Referaty
Home
Anglictina
Biologie
Chemie
Dejepis-Historie
Diplom-Projekt
Ekonomie
Filozofie
Finance
Fyzika
Informatika
Literatura
Management
Marketing
Medicina
Nemcina
Ostatni
Politika
Pravo
Psychologie
Public-relations
Sociologie
Technologie
Zemepis-Geografie
Zivotopisy

loading...



Téma, Esej na téma, Referátu, Referát, Referaty Semestrální práce:

Co je počítač, Dějepis jednoho zázraku, Pradědeček dnešního počítače, Životy počítačů v. ž

Co je počítač, Dějepis jednoho zázraku, Pradědeček dnešního počítače, Životy počítačů v. životy lidí, Počítač a mozek – analogie, Gigantický „organismus“, Svět bez počítačů by byl jako

Obsah

1. Co je počítač? 2

2. Dějepis jednoho zázraku 2

3. Pradědeček dnešního počítače 4 34173ecb43eyc7n



4. Životy počítačů v. životy lidí 6

5. Počítač a mozek – analogie? 8

6. Gigantický „organismus“10

7. Svět bez počítačů by byl jako...11 cy173e4343eyyc

Co je počítač?

Nejpřesněji ho můžeme popsat jako stroj, automat, pro zpracovávání informací. Nevymýšlí postup řešení úlohy, pouze tento postup, který předem musel vymyslet a ve formě srozumitelné pro počítače zapsat člověk, provádějí. Jejich síla je v tom, že mohou takové předem připravené postupy provádět velmi rychle a prakticky neomylně. Vykonávají tedy místo člověka netvůrčí duševní práci, podobně jako mnohé jiné stroje provádějí za člověka práci fyzickou.

A dále? Jednadvacáté století bude ve znamení počítačů...

Dějepis jednoho zázraku

 

Počítače ve své mechanické formě mají pozoruhodně dlouhou historii.

Opomineme-li různé počítací pomůcky starověku, můžeme jako jednoho ze zakladatelů tohoto, v současnosti nepopsatelně, důmyslného stroje, považovat francouzského filozofa a matematika Blaise Pascala (1623 – 1662), který na okamžik opustil svou tlakovou sílu a zkonstruoval první mechanický počítací stroj pro sčítání a odčítání. Byl to prvopočátek dlouhé vývojové řady počítačů.

Dále můžeme uvést francouzského průmyslníka Josepha Maria Jacquarda, který v roce 1801 v praxi poprvé použil programované řízení, když zvolil děrné štítky s naprogramovaným vzorem látky pro řízení svého tkalcovského stavu.

„...Počítací stroje, mechanicky sčítající, odčítající, násobící a dělící, tedy existovali už v sedmnáctém století. Byly během všech svých operací obsluhovány lidmi. Pokud se takovéto stroje používalo při delších výpočtech, jeho uživatel sám nepočítal, jen organizoval výpočet tím, že rozhodoval podle předem stanovených pravidel nebo instrukcí, která dvě čísla bude třeba na každém stupni výpočtu vložit do stroje, nebo kterou aritmetickou operaci bude třeba volit a kam se má výsledek zapsat. Tato byla v zásadě úplně automatická a únavná.“ 1) Ale až v roce 1834 si anglický matematik Charles Babbage (1791 - 1871) uvědomil, že by bylo možné tento postup zautomatizovat jako celek. Bylo třeba pouze spojit mechanismy vykonávající aritmetické operace s jinými, které by odpovídaly činnosti strojového operátora podle určitých pokynů a přidat zařízení sloužící jako jakýsi „sklad“ nebo „paměť“. Do paměti se měla ukládat čísla už vypočítaná (tak jak si je člověk poznamenává ne papíře) a uvolněna měla být tehdy, bylo-li to na určitém stupni výpočtu žádoucí. Svůj programově řízený mechanický číslicový počítač nazval Analytical Engine , stroj měl být vybaven aritmetickou jednotkou, pamětí pro 1000 padesáticiferných čísel, vstupem z děrných štítků a výstupem na primitivní tiskárnu. Programování se mělo provádět s pomocí Jacquardových děrných štítků.

