Galaxie Team
GALAXIE
Lucie, středa 13.12.2017, 8:31:20
22.7.2005
Příběh počítače (4. díl)

Příběh počítače (4. díl)

Historie počítačů je sice krátká, ale velmi bouřlivá. Je zajímavé, jak se během několika desetiletí vyvinul z kolosů, které vážily desítky tun a uměly sčítat a násobit na notebooky vážící jen několik stovek gramů, schopné v reálném čase přijímat kdekoliv na Zemi video z druhého konce světa. Robert A. Heinlein kdysi řekl: "Generace, která ignoruje historii, nemá tudíž minulost a nemůže mít ani budoucnost."
 

Rok 1961 se zapsal do historie jako přelom v dějinách lidstva. Jack Kilby ze společnosti Texas Instruments představil světu první obvod se čtyřmi integrovanými tranzistory. O několik měsíců později se na křemíkové destičce o rozměrech 5×5 mm těsnalo již 20 tranzistorů. Tak vznikl obor počítačů založených na čipech s malou integrací (SSI). V dalších letech nastal u integrovaných obvodu rychlý rozvoj a vznikaly další stupně integrace.

První počítače třetí generace s integrovanými obvody byly počítače společnosti IBM označené jako SYSTEM 360 a v Evropě na ně navázala společnost SIEMENS řadou 4004. Každá řada se skládala z několika modelů se stupňovitě zvyšujícími se výkony a bohatšími perifériemi. Navzájem byly již technicky i programově kompatibilní a důsledně modulární. Uživatel měl možnost si ze sériově vyráběných počítačů zvolit model vyhovující jeho požadavkům. Jestliže vzrostly jeho nároky, mohl v budoucnu dále rozšiřovat počítač perifériemi.




IBM SYSTEM 360

Rychlost spínacích prvků uspořádaných jako integrované obvody na modulových deskách se již stěží dala měřit pouhým pozorováním – operační rychlost počítačů třetí generace se již blížila jednomu miliónu operací za sekundu (1Mhz) . Potřebný příkon spínacích prvků klesl na několik mikrowattů a procesor velkého počítače pro vědecké účely se zmenšil na několik krychlových decimetrů. Větší paměť znamenala možnost většího softwarového programového vybavení, začaly vznikat první operační systémy. I když se v této době prosazoval především programovací jazyk Fortran, vznikl i operační systém CP/M, který byl v mladších dobách předělán Microsoftem na MS-DOS (Microsoft Disk Operating System – vznikl z QDOSu – Quick and Dirty Operating System). Dále se objevily i alternativní programovací jazyky ALGOL, COBOL, LISP a PL/1.



Začalo se používat dělení vnitřního a vnějšího sdílení času (dnes interní a externí sběrnice) a multiprogramování. Kompatibilita dosáhla vrcholu a uplatňovala se jak u kódu, tak datových médií. Pásky a disky s programem a daty bylo možné přenášet ze stroje na stroj.



Externí paměti získaly na kapacitě a nástupem rotujících magnetických disků i na rychlosti vybavování (dnes rychlost odezvy). K počítačům bylo možné připojit i několik desítek terminálů (tj. strojů, které byly schopny ovládat chod počítače). Zavedením terminálů u uživatelů se umožnil přístup k počítačům přímo z jejich pracoviště. Odpadlo převážení dat do výpočetních středisek a čekání na jejich zpracování.



Terminály a nejrůznější vstupní a výstupní jednotky se k základní jednotce počítače začaly připojovat pomocí kanálu dvou druhů:

  • Multiplexními (mnohonásobnými) kanály schopnými přenášet informace rychlostí kolem 1 KB/s – pomalu pracující jednotky
  • Selektorovými kanály s kapacitou 1 KB/s – rychle pracující jednotky (např. magnetické disky a magnetopáskové paměti)

Jednalo se vlastně o první fyzická síťová připojení.



Pokračující zaostávání počítačové techniky ve státech RVHP (tedy i u nás) a velmi malá možnost dovozu počítačové techniky z vyspělých států (vzhledem k americkému embargu na východní blok) vedlo v roce 1968 ke spojení sil na vypracování společného projektu Jednotného Systému Elektronických Počítačů JSEP. Tento projekt se setkal zpočátku s nevolí tehdejšího komunistickému režimu. Přece jen byla u nás doba temna, ke komunismu patří i jedna nepříliš lichotivá myšlenka : „Kybernetika? Takovouto pavědu přece nebudeme podporovat“ . V těchto dobách se ještě nepoužíval název výpočetní technika.



