Dejiny počítačov

Dejiny počítačov je možné definovať ako obdobie, od kedy sa začal vývoj počítacích strojov až do súčasnosti.
Počítač sa dnes vďaka svojmu výkonu považuje za univerzálne použiteľné zariadenie na automatické spracovanie údajov. V minulosti však slúžil na to, aby človeku pomohol zrealizovať výpočty.

Počítačová kamenná doba

Vek najstaršej zachovanej mechanickej pomôcky Abakusu, ktorý slúžil na uľahčenie počítania, sa odhaduje na 5 000 rokov.
Bola to drevená alebo hlinená doštička, v ktorej boli vyryté jarčeky a v nich sa posúvali kamienky. Tie sa po latinsky volajú calculus (kalkulus) – odtiaľ meno pre kalkulačku. Abakus sa používal v Starom Grécku a Ríme a dodnes sa používa v Japonsku a v Číne. 
Už od  pradávna si počtári radi uľahčovali prácu, ktorú mali pri počítaní. Niektoré výpočty, ktoré realizovali, by sa dali skutočne označiť za otrocké. Dokladom je aj pergamen z 16. storočia, do ktorého neznámy benátsky mních primaľoval k zložitému výpočtu obrázok galejí. Dokonca spôsob, akým v stredoveku delili, sa nazýval galejným. 
Jediná pomôcka, ktorá počtárom uľahčovala prácu, bola tabuľka dopredu vypočítaných hodnôt. Najstaršia takáto tabuľka, ktorá sa zachovala, pochádza zo 17. storočia pred naším letopočtom. Neskôr sa postupne začali objavovať dômyselnejšie tabuľky, ktoré pomáhali hvezdárom vypočítať dráhy nebeských telies. Išlo hlavne o tabuľky druhých a tretích mocnín a trigonometrických funkcií. 
Prvou mechanickou pomôckou, ktorá však významným spôsobom ovplyvnila vznik mechanických strojov, boli Napierove kosti, ktoré vymyslel škótsky matematik John Napier niekedy na konci šestnásteho storočia. Objav bol však zverejnený až po jeho smrti v roku 1617. Mechanické kalkulátory, ktoré vznikli neskôr, sú len zdokonalením tejto geniálnej myšlienky.
Pri počítaní pomocou napierových kociek sa na dve strany obdĺžnika (alebo štvorca) zostavili čísla ktorých súčin sme chceli vypočítať. Potom sa na miesto so súradnicami daných cifier umiestnila kocka s ich súčinom. Po zostavení celého obdĺžnika stačilo urobiť súčet cifier po diagonále a poprípade pričítať prenos z predchádzajúceho súčtu.
Tento významný matematik – John Napier je však autorom ešte jedného vynálezu, ktorý umožnil mechanizovať výpočty. Týmto vynálezom je logaritmické pravítko. Princíp tejto mechanickej pomôcky spočíva v nahradení súčinu súčtom s využitím logaritmov, pretože platí: log (a × b) = log a + log b 
a tiež platí:
log (a ÷ b) = log a - log b.

Prvé mechanické kalkulátory

Nákres zrejme najstaršieho počítacieho stroja nakreslil Leonardo da Vinci. Rovnako ako väčšina jeho vynálezov i tento zostal bez povšimnutia verejnosti.
Otcom éry počítacích strojov sa stal Wilhelm Schickard, ktorý postavil roku 1623 prvý mechanický počítací stroj. Ten používal ozubené kolieska určené pôvodne pre hodiny – preto býva tiež nazývaný „počítacie hodiny“. Tento stroj slúžil na sčítavanie a odčítavanie šesťiciferných čísel a vraj bol prakticky použitý Johannom Keplerom pri astronomických výpočtoch.
V tom istom roku keď Wilhelm Schickard zostrojil prvý počítací stroj sa narodil významný francúzsky filozof, matematik, fyzik a konštruktér ďalšieho mechanického počítacieho stroja Blaise Pascal. Svoj stroj zhotovil pre svojho otca, ktorý pracoval ako účtovník v roku 1642 vo veku 19-tich rokov. Jeho stroj Pascalina slúžil ako prostriedok na mechanické sčítavanie a odčítavanie čísel, ktorý sa osvedčil ako pomerne pozoruhodný a presný prístroj s obmedzenými možnosťami. Aj napriek prekvapujúcej rýchlosti a presnosti mnohí ľudia mali strach z tohto stroja, pretože niektorí úradníci sa báli, že takýto výkonný stroj môže zapríčiniť stratu ich zamestnania. Z týchto dôvodov Pascal mohol vytvoriť a distribuovať iba asi 50 kusov pascaliny. 
Ďalšie zlepšenie priniesol v roku 1673 nemecký filozof a matematik Wilhelm Gottfried von Leibniz. Leibnitzov kalkulátor dokázal čísla aj násobiť, deliť a dokonca aj počítať s odmocninami. Jeho stroj bol úspešný i na trhu a na jeho princípe boli zostrojené takmer všetky ďalšie mechanické počítacie stroje.
Prvým masovo vyrábaným mechanickým kalkulátorom sa stal Aritmometer, ktorý si dal patentovať Charles Xavier Thomas de Colmar v roku 1820.