Zásady, podle nichž by takový stroj pracoval, vypracoval Babbage téměř do všech podrobností. Návrhem Analytikal Engine ovšem Babbage předběhl svou dobu natolik, že soudobá technologie na konstrukci nestačila, měl tehdy k dispozici pouze mechanické pomůcky, jako ozubená kola a rohatky se západkou, a tak neuspěl ve svých pokusech sestrojit použitelný mechanismus.

 

Z důležitých osobností stojících u zrodu počítačů byl Američan Herman Hollerith (1860 - 1929), který na přelomu 19. a 20. století začal v masovém měřítku prosazovat děrnoštítkové stroje , používané ke sčítání lidu. (Pozn. Později založil firmu IBM)

V období těsně před druhou světovou válkou byl vynález počítače již na spadnutí, výzkumné práce probíhaly souběžně v USA (nezávisle na několika místech), v Anglii i v Německu (některými prameny je za konstruktéra prvního fungujícího počítače považován Němec Konrad Zuse).

 

Pradědeček dnešního počítače

ENIAK – Electronik Numerical Integrator and Calculator prováděl 5000 součtových operací za vteřinu.

ENIAK vznikl během 2. Světové války USA jako produkt vojenského výzkumu. Lépe řečeno, příslušné projekty byly započaty většinou již před válkou, ale teprve armádní peníze jim daly ten správný spád; dělostřelci a letci potřebovali přesnější balistické výpočty, fyzikové v v Los Alamos nezvládali drtivý objem komplikovaných rovnic popisujících děje uvnitř budoucí atomové bomby…“ 2)

Z několika nezávislých skupin byl nakonec nejúspěšnější tým, který pracoval od roku 1943 na Pensylvánské universitě v Philadelphii pod vedením J.Mauchlyho a J.P.Eckerta. V roce 1946 uvedl poprvé do provozu elektronkové monstrum, chlazené dvěma leteckými motory. Tento kolos obsahoval 18000 elektronek, vážil 30 tun, zabíral celou místnost a pracoval až do roku 1955.

Od 40. let až do dnes se v zásadě nezměnila základní schémata architektury počítače, koncipované kolem roku 1945: tzv. von Neumannovo schéma. John von Neumann (1903 - 1967) je považován za jednoho z největších matematiků našeho století a jeho jméno je často doplňováno přívlastkem „otec výpočetní techiky“. Během války pracoval na konstrukci jaderných zbraní, a právě to ho přivedlo k prvním počítačům. Seznámil se podrobně s jejich nedostatky a reagoval na ně tzv. von Neumannovou koncepcí – seznamem teoretických požadavků, kterými se konstrukce funkčního počítacího stroje musí řídit. O genialitě těchto tezí svědčí skutečnost, že až do dnešního dne v podstatě nebyly překonány.

„Podle von Neumannova schématu je srdcem počítače procesor, jenž se vnitřně člení na řadič a aritmeticko – logickou jednotku (ALU – Arithmrtic – Logical Unit); procesor je propojen s vnitřní pamětí RAM (Random Acces Memory – paměť s libovolným přístupem, tj.kdykoliv je možno z kterékoli buňky přečíst nebo zapsat data), kde uchovává programy a data, s nimiž právě pracuje. Jednotkou paměti v číslicových počítačích je 1 bit (množství informace sdělitelné jednou binární číslicí), který může nabýt hodnoty 0 nebo 1. Skupina osmi bitů tvoří 1 byte. Logické uspořádání paměti je takové, že každý byte je umístěn na určité adrese. Tyto adresy tvoří rostoucí, konečnou číselnou řadu. Je-li potřeba pracovat s jistým byte, musí se paměti sdělit jeho adresa.“ 3) (Pozn. Von Neumann uveřejnil v roce 1958 knihu Počítače a mozek, ve které vyjádřil své přesvědčení o podobnosti počítače a mozku)

 

ENIAK patří do první generace počítačů, tzv.Elektronkové éry. Druhou generací představují počítače tranzistorové, u nichž tranzistor nahrazuje elektronku, případně jeden elektronický obvod. Éra tranzistorů nastala spolu s objevením tranzistoru v roce 1958. (Pozn. Tranzistor je polovodičová součástka, fungující jako zesilovač nebo spínač elektrických signálů). Tento objev přinesl možnost ohromného zmenšení rozměrů a snížení spotřeby počítačů a postupně i jejich zlevnění, čímž se staly dostupné pro širší skupinu lidí. Stále však šlo o střediskové počítače , v nichž nejkomplikovanější a nejdražší jednotkou byl procesor, byly vybaveny množstvím periferních zařízení, umístěny v klimatizovaných sálech a obsluhovány týmem specialistů.

