Κεφάλαιο 4 της Α’ Γυμνασίου

Ιστορία των υπολογιστών

H Ιστορία των υπολογιστών είναι κλάδος της ιστορίας των επιστημών και της τεχνολογίας εν γένει, που ασχολείται με τη συστηματική καταγραφή της γέννησης και ανάπτυξης των υπολογιστικών συστημάτων στη διάρκεια του χρόνου.

Τα υπολογιστικά συστήματα της αρχαιότητας με την σειρά είναι:

• Άβακας: Δημιουργήθηκε το 220 π. Χ. από τους Βαβυλωνίους, εξαιτίας της ανάπτυξης του εμπορίου και την ανάγκης για πιο γρήγορους υπολογισμούς.
• Το Κόσκινο του Ερατοσθένη (130 π. Χ.): Δημιουργήθηκε από τον μεγάλο Έλληνα μαθηματικό Ερατοσθένη, ο οποίος ανακάλυψε μία μέθοδο για να υπολογίζει τους πρώτους αριθμούς.
• Ο μηχανισμός των Αντικυθήρων (150-100 π. Χ.): Δημιουργήθηκε στην Ρόδο και είναι συσκευή αστρονομικών υπολογισμών. Χαρακτηρίζεται ως ο <<Αρχαιότερος Υπολογιστής>>.

Τα υπολογιστικά συστήματα της αναγέννησης με την σειρά είναι:

• Τα κόκκαλα του Νεπιέρ: Δημιουργήθηκε από τον Σκωτσέζο μαθηματικό Νεπιέρ και βασίστηκε σε ένα αρχαίο Ινδικό σύστημα.
• Η Πασχαλίνα (1645): Δημιουργήθηκε από τον Γάλλο Μαθηματικό Πασκάλ. Είναι η πρώτη αληθινή αριθμομηχανή.
• Η μηχανή του Leibniz (1674): Αποτελεί τελειοποιημένη μορφή της Πασχαλίνας.
• Η αναλυτική μηχανή του Μπαμπάτζ (1822): Μία αριθμομηχανή, κατασκευασμένη από τον Βρετανό Μαθηματικό Μπαμπάτζ, που λειτουργούσε με την βοήθεια ατμού.
• Η απογραφική μηχανή του Χόλεριθ (1890): Δημιουργήθηκε στις ΗΠΑ από τον Χόλεριθ. Σκοπός της ήταν η πιο γρήγορη απογραφή του πληθυσμού της χώρας.

Οι σύγχρονοι ηλεκτρονικοί υπολογιστές με την σειρά είναι οι εξής:

• 1^ης Γενιάς (1943-1956)
• 2^ης Γενιάς (1956-1963)
• 3^ης Γενιάς (1964-1971)
• 4^ης Γενιάς (1971-σήμερα)

 

Μπλεζ Πασκάλ

Ο Μπλεζ Πασκάλ (, 19 Ιουνίου 1623 - 19 Αυγούστου 1662) ήταν Γάλλος μαθηματικός, φυσικός, συγγραφέας και φιλόσοφος. Γεννήθηκε στο Κλερμόν-Φεράν το 1623. Ο Μπλεζ Πασκάλ ήταν ένα παιδί θαύμα. Η μητέρα του πέθανε όταν ήταν τριών μόλις χρονών, και λίγο αργότερα, ο πατέρας του. Ασχολήθηκε με την εφεύρεση μηχανών, όπως η Πασχαλίνα, καθώς επίσης και με την θεολογία και την φιλοσοφία.

Γκότφριντ Βίλχελμ Λάιμπνιτς

Ο Γκότφριντ Βίλχελμ Λάιμπνιτς ( 1 Ιουλίου 1646, Λειψία − 14 Νοεμβρίου 1716, Ανόβερο) ήταν Γερμανός φιλόσοφος καθώς και επιστήμονας,  μαθηματικός, διπλωμάτης, φυσικός, ιστορικός, βιβλιοθηκονόμος και διδάκτορας των λαϊκών και εκκλησιαστικών Νομικών. Κατέχει εξέχουσα θέση στην ιστορία των μαθηματικών και της φιλοσοφίας, έχοντας αναπτύξει τον διαφορικό και ολοκληρωτικό λογισμό, ανεξάρτητα από τον Νεύτωνα. Ο Λάιμπνιτς ήταν ένας από τους σημαντικότερους φιλοσόφους του 17ου και του 18ου αιώνα και θεωρείται ως καθολικό πνεύμα της εποχής του.

