Een korte geschiedenis van computers

Wanneer werd de eerste computer gebouwd? Dat hangt er vanaf wat jij vindt wat wel en niet een computer is.

• Kerfstokjes - Eerst bekende rekenhulp.

  Kerfstokjes (circa 18.000 v.C.)

  20.000 jaar gelden hakten mensen gaatjespatronen in dierenbotten. Sommige wetenschappers geloven dat kerfstokjes gebruikt werden om te helpen met rekenen.

• Telraam - Oude rekenmachine, wordt nog steeds gebruikt.

  Telraam (circa 2.000 v.C.

  Een telraam is een rekenmachine die ongeveer 4.000 jaar geleden uitgevonden is. Mensen die het goed konden gebruiken konden verrassend snel rekenen. Ze konden tweedemachts en derdemachts wortels vinden van getallen met meerdere cijfers. In sommige landen wordt het telraam nog steeds gebruikt.

  Afbeelding van Wikimedia gebruiker HB , Publiek Domein.

  
  Het rekenalgoritme wordt uitgevoerd door de gebruiker, niet het apparaat.
• Orrery - Mechanisch apparaat dat de banen van planeten berekent.

  Orrery (circa 100 v.C.

  Sinds de oudheid is veel speciale computerapparatuur uitgevonden. Deze orrery gaf bijvoorbeeld de posities van de planeten in het zonnestelsel weer. De eerste bekende orrery dateerde van ongeveer 2100 jaar geleden. In die tijd geloofden mensen in het algemeen dat de zon en andere planeten allemaal rond de aarde draaiden, waardoor de posities erg ingewikkeld waren om uit te werken, dus het mechanisme was veel moeilijker te ontwerpen en te bouwen dan dat het vandaag zou zijn.

  Geen auteur gevonden, aangenomen wordt dat het Marsyas is (gebaseerd op auteursrechtclaims) GFDL, CC-BY-SA-3.0, or CC BY 2.5, via Wikimedia Commons.

  

  Een modern voorbeeld van een orrery.

  Image door flickr-gebruiker Kaptain Kobold , gelicentieerd onder de Creative Commons Attribution 2.0

  

• Difference Engine - Charles Babbage: Mechanische computer.

  De Difference Engine (circa 1822)

  In 1822, ontwierp Charles Babbage een apparaat genaamd de "Difference Engine" dat werkte met metalen tandwielen. Het berekende en drukte tabellen met getallen van bijvoorbeeld logaritmische functies. Lees meer over dit apparaat op de pagina over Digitale architectuur.

• Analytical Engine - Babbage: Eerste computer met opgeslagen programma's.

  De Analytical Engine (circa 1833)

  De Difference Engine kon verschillende functies berekenen door handmatig de startposities van de tandwielen in te stellen, maar het had maar één algoritme in zijn hardware ingebouwd. In 1833 begon Babbage met een ambitieuzer project, de Analytical Engine. Het was gebaseerd op de Difference Engine maar met één cruciaal verschil: Het kon instructies volgen van ponskaarten in een primitieve programmeertaal. Lees meer over dit apparaat op de pagina over Digitale architectuur.

• Eerste Programmeur - Ada Lovelace: De eerste die de mogelijkheden van programma's voor non-numerieke data begreep.

  De Eerste Programmeur (circa 1842)

  Babbage's ontwerp was veelzijdig, maar zijn interesses lagen nog steeds bij het printen van tabellen met getallen. Het was zijn collega Ada, Hertogin Lovelace, die als eerste begreep dat de getallen in Babbage's computer niet alleen gebruikt konden worden als hoeveelheden maar ook om muzieknoten, tekst en nog veel meer weer te geven. Lees meer op de pagina over Digitale architectuur.

  

  Afbeelding van Alfred Edward Chalon, Science & Society Picture Library, Publiek Domein, via Wikimedia.
• Alan Turing zorgt voor de overwinning van WW2 - Alan Turing leidt een team dat de Enigma-code breekt met gebruik van een van de eerste elektronische, programmeerbare computers.

  Alan Turing zorgt voor de overwinning van WW2 (jaren 1940)

  Nou, we overdrijven natuurlijk. Veel mensen hielpen mee om Duitsland te verslaan. Maar het waren niet allemaal soldaten; het waren ook wiskundigen. Turing, die later de beginselen van de informatie en de Halting Theorem ontwikkelde die je zag in Hoofdstuk 5, Les 4: Een onbeslisbaar probleem, was de leider van een Brits team van wiskundigen. Dit team maakte een doorbraak met het ontcijferen van berichten die versleuteld waren met de Duitse Enigma-machine.

