Historie
První počítací pomůckou, která byla používána pro počítání, byla zřejmě speciální pomůcka z končetiny Dinosaurů (Tetrapodů). Ti měli 8 prstů a pomocí nich se zřejmě pravěcí lidé počítali.
Později však bylo využíváno pouze jedné velké kosti, na kterou se prováděly zářezy.
ABAKUS
Vznik abakusu je pravděpodobně připisován někam do dávnověku. Před pěti tisíci lety se objevil v Malé Asii, odkud se postupně rozšířil na východ. Slovo abakus označovalo desku, která byla rozdělena na několik sloupců, ve kterých byly různé předměty (oblázky, mince, kuličky ap.). Jejich přeskupování z jednoho sloupce do druhého představovalo základní matematické operace.
Později byl abakus zdokonalen abacisty (učenci západoevropské školy matematiky v letech 1000-1200 n.l.). Číně je abakus znám od 13. století pod jménem "suan - pâna" a je tvořen třinácti sloupci se dvěma korálky nahoře (ty znamenají nebe) a pěti korálky dole (reprezentujícími zemi).
Existují ještě další dvě jeho modifikace - japonská a ruská. Japonci abakus převzali asi v 17. století, pojmenovali ho "soroBan" a mírně si ho přizpůsobili - má jednadvacet sloupců s jedním korálkem nahoře a čtyřmi dole. Ruská verze abakusu se jmenuje "sčot" a pracuje se systémem deseti korálků v deseti rovnoběžných řadách.
Abakus je na Dálném Východě stále populární - učí se s ním počítat děti ve školách v rámci povinné školní výuky a na mnoha místech se ještě zcela běžně používá v praxi. Jen pro zajímavost v roce 1946 se utkal Japonec Kiyoshu Matzukai, používající abakus, s elektronickým počítačem a po dvou dnech přesvědčivě vyhrál.
NAPIEROVY KOSTKY "kosti" (1614)
Klíčovou roli sehrál v počítačové historii anglický matematik a filozof John Napier, když v roce 1614 zveřejnil své logaritmické tabulky. Tento objev umožňoval převést násobení a dělení, které bylo v té době velice komplikované, na sčítání a odčítání. Je ironií osudu, že Napier se nejvíce proslavil úplně jiným vynálezem, pro který se vžil název "Napierovy kosti". Těmito "kostmi" bylo vlastně deset hůlek, na kterých byla vyryta multiplační tabulka. S její pomocí bylo možno velice rychle násobit, za předpokladu, že alespoň jedno z násobených čísel bylo jednociferné.
MECHANICKÉ KALKULÁTORY
Mezi první počítací stroj (pomůcku) je právem považováno logaritmické pravítko, jehož přesnost závisela na jeho délce. Anglický matematik William Oughtred (1575-1660) sestrojil v roce 1621 soustavu soustředných kruhů s možností vzájemného otáčení. Na okraje jednotlivých kruhů pak nanesl stupnice, používající Napierovy logaritmy. Svůj výtvor, který nazval "Circles of Proportion", byl vlastně prvním logaritmickým pravítkem ( i když kruhového tvaru).
Také Leonardo da Vinci byl jedním z těch, kteří zasáhli do historie počítačů a to tím, že se pokoušel přijít na kloub mechanické kalkulačce. To je doloženo několika jeho náčrtky.
Mezi průkopníky mechanických kalkulaček patřil zejména Wilhelm Schickard, který v roce 1623 mechanickou kalkulačku vynalezl. Pracovala již se systémem plovoucí řádové čárky. Z jeho práce je dochována pouze dokumentace, jelikož dva sestavené prototypy se poděly neznámo kam.
Schickardův kalkulátor
Schickard prý sestrojil několik exemplářů takovýchto strojů. Jeden z nich chtěl vytvořit i pro svého přítele, astronoma Johana Keplera, ale zpola hotový stroj byl zničen při požáru. Ve vřavě třicetileté války, ve které Schickard zahynul, se ztratily jak již existující stroje, tak i jejich plány. Plány však byly v roce 1935 objeveny, ztratily se i během druhé světové války, ale naštěstí se znovu našly. V roce 1960 byl Schickardův počítací stroj podle původních nákresů postaven znovu a fungoval.
