Digitální stvoření

Na počátku bylo všechno jedno číslo a to číslo bylo nekonečno. Vesmír byl pustý a prázdný a všude byly samé nuly. Až na to jedno nekonečno. Všechno, co je, je jedno a vzniklo z něj. Bez něj by nebylo nic. Vydejme se společně na výpravu do světa nul a jedniček, který se v posledních desetiletích proměnil v tak silné zrcadlo skutečného vesmíru, že často tráví naše mysl v tomto digitálním vesmíru víc času než v tom skutečném. Vypravme se na chvíli do dějin této digitální revoluce.

První krůčky v chápání čísel a výpočtů nejspíš udělali naši dávní předkové, když začali počítat na prstech. Tento jednoduchý, ale účinný způsob byl prvním nástrojem pro uchopení množství a stal se základem pro rozvoj složitějších početních představ. Už v pravěku lidé vynalézali způsoby, jak zaznamenávat množství. Používali k tomu zářezy na kostech či kamenech. Archeologové našli takzvané vrubovky staré desítky tisíc let. Tyto jednoduché nástroje umožňovaly lidem sledovat třeba počet ulovených zvířat nebo dny mezi úplňky.

S rozvojem prvních civilizací přišly i složitější výpočetní metody. Ve starém Egyptě používali provazce s uzly pro měření vzdáleností a ploch pozemků. Mezopotámští počtáři zase vytvářeli hliněné početní žetony různých tvarů pro znázornění různých množství obilí, dobytka nebo jiného zboží. Postupem času lidé vymýšleli důmyslnější metody počítání a zaznamenávání čísel. Nejdůležitější byl Abakus, první doložené počítadlo z roku 2400 před Kristem. Staré národy, jako Sumerové a Egypťané, vyvinuly různé způsoby zápisu čísel, které umožnily zaznamenávat větší množství a provádět složitější výpočty. Vytvářeli početní tabulky, které obsahovaly základní výpočty, násobky a zlomky. Tyto tabulky sloužily jako pomůcka pro obchodníky, stavitele a úředníky.

Počítadlo, které se objevilo v mnoha různých kulturách nezávisle na sobě. Bylo průlomovým nástrojem, jenž umožnil rychlé a přesné výpočty. V Číně se mu říkalo suanpan, v Japonsku soroban a v Rusku sčoty. Tento jednoduchý, ale účinný nástroj se v některých částech světa používá dodnes. Starověcí Řekové ale přispěli k rozvoji počítání mnohem složitějších strojů, například vynálezem mechanického zařízení zvaného Antikythérský mechanismus.

Tento složitý stroj asi z druhého století před Kristem, objevený v troskách starověké lodi, sloužil k výpočtům poloh nebeských těles a předpovídání zatmění. Je považován za jeden z prvních analogových počítačů v dějinách.

Krásné nové stroje

Středověk přinesl další pokrok v podobě mechanických počítacích strojků. Důležitým mezníkem byl stroj Pascalina, tedy mechanická kalkulačka vytvořená Blaisem Pascalem v 17. století. Tento vynález dokázal sčítat a odčítat, což bylo na svou dobu pozoruhodné. V roce 1642 jmenoval kardinál Richelieu Pascalova otce superintendentem Horní Normandie a uložil mu obnovit pořádek v účtech této provincie. Nápad Blaise Pascala měl otci tuto práci ulehčit. První verze stroje umožňovala sčítat a odečítat dvě čísla, provádět násobení a dělení bylo možné opakováním sčítání nebo odečítání. V roce 1645 po třech letech výzkumu a padesáti prototypech představil Pascal svůj vylepšený stroj a věnoval jej francouzskému kancléři Pierru Séguierovi. V následujícím desetiletí postavil asi dvacet pascalin, které často zdokonaloval; osm těchto strojů se dochovalo.