  Crypto-analyse van de Enigma zorgde ervoor dat de westerse geallieerden in de Tweede Wereld Oorlog grote hoeveelheden geheime, met Morse gecodeerde radio-berichten van de Asmogendheden konden afluisteren. de westerse leider van de geallieerden, Dwight D. Eisenhower zag de militaire kennis die van deze en andere ontcijferde berichten "beslissend" in de winst van de geallieerden...

  Alan Turing, een wiskundige en logicus van Cambridge University, zorgde voor veel van de originele plannen en ontwierp het apparaat. Ingenieur Harold "Doc" Keen maakt een werkende machine met Turing's ideeën. (aangepast van Cryptanalysis of the Enigma , Wikipedia CC-BY-SA)

• Eerste Muis, Tabblad-Systeem, etc. - Douglas Engelbart: Een groot aantal eersten, onder andere hypertext, videogesprekken en nog veel meer.

  The Mother of All Demos (Nederlands: De moeder aller demo's) (jaren 1960)

  De eerste publieke demonstratie in 1968 van een muis , collega's die van mijlenver op het zelfde scherm werken en nog veel meer technologieën die we nu doodnormaal vinden waren zo indrukwekkend voor het publiek dat deze demonstratie bekend werd als "de moeder aller demo's" (Zoek maar op Wikipedia of YouTube "The Mother of All Demos" )

  De man achter al deze technologieën, Douglas Engelbart, had een levenslange interesse in het gebruiken van technologie om menselijke intelligentie te verbeteren, specifiek om samenwerking op afstand te ondersteunen. Hij bestudeerde mensen die intellectueel werk deden en vond dat als ze niet achter hun computer zaten ze rondreden op hun stoel door de kamer om boeken te pakken of na te denken. Dus ontwierp hij een kantoorstoelverbindstuk met een toetsenbord en een muis, de eerste muis. Hij vond ook de manier uit waarop mensen aan hetzelfde bestand kunnen werken op hetzelfde moment, terwijl ze elkaars cursor zien. Documenten in dit systeem hadden hyperlinks naar andere documenten, lang voordat het internet uitgevonden was, dat dit idee ook gebruikt. Er waren ook veel kleine uitvindingen, zoals live video van een ander persoon via een webcam, lang voor Skype bestond. Mensen kennen Engelbart vooral van de muis, maar hij verzon veel belangrijke ideeën van de moderne grafische interface van de computer.

• Sketchpad - Ivan Sutherland: Eerste object-georiënteerde programmeersysteem, vroege interactieve afbeeldingen.

  Sketchpad (1963)

  Ivan Sutherlands scriptie uit 1963 ging over een programma om blauwdrukken te tekenen met punten, lijnsegmenten en bogen. Dit programma verrichtte baanbrekend werk op het gebied van object-georiënteerd programmeren en tekenen op een scherm (met behulp van een lichtpen; de muis bestond nog niet). Het was een van de eerste programma's met een interactieve, grafische interface, zodat mensen die geen programmeurs waren het alsnog gemakkelijk konden gebruiken.

  Zoek op "Sketchpad" op YouTube om een demonstratie van de software te zien.

• ARPANET - De eerste versie van wat het Internet wordt.

  ARPANET (1969)

  De Advanced Research Projects Agency (ARPA), in het Nederlands Bureau van Geavanceerde Onderzoeksprojecten, is een onderdeel van het Amerikaanse Ministerie van Defensie. ARPA was en is nog steeds de hoofdfinancier van informaticaonderzoek in de Verenigde Staten. Aan het het einde van de jargen 60 tot het begin van de jaren 80 hielpen ze met het ontwikkelen van een netwerk dat een aantal universiteiten verbond met een paar militaire basissen. Het eerste netwerk in 1969 bestond uit vier computers, drie in Californië en een in Utah. Op zijn hoogtepunt, rond 1981, waren er ongeveer 200 computers aangesloten. Met zo'n klein aantal computers, kende iedere computer de naam en het "gastnummer" van alle andere. Speciale poortcomputers genaamd IMP's (Interface Message Processors) werden gebruikt om de computers met elkaar de verbinden, net zoals een router dat tegenwoordig doet.

  Alleen organisaties met een ARPA-onderzoeksbeurs mochten zich aansluiten op het netwerk. Dus alle websites op het netwerk waren van universiteiten en een klein aantal tech-bedrijven die werk deden voor ARPA. Iedereen kende elkaar en dus was het netwerk gebouwd op vertrouwen. Mensen werden aangemoedigd om de middelen van andere sites te gebruiken. Ieder jaar werd er ook een adresboek uitgegeven met een overzicht van alle netwerkcomputers en informatie hoe je op die computers kon inloggen als een gastgebruiker. Het was een stuk vriendelijker dan het internet van nu met miljoenen computers en gebruikers, die elkaar niet kennen of vertrouwen. Maar die vriendelijkheid was alleen mogelijk omdat ARPANET zeer beperkt was.

