Geschiedenis van de computer
 |
Werk in uitvoering! Aan dit artikel wordt de komende uren of dagen nog gewerkt. Belangrijk: Laat dit sjabloon niet langer staan dan nodig is, anders ontmoedig je anderen om het artikel te verbeteren. De maximale houdbaarheid van dit sjabloon is twee weken na de laatste bewerking aan het artikel. Kijk in de geschiedenis of je het artikel kunt bewerken zonder een bewerkingsconflict te veroorzaken. |
|
Dit artikel is nog niet af. |
De geschiedenis van de computer gaat eigenlijk terug naar de tijd dat de eerste mensen die begonnen met tellen hun vingers gebruikten, zoals jonge kinderen dat vandaag de dag ook doen. Later kwam in de tijd van de Oude Grieken er het telraam. Een hulpmiddel om sommen te maken. Het zou tot de 19e eeuw duren voor er mechanische apparaten kwamen die hielpen bij het rekenen. Met toetsen en hefboompjes kon men bijvoorbeeld herhaald optellen, wat in feite vermenigvuldigen is. Je stelde het apparaat bijvoorbeeld in op 5 en elke keer dat je de toets indrukte, telde het apparaat er 5 bij op. Je moest zelf nog het aantal keer dat je de handeling deed meetellen.
Ook de rekenliniaal kun je als voorloper van de computer zien. Tot de jaren zeventig in de twintigste eeuw werden deze nog in het voortgezet onderwijs gebruikt. Toen kwamen de eerste zakrekenmachines.
Voor de Tweede Wereldoorlog ontstonden de eerste transistoren. De thermionische triode, is een vacuümbuis uitgevonden in 1907. Die maakte versterkte radiotechnologie en langeafstandstelefonie mogelijk. Deze waren zeer kwetsbaar. Deze glazen 'lampen' werden opgevolgd door de geïntegreerde schakelingchip. Dit leidde tot een reeks doorbraken, te beginnen met transistorcomputers en vervolgens computers met geïntegreerde schakelingen, waardoor digitale computers analoge computers grotendeels vervingen. De ontdekking dat metaal en geoxideerd silicium (metaal-oxide-halfgeleider veldeffecttransistor) werkte als een soort schakelaar waarmee je de elektrische stroom als een soort kraan kan regelen. Dit was het begin van de ontwikkeling van de chip.
Vroege apparaten
Apparaten worden al duizenden jaren gebruikt om berekeningen te ondersteunen, meestal met behulp van de vingers. Het vroegste telapparaat was waarschijnlijk een vorm van tel-stok. Het Lebombo-bot uit de bergen tussen Eswatini en Zuid-Afrika is misschien wel het oudst bekende wiskundige voorwerp. Het komt uit 35.000 v.Chr. en bestaat uit 29 verschillende inkepingen (sneetjes) die opzettelijk in de kuitbeen (bot) van een gestorven baviaan zijn gesneden. Latere hulpmiddelen voor het bijhouden van gegevens in de Vruchtbare Halve Maan waren onder andere de zogeheten calculi (bollen van klei, kegels, enz.) waarmee je dingen kon tellen, zoals vee of bakken met graan. Daar komt ook het woord calculeren (tellen, berekenen) vandaan. Het telraam werd al vroeg gebruikt voor rekentaken. Wat we nu het Romeinse telraam noemen, werd al in Babylonië gebruikt ergens tussen 2700–2300 v.Chr. Sindsdien zijn er vele andere vormen van rekenborden of -tafels uitgevonden. In een middeleeuws Europees telhuis werd een geblokt kleed op een tafel gelegd en werden er volgens bepaalde regels markeringen op bewogen, als hulpmiddel bij het berekenen van geldsommen. Deze methode kun je zelf ook proberen met een schaakbord waarbij je in elk vakje bijvoorbeeld telkens 5 rijstkorrels legt. Zo krijg je bij het eerste vakje 1 x 5, tweede vakje 2 x 5 enzovoorts. Met een pion beweeg je rij voor rij van links naar rechts. Zo weet je waar je gebleven bent. Dat klinkt nu misschien simpel, maar het was toen een hele stap vooruit. Ook hier is het een vorm van herhaald optellen, de basis van logaritmen.