Zavedení pascaliny znamenalo počátek rozvoje mechanických výpočtů v Evropě a od poloviny 19. století po celém světě. Tento vývoj pokračoval mj. vynálezem ozubeného válce umožňujícího automatické násobení. Stupňovitá kalkulačka neboli Leibnizova kalkulačka byla mechanická kalkulačka, kterou vynalezl německý matematik Gottfried Wilhelm Leibniz (začal ji používat v roce 1673, kdy představil dřevěný model Královské společnosti v Londýně, a dokončil ji v roce 1694). Název pochází z překladu německého termínu pro její ovládací mechanismus, Staffelwalze, což znamená „stupňovitý buben“. Byl to první kalkulátor, který dokázal provádět všechny čtyři základní aritmetické operace. Kromě hmatatelného kalkulátoru Leibniz svět matematiky ovlivnil i po teoretické stránce, například formulací pojmu limity a zkoumáním diferenciálního a integrálního počtu – byl to právě on, kdo v roce 1675 jako první využil dodnes používaného symbolu pro zápis integrálu. Thomas de Colmar byl inspirován prací Pascala a Leibnize, když v roce 1820 navrhl svůj arithmometr. Ten fungoval na principu ozubených koleček a pák, které byly ovládány ručně, a byl to první komerčně úspěšný mechanický kalkulátor. Předcházel modernějším mechanickým a později elektronickým kalkulátorům a byl široce využíván v obchodě, bankovnictví a státní správě po většinu 19. století a začátkem 20. století. Odhaduje se, že se ho prodalo mnoho desítek tisíc kusů. Vrcholem a zároveň labutí písní mechanických kalkulaček byla pak Curta, která se vyráběla až do roku 1972, kdy ji definitivně pohřbily její dokonalejší elektronické následovnice.

Curta je mechanická kapesní kalkulačka, kterou vytvořil Curt Herzstark (1902–1988) v roce 1948. Umí sčítat, odčítat, násobit a dělit. Lze s ní počítat i odmocniny a další operace. Je velmi kompaktní, vejde se do dlaně. Curta byla považována za nejlepší kapesní kalkulačku až do 70. let 20. století, kdy je nahradily elektronické kalkulátory. Kalkulačka svému tvůrci zachránila život. Herzstark, syn katolické matky a židovského otce, byl vzat do vazby v roce 1943, nakonec se ocitl v koncentračním táboře Buchenwald. V koncentračním táboře ho nacisti nechali pracovat na vývoji kalkulačky. Plánovali, že hotovou kalkulačku dají vůdci jako dárek k vítězství ve druhé světové válce.

Skutečný zlom však přišel s nástupem průmyslové revoluce. Charles Babbage navrhl v první polovině 19. století diferenciální stroj a později i analytický stroj, který je považován za skutečného předchůdce dnešních počítačů. Ačkoli tyto stroje nebyly za Babbageova života nikdy postaveny, položily myšlenkové základy pro budoucí vývoj. Diferenční stroj byl navržen pro specifický účel - výpočet a tisk matematických tabulek. Analytický stroj byl navržen jako univerzální výpočetní zařízení schopné provádět různé typy výpočtů. Diferenční stroj byl mechanicky složitý, ale koncepčně jednodušší. Analytický stroj byl mnohem komplexnější a obsahoval prvky moderních počítačů. Na jeho vývoji s ním spolupracovala Ada Lovelace, dcera lorda Byrona. Ta zemřela v pouhých 36 letech v roce 1852, porodila tři děti, a také předpověděla možnosti počítačů a stala se první programátorkou v dějinách lidstva, protože napsala ve svém pojednání o Analytickém stroji program pro výpočet Bernoulliho čísel (nikdo ho nevyzkoušela, ale dnešní výzkum ukázal, že by až na jednu chybu, neboli bug, skutečně tento algoritmus fungoval).

Děrovaný svět

V roce 1804 Joseph-Marie Jacquard vyvinul tzv. Jacquardův tkalcovský stav, který využíval děrované karty k řízení vzoru tkaniny. Tento vynález byl založen na dřívějších experimentech v 18. století. Tento vynález znamenal revoluci v textilním průmyslu, protože umožnil rychlou a flexibilní výrobu složitých vzorů a nakonec znemanal i velkou inspiraci pro vývoj informačních technologií. Psal se rok 1880 a Herman Hollerith se rozhodl zásadně urychlit data ze sčítání lidu. Tak vznikl Elektrický tabulační systém. Tento geniální vynález využíval děrné štítky k ukládání dat a elektrické snímače k jejich čtení. Zní to jednoduše, ale v té době to byla revoluce! Proč byl tak důležitý? Zpracování dat ze sčítání lidu v roce 1890 trvalo pouhé 3 měsíce místo očekávaných 10 let! Stroje dělaly méně chyb než unavení úředníci a mohly zpracovat obrovské množství dat. Hollerithův systém položil základy pro moderní výpočetní techniku. Jeho firma se později stala součástí IBM a prakticky stejná metoda zpracování dat posloužila i nacistům při jejich sčítaní lidu ve třicátých letech. Děrné štítky pak byly používány jako nosič informací ještě v osmdesátých letech minulého století.