  De architecten van ARPANET wisten dat een systeem waarin iedere computer het adres van iedere andere computer kende niet ging werken voor een netwerk dat voor iedereen toegankelijk was. Ze waren van plan om een netwerk van netwerken te bouwen, het internet. De TCP- en IP-protocollen werden hiervoor ontworpen en getest op het ARPANET.

• Het internet - Eerste netwerk van netwerken , maakt gebruik van TCP/IP.

  Internet (1986)

  Langzaamaan werd het ARPANET verdeeld in stukjes. De eerste grote stukken waren MILNET, voor militaire basissen, en NSFnet, in het leven geroepen door de National Science Foundation in 1986, voor onderzoeken. Deze splitsing was het begin van het internet. Kleinere regionale netwerken werden aangemaakt. Communicatiebedrijven zoals AT&T maakten commerciële netwerken waaraan iedereen mee kon doen. Netwerktoegang verspreidde zich wereldwijd via satellietradio en onderzeese kabels. In 1995 werd NSFnet stopgezet en verbond iedereen zich met het internet via commerciële Internet Service Providers.

• Het Wereldwijde Web - Tim Berners-Lee: Eerste breed toegankelijke hypertekstsysteem (links waarop je kan klikken).

  Het Wereldwijde Web (1989-90)

  In de vroege dagen van het internet waren de hoofdzakelijke applicatie-niveau-protocollen: Telnet, waarmee een gebruiker op afstand kon inloggen op een andere computer en FTP (File Transfer Protocol), om bestanden van de ene naar de andere computer te kopiëren. FTP is handig als je al weet wat je zoekt en waar het precies staat op de andere computer.

  Verschillende mensen hadden het idee van een systeem waarmee gebruikers koppelingen naar bestanden in een gesprek konden opnemen, dus je zou kunnen zeggen: "Ik denk dat dit document je kan helpen." In 1945 beschreef Vannevar Bush een hypothetisch apparaat met de mogelijkheid om links in bestanden te zetten. In 1963 bedacht Ted Nelson het woord "hypertekst" als de naam voor deze functie, maar de eerste daadwerkelijke implementatie was het systeem NLS van Douglas Engelbart, ontwikkeld vanaf 1963 en gedemonstreerd in 1968.

  In 1989 implementeerde natuurkundige Tim Berners-Lee een hypertekstsysteem en noemde het het Wereldwijde Web. Eerste werd het alleen gebruikt door natuurkundige om gegevens en ideeën te delen. Maar op dat moment was het internet er al, dus zijn timing was perfect en de naam klonk een stuk beter dan het technisch-klinkende "hypertext" (maar zoals je zag in) Hoofdstuk 4, Les 2 Pagina 3: Een hiërarchie van open protocollen , wordt het protocol dat het Web laat werken "HyperText Transfer Protocol" of HTTP genoemd). De groei van het Web was zeer snel, van ongeveer 500 servers in 1993 naar meer dan 10.000 in 1994. Tegenwoordig praten mensen over "het internet" en "het web" alsof ze hetzelfde zijn, maar je hebt geleerd dat dat niet zo is in Hoofdstuk 4, Les 1: Wat is het internet?.

  Berners-Lee zag een internet voor zich waarin iedereen een maker en een consument van informatie was. Maar het internet werd snel een groot één-richtingsverkeer, met een paar commerciële websites die het meeste verkeer hebben. Tegenwoordig gaat het meeste internetverkeer naar Google, Facebook, Amazon en een aantal andere websites. Toch kwam een beetje democratie terug op het internet met de uitvinding van de blog (een afkorting voor "web-logboek") waarbij normale mensen hun meningen plaatsen en hopen dat andere mensen ze lezen.

• Eerste Smartphones - Eerste draagbare apparaten die telefoons met draagbare computers combineert.

  Smartphones (jaren 1990)

  Het eerste apparaat dat als een smartphone kon worden beschouwd, werd in 1992 gedemonstreerd en in 1994 te koop aangeboden. Maar tot de jaren negentig konden mensen die een draagbaar digitaal apparaat wilden, alleen een mobiele telefoon krijgen zonder apps of "personal digital assistant" (PDA) ) die wel apps kon uitvoeren maar geen telefoontjes kon plegen. Rond 1999 ontwikkelden enkele bedrijven apparaten met de telefoon en de PDA in één behuizing, waarbij het scherm werd gedeeld, maar in wezen twee afzonderlijke computers in één doos hadden. De Kyocera 6035 op de foto was een telefoon met de klep gesloten, maar een Palm Pilot PDA met de klep open.

