Die geskiedenis van rekenaars
Die fantastiese geskiedenis van die rekenaar
Vandag lewe ons in die eeu van die rekenaar—asof dit die natuurlikste hulpmiddel ter wêreld is. Maar agter die ingewikkelde masjien wat jou in staat stel om hierdie woorde te lees, lê 'n lang en fassinerende geskiedenis...
REGS: Die wêreld se eerste volledig elektroniese digitale rekenaar wat in die 1940's die lig gesien het—die sogenaamde ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer). Dit het 'n paar vertrekke vol gestaan.
'n GREEP (Engels "byte") is 'n eenheidjie van inligting op 'n rekenaar. Elke greep, wat uit agt sogenaamde bisse (Engels "bits) opgebou is, stel 'n data-eenheid soos 'n letter of 'n syfer voor. Maar hoe groot is 'n bis, wat die basis van dit alles vorm, dan nou eintlik?
Wel, iemand het al bereken dat, toe rekenaars rondom 1950 nog met vakuumbuise toegerus was, een bis darem so min of meer op 'n duim kon inpas. In die 1950's en '60's, toe transistors die wêreld oorgeneem het, kon een bis die grootte van 'n vingernael vul. In die 1960's en '70's, met die oorname van geïntegreerde stroombane, kon duisende bisse 'n hand se grootte beslaan.
En sedert die 1970's, nadat silikon-rekenaarskyfies die toneel begin oorheers het, kan miljoene bisse op 'n vingernael inpas!
Dis hoe die rekenaar in die afgelope halfeeu of wat kon krimp van 'n logge installasie wat meer as167 vierkante meter se vloerruimte beslaan het tot die hanteerbare apparaat op jou lessenaar.
Maar presies wat is 'n vakuumbuis, transistor, geïntegreerde stroombaan en silikonskyfie nou eintlik en hoe het die idee vir die rekenaar ontstaan en ontwikkel?
DIE MENS se eerste hulpmiddels met tel en optel was stellig sy vingers. Dit is interessant dat die feit dat ons met groepe van tien werk, juis daaruit ontstaan het dat ons tien vingers het. Maar vingers het natuurlik hul beperkinge en mense het spoedig na iets buite hulself begin soek om hul tellery makliker te maak.
Eers was daar klippies, wat die nommers van een tot tien voorgestel het. Trouens, die woord ''kalkuleer'' (bereken) kom juis van die Latynse woord ''calculus'', wat 'n klippie beteken. Die ou Mesopotamiërs het vlak trôe in die grond gemaak en klippies daarin gesit. Deur die klippe van een trog na 'n ander te verskuif, kon hulle ruwe berekeninge doen.
Die Grieke en Romeine het eweneens klippies of skywe van glas, ivoor of been gebruik om mee te reken. Die klippies was 'n soort voorloper van die abakus of telraam, 'n vroeë rekentoestel wat van omstreeks 3 000 vC af in China en Japan gebruik is, en later ook in Egipte, Griekeland en Rome.
'n Abakus (illustrasie) bestaan uit 'n raam, wat gewoonlik van hout is, met dwars drade of smal houtstafies ewewydig daarin gespan en krale aan die drade of stafies. Die krale, wat eenhede van tiene, honderde en duisende voorstel, word geskuif om berekeninge soos optel, aftrek, maal en deel te doen, asook om vierkantswortels en derdemagswortels te bepaal.
Daar was allerhande vroeë toestelle wat vir berekeninge gebruik is, maar ons maak 'n sprong tot in die 1800's na die ontwerpe van twee masjiene wat dekades voor hul tyd was. In 1822 het die briljante Engelse uitvinder Charles Babbage 'n masjien ontwerp wat die differensie-masjien genoem is. Dit moes eenvoudige wiskundige tafels bereken en uitdruk.
In die 1830's het Babbage sy plan vir die differensie-masjien laat vaar—hy het dit nooit voltooi nie—en gekonsentreer op die ontwerp van 'n tweede masjien, die analitiese masjien, wat lang en ingewikkelde berekeninge moes doen en die resultate moes uitdruk. Die masjien moes met geperforeerde kaarte ''geprogrammeer'' word.
Babbage het veertig jaar aan die ontwikkeling van die analitiese masjien gewerk en baie van sy eie geld asook 'n skenking van die Engelse regering daarvoor gebruik. Ten spyte hiervan het hy nie genoeg geld gehad nie. En dan het die tegnologie toe nog nie bestaan om sy masjien 'n werklikheid te maak nie. Soos sy voorganger die differensie-masjien is die analitiese masjien ook nooit gebou nie.