Dvacáté století tak kromě ničivých válek přineslo i rychlý rozvoj výpočetní techniky. Od elektromechanických počítačů přes počítače s elektronkami až po ty s polovodiči, vývoj šel mílovými kroky kupředu. Každá nová generace počítačů byla menší, rychlejší a výkonnější než ta předchozí.

V USA roku 1928 L. J. Comrie jako první použil „děrnoštítkové zařízení IBM pro vědecké účely: výpočet astronomických tabulek metodou konečných diferencí, jak ji o 100 let dříve navrhl Babbage pro svůj Difference Engine. Velmi brzy poté začala IBM upravovat své tabulátory tak, aby tento druh výpočtů umožňovaly. Jedním z těchto tabulátorů, zkonstruovaným v roce 1931, byl The Columbia Difference Tabulator.

V třicátých letech žil v Německu mladý inženýr jménem Konrad Zuse. Když mu bylo 26 let, začal v obýváku svých rodičů pracovat na pozoruhodném stroji. Ano, čtete správně - první počítač na světě se zrodil v obýváku! Zuse byl génius, který se nudil ve své práci a chtěl vytvořit stroj, který by za něj dělal složité výpočty. Zrodil se tak Z1 (původně V1, ale to jméno pak začalo být synonymem pro německé nacistické rakety) byl první programovatelný počítač na světě. Ale zapomeňte na elegantní notebooky nebo výkonné herní počítače. Z1 vypadal spíš jako bizarní mixér velikosti skříně! Byl sestavený z více než 30 000 kovových součástek. Používal binární kód (1 a 0), stejně jako dnešní počítače. Data se do něj zadávala pomocí děrované filmové pásky.

Měl paměť... celých 64 slov! I když Z1 nebyl dokonalý, protože se neustále zasekával, položil základy pro všechny počítače, které přišly po něm. Bez Z1 by možná neexistovaly laptopy, smartphony nebo herní konzole. Na něj pak navázal pokročilejším a plně programovatelným Z3 dokončeným v roce 1941. Z3 byl prvním funkčním programovatelným počítačem na světě. Předběhl podobné projekty v USA a Velké Británii o několik let. Byl to důkaz, že myšlenka univerzálního počítače může fungovat v praxi. Bohužel, ani Z3 se nedočkal slávy. Byl zničen při spojeneckém bombardování Berlína v roce 1943. Zuseho práce zůstala dlouho neznámá kvůli izolaci válečného Německa.

Zatímco Konrad Zuse byl úspěšný inženýr, který se dožil požehnaného věku a žil klidný život, kdy si užíval svého věhlasu, odehrával se ve Velké Británii ve stejné době jiný příběh, který byl pro vývoj počítačů možná ještě důležitější, a obešel se bez děrných štítků.

Příběh génia, který byl stejně tak úspěšný, jako tragický. Jeho jméno je Alan Turing. Muž, jehož génius pomohl ukončit druhou světovou válku a položil základy moderní výpočetní techniky, je příběhem triumfu lidského intelektu i osobní tragédií. V roce 1936 Turing představil koncept "Turingova stroje" - teoretického modelu, který definoval limity toho, co může být vypočítáno. Tento abstraktní koncept se stal základem pro vývoj všech moderních počítačů. Během druhé světové války Turing vedl tým v Bletchley Park, který se snažil prolomit německý šifrovací stroj Enigma. Jeho práce vedla k vytvoření stroje zvaného "Bombe", který dokázal dešifrovat německé zprávy a významně přispěl k vítězství Spojenců.

Po válce Turing navrhl slavný "Turingův test" - metodu pro posouzení, zda stroj vykazuje inteligentní chování nerozeznatelné od člověka. Tento test se stal základním kamenem výzkumu umělé inteligence. Navzdory svým přínosům pro vědu a národní bezpečnost Turingův život skončil předčasně. Jeho blízký přítel a spolužák, se kterým prožil své dětsví a možné je, že byli i milenci, Christopher Collan Morcom, v pouhých osmácti letech zemřel na tuberkulózu. Tato událost způsobila Turingovi velký zármutek. S ním se vyrovnával tak, že o to usilovněji pracoval na vědeckých a matematických tématech, která sdílel s Morcomem. V roce 1952 byl pak odsouzen za "hrubou neslušnost" kvůli svému dalšímu homosexuálnímu vztahu, který byl v té době ve Velké Británii nezákonný. Místo vězení si Turing vybral chemickou kastraci. Tento trest měl devastující účinky na jeho fyzické i duševní zdraví. Dva roky poté, v roce 1954, byl Turing nalezen mrtvý ve svém domě. Příčinou smrti byla otrava kyanidem, pravděpodobně sebevražda.

