Počítače 0. generace

Verze z 27. 5. 2010, 21:08

Za počítače nulté generace jsou považovány elektromechanické počítače. Využívají většinou relé, či kombinaci relé a prvních elektronek. Pracovaly na kmitočtu do 100 Hz. Jejich výkon byl nízký a rozměry velké. Při druhé světové válce došlo k velkému vývoji a pokroku počítačů nulté generace v různých částech světa.

Z1

V roce 1934 němec Konrad Zuse (1910 - 1995) sestrojil první fungující počítací stroj. Začal pracovat na konstrukci mechanické výpočetní pomůcky. Po různých zdokonalení v roce 1936 dokončil základní návrh stroje, který pracoval ve dvojkové soustavě s aritmetikou v plovoucí čárce. Dále přidal zařízení schopné zpracovat program na děrované pásce (nosič byl vyvinut z materiálu podobného kinofilmu). Zuse se nikdy neseznámil s technologiemi Babbageho a jeho následníků. Následkem toho bylo, že Zuse nezahrnul do svého projektu podmíněné skoky. Přes tento nedostatek roku 1938 v Německu, spatřil světlo světa první počítač nazvaný Z1 (nejdříve označovaný jako V1). Byl elektromechanický s kolíčkovou pamětí na maximálně 16 čísel. Pracoval s čísly s plovoucí řádovou čárkou, které mají šestnáctibitovou mantisu, sedmibitový exponent a znaménkový bit. Z1 byl nespolehlivý a pro praktické používání nevhodný.

Soubor:Příklad.jpg

Z2

Z důvodu nespolehlivosti Z1. V roce 1940 začali Konrat Zuse a Helmut Schreyer vyvíjet počítač Z2. Obsahoval asi 200 relé. Paměť byla zatím mechanická, převzatá ze Z1. Pro vlastní výpočty používal obvody na bázi elektromagnetických relé.

ABC (Atanasoff - Berry Computer)

Do dějin výpočetní techniky se zapsalo léto 1941 díky Johnu V. Atanasoffovi a Cliffordu Berrym, kteří v USA dokončili speciální kalkulátor na řešení souběžných lineárních rovnic, později nazvaný ABC. Jako primární paměť měl šedesát padesátibitových slov uložených v podobě kondenzátorů na dvou otáčivých bubnech. Jednalo se o předchůdce dnešních dynamických pamětí včetně podmínky realizace obnovovaných cyklů. Taktovací kmitočet byl 60 Hz (součet trval jednu sekundu). Množství chyb v tomto systému se nikdy nepodařilo stlačit pod 0,001 % což nebylo povzbudivé.

Z3

Konrad Zuse a Helmut Schreyer se pustili do stavby počítače Z3, který dokončili v zimě 1941. Tento první použitelný programově řízený počítač obsahoval 2600 elektromagnetických relé. Byl zneužit fašisty ke sčítání lidí v koncentračních táborech. Pracoval s čísly s plovoucí desetinou čárkou, které mají až čtrnáctibitovou mantisu, sedmibitové exponenty a znaménkový bit (délka slova 22 bitů). Paměť obsáhne 64 těchto čísel (slov), potřebuje přes 1400 relé, dalších 1200 jich je v aritmetické a řídící jednotce. Z3 zvládá 3-4 součty za sekundu a při násobení 3-5 sekund. S malou pamětí se nehodil pro řešení rovnice, pro něž byl sestrojen. Vnější paměť - děrovaná páska s programem. Zadání dat bylo ze speciální klávesnice. Výstup byl zprostředkován pomocí žárovek. Počítač byl zničen 1944 při náletu na Berlín.

Z4

V Německu roku 1941 zkonstruoval Konrad Zuse malý reléový samočinný počítač jménem Z4. Upadl v zapomnění. Při náletu zničen. Po válce 1950 uveden do provozu.

MARK I

V USA Howard H. Aiken pracoval na reléovém počítači. Pracovní název ASCC (Automatic Sequence Controlled Calculator - automatický sekvenčně řízený počítač). V lednu 1943 byl počítač dokončen ve výpočetní laboratoři Harvardsko univerzity. Představen pod názvem Mark I (tako jako Harvard Mark I). Projekt byl financován firmou IBM (International Business Machines) - mezinárodní společnost na výrobu strojů kancelářské a výpočetní techniky. Mark I byl elektronický reléový počítač, tzn. že používá elektrické impulsy k pohybu mechanických částic. Jeho délka činila 15 metrů, vážil 5 tun, obsahoval na tři čtvrtě milionu součástek a něco málo přes 800 km drátových spojů. Základní hnací jednotkou byla dlouhá hřídel svařená s elektromotorem o výkonu 3,7 kW. Počítač pracoval v desítkové soustavě s pevnou desetinou čárkou. Paměť měla dvě části - statickou, do které bylo možno před zahájením výpočtu vložit prostřednictvím deseti polohových přepínačů 60 tři a dvaceti místných čísel a dynamickou operační paměť (RWM) tvořenou elektromechaniky ovládanými kolečky. Do této paměti si mohl zaznamenat a zpětně přečíst dalších 72 čísel. Zároveň zde probíhaly aritmetické operace sčítání a odčítání. Mark I dovedl sečíst dvě čísla za 0,3 sekundy, vynásobit za 6 sekund a vypočítat např. hodnotu sinus daného chodu úhlu během 1 minuty. Později Howard H. Aiken uvedl do chodu počítač Mark II v roce 1945. Toto zařízení bylo čistě reléové. A třetí verzi počítače Mark III v roce 1947.

SAPO

Sapo (Samočinný počítač) byl prvním počítačem vyrobeným v Českoslovanské republice. Do provozu byl uveden v roce 1957. Zkonstruoval ho profesor Antonín Svoboda (1907 - 1980) s jeho spolupracovníky ve Výzkumném ústavu matematických strojů. Počítač byl instalován v budově ústavu na Loretanském náměstí v Praze. Byl poháněn elektromotorem o výkonu 4,9 kW. Ve své době byl jedním z nejspolehlivějších počítačů na světě. Obsahoval 7000 relé a 400 elektronek. Měl magnetickou bubnovou paměť o kapacitě 1024 třiceti dvoubitových slov (později 2048 slov). Pracoval ve dvojkové soustavě s pohyblivou desetinou čárkou. Byl pěti adresový (2 operandy, výsledek a adresy skoků v případě kladného a záporného výsledku). Jednalo se o tři shodné počítače, které pracovaly paralelně. Výsledek každé operace z jednotlivých procesorů se mezi sebou porovnal a o výsledku se rozhodovalo hlasováním. Pokud byl shodný alespoň ve dvou případech, byl považován za správný. Pokud se ve všech třech případech lišil, operace se opakovala. Tři roky po jeho spuštění, v roce 1960 počítač Sapo shořel. Z jiskřících reléových kontaktů se vzňala loužička oleje, kterým se relé promazávalo.

--Zmullerova 27. 5. 2010, 19:08 (UTC)

Zdroje: [1] [2]

Otázky k opakování z referátů mikroprocesorové techniky TVY
--Arni 27. 5. 2010, 13:52 (UTC)