Τσαρλς Μπάμπατζ

Ο Τσαρλς Μπάμπατζ (26 Δεκεμβρίου 1791 – 18 Οκτωβρίου 1871) ήταν Βρετανός μαθηματικός, φιλόσοφος, εφευρέτης και μηχανικός ο οποίος επινόησε τον προγραμματίσιμο υπολογιστή. Θεωρείται ο «πατέρας του υπολογιστή». Του αποδίδεται η εφεύρεση του πρώτου μηχανικού υπολογιστή, ο οποίος σταδιακά οδήγησε σε πιο προχωρημένο σχεδιασμό. Τμήματα των μη ολοκληρωμένων μηχανών του εκτίθενται στο Μουσείο Επιστημών του Λονδίνου

ENIAC

Ο ENIAC ήταν ο πρώτος μεγάλης κλίμακας επαναπρογραμματιζόμενος ηλεκτρονικός ψηφιακός υπολογιστής ικανός να λύσει ένα πλήρες εύρος υπολογιστικών προβλημάτων, όντας ο πρώτος ηλεκτρονικός ψηφιακός υπολογιστής γενικής χρήσης στον κόσμο. Ο ENIAC σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε υπό την εποπτεία του Καθηγητή Φυσικής Τζον Μόχλι και του μεταπτυχιακού φοιτητή του Τζον Έκερτ στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια. Σκοπός των δύο κατασκευαστών ήταν η δημιουργία ενός υπολογιστή που θα μπορούσε να επιτύχει την έγκαιρη σύνταξη ακριβέστατων πινάκων εμβέλειας και τροχιάς, για τις βολές των νέων όπλων του αμερικανικού στρατού.

Μηχανισμός των Αντικυθήρων

Ο μηχανισμός των Αντικυθήρων, γνωστός και ως υπολογιστής των Αντικυθήρων ή αστρολάβος των Αντικυθήρων, χρονολόγιο των Αντικυθήρων, είναι ένα αρχαίο τέχνεργο, το οποίο λειτουργούσε ως αναλογικός, μηχανικός υπολογιστής και όργανο αστρονομικών παρατηρήσεων και παρουσιάζει ομοιότητες με πολύπλοκο ωρολογιακό μηχανισμό. Ο μηχανισμός έχει αποφασισθεί πως δεν πρέπει να μετακινηθεί εκτός Ελλάδας λόγω της σημασίας του ως κατάστασής του.

Τυπογραφία

Τυπογραφία είναι η τέχνη της αντιγραφής γραπτού λόγου και εικόνων σε χαρτί, ύφασμα, μέταλλο ή άλλο υλικό με τη βοήθεια τεχνικών μέσων και συνήθως σε μαζική κλίμακα. Η τυπογραφία ξεκίνησε ουσιαστικά τον 15ο αι. με την εφεύρεση του επίπεδου πιεστηρίου από τον Γουτεμβέργιο. Μέχρι τα τέλη του 20ού αι., η παραδοσιακή τυπογραφία χρησιμοποιούσε κινητά στοιχεία σε διάφορα μεγέθη και οικογένειες (γραμματοσειρές) φτιαγμένες από μέταλλο και σπανιότερα από ξύλο. Τα στοιχεία αυτά έμπαιναν σε ειδικές θήκες, τους σελιδοθέτες, και κατόπιν στο πιεστήριο για την εκτύπωση.