Později počátkem roku 1937 hledal Howard Aiken firmu, která by navrhla a vyrobila jeho kalkulačku. Po dvou odmítnutích mu byla ukázána demonstrační sada, kterou syn Charlese Babbage věnoval Harvardově univerzitě o celých 70 let dříve. To ho přimělo k tomu, aby dílo Babbageho prostudoval a do svého návrhu přidal odkazy na Analytic Engine; výsledný stroj přivedl Babbageovy principy téměř k plné realizaci a zároveň přidal důležité nové funkce. Nakonec se tak v roce 1944, uprostřed vřavy druhé světové války, zrodil počítač, kterému se dnes říká Harvard Mark I a byl to první programovatelný počítač v USA. Tento obří stroj, který používal děrné štítky jako své hlavní médium, oficiálně známý jako IBM Automatic Sequence Controlled Calculator (ASCC), byl plodem spolupráce mezi Howardem Aikenem z Harvardu a inženýry z IBM. S délkou 15,5 metru, výškou 2,4 metru a váhou přes 4500 kg byl Mark I skutečným otesánkem. ASCC vyvinula a vyrobila společnost IBM ve svém závodě v Endicottu a v únoru 1944 jej dodala na Harvard. Přestože se nejednalo o první funkční počítač, byl to první stroj, který automatizoval provádění složitých výpočtů, čímž se stal významným krokem vpřed pro výpočetní techniku. Mark I byl elektromechanický zázrak sestavený z 765 000 součástek, včetně přepínačů, relé a kilometrů kabelů. Mohl provádět tři operace sčítání nebo odčítání za sekundu, násobení mu trvalo 6 sekund a dělení 15 sekund - výkon, který dnes může vypadat směšně, ale v té době byl revoluční. Programování Mark I se provádělo pomocí děrné pásky, což umožňovalo automatické provádění sekvencí aritmetických operací. To bylo klíčové pro jeho primární využití - výpočet balistických tabulek pro námořnictvo USA během války. John von Neumann měl v Los Alamos tým, který používal upravené stroje IBM na děrné štítky k určení účinků imploze. V březnu 1944 navrhl spustit určité problémy týkající se implozena počítači Harvard Mark I a v roce 1944 přijel se dvěma matematiky napsat simulační program pro studium imploze první atomové bomby. Skupina z Los Alamos dokončila svou práci v mnohem kratší době než skupina z Cambridge. Operace na děrném štítku však počítala hodnoty na šest desetinných míst, zatímco Mark I počítal hodnoty na osmnáct desetinných míst. Kromě toho Mark I integroval parciální diferenciální rovnici s mnohem menší velikostí intervalu a tak dosáhl mnohem větší přesnosti. Přestože byl Mark I brzy překonán plně elektronickými počítači jako ENIAC, jeho význam nelze podceňovat. Byl to most mezi mechanickými kalkulátory a moderními elektronickými počítači. Ukázal světu potenciál automatizovaných výpočtů a inspiroval generaci vědců a inženýrů k dalšímu rozvoji této technologie.

Budoucnost patří elektronice

Zhruba ve stejné době vznikl také Colossus, který byl prvním plně elektronickým digitálním počítačem, vyvinutým během druhé světové války ve Velké Británii. Navržen byl v roce 1943 Tommym Flowersem a jeho týmem pro britskou zpravodajskou službu v Bletchley Park. Hlavním účelem Colossu bylo prolomení německých šifrovacích kódů, zejména těch generovaných strojem Lorenz SZ40/42, který používal německé nejvyšší velení. První Colossus byl funkční v prosinci 1943 a plně v provozu od února 1944. Celkem bylo postaveno deset těchto strojů. Colossus byl průkopnický v použití elektronek ve velkém měřítku, obsahoval asi 1600 elektronek. Stroj byl schopen zpracovávat 5000 znaků za sekundu, což značně urychlilo proces dešifrování. Možná navazoval na méně známý stroj, který se zrodil v zaprášených laboratořích Iowa State College v roce 1939 a který měl změnit svět, ačkoli o tom v té době nikdo nevěděl. Atanasoff-Berry Computer, známý jako ABC, byl totiž první svého druhu - první elektronický digitální počítač. John Vincent Atanasoff, profesor fyziky, a jeho asistent Clifford Berry, vytvořili toto revoluční zařízení s jediným cílem: řešit složité systémy lineárních rovnic. Na první pohled možná ne příliš vzrušující úkol, ale důsledky jejich práce byly ohromující. ABC přinesl několik průlomových inovací. Byl první, kdo použil elektronky pro digitální výpočty, zavedl binární systém pro reprezentaci dat a oddělil paměť od výpočetní jednotky. Těchto 300 elektronek a regenerativní bubnová paměť byly předchůdci technologií, které dnes pohánějí naše smartphony a superpočítače. Ironií osudu, ABC nikdy nedosáhl širokého uznání ve své době. Práce na něm byla přerušena druhou světovou válkou a stroj byl nakonec rozebrán. Atanasoff nikdy nezískal patent na svůj vynález, což vedlo k desetiletí trvajícím právním sporům o to, kdo skutečně vynalezl první elektronický počítač. Teprve v roce 1973, dlouho po éře ENIACu a dalších slavnějších raných počítačů, soud rozhodl, že Atanasoff byl skutečným vynálezcem prvního elektronického digitálního počítače. Dnes, když se díváme zpět, vidíme ABC jako tichého revolucionáře. Nebyl programovatelný v moderním slova smyslu a byl určen pouze pro jeden specifický úkol, ale principy, které zavedl, se staly základem pro všechny následující počítače.