PASCALINO (1645 - První automatický mechanický kalkulátor)
Úspěšnější byl Francouz Blaise Pascal, který vyrobil vlastní mechanickou kalkulačku (Pascaline) v roce 1642, kdy mu bylo pouhých devatenáct let. Učinil tak prý kvůli svému otci, který byl výběrčím daní a trávil celé dny úmorným sčítáním dlouhatánských sloupců čísel. Pascal svou kalkulačku o rozměrech přibližně 51x10x7,5 cm zhotovil z kovu. S osmi číselníky se pohybovalo pomocí jakési jehly. Byla schopna pouze sčítat a odčítat, jakékoli další operace nezvládala, ale jako první byla založena na velmi přesných mechanických převodech - což je princip, který v mechanických počítacích strojích dominoval po několik století.
Roku 1649 dostal Pascal královské privilegium na výrobu. Bylo vyrobeno asi padesát různých exemplářů, které dnes většinou slouží coby exponáty ve významných muzeích (např. 1 exemplář se nachází v Zwingeru).
Roku 1649 dostal Pascal královské privilegium na výrobu. Bylo vyrobeno asi padesát různých exemplářů, které dnes většinou slouží coby exponáty ve významných muzeích (např. 1 exemplář se nachází v Zwingeru).
První mechanická násobička
Sir Samuel Morland (1625-1695), bývalý sekretář Olivera Cromwella a pozdější vrchní mechanik na dvoře anglického krále Karla II., sestrojil v roce 1666 první počítací stroj, který dokázal přímo násobit a dělit (a nerealizoval tudíž tyto operace převodem na sčítání a odčítání). Mechanická konstrukce však byla mnohem méně spolehlivá, než u Pascalova počítacího stroje.
První univerzální počítací stroj
Pascala následoval německý filozof matematik Gottfried Wilhelm von Leibniz (1646-1716), který v roce 1694 chtěl nejprve dovybavit Pascalův počítací stroj schopností násobení a dělení. To se mu nedařilo, a tak se rozhodl raději pro zcela nový návrh počítacího stroje. V roce 1673 sestrojil svůj vlastní stroj, ve kterém použil válec se stupňovitým ozubením, známý také jako tzv. Leibnizovo kolo.
Tento válec, na kterém byly umístěny kovové kolíčky v podstatě stejným způsobem jako např. u flašinetu, reprezentoval jakýsi pevný program, který se měnil s výměnou tohoto válce.
Tento systém nebyl překonán téměř do druhé poloviny 19. století.
Tento válec, na kterém byly umístěny kovové kolíčky v podstatě stejným způsobem jako např. u flašinetu, reprezentoval jakýsi pevný program, který se měnil s výměnou tohoto válce.
Tento systém nebyl překonán téměř do druhé poloviny 19. století.
Koncepce diferenciálního stroje (1786)
J.H.Müeller přichází v roce 1786 s myšlenkou tzv. "diferenciálního stroje", neboli specializovaného kalkulátoru pro výpočet hodnot polynomu na základě rozdílu (diference) mezi hodnotami funkce v definovaných bodech (což je použitelné pro všechny funkce, které jsou na zvoleném intervalu aproximovatelné polynomiální funkcí). Müeller však nedokázal sehnat dost finančních prostředků pro praktickou realizaci svého projektu, a tak od něj nakonec ustoupil.
ARITMOMETR (První sériově vyráběný počítací stroj )
První opravdu sériově vyráběnou a používanou kalkulačku vynalezl v roce 1820 Thomas de Colmar. Tento přístroj zvaný aritmometr uměl čtyři základní matematické operace - sčítání, odčítání, násobení a dělení. Těchto kalkulaček se používalo zejména v první světové válce. Později se též používaly i za druhé světové války pro výpočty vědců pracujících na atomové pumě. Kalkulačky založené na tomto principu se používaly až do šedesátých let našeho století, kdy byly nahrazeny nejprve elektronickými kalkulačkami, posléze pak elektronickými počítači.