Éra integrovaných obvodů přinesla další revoluční změny. Integrovaný obvod nahrazoval až několik set elektronkových obvodů. Díky integrovaným obvodům mohl být vyroben mikroprocesor a začala éra osobních počítačů (Personal Computer-PC).

Od té doby nenastala v produkci PC fakticky žádná koncepční novinka , došlo „pouze“ ke zvýšení výkonu o 2 – 3 řády, ke snížení ceny a dnes jsou již běžně k sehnání víceprocesorové stroje.

Dnes nalezneme počítače na nejrůznějších místech a běžně se také vyskytují v domácnostech. Mikroprocesory jsou zabudovány v nejrůznějších strojích, včetně denně používaných spotřebičích.

 

 

Životy počítačů v. životy lidí

 

I po krátkém zamyšlení je stále velmi obtížné nalézt okamžik lidského života, ve které nemá „tu čest“ se vyskytovat počítač.

Zrození člověka obvykle probíhá v porodnici. Tedy ve zdravotním zařízení. Soudobé zdravotnictví by těžko mohlo fungovat bez pomoci počítačů na takové úrovni, na jakou jsme zvyklí. Počítač hlídá základní fyziologické procesy během operace, vykonává složité analýzy a výpočty v laboratořích a i praktickému lékaři by se už nyní obtížně ordinovalo bez pomoci počítače.

O pár let později se děti začínají hrát s hračkami, s hračkami na jejichž výrobě se z velké části podílely stroje, řízené často počítačem.

Se začátkem školní docházky začínají číst knihy, které byly vytisknuty a svázány opět za pomoci počítače.

S přibývajícím věkem se pro většinu dětí stává nejoblíbenější „hračkou“ právě počítač, který je také doprovází jako neodmyslitelná pomůcka po celou dobu jejich studia.

Nastane doba, kdy mladí lidé nastupují do zaměstnání a ať už se jedná o jakýkoliv zaměření, těžko by jsme hledali psací stůl bez počítače.

Těžko si také představit obyčejný den bez rádia nebo televize, které by jen velmi obtížně dosahovali takových výsledků ve sdělování informací, kdyby jim opět nepomáhal počítač a v tomto případě i počítačová síť. Neexistovaly by přesná zpravodajství ze světa či meteorologické předpovědi.

Letecká, vlaková doprava by byla paralyzována, kdyby počítač najednou zmizel z řídících středisek.

 

Tímto způsobem bych mohla dále pokračovat ve výčtu naprosto běžných situací v životě obyčejného člověka, ve kterých nějakým způsobem počítač figuruje a přesto bych se pravděpodobně zmínila jen o nepatrném množství z nejrůznějších situací a vůbec bych se přitom nedotkla vědy, kde mají počítače tak obrovský význam, že by se o tom dala snadno napsat několik set stránková kniha.

Já zde ale mohu jen velmi ve stručnosti nastínit některé vědní obory. Ve výpočetní technice, informatice a matematice je důležitost natolik patrná, že si ji zde netroufám dále rozvádět.

Stejně tomu je ve fyzice, kde počítače napomáhají k simulaci různých fyzikálních pokusů a nepředstavitelně tak usnadňují práci fyziků.

Podobně mechanika, ať už strojní, či stavební, ve které může počítač dimenzovat potřebné parametry pro stavby, počínaje budovami a konče např. mosty.



Dnešní inženýři už dávno nepotřebují k rýsování svých technických výkresu technická pera, tuš, nebo pauzovací papír a to díky programům, které umožňují tvorbu rysů s přesností na desetinu milimetru.

Archeologové používají počítačovou animaci k vytvoření trojrozměrných obrazů dávno zmizelých památek. Tato zdánlivá skutečnost je také známá pod pojmem virtuální realita s jejíž pomocí se neskutečné věci zdají až hmatatelně skutečné. Po nasazení speciální přilbu se můžeme procházet chrámem v Athénách nebo uprostřed Oceánu bouří na Měsíci. Možnosti jsou neomezené, „realita“ rok od roku věrohodnější.

 

 

 

 

 

Počítač a mozek – analogie?

