Az számítógépipar kialakulása (Az első generációs elektronikus számítógépek)

A számítógépek első generációi közé az elektroncsöves digitális gépeket soroljuk. Ez az időszak 1940 és 1954 közé tehető. A háború és a háborús kutatások nagy lendületet adtak a számítógépipar fejlődésének.

1939-ben az Egyesült Államokban az Iowa State College-ban megépíti egy elektronikus gép prototípusát John Atanasoff (1903-) és Cliffor Berry (1918-1963). Az építők nevének kezdőbetűiből a számítógép az ABC nevet kapja.

1943 decemberére készült el a Colossus nevű számítógép, mely a németek Enigma kódoló gépén elküldött üzenetek megfejtésére szolgált. (Összesen 10 db ilyen gép készült, műszaki leírásukat a világ, a haditermékek 50 éves titkosítása miatt azonban csak napjainkban ismerhette meg.)

 35. ábra A Colossus

36. ábra Az ENIAC

1946-ban fejezik be az ENIAC (Electronik Numerical Integrator And Computer) építését. (USA) A fejlesztők között találhatjuk John Presper Mauchly és John William Eckert nevét. Az ENIAC-ot ballisztikai és szélcsatorna-számításokra használták.

A számítógépek nagy része hadi célokat szolgát. A gépeket a lőpálya elemzésben, a modern haditechnikai eszközök kutatásában használták. A haditechnika főleg a matematikai, fizikai, valamint az alkalmazott tudományok képviselőinek szaktudására számított. Számos kutatólaboratórium szerveződött e téma köré, és ezek a kutatólaboratóriumok közvetve, vagy közvetlenül segítették a számítástechnika fejlődését, a számítástudomány elméleti megalapozását.

A korszak egyik legjelentősebb tudósa Neumann János (1903-1957) magyar származású tudós volt

37. ábra Neumann János

38. ábra Neumann és az EDVAC

1930-as évek közepén kutatásait a hangsebességnél gyorsabb turbulens folyadék és gázáramlásában folytatja. Ekkortájt ismerte fel, hogy a nemlineáris parciális differenciálegyenletek témakörének alapvető titkait. Megállapította, hogy a hagyományos úton, analitikusan, de még az akkor már ismert kvalitatív vizsgálati módszerekkel is, ezek a nemlináris egyenletek által leírt jelenségek megközelíthetetlenek. A második világháború elejére a lökés- és robbanási hullámok vezető szakértője lett, ily módon kapcsolatba került 1937-tol a Ballisztikai Kutató Laboratóriummal. 1940-57 a Maryland állambeli Aberdeeni Kísérleti Lőtér Ballisztikai Kutató Laboratóriuma tudományos tanácsaó bizottságának tagja. 1941-1955 a Hadianyag ellátási Hivatal konzulense. 1943-tól a New Mexico állambeli Los Alamosban a Los alamosi Tudományos Laboratórium (AEC) konzulense lett. Ez idoben a két város és New Jersey állambeli Princeton között ingázik. 1945-tol haláláig az elektronikus számítógépprogram igazgatója lett a Felsőfokú Tanulmányok Intézetében.

1943. végétől csatlakozik a Los Alamosban folyó munkához. Ekkor a legfőbb probléma az, hogyan lehet a kritikus tömeget gyorsan elérni. Ehhez az egyik gondolat az volt, hogy a külön-külön kisebb tömegű részeket gömbbé kell egyesíteni, de úgy, hogy egyszerre jöjjön létre az egészben a láncreakció, azaz az esetleges kisebb részekben létrejövő helyi láncreakció ne robbantsa szét a bombát a tényleges felrobbantás elott. A részek egyesítésének technikai részleteit együtt dolgozták ki Seth Nedermeyer, Teller Ede, James L. Tuck és Neumann. A gömb alakú lökéshullám létrehozása volt a fő probléma, amelyre Neumann és Tuck találta meg a szellemes megoldást egy lencse alakú nagy erejű robbanóanyag formájában, amely végül is biztosította, hogy a hasadó anyag egy darabja sem lökődött ki az összerobbantás után, ami tekintélyes energia veszteséget okozhatott volna. Talán pont e munka kapcsán volt felmérhető az, hogy mennyire hasznos lett volna egy számításokat gyorsan elvégző gép használata.