V roce 1946, když svět se stále vzpamatovával z druhé světové války, pak byl na Pensylvánské univerzitě představen ENIAC, Electronic Numerical Integrator and Computer, navržený J. Presperem Eckertem a Johnem Mauchlym. S váhou 30 tun, 17 468 elektronkami a spotřebou 150 kilowattů byl ENIAC skutečným gigantem své doby. Původně byl ENIAC vyvinut pro americkou armádu k výpočtu balistických tabulek pro dělostřelectvo. Ale jeho schopnosti daleko přesahovaly tento původní účel. ENIAC mohl provést 5000 součtů za sekundu – rychlost, která byla v té době nepředstavitelná. Programování ENIACu bylo fyzickou výzvou. Programátoři, často ženy, museli fyzicky přepojovat kabely a nastavovat přepínače pro každý nový výpočet. Přesto ENIAC otevřel dveře modernímu programování a inspiroval vývoj uloženého programu, který dnes používáme. ENIAC byl více než jen další výpočetní stroj – byl to symbol nové éry. Představoval přechod od mechanických a elektromechanických zařízení k plně elektronickým počítačům.

Jiným zásadním strojem té doby byl také EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator) vyvinutý na anglické University of Cambridge pod vedením Maurice Wilkese. Byl uveden do provozu 6. května 1949 a,byl to první prakticky použitelný počítač s uloženým programem. EDSAC využíval von Neumannovu architekturu a rtuťové zpožďovací linky pro paměť. Programoval se v assembleru a prováděl asi 650 instrukcí za sekundu. Osvědčil se jako výborný pomocník pro různé vědecké výpočty.

První počítačová generace

V roce 1951 se zrodil UNIVAC I (UNIVersal Automatic Computer I); byl to první komerčně vyráběný počítač v USA, který otevřel dveře do éry digitálního zpracování dat v podnikání a vládě. UNIVAC I byl dílem stejných vizionářů, kteří stáli za vývojem ENIACu. Ale zatímco ENIAC byl primárně vojenským nástrojem, UNIVAC I byl navržen pro širší využití v obchodě a průmyslu. S váhou téměř 13 tun a obsahující přes 5000 elektronek, UNIVAC I byl stále obrovským strojem. Přesto byl revolucí v kompaktnosti a efektivitě ve srovnání se svými předchůdci. Dokázal provést asi 1905 operací za sekundu, což bylo na svou dobu ohromující. Jednou z klíčových inovací UNIVAC I bylo použití magnetické pásky pro ukládání dat namísto děrných štítků. To dramaticky zvýšilo rychlost a spolehlivost ukládání a načítání dat. UNIVAC I se proslavil v roce 1952, když přesně předpověděl výsledek prezidentských voleb ve prospěch Dwighta D. Eisenhowera, navzdory všeobecnému očekávání vítězství Adlai Stevensona. Tato událost ukázala široké veřejnosti potenciál počítačů pro analýzu dat. Celkem bylo vyrobeno 46 jednotek UNIVAC I, které našly uplatnění v armádě, vládních agenturách a velkých korporacích. Každý stroj stál více než milion dolarů (v tehdejších cenách), což ilustruje, jak vzácná a cenná tato technologie tehdy byla. UNIVAC I představoval začátek éry, kdy se počítače staly praktickými nástroji pro každodenní použití v obchodě a průmyslu. Otevřel cestu pro všechny následující generace komerčních počítačů a položil základy pro digitální revoluci, která formuje náš svět dodnes. Záhy nato přišlo IBM 701, první velký počítač IBM pro vědecké výpočty a o rok později IBM 650, první masově vyráběný počítač.