Γουτεμβέργιος

Ο Ιωάννης Γουτεμβέργιος (1400 - 3 Φεβρουαρίου 1468) ήταν Γερμανός σιδηρουργός, χρυσοχόος, τυπογράφος και εκδότης, ο οποίος εισήγαγε την τυπογραφία στην Ευρώπη. Παρόλο που ο Γουτεμβέργιος δεν εφηύρε ο ίδιος την μηχανική εκτύπωση με κινητά στοιχεία, ήταν ο πρώτος που συνέταξε και υλοποίησε τη μέθοδο για τη μαζική εκτύπωση βιβλίων. Η τυπογραφική μέθοδος του Γουτεμβέργιου θεωρείται ευρέως ως η πιο σημαντική εφεύρεση της δεύτερης χιλιετίας και το γεγονός που εγκαινίασε τη νεότερη Εποχή της ανθρώπινης ιστορίας. Διαδραμάτισε σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη της Αναγέννησης, τη Μεταρρύθμιση, τον Διαφωτισμό και την επιστημονική επανάσταση και έθεσε τη βάση για τη σύγχρονη -βασισμένη στη γνώση- οικονομία και τη διάδοση της μάθησης στις μάζες.

Ηλεκτρισμός

Ο ηλεκτρισμός είναι ένας «γενικός» όρος. Περιλαμβάνει τα «ηλεκτρικά φαινόμενα», δηλαδή ένα σύνολο από φυσικά φαινόμενα που σχετίζονται με την παρουσία και τη ροή ηλεκτρικού φορτίου. Ο ηλεκτρισμός συνδέεται με μια ευρεία ποικιλία από πολύ γνωστά φαινόμενα, όπως οι αστραπές, ο στατικός ηλεκτρισμός, η ηλεκτρομαγνητική επαγωγή και το ηλεκτρικό ρεύμα.

Τηλέγραφος

Ο ηλεκτρικός τηλέγραφος είναι μια διάταξη με την οποία γραπτά σημεία μεταδίδονται από τον ένα σταθμό στον άλλο με τη βοήθεια του ηλεκτρικού ρεύματος. Η πρώτη τηλεγραφική μηχανή εφευρέθηκε από τον Σάμιουελ Μορς το 1838. Ο Μορς σκέφτηκε ότι θα μπορούσε να διαβιβάσει με δύο σύρματα ηλεκτρικό ρεύμα με διακοπές. Οι διακοπές θα αντιπροσώπευαν τα γράμματα του αλφαβήτου. Έτσι επινόησε ένα αλφάβητο, που αποτελείται από ρεύμα μικρής και μεγάλης διάρκειας (στιγμές και γραμμές ή παύλες). Ο συνδυασμός στιγμών και γραμμών δίνει όλο το αλφάβητο και τους αριθμούς 0 ως 9. Αυτό το σύστημα έγινε γνωστό ως ο "κώδικας Μορς".

Αλεξάντερ Γκράχαμ Μπελ

Ο Αλεξάντερ Γκρέιαμ Μπελ (3 Μαρτίου 1847 – 2 Αυγούστου 1922) ήταν διαπρεπής Σκωτσέζος επιστήμονας, εφευρέτης και μηχανικός, ο οποίος θεωρείται ως εφευρέτης του πρώτου πρακτικού τηλεφώνου. Γεννήθηκε στο Εδιμβούργο της Σκωτίας και ο πατέρας του ήταν ο Αλεξάντερ Μέλβιλ Μπελ, γνωστός ρήτορας με 200 εκδόσεις βιβλίων για τη βελτίωση της παιδείας των κωφαλάλων. Ο νεαρός τότε Γκράχαμ Μπελ και τα δύο του αδέλφια εκπαιδεύτηκαν από τον πατέρα τους για να συνεχίσουν το έργο του.

Τηλέφωνο

Το τηλέφωνο είναι μία συσκευή συνδιάλεξης η οποία μεταφέρει τον ήχο μέσω ηλεκτρικών σημάτων. Συγκεκριμένα πρόκειται για συσκευή που μετασχηματίζει τις ηλεκτρικές ταλαντώσεις σε ηχητικές. Η συσκευή αυτή αποτελείται από πομπό και δέκτη και συνδέεται με καλώδιο με το τηλεφωνικό κέντρο. Ο πομπός έχει μέσα σ' ένα σωλήνα μια μετάλλινη πλάκα μπροστά σε ηλεκτρομαγνήτη. Μόλις ακουστεί η φωνή μας επάνω στην πλάκα, αυτή αρχίζει να κάνει παλμικές κινήσεις ισχυρές ή αδύνατες, ανάλογα με τον τόνο που έχει η φωνή μας, που επηρεάζουν τον ηλεκτρομαγνήτη.