In de oudheid en de middeleeuwen werden verschillende analoge (niet digitale) 'computers' gebouwd om astronomische berekeningen uit te voeren. Een voorbeeld hiervan is het astrolabium en het Antikythera-mechanisme uit de Hellenistische wereld (ca. 150–100 v.Chr.). Een soort verkleinde weergave van het heelal op een koperen plaatje, waarmee je de bewegingen van de sterren kon volgen. In Romeins Egypte maakte Hero van Alexandria (ca. 10-70 n.Chr.) mechanische apparaten, waaronder klokachtige automaten en een programmeerbare wagen. Ook de laat Middeleeuwse klokken zijn analoge apparaten die hielpen bij het begrijpen van het heelal en het aflezen van de tijd. Het latere planetarium van Eise Eisinga in Franeker is daar een mooi voorbeeld van.
Rond 1630 ontstonden de eerste rekenlinialen. Een gewone liniaal is een plankje met streepjes met tussenruimtes van telkens 1 mm. Als je goed kijkt herken je er de tafel van 10 in (elke cm is immers 10 mm). Door op een slimme manier een andere indeling erop te maken en er een gelijke indeling naast te leggen en deze te verschuiven kreeg je het antwoord. Op de afbeelding zie je een voorbeeld waarbij je telkens verdubbeld (1, 1+1=2, 2+2=4, 4+4=8, 8+8=16, 16+16=32 enzovoorts.) Leg je een gelijke indeling eronder waarbij je de onderste 1 bij de bovenste 8 schuift, dan kun je bij de onderste 4 het antwoord erboven (8 x 4 =) 32 aflezen.
Blaise Pascal was een van de eersten die met tandwielen in 1642 een rekenapparaat maakte. De Pascaline. Hij ontwierp de machine om twee getallen direct op te tellen en af te trekken en om vermenigvuldigingen en delingen uit te voeren door herhaaldelijk optellen of aftrekken.
Gottfried Leibniz vond zijn Leibniz-wielen uit na 1671, nadat hij had geprobeerd een automatische vermenigvuldigingsfunctie aan de Pascaline toe te voegen. Leibniz hield zich ook al bezig met het binaire telsysteem (zit bit), dat de basis is voor de huidige computer. Tot in de jaren zeventig van de twintigste eeuw werden vergelijkbare telmachines in winkels en kantoren gebruikt.
Galerij
Pascaline
Rekenmachine van Leibniz
Rekenmachine van Mulino al Pizzon
Vroege rekenliniaal
.jpg)
_18.jpg)
Van ponskaarten tot magneetband
In 1804 ontwikkelde de Franse wever Joseph Marie Jacquard een weefgetouw waarin het patroon dat werd geweven werd bestuurd door een ponsband gemaakt van ponskaarten. In een strook papier of karton werden gaatjes gemaakt die door 'voelende pennetjes' kon worden 'gelezen'. De papieren tape kon worden vervangen zonder het weefgetouw zelf te veranderen. Dit was een mijlpaal op het gebied van programmeerbaarheid. Zijn machine was een verbetering ten opzichte van vergelijkbare weefgetouwen. Dergelijke papieren rollen of kartonnen boeken met gaatjes en sleuven zie je ook terug bij automatisch spelende piano's (pianola) en draaiorgels. Het idee van een gaatje (open) en het papier of karton (dicht) dat een mechanisme aan of uit zet, ligt samen met het binair tellen aan de basis van de latere processor.