  Kyocera 6035 afbeelding van KeithTyler, Publiek Domein

  
  

  Het was eind 2000 dat de twee functies van een smartphone werden gecombineerd in een enkele processor, met de belfunctie als slechts één programma op applicatieniveau.

• Schaakprogramma verslaat wereldkampioen - Deep Fritz programma verslaat Vladimir Kramnik.

  Schaakprogramma verslaat wereldkampioen (2006)

  Programmeurs proberen al sinds 1941 schaakprogramma's te ontwerpen en bouwen (Konrad Zuse). In het volgende decennium publiceerden verschillende vooraanstaande computerwetenschappers (waaronder Alan Turing in 1951) ideeën voor schaakalgoritmes, maar de eerste werkende programma's kwamen in 1957. In 1978 won een schaakprogramma een spel tegen een menselijke schaakmeester, David Levy, maar Levy won de match van zes uiteindelijk 4½ – 1½. (De halve punten betekenen dat één wedstrijd gelijkspel was.)

  Er zijn slechts eindig veel mogelijke schaakposities, dus in principe kan een programma alle mogelijke posities doorlopen en een complete lijst produceren van de best mogelijke zet voor elke speler vanuit elke positie. Maar er zijn ongeveer 10 ⁴³ bordposities, en in 1950 schatte Claude Shannon dat er ongeveer 10 ¹²⁰ mogelijke manieren om één potje te spelen, ver buiten de capaciteit van zelfs de nieuwste, snelste computers . Schaakprogramma's kunnen, net als menselijke spelers, alleen alle mogelijke uitkomsten van de volgende paar zetten uitwerken en moeten daarna weloverwogen inschattingen maken over de mogelijke uitkomst.

  Een keerpunt in computerschaken kwam in 1981, toen het programma Cray Blitz de eerste was die een toernooi won, een menselijke schaakmeester versloeg en zelf de titel "schaakmeester" kreeg. Het jaar daarop werd het programma Belle het tweede computerprogramma met deze titel. In 1988 versloegen twee schaakprogramma's, HiTech en Deep Thought, menselijke schaakgrootmeesters.

  In 1997 versloeg Deep Blue wereldkampioen schaken Garry Kasparov in een wedstrijd van zes, 3½ - 2½. Deep Blue was een door IBM gebouwde computer puur om te schaken, met 30 processoren plus 480 speciale IC's om posities te evalueren, Dankzij de speciale hardware kon Deep Blue 200 miljoen bordposities per seconde evalueren.

  In 2006 werd wereldkampioen schaken Vladimir Kramnik met 4-2 verslagen in een wedstrijd van zes door Deep Fritz, een schaakprogramma op een gewone computer. Hoewel de score overweldigend lijkt, was een van de potjes die Deep Fritz won bijna een overwinning voor Kramnik, die geen winnende zet voor zichzelf zag en in plaats daarvan de computer instelde voor een schaakmat in één beweging. Zonder deze blunder zou de wedstrijd op 3–3 zijn geëindigd.

  Zelfs nu blijven schaakprogramma's beter worden. Het programma Pocket Fritz 4, uitgevoerd op een mobiele telefoon, won in 2009 een toernooi en bereikte de score van grootmeester. Het programma kon, in tegenstelling tot Deep Blue, slechts 20.000 posities per seconde evalueren, dus deze overwinning kwam puur door een verbetering van de strategie, niet een verbetering van de snelheid van de computer.

• Siri - Apple's persoonlijke assistent voor de iPhone.

  Siri (2011)

  Siri is de personal assistant software van Apple. Het werd voor het eerst uitgebracht als een app van een derde partij in de App Store in 2010; Apple kocht vervolgens het bedrijf dat het maakte en in 2011 werd Siri onderdeel van iOS.

  Siri was niet het eerste programma dat spraak begreep. Dragon Dictate, een programma dat gesproken woorden omzet in tekst werd uitgebracht in 1990. Onderzoek naar dit soort programma's begon veel eerder dan dat; in 1952 kon een programma van Bell Labs gesproken cijfers begrijpen. Naarmate de tijd verstreek, nam het aantal woorden dat door de programma's werd begrepen toe. In 2002 introduceerde Microsoft een versie van zijn Office-programma's (inclusief Word) die gesproken woorden automatisch op zou schrijven.