 

Ραδιόφωνο

To ραδιόφωνο είναι η συσκευή που λειτουργεί ως δέκτης ηλεκτρομαγνητικών εκπομπών σε ορισμένη συχνότητα με μια κεραία και μετατροπέας σε ήχο. Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα λαμβάνονται από την κεραία, αποκωδικοποιούνται, μετατρέπονται σε ηλεκτρικό ρεύμα και στη συνέχεια σε ήχο από το ηχείο. Ραδιοφωνία, επίσης, θεωρείται και όλη η διαδικασία εκπομπής και λήψης ραδιοκυμάτων.

Τηλεόραση

Η τηλεόραση είναι σύστημα τηλεπικοινωνίας που χρησιμεύει στη μετάδοση και λήψη κινούμενων εικόνων και ήχου εξ αποστάσεως. Αποτελεί το κυριότερο και δημοφιλέστερο Μέσο Μαζικής Επικοινωνίας και η χρήση της είναι ιδιαίτερα διαδεδομένη σε όλο τον κόσμο.

Τρανζίστορ

Το τρανζίστορ είναι διάταξη ημιαγωγών στερεάς κατάστασης, η οποία βρίσκει διάφορες εφαρμογές στην ηλεκτρονική, μερικές εκ των οποίων είναι η ενίσχυση, η σταθεροποίηση τάσης, η διαμόρφωση συχνότητας, η λειτουργία ως διακόπτης και ως μεταβλητή ωμική αντίσταση. Το τρανζίστορ μπορεί, ανάλογα με την τάση με την οποία πολώνεται, να ρυθμίζει την ροή του ηλεκτρικού ρεύματος που απορροφά από συνδεδεμένη πηγή τάσης. Τα τρανζίστορ κατασκευάζονται είτε ως ξεχωριστά ηλεκτρονικά εξαρτήματα είτε ως τμήματα κάποιου ολοκληρωμένου κυκλώματος.

Ολοκληρωμένο κύκλωμα

Ολοκληρωμένο κύκλωμα ονομάζεται ένα κύκλωμα συνδεδεμένων λογικών πυλών, δημιουργημένο πάνω σε ένα φύλλο. Η συντριπτική πλειονότητα των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων δημιουργούνται πάνω σε φύλλα ημιαγωγών, κατά κύριο λόγο πυριτίου. Το φύλλο (ημιαγωγού) ονομάζεται στα αγγλικά τσιπ, από το οποίο προκύπτει μια εναλλακτική ονομασία του ολοκληρωμένου κυκλώματος. Όταν αυτό το φύλλο είναι της κλίμακας των μικρομέτρων ονομάζεται και μικροτσίπ.

Αναλυτική μηχανή

Η Αναλυτική Μηχανή ήταν σχέδιο ενός μηχανικού υπολογιστή γενικής χρήσης από τον Βρετανό μαθηματικό Τσαρλς Μπάμπατζ, το οποίο αποτελεί σημαντικό βήμα στην ιστορία των υπολογιστών. Μπορούσε να προγραμματιστεί με τη χρήση διάτρητων καρτών. Δεν ήταν μία μοναδική φυσική μηχανή, αλλά μία ακολουθία από σχέδια που έφτιαχνε ο Μπάμπατζ μέχρι και το θάνατο του το 1871. Λόγω της πολυπλοκότητας της μηχανής, της έλλειψης επιστημονικής διαχείρισης του έργου, του κόστους της κατασκευής του, καθώς και της δυσκολία εκτίμησης της αξίας του από το Κοινοβούλιο σε σχέση με άλλα έργα, η μηχανή δεν κατασκευάστηκε ποτέ.

Άντα Λάβλεϊς

Η Αυγούστα Άντα Κίνγκ, κόμισσα του Λάβλεϊς (10 Δεκεμβρίου 1815 - 27 Νοεμβρίου 1852) είναι γνωστή για το έργο που άφησε σχετικά με την Αναλυτική Μηχανή του Τσαρλς Μπάμπατζ. Η συνεισφορά της αυτή θεωρείται σήμερα από τους ιστορικούς ως το πρώτο πρόγραμμα για υπολογιστή. Η Άντα γεννήθηκε στο Λονδίνο στις 10 Δεκεμβρίου 1815, ως το μοναδικό νόμιμο τέκνο του Λόρδου Βύρωνα.