Na samotném začátku byl projekt zaměřen na vývoj počítačů třetí generace a měl označení JSEP1. Byl řešen v letech 1968 až 1974. Později se projekt rozšířil na tříapůltou generaci JSEP2 a rozpracován byl také projekt JSEP3 na vývoj počítače čtvrté generace.



Výzkumné práce řídila mezivládní komise, o technice rozhodovala rada hlavních konstruktérů. Jednoznačnou snahou bylo dosažení kompatibility po technické i programové stránce s počítačem IBM 360, který se stal vzorem i pro celý vývoj. Byl to první pokus o společné řešení souboru počítačů a příslušenství v tak širokém měřítku. Vláda pocítila problém zastaralosti počítačů příliš pozdě a začala diktovat podmínky kdy mají být počítače dokončeny. To se jasně projevilo i na výsledcích vývoje. V mnoha případech byly stanovené termíny dodrženy, ale na úkor konstrukce i jiných vlastností počítačů. Přesná technická norma nebyla předem stanovena a vznikala teprve dodatečně během konstrukce počítačů. Jednotlivá konstrukční a technologická řešení se v různých státech lišila. Naštěstí se podařilo vyřešit vzájemnou kompatibilitu jednotlivých zařízení, což umožnilo vzájemné propojování, jednotné programování, instalaci a údržbu.



Výsledný technický efekt se opíral o tyto základní položky:

  • styk mezi zařízeními (standard interface)
  • vnitřní kód počítačů (nutný pro přenositelnost mezi počítači)
  • vnitřní kód a formát dat na médiích (nutný pro přenos dat mezi počítači pomocí médií)
  • standard pro nosiče informací
  • struktura slabik a délka slov (vnitřní organizace pamětí)
  • formát instrukcí
  • rozměry skříní (výpočetní systém většinou zabíral rozlehlou místnost, a proto bylo nutné stanovit v projektu rozměry dílů).

Tato změna v počítačové technice způsobila ve státech sdružených v RVHP celou řadu potíží, protože mnohé státy musely odstoupit od rozpracovaného vývoje a výroby počítačů a přejít na vývoj počítačů, které jim byly přiděleny z Moskvy. Pro překonání těchto potíží se zapojilo do plnění požadavku projektu v členských státech RVHP cca 150 organizací a podniků, 30 000 vědců a techniků + dalších 300 000 dělníků.

Členské státy RVHP zahájily velkosériovou výrobu pěti typů počítačů. Základní řadu, z níž se vyvíjely národní varianty, tvořily tyto počítače:



Tyto počítače měly rychlost od 1000 do 500 000 operací/s, ke kterým bylo možno selektorovými a multiplexními kanály přes jednotné stykové rozhraní připojit až 150 různých periferních jednotek. Kapacita vnitřních pamětí se pohybovala od 4 KB do 2 MB. Malé i střední počítače byly osazeny bipolárními obvody TTL. Určitou slabinou bylo jen hardwarové spojení základní jednotky s perifériemi.



Z řady JSEP1 se v Československu v Závodech průmyslové automatizace vyvinul počítač EC1021. Kolem roku 1973 byl vyroben v celkovém počtu 300 kusů. Od 120. kusu byl modernizován bez změny označení. Řídící paměti se začaly vyrábět s integrovanými obvody, čímž se dvacetinásobně zvýšila provozní spolehlivost proti původnímu provedení. Ovládací pult byl vybaven elektrickým psacím strojem s bezkontaktní klávesnicí a mechanikou Consul 256. Racionalizací instrukcí bylo dosaženo až 40% zvýšení pracovní rychlosti.




EC1021

Počítač EC1021 byl počítač střední velikosti, který ke svému provozu potřeboval klimatizovaný sál o ploše 150 m2 . Okolní teplota musela být udržována v rozmezí 20–23 °C.



Byl to univerzální sálový osmibitový počítač, s diskově orientovaným systémem MOS, určený zejména pro zpracování hromadných dat. Byl velmi výkonný, což bylo dosaženo použitím rychlé zápisníkové a řídicí paměti.

Kompaktní konstrukce a zavedení některých moderních technologií ve výrobe přispěly ke spolehlivosti počítače.

Na vstupu počítače byl snímač děrných štítků, na výstupu válcová tiskárna. Kapacita operační paměti byla 64 KB. Rychlost u modernizovaného provedení byla kolem 500 000 operací /s. Hlavním nosičem pro trvalé uchování dat a pro zálohu programu byly magnetické pásky s devíti stopami. Kapacita pásky byla 10 MB na 1200 stop pásky.



