Předchůdci a jednoduchá počítadla

• Abakus – jeden z nejstarších nástrojů pro počítání, používaný v různých kulturách po tisíciletí (kamínky, kuličky v drátěných rámcích apod.).
• Tabulky a pomůcky pro usnadnění počtů:
  • Logaritmické tabulky – umožnily snížit násobení a dělení na sčítání a odčítání; rozšířeny od 17. století.
  • Logaritmické pravítko – přenosné nářadí pro rychlé výpočty (užíváno i v letectví a kosmonautice).
• Antické a renesanční mechanické přístroje – příkladem je Mechanismus z Antikythéry, konstrukce pro astronomické výpočty.

Mechanické kalkulátory a tkaní jako inspirace

• Mechanické sčítačky a násobičky – od 17. století vznikaly stroje schopné vykonávat základní aritmetické operace (např. Pascal, Leibniz a jejich konstrukce).
• Děrné štítky v tkalcovství – použití vyměnitelných děrných štítků (Jacquardův stav) ukázalo princip programovatelné instrukce bez změny mechaniky stroje.

Programovatelné stroje a teoretické základy

• Charles Babbage – plánoval mechanické zařízení schopné vykonávat programovatelné operace (analytický stroj); koncept obsahoval oddělení výpočetní jednotky a paměti.
• Ada Lovelace – spolupráce s Babbagem, rozpracování myšlenky algoritmů pro stroj; často zmiňována jako první programátorka.
• George Boole – základy Booleovy algebry položily matematický rámec pro logické operace používané v digitální elektronice.

Elektronické součástky používané při konstrukci počítačů

• Elektronky (vákuové trubice) – první aktivní elektronické prvky, používány jako zesilovače a spínače v raných strojích (velké, horké, energeticky náročné).
• Relé – elektromechanické spínače užívané v některých raných počítačích (pomalejší než čistě elektronické prvky).
• Tranzistory – polovodičové prvky nahradily elektronky v 50. letech; menší, spolehlivější a s nižší spotřebou.
• Integrované obvody (IO) – spojily velké množství tranzistorů a dalších prvků na jednom křemíkovém čipu, umožnily miniaturizaci.
• Mikroprocesory – kompletní výpočetní jádro na jediném čipu, základ moderních osobních počítačů a mobilních zařízení.
• Pasivní součástky a podpůrné moduly: rezistory, kondenzátory, diody, cívky, zdroje, desky plošných spojů (motherboard) a konektory.
• Paměťové technologie: magnetické jádro (historicky), diskové jednotky, polovodičová paměť (RAM, ROM), flash paměti.

Generace počítačů

• Nultá generace (elektromechanické stroje)
  • Období kolem 2. světové války – stroje využívající relé a jiné mechanické prvky; používány převážně pro vědecké a vojenské výpočty.
  • Příklady: stroje Konrada Zuse (Z1–Z3), některé velké automaty typu Mark I.
  • V Československu – projekty jako SAPO (samostatné počítací stroje).
• První generace (elektronky)
  • Raná elektronická éra (40.–50. léta) – použití vakuových trubic pro spínání a zpracování signálu.
  • Charakteristické vysoké rozměry, velká spotřeba energie a omezená spolehlivost.
  • Příklady: ENIAC a další velké stroje.
• Druhá generace (tranzistory)
  • 50.–60. léta – přechod na polovodičové tranzistory.
  • Menší rozměry, nižší spotřeba, vyšší rychlost a větší spolehlivost než elektronky; širší komerční uplatnění.
  • Příklady: rané komerční systémy od IBM či ZUSE.
• Třetí generace (integrované obvody)
  • Od 60. let – použití integrovaných obvodů, které konsolidují stovky až tisíce tranzistorů na jednom čipu.
  • Možnost paralelního zpracování, vyšší výkon a spolehlivost.
  • Příklady: rodina systémů IBM 360 a obdobné mainframy.
• Čtvrtá generace (mikroprocesory a osobní počítače)
  • Od 80. let do současnosti – mikroprocesory, personalizace výpočetní techniky, rychlý rozvoj výkonu a miniaturizace.
  • Vznik osobních počítačů, rozšíření mobilních zařízení a stále větší integrace funkcí na čipu.
  • Příklady: první IBM PC, moderní desktopy, notebooky a smartphony.

Současný stav a směřování budoucnosti

• Růst výpočetního výkonu pokračuje – paralelní architektury, vícejádrové procesory, specializované akcelerátory (GPU, TPU).
• Umělá inteligence a strojové učení – nároky na výpočetní výkon a paměť vedou ke speciálním hardwarovým řešením.
• Kvantové výpočty – experimentální technologie slibující jiný druh výpočetních schopností pro vybrané úlohy.
• Internet věcí (IoT), 5G/6G, edge computing – rozšiřování výpočetních prvků do běžných zařízení a sítě.
• Miniaturizace, energetická efektivita a bezpečnost zůstávají klíčovými oblastmi výzkumu a vývoje.