Η εξέλιξη των υπολογιστών

Ο Ρωμαϊκός άβακας

140 BCE

Ο Ρωμαϊκός άβακας αποτελείτο από 16 αύλακες με διαφορετικό αριθμό χαντρών η καθεμιά. Οι χάντρες αντιπροσώπευαν τις μονάδες, τις πεντάδες, τις πέντε δεκάδες κ.ο.κ., κωδικοποιώντας για το γνωστό πενταδικό/δεκαδικό σύστημα αρίθμησης των Ρωμαίων. Οι υπολογισμοί γίνονταν με το σύρσιμο των χαντρών, οι οποίες μετακινούμενες πάνω-κάτω στα αυλάκια δήλωναν την αξία της κάθε στήλης.

Ο μηχανισμός των Αντικυθήρων

100 BCE

Πολύπλοκος μηχανισμός, φτιαγμένος από χαλκό, τοποθετημένος μέσα σε ξύλινο πλαίσιο. Βρέθηκε το 1900, σε ένα ναυάγιο κοντά στα Αντικύθηρα, από σφουγγαράδες. Θεωρείται η αρχαιότερη σωζόμενη διάταξη με γρανάζια και ένα από τα πρώτα υπολογιστικά συστήματα. Η πιο αποδεκτή θεωρία σχετικά με τη λειτουργία, του αποδίδει ιδιότητες αναλογικού υπολογιστή, σχεδιασμένου ούτως ώστε να υπολογίζει με ακρίβεια τις κινήσεις των σωμάτων της ουράνιας σφαίρας.

Η αριθμομηχανή του Πασκάλ

1645

Ο Γάλλος μαθηματικός Blaise Pascal κατασκεύασε το 1645 την πρώτη αληθινή αριθμομηχανή, η οποία ονομάστηκε Πασκαλίνα. Ήταν μία μικρών διαστάσεων κατασκευή και χωρούσε άνετα σε ένα τραπέζι. Δούλευε με τροχαλίες, τις οποίες ο χρήστης περιέστρεφε για να εμφανιστούν τα αποτελέσματα των μαθηματικών υπολογισμών. Η Πασκαλίνα εκτελούσε μόνο δύο πράξεις: την πρόσθεση και την αφαίρεση.

H μηχανή του Λάιμπνιτς

1694

Ο Γερμανός φιλόσοφος Leibniz μελέτησε τις σημειώσεις του Pascal και βελτίωσε την Πασκαλίνα, δημιουργώντας μια μηχανή βασισμένη και πάλι σε κινητούς δίσκους και γρανάζια, η οποία όμως μπορούσε να εκτελεί και πολλαπλασιασμούς, με τη διαδικασία των επαναληπτικών προσθέσεων από έναν επιπλέον τροχό.

Η αναλυτική μηχανή του Μπάμπατζ

1800

Η Αναλυτική Μηχανή ήταν το προσχέδιο ενός μηχανικού υπολογιστή γενικής χρήσης από το Βρετανό μαθηματικό Charles Babbage. Δεν ήταν μια υπαρκτή μηχανή, αλλά μια ακολουθία από σχέδια 5.000 σελίδων που κατέγραψε ο Μπάμπατζ μέχρι και το θάνατο του, το 1871. Η Αναλυτική Μηχανή, εάν ποτέ κατασκευαζόταν, θα είχε μνήμη 16.2 kB, κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU), σύστημα εισόδου/εξόδου (I/O) και θα μπορούσε να προγραμματιστεί με την χρήση διάτρητων καρτών.

Το σύστημα των διάτρητων καρτών

1801

Μια διάτρητη κάρτα ή κάρτα Hollerith ήταν ένα κομμάτι σκληρό χαρτί που περιείχε ψηφιακή πληροφορία, η οποία κωδικοποιούταν με την παρουσία ή απουσία οπών σε προκαθορισμένες θέσεις. Οι διάτρητες κάρτες χρησιμοποιούνταν ευρέως κατά τον 19ο αιώνα για τον έλεγχο και την αυτοματοποίηση των κλωστοϋφαντουργικών αργαλειών. Στις αρχές του 20ου αιώνα η χρήση τους προσαρμόστηκε στην ανάγκη αποθήκευσης ρυθμίσεων και εντολών για τον προγραμματισμό των πρώτων ηλεκτρονικών υπολογιστών.

Το αριθμόμετρο Τόμας (1820-1915)

1820

Γύρω στο 1820, ο Charles Xavier Thomas κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας την πρώτη ψηφιακή αριθμομηχανή μηχανικού τύπου, η οποία έτυχε και ευρείας χρήσης. Μπορούσε να εκτελεί προσθέσεις, αφαιρέσεις, δύσκολους πολλαπλασιασμούς και διαιρέσεις και μάλιστα ταχύτατα. Ένας πολλαπλασιασμός ενός 8ψήφιου αριθμού με έναν άλλο 8ψήφιο πραγματοποιούνταν μέσα σε 18 δευτερόλεπτα! Βασίστηκε κυρίως στην πρότερη εργασία του Leibniz.