Analógové stroje

V roku 1886 James Thompson, brat Lorda Kelvina, vynašiel analyzátor, ktorý na princípe analógie meranej veličiny a mechanického posunu umožnil zobrazenie hodnoty meranej veličiny. Na základe tejto úvahy Vannevar Bush zostrojil v roku 1930 prvý univerzálny dovtedy najpresnejší počítací stroj s názvom diferenciálny analyzátor (angl. Differential analyser). Stroj dokázal riešiť diferenciálne rovnice s osemnástimi nezávislými premennými.
Rozšírenie elektrického prúdu umožnilo zostrojenie analytických strojov, ktoré pracovali na princípe analógie meraných veličín a veľkosti prúdu a napätia (čím väčšie číslo tým väčší prúd a naopak).

Počítače 0. generácie

Za počítače nultej generácie sa považujú elektromechanické počítače, ktorých základom sa stala súčiastka nazývaná elektromagnetické relé. Tieto počítače pracovali väčšinou s taktovacou frekvenciou ani nie 1 Hz (60 operácií za minútu).
 Za prvý zostrojený programovateľný počítač sa považuje počítač (predchodca Z1), ktorý zostrojil Konrad Zuse vo svojej spálni v roku 1936. Stroj sa stal takým veľkým ako mu dovolili múry jeho spálne. Počítač pracoval už v dvojkovej sústave a dokázal pracovať s číslami s pohyblivou rádovou čiarkou. Program sa do počítača zavádzal pomocou diernej pásky, ktorou bol kinofilm. Počítač bol ešte elektromechanický s kolíkovou pamäťou na 16 čísel a bol nespoľahlivý a nevhodný pre praktické použitie. Zuse tiež nepoznal práce Babbaga, preto do počítača nezakomponoval podmienené skoky. Jeho projekt bol veľmi nákladný no podarilo sa mu ho dokončiť za pomoci príspevkov jeho priateľov. Po dokončení predviedol počítač vláde, ktorá uvolnila prostriedky na stavbu ďalších troch vylepšených modelov, Z2, Z3 a Z4.
V roku 1936 Alan M. Turing publikoval článok, v ktorom vysvetľuje svoju myšlienku o univerzálnej elektronickej kalkulačke s názvom Turingov stroj. Stroj mal byť schopný vyriešiť ľubovoľnú výpočtovú a logickú operáciu. Napriek tomu, že stroj nebol nikdy zostrojený jeho myšlienka sa použila na zostrojenie neskorších počítačov.
V roku 1937 Howard Aiken navrhol elektromechanické zariadenie nazvané automaticko-sekvenčná kalkulačka (angl. Automatic Sequence Controlled Calculator). Prínosom jeho návrhu bol presun informácii elektrickou cestou miesto mechanickej, čím sa mal podstatne skrátiť čas a zvýšiť presnosť výpočtu. Svoj návrh neskôr predložil predsedovi firmy IBM, ktorá financovala zostrojenie počítača, ktorý bol neskôr nazvaný MARK 1.
V roku 1937 Claude Shannon demonštroval, že Boolova algebra sa dá riešiť použitím elektromagnetického relé.
V roku 1938 Konrad Zuse dokončil prvý experimentálny model počítača V1, ktorý bol neskôr premenovaný na Z1. Počítač pracoval s číslami v dvojkovej sústave s pohyblivou rádovou čiarkou (16 bitov mantisa a 7 bitov exponent a jeden znamienkový bit). Dáta mohli byť vložené pomocou diernych pások alebo numerickou klávesnicou. Výsledok bol zobrazovaný pomocou elektrických lámp. 
V roku 1941 Konrad Zuse skombinoval svoju mechanickú pamäť s novou aritmetickou jednotkou na báze elektromagnetického relé. Na jej konštrukciu bolo použitých 200 kusov. Tento experimentálny projekt bol nazvaný Z2. Ešte v ten istý rok však zostrojil ďalší model svojho počítač Z3, ktorý bol prvým plne funkčným digitálnym počítačom. Tvorilo ho až 2 600 elektromagnetických relé. Jedna polovica týchto relé tvorila výpočtovú jednotku a druhá polovica slúžila ako pamäť. Počítač dokázal vykonať až 50 aritmetických operácií za minútu.