 

„Nejrychleji, a to až do rychlosti světla putují nehmotné, nehlučné a bezrozměrné bity – potencionální informace , jenž se na příjmu uživatele mění v texty, obrazy, zvuky a jejich kombinace.“ 4)

Pokusy o stanovení mezního výkonu „poslední generace“ počítačů – čili zavedení (v oboru informatiky) obdoby z fyziky známé mezní rychlosti světla - byly podniknuty už několikrát.

„S přihlédnutím k fyzikálním veličinám, tedy právě k rychlosti světla a principu neurčitosti s Plancovou konstantou, bylo vypočteno že nejefektivnější počítač , který dokáže zpracovávat údaje nejvyšší dosažitelnou rychlostí ve srovnání s lidským mozkem je na úrovni pětiletého dítěte.“ 5) Mozek je evidentně paralelní mnohaprocesorový systém, který se skládá z 10 – 15 miliard neuronů, tvořících třírozměrnou strukturu, v níž má každý neuron až 30 000 spojení s jinými neurony. Pokud každé spojení provede jednu operaci za sekundu, je mozek teoreticky schopen vykonat za stejnou dobu 10 biliónů operací. Akce neuronu trvá milisekundy. Složité úkoly typu rozeznání a porozumění jazyku zvládne mozek během sekundy, protože vyžaduje několik početních operaci, kdežto počítač potřebuje ke splnění obdobného úkolu miliony elementárních kroků.

Protože neuron nemůže předat jinému neuronu žádný složitý symbol, jelikož je jednoduchým zařízením, závisí funkce mozku na velkém počtu vzájemných mezi-neuronových spojů. Neurony jsou živé a jejich sítě se tvoří jednak geneticky a jednak učením. na podněty neurony reagují tvorbou výběžků a těmi uskutečňují spojení s dalšími neurony. Dochází k zhušťování sítě, která je živá, mozek se neustále dostavuje a přestavuje v závislosti na zkušenosti, což je nejspíš podklad pro snadné přizpůsobování se okolí. Je možné si představit, jak se umělé soustavy učí, ale to že by se spolu s učením měnily už je obtížné si představit.

„Kapacita našeho mozku je nepředstavitelná. Wolf. D. Keidl propočetl, že množství informací přicházejících do centrální nervové soustavy je 109 bit.sec-1. To je úžasné množství, které je zaregistrováno, ale ne vše je uvědoměno. redukce, která je nutná, aby podněty vstoupily do vědomí, snižuje původní množství stimulů na jednu stotisícinu. Do vědomí vstupuje tedy 102 bit.sec-1.“ 6)

„...Vědci však dosud tápou v objasnění procesu redukce. Jedno z možných vysvětlení říká, že jde o evoluční snahu přežít (lépe mít málo znalostí o mnohém než mnoho znalostí o malé části vnějšího světa). Je také pravděpodobné, že tato selekce se neděje zcela libovolně, ale že je určována celým dosavadním životem, osobním fondem každého jedince.“ 7)

Elementární práce neuronu trvá (jak jsem již uvedla) asi milisekundu, zatímco počítač ji zvládne během nanosekund, pracuje tedy o šest řádů rychleji. Přesto člověk vstupující do kavárny pozná známého ve zlomku sekundy, kdežto počítač by na totéž potřeboval několik minut.

Počítač pracuje v dvojkové soustavě, což značně urychluje jeho operace. Náš jazyk jde poměrně bez problémů do této soustavy převést, použijeme-li pro každý jeho znak symbol skládající se z jedniček a nul. Oproti počítači má náš jazyk nevýhodu, a to právě ve zmiňované rychlosti. Tím že používáme jazyk k mluvení, nebo psaní, dochází tak ke zpomalení našeho myšlení.

„Náš jazyk podává jen svědectví o zpomaleném vidění světa. Vnitřní představa věcí a jevů mu jakoby uniká. Lidský mozek je však schopen vyšší inteligence, jakéhosi mnohovrstvého analogového vědomí a myšlení, které je schopno pochopit věci a jevy do hloubky.“ 8)

Rozdíl mezi počítačem a mozkem je patrný z následujícího příkladu:

Zadáme-li počítači a matematikovi řešení složité matematické rovnice, počítač bude podle svého programu procházet postupně všemi nezbytnými početními operacemi. Matematik se však na okamžik zamysli a po chvíli vysloví správný výsledek, bez toho že by se vědomě zabýval těmito operacemi.