Neumann és Goldstine személyesen először 1944-ben találkozott, miután Goldstine kijött a kórházból, az aberdeeni állomás peronján. Goldstine látásból ismerte Neumannt, bátorságot gyűjtve megszólította, és Philadelphiába tartó útjuk közben beszélgettek. Hamarosan szó esett arról, hogy Goldstine egy olyan gépen dolgozik, amely másodpercenként 333 szorzásra képes. Neumann érdeklődését ez nagyban felkeltette, és hamarosan olyan beszélgetésbe fogtak, amely inkább hasonlított egy doktori szóbeli vizsgán folytatott beszélgetéshez, mint kötetlen, humoros csevegéshez. Az első ENIAC-nél tett látogatásakor már két akkumulátoros egység már működött, ezekkel folytak a kísérletek. Eckert a küszöbön álló látogatás előtt elég sok fenntartással viseltetett Neumann iránt. Ennek talán egyik oka az volt, hogy igen sok tudós látogatta meg a munkálatokat és adott "hasznos" tanácsokat. Eckert ki is jelentette, hogy ha Neumann első kérdése a gép logikai szerkezetére fog vonatkozni, akkor ő is hinni fog zsenialitásában, egyébként egy újabb látogatáson is túlesnek. Természetesen Neumann első kérdése erre irányult. Később az EDVAC építésén együtt dolgoztak.

1945-től a princetoni Elektronikus Számítógép projekt igazgatója. Ekkor már foglalkoztatta az emberi agy működése. Az idegrendszer működését utánzó gépek kötötték le a figyelmét. Érdeklődésének kialakulásában fontos szerepet játszott Ortvay Rudolf, magyar tudós, akivel sokat levelezett. Neumann egy alkalommal így nyilatkozott: “a tudomány a jövőben inkább a szabályozás és vezérlés, programozás, adatfeldolgozás, kommunikáció, szervezés és rendszerek problémáival törődik majd”. Felismerte, hogy egy rendszer biztonságát illetve hatékonyságát nem annyira az határozza meg, hogy milyen elemekből épül föl, hanem az, hogyan van rendszerré szervezve, az elemek között milyen minőségű és mennyiségű információ megy át.

Neumann az elektronikus számológépek tervezése terén is fontos újítást vezetett be. Korábban a tervezésnél csak a legfontosabb nagy egységek (mint például az aritmetikai egység, programvezérlű egység stb.) jelölésére használtak funkcionális vázlatokat, ami az áttekinthetőséget erősen megnehezítette. Neumann olyan szimbolikát vezetett be, amely alkalmas volt arra, hogy konkrét műszaki megoldástól függetlenül a számítógép logikai struktúráját teljes részletességgel ábrázolja. Ezzel lehetővé vált, hogy a tervezést két egymástól független részre bontsák: először a Neumann által bevezetett jelölésekkel a szükséges mélységig megtervezik a gép logikai struktúráját. Ezt a munkát általában matematikusok végzik. Az így elkészült logikai struktúra kerül át azután a szorosabban vett műszaki tervezésbe, ahol a logikai szimbólumokat alkalmas módon instrumentálják. Ennek a gépek tervezésénél bevezetett szimbolikának a hatása hasonlatos volt a matematikában tapasztalt hatáshoz, amikor annak szimbolikáját bevezetették. Ez a szimbolika adott később ötletet a modulrendszer kidolgozására is.

Neumann számos egyetemmel és akadémiával tartott kapcsolatot. Tudományos munkásságát tanácsadói kinevezések és díszdoktori oklevelek jelzik.

1946-ban kezdett hozzá csoportjával a princetoni Institut for Advanced Studies intázetben egy új tárolt programú számítógép megtervezésének. A számítógépet IAS névre keresztelték az intézmény neve után. Az IAS tervezéséről több publikáció is megjelent, melyeknek később igen nagy hatása volt a későbbi számítógépek fejlesztésére.

Neumann 1949-től az atomenergia bizottságban egyre több kapcsolatot épít ki, 1955-től pedig Atomenergetikai kormánybiztos lett.

