Šiandien sunku įsivaizduoti kasdienybę be išmaniųjų telefonų, nešiojamųjų kompiuterių ar debesų technologijų, kurios akimirksniu sujungia mus su visu pasauliu. Tačiau kelias iki šios technologinės gausos buvo ilgas, sudėtingas ir kupinas inžinerinių iššūkių. Tai, ką dabar laikome savaime suprantamu dalyku – galimybę kišenėje nešiotis įrenginį, galingesnį už mašinas, kurios prieš pusšimtį metų užėmė ištisas sales – yra vienas didžiausių žmonijos pasiekimų. Kompiuterių evoliucija nėra tik techninės įrangos tobulėjimo istorija; tai pasakojimas apie žmogaus ambicijas išspręsti sudėtingiausias problemas greičiau ir efektyviau. Šiame straipsnyje apžvelgsime, kaip nuo mechaninių skaičiuotuvų ir milžiniškų lempinių mašinų perėjome prie dirbtinio intelekto valdomų sistemų, keičiančių mūsų gyvenimo būdą.
Mechaninė pradžia: idėjos, pralenkusios laiką
Nors kompiuterių erą esame linkę sieti su elektra, pirmosios skaičiavimo mašinos buvo visiškai mechaninės. Jau XIX amžiuje matematikai ir inžinieriai suprato, kad sudėtingiems skaičiavimams atlikti reikalingas automatizavimas, siekiant išvengti žmogiškųjų klaidų.
Viena ryškiausių figūrų šioje ankstyvojoje istorijoje yra Charlesas Babbage’as. Jo sukurta „Analitinė mašina” (nors ir nebuvo visiškai užbaigta jam esant gyvam) laikoma šiuolaikinio kompiuterio prototipu. Ji turėjo visus pagrindinius komponentus, kuriuos randame ir šiandienos procesoriuose: duomenų įvedimo būdą, atmintį, procesorių (kurį jis vadino „malūnu”) ir rezultatų išvedimo mechanizmą. Būtent šiam įrenginiui Ada Lovelace parašė pirmąjį algoritmą, todėl ji pelnytai laikoma pirmąja programuotoja istorijoje.
Pirmoji karta: vakuuminės lempos ir milžiniški gabaritai
Tikroji elektroninių kompiuterių era prasidėjo Antrojo pasaulinio karo metais ir iškart po jo. Tuometiniams mokslininkams reikėjo įrenginių, galinčių greitai apskaičiuoti balistines trajektorijas ar iššifruoti priešų kodus. Taip gimė pirmoji kompiuterių karta, kurios veikimas buvo paremtas vakuuminėmis lempomis.
Garsiausias šios eros pavyzdys – ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer), sukurtas 1946 metais. Tai buvo tikras technologinis monstras:
- Svoris siekė apie 30 tonų.
- Užėmė apie 167 kvadratinius metrus ploto.
- Turėjo daugiau nei 17 000 vakuuminių lempų.
- Naudojo milžinišką kiekį elektros energijos.
Nors ENIAC buvo tūkstančius kartų greitesnis už bet kokį žmogų ar mechaninį skaičiuotuvą, jis turėjo rimtų trūkumų. Vakuuminės lempos dažnai perdegdavo, skleisdavo didžiulį karštį, o mašinos programavimas vyko fiziškai perjunginėjant laidus ir jungiklius. Tai buvo lėtas ir kruopštus darbas, kurį dažniausiai atlikdavo moterys programuotojos.
Antroji karta: tranzistorių revoliucija
Esminis lūžis įvyko 1947 metais, kai „Bell Labs” laboratorijoje buvo išrastas tranzistorius. Tai neabejotinai vienas svarbiausių XX a. išradimų, pakeitęs visą elektronikos industriją. Tranzistoriai atliko tą pačią funkciją kaip ir vakuuminės lempos – valdė elektros srovės srautą – tačiau jie buvo:
- Daug mažesni.
- Greitesni.
- Patikimesni.
- Naudojo žymiai mažiau energijos.
Pakeitus lempas tranzistoriais, kompiuteriai tapo kompaktiškesni ir prieinamesni ne tik vyriausybinėms organizacijoms, bet ir didelėms verslo korporacijoms bei universitetams. Šiuo laikotarpiu taip pat pradėjo formuotis aukšto lygio programavimo kalbos, tokios kaip COBOL ir FORTRAN, kurios leido programuotojams rašyti kodą suprantamesne kalba, užuot manipuliavus dvejetainiu kodu tiesiogiai.
Trečioji karta: integriniai grandynai
Technologijoms tobulėjant, inžinieriai susidūrė su problema: kaip sujungti tūkstančius tranzistorių į vieną sistemą, nedidinant įrenginio dydžio? Atsakymas buvo integrinis grandynas (mikroschema). 1958 metais Jackas Kilby ir Robertas Noyce’as nepriklausomai vienas nuo kito sukūrė būdą, kaip ant vieno silicio gabalėlio sutalpinti daugybę komponentų.
Tai leido kompiuteriams tapti dar mažesniems ir galingesniems. Atsirado operacinės sistemos, leidžiančios vienu metu vykdyti kelias programas. Šiuo laikotarpiu iškilo tokios kompanijos kaip IBM, kurios „System/360” serija tapo verslo kompiuterijos standartu. Kompiuteriai pradėjo naudoti klaviatūras ir monitorius, pakeisdami senąsias perfokortas.
Ketvirtoji karta: mikroprocesoriai ir asmeniniai kompiuteriai
Didžiausias šuolis link to, ką naudojame šiandien, įvyko 1971 metais, kai „Intel” pristatė pirmąjį mikroprocesorių 4004. Tai reiškė, kad visi pagrindiniai kompiuterio komponentai (centrinis procesorius) buvo sutalpinti į vieną mažą lustą.
