Upload failed. Maybe wrong permissions?

User Tools

Site Tools



Átmenet az ókorba

A számítógépek őskora nem egyik pillanatról a másikra adta át helyét az ókornak. 1946-ban, amikortól az ókor kezdetét számítom, az első programozható számítógép lépett színre, de voltak előfutárai. Olyan gépek, amik kategorizálási rendszerem szerint az őskorba sorolandók, de jelentőségük túlmutat azon, hogy léteztek, használták őket, fémjelezték koruk számítástechnikáját.
  Az első ilyen gépek a programozható szövőszékek voltak, már a tizennyolcadik században. Igen, programozhatóak, bár azt mondtam, hogy ilyen 1946-ig nem volt, de hát voltaképpen csakugyan nem volt.

Mechanikus programozás

13376333.jpgAlighanem sokunknak volt gyerekkorunkban Piko Kybernet típusú NDK űrautója. Ez egy igazi programozható autó, pedig egy milligramm számítógépet sem tartalmaz. Programozása teljesen mechanikus. És persze egyáltalán nem programozás. A színes elemekkel valójában nem algoritmust adunk meg, hanem az adatokat. Az „algoritmus” fixen bele van építve a motorba és a kerekekbe: menni kell előre. A kormánymű elemei az adatok: hogy merre kell kanyarodni.
  Hasonlóképpen működtek a programozható szövőszékek is. Maga a szerkezet mechanikája tartalmazta az „algoritmust”: szőni kell. A lyukszalag, illetve lyukkártya az adatokat közölte, hogy hogyan kell szőni.
  device.jpg
  Volt még nagyon sokféle gép, főként játékok, például a rajzolni és írni képes robot, automata hangszerek – kintorna, verkli, gépzongora –, amiknek közös jellemzője, hogy lyukszalagos rendszerben működtek. E ponton a „lyukszalag” szót gyűjtőnévként használom egész sor különféle technikára, amik nagy részében vagy lyuk nem volt, vagy szalag, vagy éppen egyik sem. De az alapelv azonos.
  A tárolási forma lehet korong (Piko Kybernet), henger (gépzongora), szalag (Bouchon-szövőszék), kártya (Jacquard-szövőszék) vagy könyv. Ez utóbbi olyan szalagot jelent, amit leporellószerűen összehajtogattak, és a szerkezet nem tekercseli, hanem lapozza, így a lejátszás végén nem kell visszatekerni. Amit pedig ezeken a különféle alakú felületeken tárolnak, az lehet lyuk vagy tüske.
  Függetlenül a konkrét anyagi formától, a lyukszalagfélék lényege a folyamatos, változtathatatlan sebességű és irányú lejátszás. A lejátszómechanizmust hajthatjuk egyenetlen sebességgel, de nem tudunk rajta olyan lyukasztást elhelyezni, ami a meghajtás sebességének megváltoztatására, vissza- vagy előretekercselésre utasítaná a gépet – illetve ha valaki mégis konstruálna ilyen szerkezetet, azzal csak olyasmiket lehetne elérni, hogy a szalag egy adott részét átugorja vagy a végtelenségig ismétli. Ezek a gépek nem képesek döntéseket hozni, még olyan egyszerűeket sem, hogy a refrént kétszer kell megismételni, aztán folytatni a következő strófával. Nem, ha ismétlődő refrénre van szükség, akkor többször kell végiglyukasztani ugyanazt.

Számítógépek a 19. században

analytical.jpgA számítástechnika fejlődése egészen másképpen alakulhatott volna, ha Charles Babbage-nek sikerül megépítenie analitikai gépét. De úgy halt meg 1871-ben, hogy soha nem készült el a tömérdek fogaskerékből álló, soktonnás szerkezet, amely körülbelül ugyanazt tudta volna, mint egy évszázaddal később a valaha létezett legkisebb tudású elektronikus számítógépek. Babbage-et mindazonáltal a számítástechnika egyik, időrendben a legelső atyjának tekintjük, Ada Lovelace-t pedig, aki matematikai algoritmusokat dolgozott ki a gép számára, a történelem első programozójának. (Sajátos fintora a sorsnak, hogy amikor a programozás foglalkozás lett, sokáig szinte kizárólag férfiak művelték, de a legelső programozó nő volt, egy fiatal, arisztokrata családanya.)
  Nem sokkal Babbage halála után lépett színre a számítástechnika második atyja, Herman Hollerith, aki az első működő, valósággal használatba vett számítógépet építette. Azaz mégsem, mert ez a gép nem tudott számolni, csak számlálni. Lyukkártyákkal működött, amiket egyenként betettek a kártyaolvasóba és rányomtak egy rácsos szerkezetet, ami rugós drótokat tartalmazott. Ahol a kártyán lyuk volt, ott a drót átment rajta és beleért a kártya alatt levő higanyfürdőbe. Ezzel záródott az áramkör, és az illető lyukakhoz, illetve drótokhoz tartozó számlálók léptek egyet a műszerfalon. Ennyit tudott a gép. Az a tény tehát, hogy ezzel a géppel Hollerith rekordidő alatt és rendkívül olcsón összesíteni tudta az Egyesült Államok 1890. évi népszámlálásának adatait, nem a gép fejlett képességeinek köszönhető, hanem az ügyes szervezésnek, amivel elrendezte, hogy a kártyákra milyen adatok kerüljenek, és nyilván hogy a megfelelő kártyákat a megfelelő sorrendben tegyék a gépbe. Arról, hogy a gép előtt ülő kezelők milyen fokú higanymérgezést kaptak, a történetírás nem szól.
  2009-09-25.3941.jpg

A Turing-gép

Az őskor végi számítástechnika harmadik atyja sem épített fizikailag létező berendezést, akárcsak Babbage, de Alan Turing nem is akart. 1936-ban konstruált gépe, a Turing-gép tisztán matematikai fogalom, ámbár azóta építettek néhányat mechanikus készülékként, s jóval többet számítógépen szimulálva.
  A Turing-gép egy központi egységből áll, amelynek van egy író-olvasó feje és egy átmenettábla nevű szabályrendszere. Az író-olvasó fej egy végtelen hosszú szalagot olvas, amely cellákra van osztva, és minden cellában egy szimbólum szerepelhet, valamilyen előre meghatározott készletből. Van továbbá a gépnek egy állapota, amely szintén meghatározott készletből valamelyik. A gép számon tartja, hogy a szalagnak éppen melyik cellájánál tart. Kiolvassa az ott található szimbólumot, és megnézi az átmenettáblában, hogy a jelenlegi állapotához és a látott szimbólumhoz milyen utasítás tartozik. Ezt végrehajtja és továbbmegy a következő cellához. Az utasítások át tudják küldeni a fejet a szalag egy más részére, új szimbólumot írathatnak a szalagra, megváltoztathatják a gép állapotát, illetve leállíthatják a gépet.
  A Turing-gép mindmáig a matematikusok egyik kedves játéka, de a valóságos számítógépek megépítéséhez vezető úton is jelentős szerepet játszott.
  brownturing.jpg
  A fenti képen a Brown-típusú óraműves Turing-gép látható, amely a valóságban nem építhető meg. Valóságosan működő, legóból épített Turing-gépet is megnézhet az olvasó ezen az oldalon.