De Geschiedenis van de Computer

Geschiedenis van de computer, 'Wanneer en hoe ontstaan'

Van pré-historie tot heden

De geschiedenis van de computer begint met de geschiedenis van het rekenen. Vanouds hebben mensen hulpmiddelen ontwikkeld voor berekeningen die niet gemakkelijk uit het hoofd gemaakt konden worden. De eenvoudigste manier is het noteren van een aantal getallen en te proberen deze correct op te tellen.

Als in de vroege middeleeuwen werd het telraam (de abacus) uitgevonden. Toen de behoefte aan berekeningen steeds complexer werd ontwikkelde men tabellen met hulpgegevens (bijvoorbeeld logaritmetabellen als hulp bij het vermenigvuldigen). Ook de rekenliniaal was een uitvinding om het rekenen makkelijk te maken (deze is verdwenen met de uitvinding van de zakrekenmachine in de jaren '50).

Vanaf de zeventiende eeuw komen er mechanische machines die simpele berekeningen kunnen uitvoeren. Vanaf halverwege de negentiende eeuw krijgen de ontwikkelingen een nieuwe richting door de komst van de electriciteit. De eerste personal computers, bedoeld voor gebruik in de huiskamer, stammen pas uit de jaren '80 van de twintigste eeuw - en zijn een twintig jaar later al niet meer weg te denken uit de maatschappij.

De vier basisperioden

Deze vier tijdperken worden onderscheiden op basis van de technologie die wordt gebruikt voor invoer van gegevens; verwerking van gegevens; de resultaten; en de communicatie.

A. pré-mechanische periode
B. mechanische periode
C. electro-mechanische periode
D. electronische periode

A. Het pré-mechanische tijdperk: 3000 v.Chr. - 1450 n.Chr.

1. Het schrift en de communicatie d.m.v. het alfabet.

1.1 De eerst menselijke communicatie vond enkel plaats door middel van het gesproken woord en tekeningen.

1.2 3000 v.Chr.: De Sumeriërs in Mesopotamië (ca. hedendaags zuid Irak) ontwikkelen het Cuniform (pictogrammen in 'wigvorm').
writing_oldpersian2

Getallen in het Cuniform.

1.3 Rond 2000 v.Chr. maken de Phoeniciërs gebruik van symbolen.

1.4 De Grieken nemen het Phoenicische alfabet over en voegen klinkers toe. De Romeinen geven de letters Romeinse namen en vormen het hedendaagse alfabet.

2. Papier en pen komen in gebruik

2.1 De invoer-technologie van de Sumeriërs is een stylus waarmee tekens in natte klei kunnen worden gekrast.
assyrisch

Spijkerschrift in aardewerk.

2.2 Rond 2600 v.Chr. schrijven de Egyptenaren op papyrus, gemaakt van de papyrus-plant.

2.3 Rond 100 v.Chr. maken de Chinezen papier van rags. Dit vormt de basis van het hedendaagse papier.

3. Boeken en bibliotheken: permanente opslagmogelijkheden.

3.1 Religieuze leiders in Mesopotamie leggen de eerste 'boeken' aan.

3.2 De Egyptenaren maken rollen van papyrus.

3.3 Rond 600 v.Chr. beginnen de Grieken vellen papyrus vertikaal door midden te vouwen, zodat er bladen ontstaan. Deze worden samengebonden tot boeken.

4. De eerste getallensystemen.

4.1 Het Egyptische systeem: de nummers 1-9 worden weergegeven met vertikale lijnen; het getal 10 is een U of een cirkel; het getal 100 is een coiled touw; en getal 1000 is een lotusbloem.

4.2 Het getalsysteem dat lijkt op ons hedendaagse systeem is uitgevonden tussen 100 en 200 n.Chr. door Hindu's in India. Zij maken een 9-tallig systeem van nummers.

Een inhoudelijk en visueel overzicht van de ontwikkeling van informatietechnologie en de bijbehorende systemen

Getallen in oud Chinees.

Getallen in oud Hindi.

4.3 Rond 875 n.Chr. wordt het concept van het getal nul uitgevonden.

4.4 De eerste rekenmachine: De Abacus, oftewel een telraam. abacus

De Abacus: een van de eerste rekenmachines.