Eind jaren 1880 vond de Amerikaan Herman Hollerith data-opslag op ponskaarten uit die vervolgens door een machine konden worden uitgelezen. Om deze ponskaarten te verwerken vond hij de tabulator en de keypunch machine uit. Zijn tabelleermachines lazen en vatten gegevens op ponskaarten samen. Zijn machines gebruikten elektromechanische schakelaars (relais) en tellers. De methode van Hollerith werd gebruikt in de volkstelling van 1890 in de Verenigde Staten. Die volkstelling werd twee jaar sneller verwerkt dan de vorige volkstelling. Het bedrijf van Hollerith werd uiteindelijk de kern van International Business Machines Bedrijf (IBM) - (1924).
De ponskaarttechnologie ontwikkelde zich tot een krachtig hulpmiddel voor zakelijke gegevensverwerking. Tegen 1950 waren ponskaarten heel gewoon geworden in de industrie en bij de overheid.
In 1965 verscheen er een machine die de gegevens met behulp van magnetisme kon vastleggen. In die tijd had je ook de eerste magneetbanden waarop muziek kon worden opgenomen. Ook het latere cassettebandje werd als opslagmedium gebruikt om computergegevens te bewaren en weer in te lezen (ca. 1980).
Galerij
Weefgetouw met ponskaart 'programmering'
Pianola en violen werkend op ponskaarten
Draaiorgelboek
Ponsband
IBM magneetband lezer en schrijver
TDK cassettebandje
Cassetterecorder die zowel muziek als data-bestanden kon afspelen
Eerste echte elektronische rekenmachines
's Werelds eerste volledig elektronische desktopcalculator was de Britse Bell Punch ANITA, uitgebracht in 1961.
De getallen werden getoond met een soort roodkleurige lampjes. Elk lampje kon de cijfers 0-9 vormen. Dit heette een Nixie-buis.
In die tijd had je al zwart-wit TV's waarbij achter het werkelijke beeldscherm een beeldbuis zat die elektronen schoot tegen de achterkant van het scherm en er op dat plekje een lichtpuntje verscheen. De elektronen werden heel snel regel voor regel tegen het scherm geschoten. Al die 'aan of uit' puntjes vormde het beeld waar je naar keek, iets wat je ook ziet bij krantenfoto's. Kleine schermpjes van dat type (CTR) werden in 1964 ook toegepast om de elektronisch gevormde cijfers te tonen.
Galerij
Nixie-buizen als display op rekenmachine
Van getal verspringende Nixie-buis
CRT buis
Schrijfbeweging van de elektronenstraal in een CRT buis
Ingewikkelde berekeningen
Ondertussen waren er ook steeds ingewikkelder analoge apparaten ontwikkeld die naast optellen, aftrekken, vermenigvuldigen en delen ook andere wiskundige vraagstukken konden berekenen.
Charles Babbage, een Engelse werktuigbouwkundig ingenieur en polymath (veelzijdig geleerde), bedacht het concept van een programmeerbare analoge computer. Hij wordt beschouwd als de "vader van de computer". Zo vond hij de eerste mechanische computer uit in het begin van de 19e eeuw. Deze machine kon bijvoorberld ook wortels berekenen. Naast de ponskaarten gebruikte hij ronddraaiende trommels met pennetjes erin gestoken (het programma of een bepaalde rekenroutine), dat al gebruikt werd bij carillons en speeldoosjes. De programmeertaal die door gebruikers moest worden gebruikt, was verwant aan moderne assembleertalen. Er werden drie verschillende soorten ponskaarten gebruikt: een voor rekenkundige bewerkingen, een voor numerieke constanten zoals het getal pi en een voor laad- en opslagbewerkingen, waarbij getallen van de opslag naar de rekenkundige eenheid of terug werden overgebracht. Er waren drie aparte lezers voor de drie soorten kaarten.
De machine was zijn tijd ongeveer een eeuw vooruit. Het project werd echter vertraagd door verschillende problemen, waaronder geschillen met de hoofdconstructeur die er onderdelen voor bouwde. Alle onderdelen voor zijn machine moesten met de hand worden gemaakt - dit was een groot probleem voor een machine met duizenden onderdelen. Uiteindelijk strande het project vanwege de kosten.
Galerij
Machine van Babbage
deel van de machine van Babbage
speeldoosje
Trommel van een carrillon
