Jak powstał komputer?

Czy kiedykolwiek zastanawiałeś się, jak doszło do tego, że potężne maszyny, które dziś trzymamy w dłoniach lub mamy na biurkach, w ogóle powstały? Odpowiedź na to pytanie to fascynująca podróż przez wieki innowacji, genialnych umysłów i przełomowych odkryć, która na zawsze zmieniła oblicze ludzkości.

Początki myśli obliczeniowej

Zanim pojawiły się jakiekolwiek elektroniczne urządzenia, ludzie od tysięcy lat poszukiwali sposobów na ułatwienie skomplikowanych obliczeń. Najstarszym znanym narzędziem, które można uznać za przodka komputera, jest abakus. Używany już w starożytności, pozwalał na szybkie sumowanie i odejmowanie, a w niektórych kulturach nawet mnożenie i dzielenie. Był to czysto mechaniczny system, ale jego skuteczność świadczyła o ludzkiej potrzebie automatyzacji.

W XVII wieku nadeszły pierwsze poważne próby stworzenia maszyn, które mogłyby samodzielnie wykonywać arytmetykę. Francuski matematyk i filozof, Blaise Pascal, w 1642 roku wynalazł Pascalkę (Pascaline) – mechaniczną maszynę do dodawania i odejmowania, działającą na zasadzie kół zębatych. Kilkadziesiąt lat później, niemiecki polihistor Gottfried Wilhelm Leibniz poszedł o krok dalej, tworząc w 1672 roku Stepped Reckoner, który potrafił również mnożyć i dzielić.

Wizjonerzy XIX wieku: Babbage i Lovelace

Prawdziwy przełom w koncepcji programowalnej maszyny nastąpił w XIX wieku, dzięki brytyjskiemu matematykowi i wynalazcy, Charlesowi Babbage'owi. Często nazywany "ojcem komputera", Babbage zaprojektował dwie niezwykłe maszyny:

• Maszynę różnicową (Difference Engine) – zaprojektowaną do automatycznego tworzenia tablic matematycznych.
• Maszynę analityczną (Analytical Engine) – to właśnie ona jest uznawana za koncepcyjnego przodka współczesnych komputerów. Posiadała cechy takie jak jednostka arytmetyczna, pamięć, system wejścia-wyjścia (za pomocą kart perforowanych) oraz możliwość programowania.

Choć Maszyna Analityczna nigdy nie została w pełni zbudowana za życia Babbage'a z powodu ograniczeń technologicznych i finansowych, jej projekty były rewolucyjne. Niezwykłą postacią, która odegrała kluczową rolę w zrozumieniu i rozwinięciu idei Babbage'a, była Ada Lovelace, córka Lorda Byrona. Lovelace, pracując nad opisem Maszyny Analitycznej, stworzyła algorytm przeznaczony do wykonania przez tę maszynę, co czyni ją powszechnie uznawaną za pierwszą programistkę w historii. Jej wizja wykraczała poza proste obliczenia, dostrzegała potencjał maszyny do manipulowania symbolami, a nie tylko liczbami.

Era elektromechaniczna i wojenna

Początek XX wieku przyniósł rozwój maszyn elektromechanicznych. Jednym z pionierów był Herman Hollerith, który opracował system kart perforowanych do przetwarzania danych spisu ludności w USA w 1890 roku, co znacznie przyspieszyło proces. Jego firma ostatecznie przekształciła się w giganta znanego dziś jako IBM.

Prawdziwy impuls do rozwoju komputerów dała II wojna światowa. Potrzeba szybkich obliczeń balistycznych, dekodowania zaszyfrowanych wiadomości i planowania logistycznego była ogromna. W tym okresie powstały takie maszyny jak:

• Z3 Konrada Zusego (Niemcy, 1941) – pierwszy programowalny, w pełni automatyczny komputer cyfrowy.
• Colossus (Wielka Brytania, 1943) – zaprojektowany przez Alana Turinga i jego zespół do łamania szyfrów Enigmy. Był to jeden z pierwszych komputerów elektronicznych, choć nie programowalny w ogólnym sensie.
• ENIAC (USA, 1946) – Electronic Numerical Integrator and Computer. Był to pierwszy programowalny, elektroniczny komputer ogólnego przeznaczenia. Ważył 27 ton, zajmował powierzchnię 167 metrów kwadratowych i zawierał ponad 17 000 lamp elektronowych, zużywając ogromne ilości energii.

Rewolucja tranzystorowa i mikroprocesory

Od lamp do krzemu

Lata 50. XX wieku przyniosły kolejną, fundamentalną zmianę – wynalezienie tranzystora w 1947 roku w Bell Labs. Tranzystory były znacznie mniejsze, szybsze, bardziej niezawodne i zużywały mniej energii niż lampy elektronowe. To zapoczątkowało erę komputerów drugiej generacji, które były mniejsze, tańsze i bardziej wydajne.

Układy scalone i mikroprocesory

Następny krok to wynalezienie układu scalonego (Integrated Circuit – IC) przez Jacka Kilby'ego i Roberta Noyce'a pod koniec lat 50. Połączenie wielu tranzystorów i innych komponentów na jednym kawałku krzemu umożliwiło dalszą miniaturyzację. Prawdziwa rewolucja nastąpiła jednak w 1971 roku, kiedy firma Intel stworzyła Intel 4004 – pierwszy komercyjny mikroprocesor. Był to pojedynczy układ scalony zawierający wszystkie elementy centralnej jednostki obliczeniowej (CPU). To wydarzenie otworzyło drzwi do masowej produkcji komputerów.

Droga do komputera osobistego

Pojawienie się mikroprocesorów umożliwiło budowę komputerów osobistych (PC). W 1975 roku powstał Altair 8800, często uznawany za pierwszy komputer osobisty, który można było kupić jako zestaw do samodzielnego montażu. To zainspirowało wielu entuzjastów, w tym Steve'a Wozniaka i Steve'a Jobsa, którzy w garażu stworzyli Apple I, a następnie Apple II, wprowadzając komputery do domów.

W 1981 roku IBM wprowadził na rynek swój IBM PC, który stał się standardem przemysłowym i zapoczątkował masową popularyzację komputerów osobistych na świecie. Od tego momentu rozwój komputerów nabrał zawrotnego tempa, prowadząc do powstania graficznych interfejsów użytkownika, systemów operacyjnych takich jak Windows czy macOS, a także globalnej sieci internetowej, która na zawsze zmieniła sposób, w jaki żyjemy i pracujemy.