Státy RVHP se v roce 1974 spojily ke společnému programu vývoje Systému malých elektronických počítačů SMEP. Během několika let se podařilo vytvořit modulární systém technických a programových prostředků v kategorii minipočítačů a mikropočítačů, který mel při vzájemné kooperaci zúčastněných států zaručit levnější velkosériovou výrobu. Vývoj opět řídila rada hlavních konstruktérů, hlavním pracovištěm SMEPu se stal Výzkumný ústav výpočtovej techniky v Žiline. Výrobu periférií zajistily Závody výpočtovej techniky v Banské Bystrici a v Námestovu.



SM3–20 Počítač s polovodičovou pamětí 56KB a s operační rychlostí 300 000 operací/s byl určen pro vědecké výpočty, sběr a předzpracování dat. V nejobvyklejší kombinaci pracoval s diskovou a páskovou pamětí, s jedno jehličkovou tiskárnou, obrazovkovým terminálem a vstupy i výstupy na děrnou pásku. Operační systém FOBOS umožňoval využít jazyku makroassembler, Fortran IV a Basic.



SM4–20 byl o třetinu rychlejší a vzhledem ke kapacitě vnitřní paměti 240 KB umožňoval i zpracování hromadných dat. Používal se v roli databanky i k řízení výrobních procesů. S pokročilejším operačním systémem DOS-RV umožňoval použití pěti jazyků. Přídavné jednotky se daly vybrat z obsáhlého katalogu, v němž byly vstupní a výstupní jednotky.



Počítače SM3–20 a SM4–20 se mohly propojovat s počítači řady JSEP a používat s nimi kompatibilní pásky a disky. Dříve než se první SMEPy dostaly do kanceláří uživatelů, předběhly je progresivní šestnáctibitové minipočítače ADT, odpovídající svou strukturou úspěšným počítačům HP-100 společnosti Hewlett – Packard. Od r. 1973 do r. 1990 jich Závody průmyslové automatizace v Čakovicích a v Trutnově vyrobily něco kolem 1000 kusů. Jejich uplatnění bylo od zpracování dat přes řízení energetických a dopravních systémů, důlních a stavebních provozů, ve strojírenských podnicích, až po využití ve školách a nemocnicích. Protože se daly snadno přestěhovat, mnohé z nich změnily i několikrát své působiště, což byl poměrně pokrok, protože postupně byly nahrazovány počítači ADT vyššího typu.



Podnik Tesla Pardubice, který vyvíjel a vyráběl elektronická zařízení a elektronické přístroje, rozšířil ve druhé polovině šedesátých let svůj sortiment i o výpočetní techniku. Podařilo se mu uzavřít licenční smlouvu s francouzskou firmou BULL-GE, na jejímž základě byl vypracován projekt počítače, který byl pojmenován Tesla 200. Svým vzhledem i parametry se velice blížil počítači IBM 360. Výroba počítačů Tesla 200 byla zahájena ve druhé polovině roku 1969. Na začátku výroby byly počítače osazovány součástkami z dovozu, později již součástkami tuzemskými, včetně periférií (po zvýšení jejich kvality ). Počítači Tesla 200 byla v průběhu let 1970–74 vybavena většina výpočetních středisek a vysokých škol.