  In 2006 begon de National Security Administration (NSA) software te gebruiken om trefwoorden te herkennen in de telefoongesprekken die ze bespioneerden.

  De eerste app voor de mobiele telefoon met spraakherkenning was Google's Voice Search in 2008, maar het voerde gewoon de woorden in die het hoorde in een zoekbalk zonder te proberen ze te begrijpen. Wat nieuw was in Siri was geen spraakherkenning, maar het vermogen om de zinnen te begrijpen die door de gebruikers worden uitgesproken als opdrachten om iets te doen: "Bel Fred", "Maak morgen een afspraak met Sarah om 3 uur 's middags'", enzovoort.

  De beoordelingen van Siri's prestaties in 2011 waren niet allemaal goed. Het had moeite om zuidelijke Amerikaanse of Schotse accenten te begrijpen. Het had ook veel moeite met grammaticaal dubbelzinnige zinnen. De kennis van lokale bezienswaardigheden was onregelmatig. Desondanks leidde het tot een toename van kopers van Apple-telefoons.

  Recentelijk hebben Microsoft (Cortana), Amazon (Alexa) en Google (Assistent) software uitgebracht die zeer vergelijkbaar is met Siri.

• Pokémon Go - Eerste veel gebruikte augmented reality-game.

  Pokémon Go (2016)

  Augmented reality is een techniek waarbij de gebruiker de echte wereld ziet, maar met extra afbeeldingen of tekst erop. Hoewel het eerder bestond, was de eerste grote publieke blootstelling aan augmented reality de game Pokémon Go. Spelers lopen rond terwijl ze naar hun telefoonschermen kijken, die laten zien wat de camera ziet, maar met af en toe een monster uit de Pokémonspellen om te vangen voor de speler. Elke speler die naar dezelfde plek kijkt, ziet hetzelfde personage, omdat het spel de GPS van de telefoon gebruikt om de speler te vinden.

  Het programmeren van de game was indrukwekkend, maar nog indrukwekkender was de inspanning van de ontwikkelaars om de monsters op plaatsen te zetten die toegankelijk en niet aanstootgevend zijn voor iedereen. (Niantic, het bedrijf dat de game heeft ontwikkeld, moest vanwege klachten bepaalde locaties van hun lijst verwijderen, waaronder begraafplaatsen en Holocaust-musea.)

  De game werd in 2016 door meer dan 500 miljoen keer gedownload en werd, ongewoon voor een videogame, enthousiast ondersteund door de ouders van veel spelers, omdat de game spelers het huis uit haalt en laat bewegen door rond te lopen. Omdat spelers samenkomen op de locaties van Pokémon, moedigde de game ook echte vriendschappen tussen spelers aan. Aan de andere kant waren er zorgen over de veiligheid, deels omdat spelers door straten zouden staren in hun telefoons in plaats van te kijken naar verkeer, en deels omdat bepaalde Pokémon voor brandweerkazernes werden geplaatst, of op locaties die spelers aanmoedigden om spoorwegsporen over te steken.

• IBM Quantum Experience - Een 16-qubit quantum computer gratis verkrijgbaar op het internet.

  IBM Quantum Experience (QX) (2017)

  IBM zette eerst een 5-qubit (quantum bit) quantum computer op het internet in 2016 (zie Quantum Computing - IBM Q - Engels ), maar het volgende jaar voegde ze een veel krachtigere 16-qubit computer toe. (Zoals een normale computer met bits werkt, werkt een quantumcomputer met qubits). Iedereen kan het gratis gebruiken, maar er is wel een wachtlijst.

  De gebruikelijke, vereenvoudigde beschrijving van quantum computing is dat een qubit (uitgesproken als "Q-bit") "zowel nul als één tegelijkertijd is". Het is beter om te zeggen dat een qubit nul of één is, maar we weten niet welke totdat het wordt onderzocht aan het einde van een berekening, op dat moment wordt het een gewone bit met een vaste waarde. Dit betekent dat een kwantumcomputer met 16 qubits net zo krachtig is als 2 ¹⁶ computers die elke mogelijke combinatie van bitwaarden parallel proberen. We weten dat bepaalde algoritmen met exponentiële tijd in polynomiale tijd kunnen worden opgelost door kwantumcomputers, en we weten dat dat niet zo is voor bepaalde andere problemen, maar er is nog steeds een grote hoeveelheid algoritmen in exponentiële tijd waarvan we niet weten hoe snel kwantumcomputers ze kunnen oplossen.

  De IBM QX is gebruikt voor een breed scala aan kwantumberekeningen, variërend van academisch onderzoek tot een multiplayer Quantum-Zeeslagspel.