Οι Διαφορικοί Αναλυτές

1930

Ήταν μηχανικοί αναλογικοί υπολογιστές, σχεδιασμένοι για την επίλυση διαφορικών εξισώσεων, με την επιστράτευση μεθόδων ολοκλήρωσης. Κατά την εκτέλεση των μαθηματικών πράξεων έμπαιναν σε λειτουργία τροχοί, γρανάζια, δίσκοι και άξονες, οι οποίοι απαιτούσαν αρκετά περίπλοκους χειρισμούς και ρυθμίσεις.

Η μηχανή του Μάλοκ

1933

Κατασκευάστηκε από τον Rawlyn Mallock, στο Πανεπιστήμιο του Cambridge, και ήταν σε θέση να επιλύσει πολλές γραμμικές διαφορικές εξισώσεις συγχρόνως, κάνοντας χρήση συζευγμένων μετασχηματιστών.

Ο σοβιετικός υπολογιστής νερού του Vladimir Lukyanov

1936

Το 1936, ο Vladimir Lukyanov κατασκεύασε έναν αναλογικό υπολογιστή νερού, τον πρώτο ικανό για επίλυση μερικών διαφορικών εξισώσεων. Συνίστατο από μια σειρά διαμερισμάτων, διασυνδεδεμένων μεταξύ τους μέσω σωληνώσεων. Ο ρυθμός ροής νερού μεταξύ των σωλήνων συνιστούσε τη διενέργεια μαθηματικών πράξεων και η στάθμη του νερού στα διάφορα διαμερίσματα -με ακρίβεια χιλιοστού- αντιπροσώπευε τα αριθμητικά αποτελέσματα.

Model K

1937

Το Νοέμβριο του 1937, ο George Stibitz ολοκλήρωσε την κατασκευή ενός υπολογιστή βασισμένου σε ηλεκτρονόμους, ο οποίος εκτελούσε πρόσθεση δυαδικών αριθμών. Η συναρμολόγηση του πραγματοποίηθηκε στην κουζίνα (kitchen) του σπιτιού του και γι αυτό ο υπολογιστής ονομάστηκε Model K. Πολύ εμπνευσμένο. Στη συνέχεια, τα ιστορικά Bell Labs ενέκριναν πλήρη χρηματοδότηση ενός ερευνητικού προγράμματος για την περαιτέρω ανάπτυξη της τεχνολογίας.

Κολοσσός

1943

Ήταν μία σειρά υπολογιστών που αναπτύχθηκαν κατά το Β' Παγκόσμιο Πόλεμο για την εξυπηρέτηση του "ιερού" έργου των Βρετανών κρυπταναλυτών, οι οποίοι προσπαθούσαν νυχθημερόν να σπάσουν τις κωδικοποιημένες από τη μηχανή Enigma επικοινωνίες των Ναζί. Χρησιμοποιούσαν θερμιονικές λυχνίες (λυχνίες κενού) για να εκτελέσουν λογικές και αριθμητικές πράξεις και κατά συνέπεια θεωρούνται οι πρώτοι προγραμματίσιμοι, ηλεκτρονικοί, ψηφιακοί υπολογιστές.

ENIAC - Electronic Numerical Integrator and Computer

1946

Το 1946, ο John Mauchly και ο John Presper Eckert ανέπτυξαν τον ENIAC. Ο ENIAC θεωρείται ως ο πρώτος επαναπρογραμματιζόμενος ψηφιακός ηλεκτρονικός υπολογιστής, ολοκληρωμένος κατά Turning και ικανός να λύσει ένα ευρύ φάσμα αριθμητικών προβλημάτων. Η δυνατότητα του αυτή τον καθιέρωσε και ως τον πρώτο υπολογιστή γενικής χρήσης στον κόσμο. Ήταν σημαντικά ταχύτερος από οποιοδήποτε άλλον ηλεκτρομηχανικό υπολογιστή, καθώς μπορούσε να εκτελέσει 5.000 προσθέσεις / δευτερόλεπτο.

SSEM - Small-Scale Experimental Machine

1946

Ο υπολογιστής SSEM σχεδιάστηκε στο Πανεπιστήμιο Βικτώρια του Μάντσεστερ σε μορφή πειραματικού πρωτοτύπου και είναι ο πρώτος που έκανε χρήση προγράμματος αποθηκευμένου στη μνήμη -ένα νέο concept στην επιστήμη της πληροφορικής. Μέχρι τότε, για τον προγραμματισμό των υπολογιστών απαιτείτο τροποποίηση της εξωτερικής συνδεσμολογίας τους, όπως προαναφέρθηκε.

