Început
Știința prelucrării informațiilor (datelor) cu ajutorul computerelor se numește informatică. Istoria informaticii începe cu mult timp înainte ca disciplina modernă a informaticii să apară în secolul al XX-lea. Progresia, de la invenții mecanice și teorii matematice până la mașini și concepte moderne, a format un domeniu major academic și baza unei industrii uriașe la nivel mondial.
Un computer -numit în limba română și calculator, calculator electronic sau ordinator (din franceză)- este o mașină care prelucrează informații (date) pe baza unui program (o listă de instrucțiuni).
Instrumente de calcul antice
Cel mai vechi instrument cunoscut pentru utilizarea în calcul este abacul. Se crede că a fost inventat în Babilon circa 2400 î.Hr.. Prima oară era folosit prin trasarea unor linii în nisip cu pietricele. Acesta a fost probabil primul computer și cel mai avansat sistem de calcul cunoscut din aceea perioadă- precedând metoda elenă cu 2000 ani. Abacul este o tăbliță dreptunghiulară, folosită de oameni în antichitate pentru efectuarea calculelor. Abace cu un design modern sunt încă folosite astăzi ca instrumente de calcul.
În secolul al III-lea era noastră a apărut în China antică Carul îndreptat spre sud. Acest Car era un mic vehicul cu două roți, care a funcționat ca o busolă. Avea un indicator care întotdeauna arăta sudul, indiferent de poziția în care era pus Carul. De obicei, indicatorul era o păpușă sau o figură cu un braț întins. Se presupune că era folosit pentru navigație, dar poate avea, de asemenea, și alte scopuri. Este primul mecanism cunoscut cu roți dințate care a fost folosit mai târziu în calculatoarele analogice. Chinezii au inventat și un abac mai sofisticat în jurul secolului al II-lea î.Hr., cunoscut sub numele de abac chinezesc.
În secolul al III-lea era noastră a apărut în China antică Carul îndreptat spre sud. Acest Car era un mic vehicul cu două roți, care a funcționat ca o busolă. Avea un indicator care întotdeauna arăta sudul, indiferent de poziția în care era pus Carul. De obicei, indicatorul era o păpușă sau o figură cu un braț întins. Se presupune că era folosit pentru navigație, dar poate avea, de asemenea, și alte scopuri. Este primul mecanism cunoscut cu roți dințate care a fost folosit mai târziu în calculatoarele analogice. Chinezii au inventat și un abac mai sofisticat în jurul secolului al II-lea î.Hr., cunoscut sub numele de abac chinezesc.
Dispozitivele mecanice analogice de calcul au apărut din nou o mie de ani mai târziu, în lumea islamică medievală. Exemple de dispozitive din aceasta perioada includ: equatoriumul lui Arzachel (equatoriumul este un instrument astronomic de calcul a pozițiilor aștrilor) sau astrolabul lui Al-Biruni (astrolabul este un instrument astronomic istoric folosit de astronomi, navigatori, și astrologi).
Calcul binar
În jurul secolului al III-a lea î.Hr., matematicianul indian Pingala a descoperit sistemul binar de numerație. În acest sistem, folosit și astăzi de toate computerele moderne, o secvență de unu și zero poate reprezenta orice număr.
În 1703, Gottfried Leibnitz a dezvoltat logica într-un sens matematic formal, în scrierile sale despre sistemul de numerație binar. În sistemul său, valorile unu și zero reprezintă valorile adevărat și fals (true și false) sau pornit/oprit (on/off). Dar a fost nevoie de mai bine de un secol pentru ca George Boole să publice algebra booleană în 1854 cu un sistem complet care permite proceselor de calcul să fie modelate matematic. (Algebra booleană este o algebră formată din: elementele {0,1}; două operații binare numite SAU și SI, notate simbolic cu + sau Ú și × sau U; și o operație unară numită NU (negație), notată simbolic 0 sau O.