B. Het tijdperk van de mechanica: 1450 - 1840

1. De eerste groei van informatie

1.1 Johann Gutenberg (Mainz, Duitsland) vindt in 1450 een beweegbare metalen drukpers uit.

1.2 De ontwikkeling van registers in boeken en een toename van het gebruik van paginanummers.

2. De eerste algemene betekenis van een 'computer':

iemand die gecompliceerde berekeningen uitvoert.

3. Rekenlinealen, de Pascaline en de machine van Leibniz

Rekenlineaal: een uitvinding van William Oughtred, een Engelse administrator, aan het begin van de 17e eeuw.
sliderule

Rekenlinealen bleven in gebruik tot de opkomst van de zakrekenmachine in de jaren '70.

Een vroeg voorbeeld van een analoge 'computer': de Pascaline. Uitvinding van Blaise Pascal (1623-1662), wis- en natuurkundige en filosoof. Naast zijn wiskundig en natuurkundig werk (waarschijnlijkheidsberekeningen, de stelling van Pascal, de driehoek van Pascal, de wet van Pascal), bouwde hij in 1642 de eerste mechanische rekencomputer. Deze Pascaline kon optellen en aftrekken. Een revolutionaire en enorm tijdbesparende uitvinding. Hij was echter zo duur dat er maar een stuk of 50 van zijn gemaakt.
pascal

B. Pascal.
pascalinefront

Voorzijde van de Pascaline.
pascalinerear

De Reckonor (een reconstructie).
Detail.
pascaline

Schets van de inwendige techniek.

Rond 1671 bouwde de Duitse wiskundige en filosoof Wilhelm von Leibniz (1646-1716) voort op de Pascaline en ontwikkelde de Reckonor ofwel de machine van Leibniz. Deze kon ook vermenigvuldigen en delen.
leibniz2

Gottfried von Leibniz.

4. De machines van Babbage.

Charles Babbage (1792-1871), een exentrieke Engelse wiskundige, ontwikkelde verschillende machines. Hij staat nu bekend als de ontwerper van de eerste computer.

Samen met Lady Ada Lovelace ontwierp Babbage in 1834 de eerste programmeerbare (mechanische) rekenmachine, die hij de analytische motor noemde (analytical engine, opvolger van de difference engine). Een waardige voorloper van de computer, omdat hij in principe alle functies van een echte computer bezat. Hij werkte met ponskaarten en kon berekeningen maken en uitkomsten onthouden. Er zaten meer dan 2000 bewegende onderdelen in.

Het was in die tijd moeilijk om het technisch voor elkaar te krijgen; Babbage heeft hem dan ook nooit in werking gezien. (Het Science Museum in Londen heeft de machine in 1991 afgemaakt en hij werkte perfect).

Charles Babbage.

De difference engine van Babbage.
Een werkend model, gemaakt in 1822. Werkt volgens de methode van differenties.

De analytical engine van Babbage.

Het programmeerbare weefgetouw
van Joseph Marie Jacquard.

De analytical engine van Babbage is ontworpen in de jaren 1830. Veel onderdelen zijn opvallend overeenkomstig met hedendaagse computers (de 'store'; de 'mill'; het maakte gebruik van binaire logica). Het werkte met ponskaarten. Babbage had het idee van de ponskaarten van het programmeerbare weefgetouw van Joseph Marie Jacquard (begin 19e eeuw).

Augusta Ada Byron, beter bekend als Ada Lovelace, hielp Babbage met het ontwerpen van de analytische motor. Zij schreef reeksen instructies voor de analytische machine, ze ontwikkelde onder andere de subroutine, herkende de waarde van lussen en dacht al na over de voorwaardelijke sprongroutine - hiermee was zij in feite de eerste programmeur.
Ze suggereerde dat de analytische motor gebruikt kon worden om Bernoulligetallen te berekenen. Dit uitgeschreven plan wordt nu beschouwd als het eerste computerprogramma.

Augusta Ada Byron (Ada Lovelace) (1815-1852).
De eerste programmeur.