Mezitím se ale roztáčel na hladině vývoje počítačů další velký vír. V poválečném období, kdy svět teprve začínal chápat potenciál počítačů, se na Massachusetts Institute of Technology (MIT) zrodil projekt, který měl změnit budoucnost výpočetní techniky. Jmenoval se Whirlwind a byl to skutečný vír inovací, který rozvířil vody technologického pokroku. Whirlwind, jehož vývoj začal v roce 1945 pod vedením vizionářského inženýra Jaye Forrestera, byl původně zamýšlen jako letový simulátor pro americké námořnictvo. Ale jak to často bývá s převratnými vynálezy, Whirlwind brzy překročil hranice svého původního určení. Co činilo Whirlwind tak revolučním? Byl to první počítač schopný pracovat v reálném čase. V době, kdy většina počítačů zpracovávala data v dávkách, Whirlwind reagoval okamžitě na vstupy uživatele. Tato schopnost otevřela dveře k interaktivnímu použití počítačů, což byl koncept, který měl v budoucnu změnit způsob, jakým lidé s počítači interagují. Ale to nebylo vše. Whirlwind byl průkopníkem v používání magnetické paměti s náhodným přístupem (RAM). Tato technologie, zdokonalená v roce 1953 implementací paměti s feritovými jádry, dramaticky zvýšila spolehlivost a rychlost počítače. Whirlwind také využíval CRT displeje pro vizuální výstup, čímž položil základy pro budoucí grafická rozhraní. S 5000 elektronkami a schopností provést 50 000 operací za sekundu byl Whirlwind technologickým zázrakem své doby. Jeho vliv sahal daleko za zdi laboratoří MIT. Technologie vyvinuté pro Whirlwind našly uplatnění v systému protivzdušné obrany SAGE a inspirovaly vývoj budoucích počítačových systémů. Původně používal elektrostatickou paměť (Williamsovy trubice).V roce 1953 byla implementována magnetická paměť s feritovými jádry, což významně zvýšilo spolehlivost. Koncept interaktivního počítače v reálném čase ovlivnil vývoj budoucích systémů. Technologie magnetické paměti se stala standardem pro následující generace počítačů.Projekt inspiroval vývoj grafických displejů a interaktivních rozhraní. Na technologie vyvinuté pro Whirlwind pak navázal i TX-0, vyvinutý v letech v letech 1955-1956 jako experimentální tranzistorový počítač. Tranzistor, zásadní elektronická součástka, byl vynalezen o něco dříve v roce 1947 v Bellových laboratořích týmem vědců vedeným Williamem Shockleym, Johnem Bardeenem a Walterem Brattainem.

Tento revoluční objev umožnil kontrolu toku elektrického proudu v pevné látce, což vedlo k miniaturizaci elektronických zařízení a odstartovalo éru moderní elektroniky. Tranzistor rychle nahradil objemné a energeticky náročné vakuové elektronky, čímž otevřel cestu k vývoji menších, spolehlivějších a energeticky účinnějších elektronických přístrojů. TX-0 Používal paměť s feritovými jádry o kapacitě 64K 18bitových slov. Měl 18bitovou architekturu. Obsahoval pouze 4 instrukce, což z něj dělalo jeden z prvních počítačů s redukovanou instrukční sadou (předchůdce RISC architektury). Byl vybaven CRT displejem pro grafický výstup. Měl světelné pero pro interakci s obrazovkou, což bylo průkopnické pro svou dobu. Programoval se v strojovém kódu, ale později byly vyvinuty assembler a další programovací nástroje. Sloužil jako testovací platforma pro vývoj tranzistorových obvodů a programovacích technik. Byl využíván i pro výzkum v oblasti umělé inteligence, počítačové grafiky a interaktivních počítačových systémů. Zásadním způsobem ovlivnil i vznik DEC PDP-1 v roce, jednoho z prvních komerčně úspěšných minipočítačů, se kterým se definitivně začala psát éra druhé počítačové generace.