1955 májusában Washingtonba költöztek, augusztusban viszont bal vállában súlyos fájdalmak léptek fel. A műtét csontrákot állapított meg, amely később a gerincét is megtámadta. A betegség kialakulását nagy valószínűséggel az atombomba előállításakor szerzett sugárfertőzése okozhatta. 1956. januárjától csak tolókocsival volt képes közlekedni, de munkáját tovább folytatta. Áprilisban be kell feküdnie a kórházba, ahol még egy ideig próbált utolsó könyvén dolgozni, de a betegség véglegesen felülkerekedett rajta, 1957. február 8-án meghalt.

1944-1948 épül az ENIAC utóda az EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Calculator) melynek építésében Neumann is már részt vesz.

1950-ben készül el az első UNIVAC (UNIVersal Automatic Calculator) az első kereskedelmi forgalomban is kapható, sorozatban is gyártott számítógép. A tervezői John Presper Mauchly és John William Eckert. 1952-ben ezzel a géppel jósolják meg az elnökválasztás eredményét a szavazatok 7%-ának összeszámolása után. A valószínűség számítás később igazoltan helyes eredményt ad.

1947 és 1954 között számos más számítógép típus is megjelenik:

1947 SSEC (Selective Sequence Electronic Calculator; USA)

1950 Mark III

1952 MESM és BESZM (Szovjetúnió)

1952 Whirlwind (MIT Digital Computer USA haditengerészet)

1952 IBM-701 (Az első tárolt programozású azámítógép. USA)

1953 Sztrela (Szovjetúnió)

1954 IBM-650 (Az első üzleti célra szánt számítógép 2200 darabot gyártanak belőle)

A magyarországi továbbfejlődés

A KKCS-t az SZK váltja fel 1960 nyarán. A számítógép építési problémáját a használatának kérdései váltják fel. Az M-3-as egyedisége ugyanakkor nagyon jó alkalom volt arra, hogy a számítástechnikával foglalkozó tudósok több céggel is felvegyék a kapcsolatot, számukra a későbbiekben szakembereket képezzenek ki.

1961-ben újabb gépek érkeznek a Szovjetunióból. Két Ural-I-et kap a KFKI (Központi Fizikai Kutató Intézet) és a KSH-ba (Központi Statisztikai Hivatal). A KPM-be egy Bull-Gamma ET adatfeldolgozó gép érkezik. A NIM (Nehézipari Minisztérium) és a KGM (Kohó- és Gépipari Minisztérium) számítóközpontjába egy-egy ELLIOT-803-B adatfeldolgozó gép kerül.

Az ÉM és az MKKE és az MTA SZK 1965-ig három Ural-II számítógépet állít üzembe.

39. ábra Ural I

Bár az új számítógépek sokkal nagyobb teljesítményűek voltak, mégis az un.: első generációs gépek közé tartoztak, és egy idő után ugyanazokat a hibákat produkálták, mint az M-3-as.

Az M3-as az Ural-II, ELLIOT gépekhez viszonyítva már elavultnak számított, így néhány évig az a furcsa helyzet fordult elő, hogy az SZK szakemberei egyes feladatokat a NIM és a KGM számítóközpontjában lévő gépeken kellett, hogy futtassanak.

A kutatás másik vonala –bár szorosan kapcsolódik a számítógépek fejlődéséhez és a számítógépek kialakulásához– a kibernetika illetve az automatizálás kutatása volt. Ennek fő feladatát az AKI (Automatizálási Kutató Intézet) látta el. A kutatások párhuzamosan folytak a Magyar Tudományos Akadémia keretében.

Az 1960-ban létrejött KFKI Elektronikus Kísérleti Üzeme kifejleszti a 128 csatornás analizátort a TPA elődjét.

1965-ben elkészül az első TPA(Tárolt Programú Analizátor), mely már tranzisztoros változatban készül.

1969-ben a PDP-8-as számítógép konstrukciója alapján elkészül a TPA-10 1972-től „tömeggyártásban készült. A TPA-t a TPA-70 és az ATPA-1100-as követte. Közben a nagyobb vállalatokhoz megérkeztek az R-10-es tervei és az ezt követő szériák.