C. Het tijdperk van de electro-mechanica: 1840-1940

De ontdekking van de mogelijkheid om energie op te wekken, was de grote vooruitgang in deze periode. Kennis en informatie konden nu worden omgezet in electrische impulsen.

1. Het begin van de telecommunicatie

1.1 De batterij: eind 18e eeuw.
1.2 De telegraaf: begin 19e eeuw.
1.3 Morse code: in 1835 ontwikkeld door Samuel Morse. Punten en strepen.

1.4 Telefoon en radio

Telefoon: 1876, Alexander Graham Bell.

1.5 De ontdekking dat electronische golven zich door de ruimte konden voortbewegen en effect kunnen sorteren op grote afstand.
1.6 De uitvinding van de radio: 1894, Guglielmo Marconi.

2. Electro-mechanische computers

2.1 Herman Hollerith en de International Business Machines Corporation (IBM).

Herman Hollerith (1860-1929) zocht naar een oplossing om de volkstelling te vereenvoudigen. Het verwerken van de telling van 1880 (zes gegevens per persoon) duurde zeven jaar, terwijl de bevolking explosief toenam (en de gegevens waren nodig om bijv. het Huis van Afgevaardigden te kunnen samenstellen).

De Census Machine ging uit van ponskaarten. Een pers kon in één keer alle 135 gaten van de kaart lezen. Dit 'lezen' werd gerealiseerd door een lezer met uitstekende draden op elke plaats waar een gat kon zitten. Wanneer er een gat in de kaart zat, stak de draad door de kaart heen in de onderliggende bak met kwik, waardoor elektrisch contact gemaakt werd: een gat is een 1 en geen gat is een 0. Dit binaire systeem is nog steeds de basis voor de computer.

Bij de volkstelling verzamelde men nu 235 gegevens per persoon. De telling werd in zes weken afgerond, wat een besparing betekende van 5 miljoen dollar.

Al in 1885 bestelde de Amerikaanse marine een exemplaar. Hollerith verkocht zijn machine over de hele wereld. Zijn bedrijf was de voorloper van IBM.

Herman Hollerith (1860-1929) in 1880.

De Census Machine van Hollerith.

Vroege ponskaarten uit de Census Machine.

Vroege ponskaarten.

Ponskaart-arbeidsters.

In 1890: oprichting van de International Business Machines Corporation (IBM).

Het eerste logo van IBM.

2.2 Konrad Zuse

In 1938 werd de eerste programmeerbare computer gebouwd door Konrad Zuse (1910-1995). De Z1 werkte nog mechanisch, maar al wel binair.

Een jaar later bouwde Zuse de eerste elektromechanische computer, de Z2, een proefmodel dat bestond uit het mechanische geheugen van de Z1, een kaartlezer, en een uit tweehonderd relais opgebouwde processor. En op 5 december 1941 was de eerste volledig elektromagnetische computer ter wereld een feit.

In 1944 gingen de Z1 en de Z3 bij geallieerde bombardementen verloren. De bouw van de Z4, een 32-bits computer opgebouwd uit relais, werd in een kelder voortgezet.

Vanaf 1949 werkte Zuse bij het Instituut voor Toegepaste Wiskunde uit Zürich en introduceerde daar zijn Z4. Hij kreeg later in zijn leven tientallen onderscheidingen en meerdere ere-doctoraten, maar door een groot deel van de wereld werd hij doodgezwegen vanwege zijn Duitse afkomst.

Konrad Zuse.

De Z1.

2.3 De Mark 1.

Howard Aiken (1900-1973), a Ph.D. student aan de Harvard University, bouwt begin jaren '40 de Mark 1. Tijdens zijn studie Natuurkunde komt hij differentiaalvergelijkingen tegen die hij alleen numeriek kon oplossen. Hij bedenkt dat een elektro-mechanische rekenmachine een groot deel van het tijdrovende rekenwerk van hem zou kunnen overnemen.

Hij gebruikt hiervoor schakelaars, relais (schakelaartjes die door een magnetisch veld werken) en draaiende schachten. De Mark 1 is 240 cm. hoog, 1500 cm. lang, 60 cm. breed, hij weegt 5 ton en is gemaakt uit ongeveer 750.000 onderdelen.