Automat Charlese Babbagea
Značným průkopníkem v oblasti počítačů byl automatický stroj poháněný parou jehož konstruktérem byl Charles Babbage, profesor matematiky v Oxfordu. Prováděl spoustu výpočtů pro Královskou astronomickou společnost. Tento stroj sestrojil v letech 1812-1833, kdy prováděl spoustu teoretických prací, až se mu nakonec počítací stroj podařilo sestrojit, a právě roku 1833 předvedl švédské akademii návrh stroje pro řešení diferenciálních rovnic. Pokud by došlo k sestrojení tohoto stroje, měl by jistě velikost lokomotivy využívající mechanických převodů, čepů, ozubených válců, hřídelí apod.
Naprostý převrat byl zaznamenán roku 1848, kdy začal vznikat pod názvem analytický stroj, všeobecně použitelný počítač pracující na mechanické bázi. S ním pomáhala Babbageovi dcera anglického básníka lorda Gordona Byrona Augusta Ada, kněžna z Lovelace, která se starala především o správu financí jeho výzkumu, kterou poskytovala britská vláda, ale také se podílela na přepracování plánů analytického stroje. Zároveň byla i jakýmsi tiskovým mluvčím. Jelikož znala konstrukci a funkčnost stoje, mohla sestavit seznam instrukcí, čímž se vlastně stala první programátorkou. Na její počest pak v 80. letech americké ministerstvo obrany pojmenovalo nový programovací jazyk po ní - ADA.
Tento grandiózní analytický stroj nebyl nikdy plně realizován, nedokončil ho ani Babbageův syn, který se o to pokoušel v letech 1880-1910. Kdyby k tomu přece došlo, sestával by se z více než padesáti tisíc součástek. Mezi ně patřilo i čtecí zařízení pro zadávání pracovních instrukcí zakódovaných na děrových štítcích, "sklad"(paměť) o kapacitě jednoho tisíce až padesátimístných čísel, "mlýn"(řídící procesor) umožňující skládání instrukcí v jakémkoliv pořadí a výstupní zařízení zajišťující tisk výsledků.
Nápad s děrnými štítky ale nepocházel z Babbageovy hlavy.
DĚRNÉ ŠTÍTKY
Již v roce 1805 použil děrné štítky francouzský tkadlec hedvábí Joseph-Marie Jacquard. Řídil jimi chod tkacího stavu.
Důlní inženýr Hermann Hollerith, syn německého vystěhovalce z Pfalze, vyvinul v USA elektromagnetický třídící a počítací stroj pro vyhodnocování děrných štítků. Hollerith rozšířil pole působnosti děrného štítku i do oblasti paměti, jejíž záznam je možno číst pomocí stroje. Tento způsob komunikace s počítačem použil v roce 1889, když se snažil vyřešit problém, který se ve Spojených státech objevil v souvislosti s pravidelných sčítáním lidu. Zpracování výsledků předchozího sčítání lidu, které proběhlo v roce 1880, zabralo totiž sedm let a vznikly vážné obavy, že kvůli přírůstku obyvatelstva bude ta táž operace po novém sčítání lidu trvat celé desetiletí.
Hollerith tyto děrné pásky využil jako nosiče dat, které byly potřeba zpracovat - každá vyražená dírka představovala jednu číslici, kombinace dvou dírek pak jedno písmeno. Touto metodou se veškeré sčítání zkrátilo na šest týdnů.
Tento systém se používal až do druhé poloviny 20. století.
V roce 1905 sestrojil Willgodt Odhner počítací stroj, který pracoval se systémem ozubených koleček.
Tento stroj se stal velmi populární a jeho prototyp se dostal až do Ruska, kde byl sestrojen roku 1972 pod názvem Felix.