H Curta

1948

Η Curta ήταν η πρώτη υπολογιστική μηχανή ακριβείας που μπορούσε να κρατηθεί στο ένα χέρι και ήταν μηχανική, όχι ηλεκτρονική. Μπορούσε να εκτελέσει πρόσθεση, αφαίρεση, πολλαπλασιασμό, διαίρεση, ακόμη και να εξάγει -με κάποια δυσκολία- τετραγωνικές ρίζες. Xρησιμοποιήθηκε ευρύτατα από επιστήμονες, μηχανικούς, τοπογράφους και λογιστές κατά τη δεκαετία 1950-1960, για να παραγκωνιστεί μόνο μετά την εμφάνιση των ηλεκτρονικών αριθμομηχανών τσέπης, τη δεκαετία του 1970.

O MONIAC

1949

O Αναλογικός Υπολογιστής Εθνικού Νομισματικού Εισοδήματος, γνωστός και ως Υδραυλικός Υπολογιστής Φίλιπς, κατασκευάστηκε το 1949 από το Νεοζηλανδό οικονομολόγο Bill Phillips με σκοπό τη μοντελοποίηση των οικονομικών διεργασιών του Ηνωμένου Βασιλείου. Ήταν αναλογικός υπολογιστής και χρησιμοποιούσε τις αρχές των ρευστών για τη λειτουργία του. Τελικά, δε χρησιμοποιούσαν μόνο οι Σοβιετικοί τέτοιους!

CSIRAC

1949

Είναι ο παλαιότερος σωζόμενος υπολογιστής πρώτης γενιάς, ενώ συχνά παρομοιάστηκε με σύμβολο διεθνούς εμβέλειας της νεο-αφιχθείσας ψηφιακής εποχής. Ήταν 1000 φορές ταχύτερος από τα μηχανικά του αντίστοιχα και χρησιμοποιούσε την τεχνολογική αιχμή της εποχής, τις λυχνίες κενού. Ένα ενδιαφέρον τρίβια: ο CSIRAC ήταν ο πρώτος υπολογιστής που είχε την τιμή να αναπαράξει ψηφιακά κωδικοποιημένη μουσική. Κάτι σαν ταπεινός πρόδρομος του Spotify.

UNIVAC I - UNIVersal Automatic Computer I

1951

Ήταν ο πρώτος υπολογιστής που διατέθηκε εμπορικά στην αγορά το 1951. Σχεδιάστηκε από τους J. Presper Eckert και John Mauchly, τους μηναχικούς που είχαν αναλάβει και την υλοποίηση του ENIAC. Ο UNIVAC ήταν τεράστιος, καθώς ζύγιζε 13 τόνους και κατελάμβανε ένα ολόκληρο δωμάτιο 35 μ2. Αποτελείτο από 5.200 λυχνίες κενού, κατανάλωνε 125 kW, χειριζόταν εξίσου καλά αριθμούς και αλφαβητικούς χαρακτήρες, ενώ μπορούσε να εκτελέσει έως 2.000 πράξεις / δευτερόλεπτο.

IBM 650

1953

Ήταν ο πρώτος ηλεκτρονικός υπολογιστής γενικής χρήσης που τέθηκε σε μαζική παραγωγή και πούλησε περί τα 2.000 αντίτυπα από το 1954 έως το 1962. Λόγω του σχετικά χαμηλού κόστους και της ευκολίας του προγραμματισμού τους, τα μοντέλα 650 χρησιμοποιήθηκαν για μια ευρεία ποικιλία εφαρμογών, από τη μοντελοποίηση απόδοσης υποβρύχιων αποστολών, μέχρι τη διδασκαλία προγραμματισμού ηλεκτρονικών υπολογιστών σε μαθητές και φοιτητές.

Cray-1

1976

Ο Cray-1 έμελλε να καταγραφεί στην ιστορία ως ένας από τους πιο γνωστούς και εμπορικά επιτυχημένους υπερ-υπολογιστές, ο ταχύτερος του κόσμου για το 1976. Ο ανήσυχος κατασκευαστής του δε σταμάτησε λεπτό να εξελίσσει τη σχεδίαση της αρχιτεκτονικής του.

Apple I

1976

Ο Apple I ήταν μια προσπάθεια κατασκευής και διάθεσης ενός προσωπικού υπολογιστή. Είχε σχεδιαστεί αρχικά από τον Steve Wozniak, για προσωπική του χρήση, αλλά ο φίλος του Steve Jobs πρότεινε να κατασκευάσουν περισσότερα αντίτυπα και να τα πουλήσουν. Αυτό που διέκρινε τον Apple I ήταν η δυνατότητα σύνδεσης με πληκτρολόγιο και οθόνη, καθώς και ότι παραδιδόταν σε πλήρως συναρμολογημένη μορφή, όχι απλώς σαν κιτ συναρμολόγησης των επιμέρους chips.