Hij wordt hoofdingenieur bij IBM. In 1947 wordt een volledig elektronische opvolger opvolger gemaakt: de Mark II.

De eerste programmeur van de Harvard Mark I van de marine, Grace Hopper, gebruikte als eerste de term computer-bug, toen een mot landde op de Mark I en daardoor kortsluiting veroorzaakte.

De Mark 1.

Een strook papier vergaart gegevens en programma-instructies.

Howard Aiken en de Mark 1.

De bug, de mot, van Grace Hopper.

Grace Hopper.

D. Het electronische tijdperk: 1940 - heden.

1. De eerste uitprobeersels.

Electronische radiolampen, begin jaren '40.

2. Eckert en Mauchly.

2.1 De eerste high-speed / general-purpose computer (hoge snelheid / algemeen bruikbare computer) die gebruikt maakt van radiolampen: De Electronic Numerical Integrator and Computer (ENIAC).

Het ENIAC-team (febr. 1946).
V.l.n.r.: J. Presper Eckert, Jr.; John Grist Brainerd; Sam Feltman; Herman H. Goldstine; John W. Mauchly; Harold Pender; Major General G. L. Barnes; Colonel Paul N. Gillon.

De ENIAC.

Detail (let op de radiolampen).

De Electronic Numerical Integrator and Computer (ENIAC) uit 1946. Maakt gebruik van radiolampen (niet van mechanische onderdelen) om berekeningen te maken. Hierdoor kan hij dus als de eerste electronische computer worden beschouwd. Ontwikkeld door John Mauchly, een natuurkundige, and J. Prosper Eckert, een electronica-deskundige, van de Moore School of Electrical Engineering at the University of Pennsylvania. Betaald door het Amerikaanse leger. Het kon alleen de programma's, zijn instructies, nog niet bewaren.

2.2 De eerste stored-program computers (die hun programma konden bewaren).

In het begin van de jaren '40 ontwerpen Mauchly and Eckert de EDVAC: de Electronic Discreet Variable Computer.
John von Neumann schrijft een invloedrijk rapport in juni 1945: Het verslag van de EDVAC. Britse wetenschappers maken gebruik van dit rapport en streven daardoor de Amerikanen voorbij.

EDVAC.

Max Newman verhoogt de inspanningen aan de universiteit van Manchester.
De Manchester Mark 1 gaat in juni 1948 in werking en wordt daarmee de eerste stored-program computer.

Mark 1 (prototype) van de Manchester University.

Maurice Wilkes, een Britse wetenschapper aan de universiteit van Cambridge, completeerde de EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator) in 1949; twee jaar voordat de EDVAC aan de universiteit van Pennsylvania klaar was.

3. De eerste general-purpose computer voor commerciele doeleinden.

De eerste computer bedoeld voor algemeen gebruik en met een commercieel oogmerk, was de UNIVAC computer: de Universal Automatic Computer.

De Universal Automatic Computer: UNIVAC.

Reclamefoto voor de UNIVAC.

Eind jaren '40 ontwikkelen Eckert and Mauchly een computer met de naam UNIVAC (Universal Automatic Computer).

De eerste UNIVAC wordt geleverd aan het Census Bureau in 1951 Helaas echter, wordt er een paar maanden eerder een apparaat in gebruik genomen met de naam LEO (Lyons Electronic Office). Deze is daarmee de eerste commerciele computer ter wereld.

4. De vier generaties van digitale computers.

1. De eerste generatie (1951-1958).

Eerste generatie computer: radiobuizen.

1.1 Radiobuizen (ofwel electronenbuizen; analoge elctronenstroom versterkers in een vacuum omgeving) als de belangrijkste logische elementen.
1.2 Ponskaarten om informatie te geven en informatie extern op te slaan.
1.3 Draaiende magneten voor het intern opslaan van gegevens en programma's. De programma's zijn geschreven ofwel in machine language, ofwel in assembly language en moeten daarna worden omgezet.

2. De tweede generatie (1959-1963)

Tweede generatie computer: transistors.