Druhá počítačová generace

Období mezi lety 1955 a 1964 přineslo prudký rozvoj v oblasti výpočetní techniky. Tato éra, známá jako přechod k druhé generaci počítačů, přinesla řadu klíčových inovací, které položily základy moderní informatiky. Zásadní zlom přinesla tranzistorová konstrukce počítače. První komerčně dostupný plně tranzistorový počítač pro vědecké výpočty byl IBM 608 v roce 1955. Philco Transac 2000 byl významným produktem společnosti Philco Corporation, jednoho z průkopníků v oblasti spotřební elektroniky a výpočetní techniky ve 20. století. Philco, založená v roce 1892 jako Helios Electric Company, se postupně stala vedoucí firmou v oblasti rádií, televizí a domácích spotřebičů a v 50. letech 20. století společnost rozšířila své působení do oblasti počítačů, což vyvrcholilo uvedením Transac 2000 v roce 1958. Tento plně tranzistorový počítač byl navržen pro vojenské a vědecké účely a vyznačoval se pokročilými funkcemi své doby, včetně paralelního zpracování dat a modulární konstrukce.

Transac 2000 symbolizoval ambice Philco v oblasti high-tech a pomohl upevnit pozici firmy jako inovátora v rychle se rozvíjejícím odvětví výpočetní techniky. Přestože Philco později čelilo finančním potížím a v roce 1961 bylo převzato společností Ford Motor Company, Transac 2000 zůstává důležitým milníkem v historii počítačů a svědectvím o technologickém přínosu společnosti Philco.

Rok 1957 přinesl FORTRAN, první vysokoúrovňový programovací jazyk, který značně zjednodušil proces programování. Konec dekády byl ve znamení komerčního úspěchu IBM 1401, který se stal bestsellerem v podnikové sféře. S příchodem 60. let se objevil COBOL, programovací jazyk speciálně navržený pro obchodní aplikace, a DEC PDP-1, první komerční počítač s interaktivním rozhraním. Následující roky přinesly výkonné mainframy jako IBM 7090 a superpočítače jako Atlas v Manchesteru.

Toto období bylo charakterizováno několika klíčovými trendy. Přechod od elektronek k tranzistorům vedl k menším, rychlejším a spolehlivějším počítačům. Vývoj vysokoúrovňových programovacích jazyků značně usnadnil programování a zvýšil produktivitu vývojářů. Počítače se začaly rozšiřovat z vědeckých a vojenských aplikací do komerční sféry, což vedlo k rozvoji softwarového průmyslu jako samostatného odvětví.

Výkon a kapacita paměti počítačů dramaticky vzrostly, což umožnilo řešení stále komplexnějších úloh. S příchodem IBM System/360 v roce 1964 začala éra standardizace v počítačovém průmyslu. Zároveň se objevily první interaktivní počítačové systémy, které položily základy pro budoucí osobní počítače. Toto dynamické období transformovalo výpočetní techniku z okrajového vědeckého oboru do klíčového průmyslového odvětví a připravilo půdu pro digitální revoluci, která měla teprve přijít. Inovace z let 1955-1964 nadále ovlivňují způsob, jakým navrhujeme, vyvíjíme a používáme počítačové technologie dodnes.

V té době také začínají československé dějiny výpočetní techniky, které jsou neodmyslitelně spjaty se třemi průkopnickými stroji: ELIŠKA, SAPO a EPOS 1. Tyto počítače představovaly významné milníky v rozvoji československé informatiky a demonstrovaly schopnost místních vědců a inženýrů držet krok s globálním vývojem navzdory omezeným zdrojům a politickým překážkám studené války.

První československý samočinný počítač ELIŠKA byl navržen, vyroben a koncem roku 1952 zprovozněn Allanem Línkem v Ústavu technické fyziky ČSAV. Tento jednoúčelový děrnoštítkový reléový počítač sloužil k výpočtu strukturních faktorů při určování krystalových struktur. Kapacita ELIŠKY byla využívána až do začátku 60. let. Roku 1954 Allan Línek spolu se Ctiradem Novákem uvedli do chodu další jednoúčelový počítač SuperELIŠKA pro výpočet elektronových hustot.

SAPO, zkratka pro "SAmočinný POčítač", začal vznikat v roce 1950 v Ústavu matematických strojů ČSAV v Praze. Tento reléový počítač, dokončený v roce 1957, byl prvním funkčním československým počítačem a jedním z prvních ve střední a východní Evropě. SAPO obsahoval přibližně 7000 relé a disponoval bubnovou pamětí s kapacitou 1024 slov. Ačkoli byl poměrně pomalý, zvládající pouze asi 3 operace za sekundu, byl navržen pro vědecké a technické výpočty a programoval se pomocí děrných štítků. Zajímavostí je, že SAPO měl zabudovaný pokrokový systém pro detekci chyb využívající trojnásobnou redundanci. Bohužel, tento průkopnický stroj byl zničen při požáru v roce 1960.