Tesla 200 – centrální jednotka


Tesla 200 – disketová jednotka s kapacitou 7,25MB


Tesla 200 – magnetická disková paměť


Tesla 200 – magnetická paměť


Tesla 200 – ovládací pult


Tesla 200 – řadič děrné pásky s děrovačem a snímačem


Tesla 200 – zkušební pracoviště


Tesla 200 – snímač děrných štítků


Tesla 200 – třídící sběrnice


Tesla 200 – vstupní děrovací pracoviště


Tesla 200 – výstupní děrovač děrných štítků

V roce 1977 se po několikaletém vývoji výroby integrovaných obvodů LSI ve státech RVHP začalo s výrobou druhé rady počítačů JSEP2, které se z hlediska vývojových etap zařazují do tříapůlté generace. Operační paměť se po aplikaci zákonů virtuálnosti podařilo zvětšit až na úctyhodných 16MB. Dále se výrazně zvýšila propustnost vstupu a výstupu, rozrostl se počet možných příkazů (dnes instrukcí, odtud instrukční sada procesoru) a periferní jednotky začaly být řízeny mikroprogramově. Bohaté stykové rozhraní pro nejrůznější funkční a technickou úroveň dovolilo vytváření tzv. otevřených systémů, které se mohly rozvíjet tak, jak uživatel zvyšoval své nároky. Konečně se v periférii objevily také grafické displeje a kreslicí stoly, výstup na mikrofiše a řada nových periferních jednotek. Diskový operační systém DOS-3 umožňoval přípravu v jazycích FORTRAN, COBOL, PASCAL, PL/1 aj. Tím se počítače přiblížily i ke vzdálenějším terminálovým systémům. Řada základních počítačů JSEP se rozšířila o počítače EC 1025, EC 1026 vyráběné v ČSSR, a EC 1065 s rychlostí milión operací/s vyráběné v SSSR.



Počítače tříapůlté generace východního bloku se poznají podle zakončení původního typového označení číslem 5. V ČSSR to byly univerzální střední počítače EC 1025. Byly dobře přizpůsobeny pro nasazení do systému automatizovaného řízení výroby (ASR), který se rozšílil do všech oblastí národního hospodářství.



Architektura počítačů JSEP2 byla rozšířena tak, aby počítače vyhovovaly trendu decentralizace a umožňovaly spojení s minipočítači SMEP a dovolily připojení co největšího počtu terminálů. Základní jednotky byly osazeny integrovanými obvody LSI i mikroprocesory. Periférie byla obohacena o barevné dialogové zobrazovací jednotky, programovatelné terminály, výkonnější tiskárny, snímače písma a úplné vybavení pro grafický vstup a výstup. Aby tyto počítače mohly sloužit i jako databanky, měly velkokapacitní diskové paměti o velikosti i přes 200 MB.



EC 1025 byl určen pro zpracování hromadných dat. Byl ve výpočetních střediscích vybavených i dálkovým přenosem dat. Použitím počítače EC 1025 bylo možno vytvořit rozsáhlý systém s řadou satelitních minipočítačů a rozvětvenou sítí terminálů. U počítače EC 1025 byla provedena inovace, která původně neměla žádnou změnu v označení. Později bylo rozhodnuto, že počítač bude mít název EC 1026. Počítač EC 1026 se od počítače EC 1025 lišil zvýšenou kapacitou vnitřní a vnější pamětí:

  • vnitřní paměť mohla mít až 512K slabik a byla řešena pomocí prvku MOS o kapacitě l6 Kb.
  • vnější paměť umožňovala připojení až 4 magnetických diskových pamětí o kapacitě 32 Kb.

terminál počítače EC 1025

K dalším zlepšeným vlastnostem patřil upravený komunikační modul, rozšířený o možnost bezmodemového styku v synchronním režimu do vzdálenosti 1000 m, což umožňovalo např. spojení dvou blízkých počítačů. Do této generace byl zařazen i minipočítač SM 52/11 ze druhé vývojové etapy SMEP. Konstrukční uspořádání tohoto počítače umožňovalo volné sestavení a snadnou výměnu modulů. S novým procesorem a vyrovnávací pamětí vzrostla jeho rychlost až na 2,8 milionu operací za sekundu (2,8Mhz) . Procesor bylo možno rozšířit i o moduly pro pohyblivou desetinnou čárku (později se z táto části vyvinul u pc matematický koprocesor), zápisníkovou a diagnostickou paměť. Komponenty počítače se mohly testovat i během činnosti počítače. Vedle aplikačních programů VARS byly k dispozici programy počítačové grafiky, řízení zemědělské výroby, provozu nemocnic, skladů, hotelů a dokonce byly i provedeny první pokusy na bázi „počítačových her“. Jednalo se však o hry, které neznaly pojem grafika a byly vytvořeny pouze z legrace tehdejšími programátory.



Tímto vývojem se počítače více či méně začaly přibližovat dnešním osobním počítačům. K opravdu prvnímu osobnímu počítači již zbýval jen krůček, ale o tom až v příštím díle…



Další články seriálu Příběh počítače:

pošli na vybrali.sme.sk

Diskuze k článku Příběh počítače (4. díl) (0 komentářů)
Příspěvky vyjadřují názor jejich autorů a redakce tohoto serveru nenese odpovědnost za jejich obsah. Vyhrazuje si však právo je odstranit. Nepřijatelné jsou hlavně urážky, vulgarismy, rasismus, nevyžádaná reklama a příspěvky, které nesouvisejí s tématem článku.
© Copyright 2003 - 2017 Peter Sedlařík (Galaxie) | RSS | ISSN 1801-2132