2.1 Transistors vervangen de radiobuizen als belangrijkste logische element.
AT&T's Bell Laboratories (begin jaren '40): kristalmineralen, semiconductors genaamd, kunnen als onderdeel worden gebruikt bij de transistors.
2.2 Magnetische banden en diskettes vervangen de ponskaarten als externe geheugenonderdelen.
2.3 Magnetische kernen (zeer kleine, ronde magneten die in een of twee richtingen kunnen worden verdeeld en zo gegevens kunnen weergeven) verbonden met metaaldraad worden de belangrijkste interne geheugen technologie.
Er komen betere programmeertalen: o.m. FORTRAN en COBOL.

3. De derde generatie (1964-1979).

Derde generatie computer: chip.

Derde generatie computer: chip.

Derde generatie computer: rail-road computer.

3.1 Losse transistoren worden vervangen door geïntregeerde circuits.

3.2 Magnetische banden en diskettes vervangen de ponsbanden nu geheel als externe opslagruimte.

3.3 Interne magnetische kernen ontwikkelen zich tot een nieuw soort metalen oxide semi-conductor (MOS) geheugen. Net als bij de geintegreerde circuits wordt hierbij gebruik gemaakt van silicon-backed chips.

Operating systems: geavanceerde talen als BASIC worden ontwikkeld. Hierop gaan Bill Gates en Microsoft van start in 1975.

4. De vierde generatie (1979-heden).

Filmpje over de processoren door de jaar heen

4.1 Geïntegreerde circuit op grote schaal en op zeer grote schaal (LSIs and VLSICs).
4.2 Microprosessors die geheugen, logica en controle circuits bevatten (een volledige CPU (Central Processing Unit)) op een enkele chip.

Dit maakt de eerste Personal Computers, ofwel PC's, mogelijk, die thuis gebruikt kunnen worden, zoals de Apple II, de Apple Mac en de IBM PC.

De Apple II wordt geintroduceerd in 1977, door Stephen Wozniak and Steven Jobs. De introductieprijs was $ 1.195 (zonder beeldscherm) en het had 16k RAM.

De IBM PC kwam uit in 1981. Invoering van MS-DOS (Microsoft Disk Operating System).

De eerste Apple Mac kwam uit in 1984.

De vierde generatie van software-producten: o.m. Visicalc, Lotus 1-2-3, dBase, Microsoft Word.

Graphical User Interfaces (GUI) voor de pc kwam begin jaren '80.
windows1985

MS Windows werd in 1983 uitgebracht,
maar werd een flop.

Apple GUI (voor de eerste Mac) werd succesvol gelanceerd in 1984.

Mac 1984.

4.3 Hedendaagse betekenis van 'computer':

Oorspronkelijk was de betekenis van een 'computer' zeer algemeen: iemand die gecompliceerde berekeningen uitvoert.

De term werd later ook in een bredere betekenis gebruikt: een zaal vol wiskundigen die samen aan een zeer uitgebreide berekening zaten te werken, noemde men ook een computer.

Tegenwoordig is een computer een apparaat waarmee gegevens volgens formele procedures (algoritmen) kunnen worden verwerkt. Meestal wordt met het woord computer een digitaal apparaat bedoeld, maar er bestaan ook analoge computers. Naast wiskundige toepassingen worden computers tegenwoordig ook op grote schaal gebruikt voor administratie en financiën, het aansturen van processen in fabrieken, informatievoorziening (internet) en communicatie (e-mail) en amusement.

Het gebruik van de computers
De scherpe lezer heeft al opgemerkt dat rondom de tweede wereldoorlog de computer belangrijker werd, na de tweede wereldoorlog vond er een grote ontwikkeling plaats met computers. In de tweede wereldoorlog werd er al gebruik gemaakt van een soort computers, deze werden dan met name gebruikt voor militair onderzoek. Zo moesten boodschappen en signalen van de vijand onderschept en gekraakt worden. Maar ook moest berekend worden op welke plek en afstand het beste een bom neergegooid kon worden. Deze computers hadden geen beeldschermen, ze konden alleen bediend worden met knoppen. Daarnaast hadden de computers wel een omvang van een aantal meters.

De eerst Computer muis te wereld

Het design team van Lisa en de Macintosh.