Krátce po SAPO následoval vývoj EPOS 1 (Elektronický POčítací Stroj), který byl dokončen v roce 1958 ve Výzkumném ústavu matematických strojů v Praze. EPOS 1 představoval významný technologický skok vpřed. Jako elektronkový počítač s přibližně 3000 elektronkami byl výrazně rychlejší než jeho předchůdce, zvládající asi 5000 operací za sekundu. Byl vybaven feritovou pamětí s kapacitou 1024 slov (40 bitů) a původně se programoval ve strojovém kódu, později byl pro něj vyvinut assembler. EPOS 1 našel praktické využití například při výpočtech pro stavbu přehrady Orlík a sloužil jako základ pro vývoj dalších počítačů řady EPOS.

Tyto dva počítače, ač technologicky odlišné, položily základy pro další vývoj počítačů v Československu. SAPO, přestože byl technologicky méně pokročilý, vynikal svým inovativním systémem detekce chyb. EPOS 1 zase demonstroval schopnost československých odborníků rychle přejít na pokročilejší elektronkovou technologii. Význam SAPO a EPOS 1 přesahuje jejich technické specifikace. Tyto počítače inspirovaly novou generaci vědců a inženýrů v oblasti výpočetní techniky a ukázaly, že Československo je schopno vyvíjet vlastní pokročilé technologie. Staly se tak symbolem počátků československé informatiky a důkazem inovativního ducha místních odborníků i v době, kdy globální politická situace ztěžovala přístup k nejnovějším západním technologiím.

Digitální revoluce

Zde naše putování dějinami počítačů prozatím končí. Ať se nám to líbí nebo ne, už dávno žijeme v době digitální revoluce. Proměna světa, kterou přináší, je hlubší a zásadnější, než byl například vynález knihtisku. Nelze ani nahlédnout rozsah této proměny, ale snad vás tato rychlá výprava do dějin výpočetní techniky inspirovala k zamyšlení nad nikdy nekončícím dramatem lidského poznání a nad tím, jak silný nástroj naše lidstvo dostalo do rukou během pouhých pár desítek let.

Hlavní milníky vývoje výpočetní techniky

cca 2400 př. n. l.: Abakus (první známý počítací nástroj) - Babylonie

cca 100 př. n. l.: Antikythérský mechanismus (starověký analogový počítač) - Starověké Řecko

1617: Napierovy kosti (pomůcka pro násobení) - John Napier

1642: Pascalina (první mechanická kalkulačka) - Blaise Pascal

1673: Krokový kalkulátor - Gottfried Wilhelm Leibniz

1801: Děrné štítky pro řízení tkalcovských stavů - Joseph Marie Jacquard

1822: Diferenční stroj (koncept) - Charles Babbage

1837: Analytický stroj (koncept prvního programovatelného počítače) - Charles Babbage

1843: První počítačový program - Ada Lovelace

1890: Elektromechanický tabulátor - Herman Hollerith

1936: Turingův stroj (teoretický model výpočtu) - Alan Turing

1937-1942: ABC (Atanasoff-Berry Computer) - John Vincent Atanasoff a Clifford Berry

1941-1945: Z3 (první plně funkční programovatelný počítač) - Konrad Zuse

1943-1945: Colossus (první elektronický digitální počítač) - Tommy Flowers

1945: ENIAC (první elektronický univerzální počítač) - J. Presper Eckert a John Mauchly

1947: Tranzistor - William Shockley, John Bardeen a Walter Brattain

1949: EDSAC (první praktický uložený program počítače) - Maurice Wilkes

1951: UNIVAC I (první komerčně vyráběný počítač) - J. Presper Eckert a John Mauchly

1953: IBM 701 (první komerčně úspěšný vědecký počítač)

1954: FORTRAN (první vysokoúrovňový programovací jazyk) - John Backus

1955: IBM 608 (první komerčně dostupný plně tranzistorový počítač)

1958: Integrovaný obvod - Jack Kilby a Robert Noyce z Texas Instruments

1959: COBOL (programovací jazyk pro obchodní aplikace) - Grace Hopper a komise CODASYL

1960: PDP-1 (první komerční minipočítač) - Digital Equipment Corporation

1964: BASIC (programovací jazyk pro začátečníky) - John G. Kemeny a Thomas E. Kurtz

1969: ARPANET (předchůdce internetu) - DARPA

1971: Intel 4004 (První komerčně dostupný mikroprocesor)