Νόιµαν. Περιγράφοντας µε αδρές γραµµές µια µηχανή φον Νόιµαν, λέµε ότι έχει:
1. µια (τουλάχιστον) Μονάδα Εισόδου, από την οποία πληροφορείται η ΚΜΕ (CPU) ποιο είναι το πρόγραµµα και τα δεδοµένα του,
2. µια Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (ΚΜΕ) του προγράµµατος και των δεδοµένων, η οποία ρυθµίζει και την γενικότερη λειτουργία του Η/Υ,
3. µια Κεντρική Μνήµη, όπου αποθηκεύει η ΚΜΕ τα εισαγόµενα, τα ενδιάµεσα στοιχεία και τα δηµιουργούµενα αποτελέσµατα,
4. µια (τουλάχιστον) Μονάδα Εξόδου στην οποία εξάγονται τα αποτελέσµατα που η ΚΜΕ σχηµάτισε στην Κεντρική Μνήµη.
Πολύ σηµαντική ιστορική στιγµή ήταν η ανακάλυψη του τρανζίστορ το 1947, καθώς κατάργησε τις λυχνίες κενού που χρησιµοποιούνταν µέχρι τότε για την υλοποίηση λογικών πυλών και κυκλωµάτων, και οδήγησε έτσι στη δραµατική µείωση του µεγέθους των κυκλωµάτων και κατά συνέπεια των υπολογιστών.
Παρόµοια στιγµή ήταν η παρουσίαση, στις 12 Σεπτεµβρίου 1958, του πρώτου ολοκληρωµένου κυκλώµατος σε µορφή µικροτσίπ (microchip) από τους Ρόµπερτ Νόις(Robert Noyce) και Τζακ Κίλµπι (Jack Kilby). Με τα νέα υλικά οι Η/Υ έγιναν µικρότεροι, οικονοµικότεροι και ταχύτεροι. Χρησιµοποιήθηκαν για µετεωρολογικές µελέτες και πρόβλεψη καιρού, για επιχειρησιακές εργασίες, για έρευνα φυσικής υψηλών ενεργειών, για αναζήτηση κοιτασµάτων πετρελαίου, για ιατρικές εφαρµογές και για πάµπολλες άλλες χρήσεις.
Από το 1946 που κατασκευάστηκε σε ένα πανεπιστήµιο της Πενσιλβανίας ο πρώτος αριθµητικός ηλεκτρονικός υπολογιστής (Η/Υ) µε το όνοµα ENIAC (που είχε µεγάλο όγκο, είχε περίπου 18.000 λυχνίες που καίγονταν πολύ συχνά, δούλευε µε ρελέδες κάνοντας τροµακτικό θόρυβο, και κατανάλωνε πολλή ενέργεια) µέχρι την εποχή µας (που οι υπολογιστές είναι µικροσκοπικοί, πολύ ισχυροί, δεν καταναλώνουν πολλή ενέργεια και βρίσκονται στα κινητά τηλέφωνα, στα ψηφιακά ρολόγια, στα αυτοκίνητά, στις τηλεοράσεις και σε άλλες οικιακές συσκευές) έχουν περάσει ελάχιστα χρόνια.