Douglas Engelbart overled in 2016

De Man die de muis maakte
De computermuis is ondertussen zo vertrouwd geworden, dat we er niet bij stilstaan dat zo’n ding ooit door een visionair werd uitgevonden. Douglas Engelbart bedacht in 1964 het prototype van het apparaat dat nu met ons klavier is verbonden. Engelbart deed onderzoek aan het wetenschappelijk departement van de Amerikaanse luchtmacht en bedacht het point-and-click-principe.
Pasted Graphic 2

De eerste computermuis was gemaakt uit hout en beschikte slechts over één knop. In de computerwereld liep men oorspronkelijk niet warm voor zijn vondst. Die machines werden immers met commandoregels en een toetsenbord bediend. Pas in 1970 vroeg Engelbart een patent op het kastje dat door het kabeltje met veel fantasie op een muis leek. Engelbart bedacht tegelijk het principe van het werken met vensters of “Windows” dat eerst door Apple en daarna door Microsoft werd gecommercialiseerd. Engelbart kreeg bakken kritiek op zijn visie over de grafische interface. Geen mens zou ooit zo’n ‘muis’ gebruiken, beweerden de kritikasters. Wellicht heeft hij het daarom nooit de moeite gevonden om een patent te nemen op het Windows-principe.
1003004010486886

filmpje over de Computer Muis

Wanneer de eerste computers in Nederland
De eerste computer werd in 1952 in Nederland geïntroduceerd. De computer droeg de naam ARPA 1. Deze werd ontwikkeld op de universiteit van Amsterdam. Vanaf de jaren ’70 vond er een nieuwe ontwikkeling plaats. Er kwamen computers op de markt die ook gewoon in huis konden worden gebruikt. Waar tot voorheen alleen computers binnen bedrijven en instellingen werden gebruikt, konden nu ook mensen een computer in huis halen. Deze computer werd dan ook wel de ‘homecomputer’ genoemd. Echter, deze computers waren vaak klein en goedkoop, maar ook vooral onhandig. Er ontstonden speciale groepen mensen die zich in de computer gingen verdiepen, kennis werd met elkaar gedeeld. Maar lang niet iedereen had een computer in huis, het was uiteraard niet voor iedereen weggelegd. Maar doordat er prijsverlagingen kwamen, computers op eenzelfde manier bestuurd konden worden, nam de populariteit voor computers toe.

Computers vandaag de dag vooruitgang
Een belangrijke ontwikkeling voor de computer was de uitvinding van internet. Via een netwerk konden mensen via de computer met elkaar communiceren. Een bedrijf als Apple was al lang bezig met de ontwikkeling van computers. Echter, door de komst van internet voor mensen, nam de vraag naar computers toe. Een bedrijf als Apple speelde hier graag op in en ontwikkelde de zogeheten Mac books. Ook Google is erg belangrijk geweest in de ontwikkeling van de computer zoals ze vandaag de dag zijn. Veel mensen gebruiken de zoekmachine immers dagelijks. Tegenwoordig is het zelfs mogelijk om op een tablet of smartphone handelingen uit te voeren die je op een computer ook kunt. Er ligt nog steeds een grote toekomst voor de computer te wachten, misschien ‘swipen’ we straks wel allemaal met de vinger over de tafel.

Wanneer eerste internet in Nederland? (1996)
We hadden voor het eerst in Nederland sinds 1996 internet, Het ging toen nog met een langzame modem van '9600 bits' waarmee we inbelde via de servers in Amsterdam en Utrecht. Zie de indrukwekkende film hier hoe het te werk ging.

filmpje van het geluid om in te bellen om op internet te komen

filmpje van de NOS over internet

Wanneer was de eerste glasvezel kabel? (1985)
Het mooie is dat we nu pas ervaren dat er overal glasvezelkabel komt voor ons internet. Toch was het al lang ter spraken zoals in 1985 in Goirle. Dhr Chriet Titulaer verteld zijn mening over glasvezel. Toch wonderlijk dat er al in 1985 over werdt gesproken. Zie hieronder de video van Chriet Titulaer.

filmpje van Tros Wondere Wereld over glasvezel

nog meer filmpjes over de computer

ga naar de top van de pagina