Šis išradimas atvėrė duris asmeninių kompiuterių (PC) revoliucijai. Aštuntajame dešimtmetyje garažuose ir mažose dirbtuvėse entuziastai pradėjo konstruoti kompiuterius namų vartotojams. Rinkoje pasirodė:
- Altair 8800 – dažnai laikomas pirmuoju asmeniniu kompiuteriu, kurį reikėjo susirinkti pačiam.
- Apple II – pirmasis masinės gamybos kompiuteris su spalvota grafika, sukurtas Steve’o Jobso ir Steve’o Wozniako.
- IBM PC – 1981 metais išleistas modelis, kuris nustatė techninės įrangos standartus dešimtmečiams į priekį.
Kartu su technine įranga tobulėjo ir programinė įranga. „Microsoft” sukūrė DOS, o vėliau ir „Windows”, tuo tarpu „Apple” populiarino grafinę vartotojo sąsają (GUI) ir pelę, kas pavertė kompiuterius prieinamus net ir neturintiems techninio išsilavinimo žmonėms.
Interneto amžius ir mobilioji era
Dešimtajame dešimtmetyje kompiuteriai nustojo būti izoliuotais skaičiavimo įrenginiais ir tapo komunikacijos priemonėmis. Pasaulinio tinklo (World Wide Web) atsiradimas sujungė milijonus kompiuterių į bendrą sistemą. Tai pakeitė ekonomiką, švietimą ir pramogas.
Tačiau tikroji transformacija įvyko XXI amžiaus pradžioje. Komponentų miniatiūrizacija leido sukurti nešiojamuosius kompiuterius, kurie savo galia nenusileido staliniams. O 2007 metais pasirodęs „iPhone” pradėjo išmaniųjų įrenginių erą. Šiandieniniai išmanieji telefonai yra galingi kišeniniai kompiuteriai, turintys nuolatinį ryšį su internetu, GPS imtuvus, aukštos raiškos kameras ir jutiklius.
Debesų kompiuterija
Svarbu paminėti ir debesų technologijų (Cloud Computing) atsiradimą. Vartotojams nebereikia turėti galingų serverių savo namuose ar biuruose – duomenų apdorojimas ir saugojimas persikėlė į milžiniškus duomenų centrus. Tai leidžia pasiekti savo failus ir programas iš bet kurio įrenginio, bet kurioje pasaulio vietoje.
Dažniausiai užduodami klausimai (DUK)
Čia pateikiame atsakymus į dažniausiai kylančius klausimus apie kompiuterių istoriją ir raidą.
Koks buvo pats pirmasis elektroninis kompiuteris?
Dažniausiai pirmuoju bendrosios paskirties visiškai elektroniniu skaitmeniniu kompiuteriu laikomas ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer), užbaigtas 1946 metais JAV. Tačiau verta paminėti ir anksčiau sukurtą „Colossus” (Didžioji Britanija) bei ABC kompiuterį, nors jie turėjo ribotesnes funkcijas arba nebuvo pilnai programuojami.
Kas yra Mūro dėsnis ir ar jis vis dar galioja?
Mūro dėsnis (Moore’s Law) yra Gordono Moore’o 1965 metais suformuluota prognozė, kad tranzistorių skaičius mikroschemoje padvigubės maždaug kas dvejus metus, o kaina išliks panaši. Ilgą laiką šis dėsnis veikė tiksliai, tačiau pastaraisiais metais dėl fizikinių ribų (atomų dydžio) jo tempas lėtėja, o inžinieriai ieško naujų būdų didinti našumą.
Kuo skiriasi mikroprocesorius nuo mikroschemos?
Mikroschema (arba integrinis grandynas) yra bendras terminas bet kokiam elektroniniam grandynui, sutalpintam ant mažo puslaidininkio plokštelės. Mikroprocesorius yra specifinė mikroschemos rūšis – tai kompiuterio „smegenys” (CPU), atsakingos už instrukcijų vykdymą ir logines operacijas.
Kada atsirado internetas?
Interneto pirmtakas ARPANET buvo sukurtas 1969 metais JAV Gynybos departamento užsakymu. Tačiau šiuolaikinis internetas, kurį žinome kaip Pasaulinį tinklą (WWW), buvo sukurtas Tim Berners-Lee 1989 metais, o plačiajai visuomenei tapo prieinamas dešimtojo dešimtmečio pradžioje.
Technologijų integracija į žmogaus prigimtį
Žvelgiant į ateitį, kompiuterių raida krypsta ne tik į greičio didinimą, bet ir į vis glaudesnę integraciją su mūsų biologine prigimtimi bei aplinka. Kvantiniai kompiuteriai žada išspręsti problemas, kurios tradiciniams kompiuteriams užtruktų milijonus metų – nuo naujų vaistų kūrimo iki klimato kaitos modeliavimo. Tuo tarpu dirbtinis intelektas tampa neatsiejamu pagalbininku, gebančiu mokytis, kurti meną ir netgi vairuoti automobilius.
Ribos tarp fizinio ir skaitmeninio pasaulio nyksta. Daiktų internetas (IoT) suteikia „protą” buitiniams prietaisams, o papildytosios realybės technologijos keičia tai, kaip mes matome pasaulį. Kompiuterių evoliucija nuo 30 tonų sveriančių milžinų iki nematomų algoritmų rodo, kad technologija yra galingiausias įrankis žmogaus rankose, o mes vis dar esame tik šios įspūdingos kelionės pradžioje.