În această perioadă, au fost inventate primele dispozitive mecanice pe baza unui model binar. Revoluția industrială a dus la evoluția mecanizării a numeroase sarcini, printre care și țesutul. Cu ajutorul cartelelor perforate funcționa războiul de țesut al lui Joseph Marie Jacquard în 1801, unde o gaură în cartelă reprezenta binarul unu iar lipsa găurii binarul zero. Războiul lui Jacquard era departe de a fi un computer, dar a demonstrat că mașinile pot funcționa pe baza sistemelor binare.
Dezvoltând o idee anterioară a lui Jacques de Vaucanson, Jacquard își dotează războiul de țesut cu un ingenios mecanism care selecta diferențiat firele de urzeală după un "program" înscris pe plăcuțe perforate (inventatorul cartelelor perforate fiind Basile Bouchon). Cartela perforată este o bucată de hârtie rigidă care conține informații digitale reprezentate de prezența sau absența de găuri în poziții predefinite.
În perioada 1833-1835, Charles Babbage a inventat „mașina analitică”, care se baza direct pe cartelele perforate pentru programare ale lui Joseph Marie Jacquard. Această mașină era alimentată de un motor cu aburi. Babbage nu a reușit să o construiască până la moartea sa, din cauza limitărilor tehnologice ale vremii. Cu toate acestea, o mașină construită în 1991 după schițele sale s-a dovedit a funcționa perfect.
O invenție importantă au reprezentat-o roțile dințate, ca înlocuitor al mărgelelor de la abac.
Mașina Turing
Alan Turing a descris în 1936 un model matematic care astăzi îi poartă numele și care rezumă funcționarea unei mașini de calcul programabile (Mașina Turing). Până în secolul trecut, calculatoarele mecanice, mașinile contabile și casele de marcat erau reproiectate în sensul utilizării motoarelor electrice, poziția roților dințate reprezentând starea unei variabile. Din anii 1930, mai multe companii (de exemplu Friden, Marchant Calculator și Monroe) au realizat calculatoare mecanice de birou capabile să efectueze adunări, scăderi, înmulțiri și împărțiri. În 1948 a apărut Curta, un mic calculator mecanic, portabil.
Primul calculator de birou electronic a fost calculatorul britanic ANITA Mk.VII (1958), care folosea pentru afișaj tuburi Nixie și 177 de tiratroane miniaturizate (tiratronul este un tub electronic cu trei electrozi). În 1963, Friden a introdus mașina EC-130 cu patru funcții care costa 2200 de dolari și era proiectată numai pe baza tranzistoarelor. EC-130 avea o capacitate de 13 digiți și un afișaj pe un tub catodic de 130 mm. În 1965, Laboratoarele Wang au produs LOCI-2, un calculator de birou care avea o capacitate de 10 digiți și utiliza un afișaj cu tuburi Nixi. LOCI-2 putea calcula și logaritmi.
Calculatorul digital a apărut datorită dezvoltării în perioada dinainte de și după cel de-al doilea război mondial, când componentele electronice (la acea vreme, relee, rezistoare, condensatoare, bobine, și tuburi electronice) au înlocuit echivalentele lor mecanice. Prin urmare calculul digital a înlocuit calculul analogic. În perioada celui de-al doilea război mondial, au existat trei direcții paralele de dezvoltare a tehnologiei calculatoarelor: 1. Z3 (Zuse), 2. calculatorul Atanasoff–Berry și 3. calculatoarele Colossus și ENIAC, acestea au fost construite manual cu ajutorul circuitelor ce conțineau relee sau tuburi electronice, și adesea foloseau cartelele sau benzile perforate ca dispozitiv de intrare și ca mediu de stocare. Aceste mașini nu semănau cu calculatoarele moderne numerice. Niciun moment nu este considerat unanim a fi momentul nașterii calculatoarelor numerice. Pentru ca o mașină de calcul să fie (considerată) un calculator universal, trebuie să existe un mecanism convenabil de citire-scriere, cum ar fi banda perforată. Pe baza modelului teoretic al mașinii universale de calcul a lui Alan Turing, John von Neumann a definit o arhitectură ce utilizează aceeași memorie atât pentru stocarea programelor cât și a datelor: practic toate calculatoarele moderne utilizează această arhitectură (vulnerabilă la viruși).