Rekenaars het die eerste keer in die laat 1800's in gebruik gekom toe die Amerikaanse uitvinder Herman Hollerith 'n masjien ontwerp het wat die resultate van die Amerikaanse sensus van 1890 getabuleer het. Sy toestel was so vinnig en ekonomies vir sy tyd dat dit spoedig in die nywerheid en inrigtings gebruik is.
MAAR dit was eers met die ontwikkeling van die elektronika in die Tweede Wêreldoorlog dat die eerste volledig elektroniese digitale rekenaar die lig gesien het—die Amerikaners se sogenaamde ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer). Dit het 'n paar vertrekke vol gestaan. ENIAC was veel vinniger as die mens se verstand—wanneer hy wel gewerk het.
Dié rekenaar het in 1946 die eerste keer sy vermoë aan die publiek gewys deur binne minder as halwe sekonde 97 367 vyfduisend keer met homself te vermenigvuldig. Maar sy groot nadeel was dat hy 18 000 vakuumbuise nodig gehad het—en wanneer een van die buise geblaas het, het die hele rekenaar stilgestaan.
Die vakuumbuis (foto) was 'n spesiaal geboude, lugleë glasbuis, soos 'n gloeilamp, wat die krag van 'n elektriese sein grootliks kon versterk. Dit het gewerk deurdat 'n gloeidraad daarbinne verhit is totdat dit bloedrooi was. Elektrone is daardeur in die buis vrygelaat, wat deur ander elemente in die buis beheer kon word. Dit het egter ook baie elektrisiteit verbruik. Elke keer wanneer ENIAC aangeskakel is, word vertel, het die ligte van die nabygeleë Philadelphia verdof!
Hoe nou gemaak om rekenaars nie net kleiner nie, maar ook betroubaarder te maak? Die probleem is grootliks opgelos deur die transistor, wat in 1948 deur William Shockley, John Bardeen en Walter Brattain uitgevind en teen 1954 vervolmaak is.
Die transistor is van silikon (die stof wat 'n bestanddeel van gewone sand is), 'n halfgeleier van elektrisiteit, vervaardig. In teenstelling met die vakuumbuis het dit net 'n geringe hoeveelheid elektrisiteit gekos om die transistor aan te skakel. Boonop was tweehonderd transistors saam so groot soos die kleinste vakuumbuis in ENIAC.
Transistors (foto) het egter ook hul probleme gehad. Die hoofprobleme was dat hulle, soos ander elektroniese komponente, aan mekaar gesoldeer moes word. Hoe ingewikkelder die stroombane geword het, hoe ingewikkelder en talryker het die verbindings tussen die individuele transistors geword en hoe groter was die moontlikheid van foutiewe bedrading.
In 1958 is hierdie probleem ook opgelos—deur Jack St. Clair Kilby van Texas Instruments. Hy het die eerste geïntegreerde stroombaan of skyfie (chip) vervaardig. 'n Skyfie is in werklikheid 'n versameling piepklein transistortjies wat aan mekaar verbind word wanneer die skyfie gemaak word. Só is die behoefte feitlik uitgeskakel om groot getalle transistors aan mekaar te soldeer. Benewens die feit dat ruimte bespaar is, is die snelheid van die masjien verhoog omdat die elektrone nie so ver hoef te beweeg nie.
Die koms van die mikroprosesseerder (1969) het rekenaars soveel kleiner gemaak dat bekostigbare persoonlike rekenaars teen 1975 hul pad na klein ondernemings, skole en huise regoor die wêreld begin vind het.
En vandag lewe ons steeds gerieflik in die eeu van die rekenaar—so asof dit die natuurlikste hulpmiddel ter wêreld is! •
BO: Die rekenaarskyfie is klein, maar 'n ongelooflike hoeveelheid inligting kan daarop geberg word.
Krediet: Universiteit van Alabama / Vergunning US National Science Foundation
••• •• • • • • • • •
REGS: Baie rolprentateljees gebruik superrekenaars vir digitale effekte.
WATTER rekenaar is vandag die heel kragtigste van die vyfhonderd kragtigste rekenaars op aarde? Die rekenaarmaatskappy IBM se Blue Gene/L beklee die eerste plek op die lys wat al om die twee jaar saamgestel word. Blue Gene/L het in Junie 2005 'n nuwe wêreldrekord opgestel met 280,6 triljoen berekeninge per sekonde.
Die superrekenaar is staangemaak in die Lawrence Livermore National Laboratory in Kalifornië, Amerika. Dit het die rekenvermoë van 130.000 prosesseerders.