Τζορτζ Μπουλ

Τζορτζ Μπουλ (2 Νοεμβρίου 1815 – 8 Δεκεμβρίου 1864) ήταν Άγγλος μαθηματικός, φιλόσοφος και μελετητής της λογικής. Εργάστηκε στους τομείς των διαφορικών εξισώσεων και της αλγεβρικής λογικής και είναι ευρύτερα γνωστός ως ο συγγραφέας του Οι νόμοι της Λογικής. Αποτελεί το θεμελιωτή της συστηματικής μελέτης της λογικής και της γενικότερης εφαρμογής που μπορεί να έχει στην επιστήμη των μαθηματικών.

Άλγεβρα Μπουλ

Στα Μαθηματικά και την Μαθηματική λογική, Άλγεβρα Μπουλ είναι η υποπεριοχή της άλγεβρας όπου οι τιμές των μεταβλητών είναι οι τιμές αληθείας αληθές και ψευδές, που συνήθως αναπαρίστανται με 1 και 0 αντίστοιχα.

Κλοντ Σάνον

O Κλοντ Σάνον (30 Απριλίου 1916 – 24 Φεβρουαρίου 2001) ήταν Αμερικανός μαθηματικός, ηλεκτρολόγος μηχανικός, και κρυπτογράφος, γνωστός ως «ο πατέρας της θεωρίας πληροφορίας».

Άλαν Τούρινγκ

Ο Άλαν Τούρινγκ (23 Ιουνίου 1912 – 7 Ιουνίου 1954) ήταν Άγγλος μαθηματικός, καθηγητής της λογικής, κρυπτογράφος και θεωρητικός βιολόγος. Θεωρείται «πατέρας της επιστήμης υπολογιστών», χάρη στην πολύ μεγάλη συνεισφορά του στο γνωστικό πεδίο της θεωρίας υπολογισμού κατά τη δεκαετία του 1930, αλλά και της τεχνητής νοημοσύνης, χάρη στο λεγόμενο τεστ Τούρινγκ, την οποία πρότεινε το 1950: έναν τρόπο για να διαπιστωθεί πειραματικά αν μία μηχανή έχει αυθεντικές γνωστικές ικανότητες και μπορεί να σκεφτεί.

Τζον φον Νόιμαν

Ο Τζον φον Νόιμαν (28 Δεκεμβρίου 1903 – 8 Φεβρουαρίου 1957) είναι ένας από τους σπουδαιότερους μαθηματικούς του εικοστού αιώνα, γεννημένος στην Ουγγαρία, ο οποίος προσέφερε σε πάμπολλους κλάδους, όπως μαθηματικά, φυσική, οικονομικά, πληροφορική. Από μικρό παιδί έδειξε τα μεγάλα του χαρίσματα, όταν σε ηλικία 6 ετών μπορούσε να διαιρέσει οκταψήφιους αριθμούς από μνήμης, και να απαγγέλλει από μνήμης αρχαίους κλασσικούς. Σε ηλικία 8 ετών ήξερε ήδη μαθηματική ανάλυση. Σε ηλικία 23 ετών δίδασκε στο Πανεπιστήμιο του Βερολίνου, όπου και ήταν ο νεότερος καθηγητής που υπήρξε ποτέ. Στην ίδια ηλικία απέκτησε το διδακτορικό του στα μαθηματικά από το Πανεπιστήμιο της Βουδαπέστης. To 1930 όταν ο Χίτλερ ανέβηκε στην εξουσία, η οικογένεια του και αυτός μετακόμισαν στις ΗΠΑ.

Θεωρία πληροφορίας

Η θεωρία πληροφορίας είναι τμήμα των εφαρμοσμένων μαθηματικών και ασχολείται με την ποσοτικοποίηση της πληροφορίας. Η θεωρία της πληροφορίας αναπτύχθηκε από τον Κλοντ Σάνον για να βρει τα θεμελιώδη όρια της επεξεργασίας σήματος σε εφαρμογές όπως η συμπίεση δεδομένων και η αξιόπιστη αποθήκευση και μεταφορά δεδομένων.