V roku 1942 Konrad Zuse zostrojil posledný model svojho počítača Z4, ktorý bol použitý na výpočet aerodynamických charakteristík smerového krídla lietadiel. Tento model bol iba malým vylepšením oproti Z3, pretože Zuse kvôli druhej svetovej vojne už nemal dostatok finančných prostriedkov.
V roku 1943 Howard Aiken a Grace Hopper dokončili počítač MARK 1. Počítač mal dĺžku 10,6 metra a výšku 2,6 metra, vážil 5 ton, bol zhotovený z 800 000 súčiastok a obsahoval 497 míľ drôtu. Mark 1 pri svojich výpočtoch používa 23 pozícii, mal 72 aritmetických pamäťových registrov (operačnú pamäť) na sčítanie a ukladanie čísel a 60 ručných kľúčov (statická pamäť) na vkladanie konštánt. Vstup sa uskutočňoval nastavovaním ručných kľúčov alebo zo štandardných diernych štítkov, výstup pomocou elektrického písacieho stroja alebo dierovaním do štítkov. Počítač pracoval v desiatkovej sústave s pevnou rádovou čiarkou. Mark 1 dokázal sčítať dve čísla za 0,3 s, vynásobiť ich za 6 s a vypočítať hodnotu sínusu daného uhla do jednej minúty. Stroj pracoval plných 15 rokov na Harvardskej univerzite a mal mnohostranný význam. Bol teda prvým operačným počítačom.
V roku 1947 Howard Aiken zostrojil ďalší počítač Mark 2, ktorý bol už čisto reléový (13 000 relé). Počítač pracoval v dvojkovej sústave s číslami s pohyblivou desatinnou čiarkou. Mal operačnú pamäť na 100 čísel s desiatimi platnými číslicami. Sčítanie trvalo už iba 0,125 s a násobenie priemerne 0,25 s. 
Nevýhodou reléových počítačov boli veľké rozmery, veľká hlučnosť. Nevýhodou bolo tiež to, že sa mechanické časti elektromagnetického relé opotrebovávali trením. Na chladenie bolo potrebných niekoľko ton ľadu denne. Príkladom nevýhod reléových počítačov je i prvý počítačom vyrobený v Česko-Slovensku profesorom Svobodom z Výskumného ústavu matematických strojov. SAPO (SAmočinný POčítač), ktorý bol uvedený do prevádzky v roku 1957. Tento počítač 3 roky po jeho zhotovení, v roku 1960 zhorel kvôli iskre z reléového kontaktu, ktorá zapálila kaluž mazacieho oleja, s ktorým sa relé mastilo. Kvôli spomínaným nevýhodám sa vo väčšej miere začali konštruovať počítače na báze elektrónok.
Počítač SAPO obsahoval 7000 relé a 400 elektrónok. Mal magnetickú bubnovú pamäť s kapacitou 1024 32 bitových slov (to zodpovedá dnešným 4096 Bajtom) a pracoval v dvojkovej sústave s pohyblivou desatinnou čiarkou. Tento počítač mal dve zvláštnosti. Prvou bolo to, že každá inštrukcia mala päť adries (2 operandy, výsledok a adresy skokov pre kladný a záporný výsledok). Druhá zvláštnosť bola tá, že vlastne išlo o tri rovnaké počítače, ktoré pracovali naraz. Výsledok každej operácie sa medzi sebou porovnal a v prípade že bol zhodný aspoň na dvoch počítačoch tak sa považoval za správny. Ak sa ale všetky tri výsledky odlišovali, operácia sa opakovala.

Počítače 5. generácie

Počítače piatej generácie sú zatiaľ hudbou budúcnosti. Niekedy sú opisované ako stroje s umelou inteligenciou. Významným krokom by sa mohol stať kvantový počítač