„Je to vědecká intuice, básnické osvícení, či náboženská extáze, je to stav probuzeného vědomí, stav odlišný od stavu prostého jasného bdění, jehož je člověk na rozdíl od stroje schopen.“ 9)

Gigantický „organismus“

 

Hovořit v současnosti o počítačích a nezmínit přitom Internet by se mohlo zdát nepatřičné.

Internet se vyvinul z vojenské komunikační sítě používané pro potřeby armády Spojených států v 60.letech. Plně se rozvinul až v letech devadesátých, kdy byly k síti postupně připojovány další a další počítače (servery).

Dnes je běžně používán širokou veřejností. Nejčastěji slouží k vyhledávání informací, nebo k vzájemné komunikaci lidí prostřednictvím elektronických zpráv (díky Internetu není problémem komunikovat s člověkem z druhé polokoule).

S otevřenou sítí, jakou je Internet stále zatím přetrvávají problémy jako nedodržování autorských práv, únik chráněných informací a samozřejmě možnost uveřejnit v podstatě cokoliv...

 

Jak vypadá pohled do budoucnosti Internetu?

Je pravděpodobné, že ve velmi blízké budoucnosti bude Internet zaveden na všechna pracoviště, do knihoven, do škol. Současně pronikne i do všech domácností a v důsledku toho bude brzy probíhat komunikace lidí hlavně přes Internet.

Země bude spoutána v pomyslné síti, nejpravděpodobněji zanechá kabely minulosti a bude bezdrátová. A bude se neustále zhušťovat – tak jako postupně s učením přibývá v mozku neuronových výběžků a spojů – nyní dochází ke stále většímu a kvalitnějšímu propojení počítačů z celého světa.

Co jeden neuron, to jeden počítač...a místo neuronových spojů – Internet. Až příliš to připomíná gigantický organismus – obří mozek – „Centrální mozek lidstva“

 

Svět bez počítačů by byl jako tělo bez srdce

 

Úmyslně jsem do nadpisu své poslední závěrečné kapitoly umístila slovo srdce a nepoužila jsem pojmy jako duše, mozek, mysl, protože počítače mají pro svět stejný význam jako srdce pro tělo.

Srdce je pumpa vhánějící krav do celého těla, a tím zajišťuje všechny jeho důležité životní funkce. Nic víc. Často se se srdce spojovalo s city, láskou apod. staří Egypťané věřili, že srdcem přemýšlejí a tak se jako jediné vydávalo na věčnou pouť spolu se svým majitelem

Počítače nejsou pro svět, kde byly objeveny nic jiného. Udržují v činnosti stovky jeho funkcí, zajišťují pohodlí a samozřejmě slouží člověku.

Prozatím...

 

 

 

 

Bibliografie:

  1. Lilley,S. Stroje a lidé v dějinách / z angl.orig.přel. Valter Kraus; doplnil Ladislav Jeníček. 1.vyd. Praha: Orbis, 1973, s.365

  2. Koubský, Petr. Počítače pro každého. 2.vyd. Praha: Grada Publishing, 1995. s.15

  3. Sosík, Petr – Chmelařová Magdalena. Úvod do informatiky a výpočetní techniky, Opava: Slezská univerzita, 1999. s.10

  4. Cejpek,Jiří. Internet jako sociální jev. In. Acta bobliothecalia et informatica. Opava: Slezská univerzita,1997. s. 12

  5. Lem, Stanislav. Záhada čínského pokoje / z pol.org.přel. Pavel Weigel. Praha: Mladá fronta, 1999. s.24

  6. Pstružina, Karel. Etudy o mozku a myšlení. 1.vyd. Praha: Vysoká škola ekonomická, 1994. s.12

  7. Cejpek,Jiří;Internet jako sociální jev. In. Acta bobliothecalia et informatica. Opava: Slezská univerzita,1997. s. 11

  8. Cejpek, Jiří. Informace, komunikace a myšlení. 1.vyd. Karolinum, 1998. s. 60

  9. Cejpek, Jiří. Informace, komunikace a myšlení. 1.vyd. Karolinum, 1998. s. 60

a

Searle John R. Mysl, mozek a věda / z angl.orig.přel. Marek Nekula.1.vyd.