Czym jest informatyka?
Odpowiedź zależy od zainteresowań odpowiadającego. Dla jednych to:
komputer (hardware) – najważniejszy obiekt zainteresowania – projektowanie, konstruowanie, udoskonalanie komputerów i ich wykorzystywanie
programowanie komputerów – nacisk na języki programowania, tworzenie oprogramowania użytkowego
algorytmika – zasady tworzenia przepisów (algorytmów), zgodnie z którymi komputer działa, ich poprawność, efektywność (złożoność czasowa i pamięciowa)
Próba definicji informatyki:
DZIEDZINA WIEDZY ZAJMUJĄCA SIĘ GROMADZENIEM, PRZETWARZANIEM I WYKORZYSTYWANIEM SZEROKO ROZUMIANEJ INFORMACJI. JAKKOLWIEK BYŚMY NIE DEFINIOWALI INFORMATYKI ZAWSZE CENTRALNE W NIEJ MIEJSCE ZAJMOWAĆ BĘDZIE KOMPUTER
Dzieje techniki obliczeniowej w zarysie:
Uźródeł pierwszych urządzeń liczących leży jak zwykle potrzeba – matka wynalazków, potrzeba zapisywania liczb oraz wykorzystywania najprostszych działań rachunkowych. Już w X wieku p.n.e. według wykopalisk, używano odpowiednio rzędami ustawionych kamieni do prowadzenia obliczeń, później nawlekano je na pręty tworząc przenośne liczydło – abakus. Ostateczna forma liczydła – japoński soroban, powszechny do dziś, 4 działania, ale brak możliwości pamiętania wyników pośrednich Na początku był system dziesiętny pozycyjny – znany w obliczeniach w Indiach, przeszczepiony na grunt Europy około 820 r. przez Muhammada Ibn Musę (lub al-Chwarizmi). Od tytułu jednej z jego ksiąg – algebra. Od łacińskiej wersji nazwiska Algorismus algorytm: przepis na prowadzenie obliczeń (najstarszy algorytm: nwd Euklides 300/400 p.n.e.)
Rozwój urządzeń mechanicznych do obliczeń:
XVII, przełom w metodach liczenia: wynalezienie logarytmów: John Napier 1614 r.tablice logarytmiczne, suwak logarytmiczny
pierwsza maszyna mechaniczna – sumator Błażeja Pascala 1642 r. koła z 10 zębami dla notowania cyfr., dwudziałaniowa
naprawdę pierwszy był Wilhelm Schickard – 1623, 2 egzemplarze maszyny czterodziałaniowej, ale rozpowszechniła się maszyna Pascala.
Gotfryd Leibniz: 1671 – maszyna 4-działaniowa, pierwszy użył systemu dwójkowego do zapisu liczb
próba zastąpienia ster. ręcznego automat – krosna Josepha Jacquarda (1801) sterowane kartami perforowanymi
Pierwsze komputery oparte na lampach elektronowych – I generacja1
| Maszyny Z1 –Z3 | Konrad Zuse, Niemcy, (1938-1941) | Z3 – pierwszy komputer o sterowanym programie obliczeń, 4 działania + $\sqrt{o}$, 600 przekaźników |
|---|---|---|
| ABC | John Atanasoff i Clifford Berry (1939-1942) | 1,5 tys. lamp elektronowych |
| ENIAC | (Electronic Numerical Integrator and Calculator, John W. Mauchly, John P. Eckert (1945 lub 1948) | zbudowany do celów militarnych (obliczenia artleryjskie, hiperboliczne r. różniczk. 2 zmiennych),18800 lamp elektronowych, 1500 przekaźników elektromagnetycznych, pow. 140 m2, waga 30 t, moc zasilania 150 kW, 2 mln$, dodawanie i odejmowanie: 5 tys/sek., mnożenie: 300-500/sek., terowanie ręczne i za pomocą wymiennych tablic, pracował w systemie dziesiętnym |
| MARK I | Howard Aiken (1944 – na Uniwersytecie Harwarda) | rozmiary 17 x 2 x 1 m, 3 tys. mechanicznych przełączników, 750 tys. lamp elektronowych, 800 km przewodów, pracował w systemie dziesiętnym, miał dokładność 23 cyfr – znaczących, wykonywał 3 dodawania/sek., 1 mnożenie na 6 sek. i dzielenie w ciągu 12 sek. |
| EDVAC | (Electronic Discrete Variable Automatic Computer), John von Neumann (1946) | pierwszy komputer używający reprezentacji binarnej zgodnie z tzw. formalizacją von Neumanna, czyli zapisywania liczb i rozkazów programu jednolicie w systemie binarnym, umożliwia to sterowanie programowanie pamięci. Inne źródła: pierwszy według formalizacji von Neumanna EDSAC Maurice’a V. Wilhes (Uniwersytet Manchester, Anglia). |
Superkomputery, układy wieloprocesorowe – V generacja2
Procesor może przetwarzać
6 bit ----------------- 216 = 65536 liczb
32 bit ---------------- 232 = 65536 * 65536 = 4 294 967 200
64 bit ---------------- 264 ≈ 20 * 1018 = 2 * 1019 liczb
Wi ≤ $\frac{V_{j^{2}}}{K}\ \bullet 100\ \%$ NPV = $\sum_{t = 1}^{n}\left( \frac{C}{\left( 1\ + \ k \right)^{t}} - \ D \right)$ xn ≠ α dla kazdego n ≥ N