40. ábra PDP-11

41. ábra TPA-1001

1971-ben elkezdődött a Számítástechnikai Központ Fejlesztési Program. A Központi Fejlesztési Program keretében az akkori szocialista országok közös számítógépgyártásba kezdtek, Magyarország az R 10 számítógépet gyártotta. 1975-ig sikerült a számítástechnikai kultúra alapjait lerakni, beindult a számítástechnikai szakemberek képzése.

1971 elején 120 számítógép működött hazánkban, ez 1977 végére számuk 521 kis és 329 mini kategóriájú számítógépre javult.

1976-80 között elsősorban a mennyiségi növekedés a jellemző, 1981-től viszont előtérbe kerülnek az alkalmazások, majd a számítástechnika bevonult a közepes- és nagyvállalatok életébe.

A számítógép ipar fejlődése (a második generációs számítógépek)

A második generációs számítógépek tranzisztorokat, ferritgyűrűs tárakat tartalmaznak. Ezeknél a gépeknél jelenik meg a megszakítás-rendszer, amelyekkel az előre nem látható eseményeket a számítógépek önmaguk is kezelni tudják. A második generációs számítógépeknél jelennek meg az operációs rendszerek és a magas szintű programozási nyelvek. A második generációt az 1955-1960-as évek közé lehet tenni.

1954-1957 között dolgozzák ki az IBM-nél John Backus vezetésével a FORTRAN nyelvet.

1955 Jay Forester a MIT-nél kidolgozza a ferritgyűrűs memóriát.

1956: D.T. Ross kifejleszti az APT-t (Automatic Programmed Tool).

1956: A kormányzat tröszt ellenes pere az IBM ellen eldőlt; jóváhagyják azt a rendeletet, mely megköveteli, hogy az IBM el- és ne bérbeadja számítógépeit.

1956: A. Newell, D. Shaw és F. Simon kigondolján az IPL nyelvet (Information Processing Language.)

1956: RCA szállítja a Bizmac-ot.

1956: Ifjabb T.J. Watson elfogadja az IBM elnöki posztját.

1956: John McCarthy megalkotja az MI szóösszetételt /mesterséges intelligencia/ (artificial intelligence).

1957: Megvalósul az a Datamation első kiadása.

1958: Zürichben bemutatkozik az ALGOL, az első IAL (International Algebraic Language) nezetközi algebrai nyelv.

1958: Az első virtuális memóriával rendelkező gépet az Atlast, Feranti mutatja be Angliában. A gépet R.M. Kilburn fejlesztette ki a manchesteri egyetemen (University of Manchester).

1958: A NEC-nél megépül az első elektronikus számítógépek: a NEC-1101-es és 1102-es.

1958: Frank Rosenblatt a Mark I-hez a CRT-t használva kimeneti egységet épít.

1958: John McCarthy vezényletével a MIT kifejleszti a LISP nyelvet az IBM 704-re.

1958: Seymour Cray megépíti az első teljesen tranzisztoros szuper-számítógépet a Control Data Corp (CDC) cégnél.

1958: Jack Kilby „Texas Instruments”-jét gyártják először integrált áramkörrel. Ebből a számológépből Magyarország később nagy tételben importál.

1959: Megalkotják a COBOL nyelvet a Conference on Data System Languages-nél (Codasyl), amelynek alapja Grace Hopper Flow-Matic-ja.

1959: Az első programcsomagot a Computer Science Corporation árusítja.

1959: Az IBM bemutatja 1401-est. Több mint 10,000 egységből áll.

1959: Az IBM szállítja az első tranzisztoros, számítógépeket az 1620-ast és az 1790-est.

1959: Jack S. Kilby a Texas Instruments cégnél szabadalmaztatja az integrált áramkört.

1959: Robert Noyce a félvezetők használatával kifejleszti az integrált áramkörök egységes szerkezetének alapgondolatát.

1960: Benjamin Curley kifejleszti az első minicomputert, a PDP-1-est, a Digital Equipment Corporation-nél.

1960: A COBOL nyelv fut az UNIVAC II-őn és az RCA 501-en.

1960: Control Data Corporation kiadja első termékét, a nagytudású számítógép neve: CDC 1604.

1960: A DEC is gyártja az első kis számítógépet a PDP-1-et.

1960: Az első elektronikus kapcsoló központi iroda működésbe lép Chicago-ban.

1960: Megjelennek az első cserélhető mágneslemezek.