Α΄ΛΥΚΕΙΟΥ Β΄ ΤΕΤΡΑΜΗΝΟ

ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

2ο ΓΕΛ ΣΠΑΡΤΗΣ

ΥΠΕΥΘΥΝΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ

ΜΑΘΗΤΕΣ ΒΕΛΛΙΣΑΡΗΣ ΗΛΙΑΣ ΒΕΡΓΑΔΟΣ ΧΡΗΣΤΟΣ ΓΙΑΝΝΑΚΑ ΑΝΝΑ ΓΙΑΝΝΑΚΟΠΟΥΛΟΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΓΚΑΒΑΚΟΣ ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ ΓΚΙΚΝΟΥΡΗ ΜΑΡΙΝΑ ΔΗΜΗΤΡΟΠΟΥΛΟΣ ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ ΔΗΜΗΤΡΟΠΟΥΛΟΣ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ ΖΑΧΟΥ ΝΙΚΟΛΕΤΤΑ ΚΑΝΕΛΛΟΠΟΥΛΟΥ ΔΕΣΠΟΙΝΑ ΚΩΝΣΤΑ ΑΥΡΑ ΚΩΝΣΤΑΝΤΟΠΟΥΛΟΥ ΝΙΚΗ ΜΠΕΜΠΕΤΣΟΣ ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ ΠΡΕΒΑ ΑΓΓΕΛΙΚΗ ΡΟΥΜΕΛΙΩΤΗΣ ΑΝΑΣΤΑΣΙΟΣ ΣΒΟΛΟΠΟΥΛΟΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΣΤΟΥΜΠΟΥ ΑΙΜΙΛΙΑ ΤΡΟΥΓΑΚΚΟΥ ΔΕΣΠΟΙΝΑ ΤΣΟΥΒΑΛΗΣ ΗΛΙΑΣ ΤΣΟΥΒΑΛΗΣ ΧΡΗΣΤΟΣ

H Ιστορία των Υπολογιστών

ΔΙΟΝΥΣΗΣ ΘΩΜΑΣ

1 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

Περιεχόμενα

Κεφάλαιο 1ο – Εισαγωγή Σελ.2 Κεφάλαιο 2ο – Πρώτες Υπολογιστικές Μηχανές Σελ.3 Κεφάλαιο 3ο – Πρώτη γενιά υπολογιστών (1940-1956) Σελ.26 Κεφάλαιο 4ο – 2η Γενιά Υπολογιστών (1956- 1963)

Σελ.30 Κεφάλαιο 5ο – 3η Γενιά Υπολογιστών (1964- 1971) Σελ.34 Κεφάλαιο 6ο – 4η Γενιά Υπολογιστών(1971-) Σελ. 36 Κεφάλαιο 7ο – Κεφάλαιο 7ο – 5η Γενιά…Το αύριο

Σελ.43 Ερωτηματολόγιο - Βιβλιογραφία Σελ.47

2 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

Κεφάλαιο 1ο – Εισαγωγή

O υπολογιστής τις τελευταίες δεκαετίες έχει εισχωρήσει στην καθημερινή ζωή

του ανθρώπου κάτι το οποίο έγινε ακόμα εντονότερο κατά την διάρκεια του

εικοστού πρώτου αιώνα.

Μέσω αυτής της εργασίας οι μαθητές καλούνται να αναγνωρίσουν το

αντίκτυπο το οποίο έχει ο υπολογιστής καθώς και οι τεχνολογίες που συνδέονται

μαζί του στον ίδιο τον άνθρωπο. Το διαδίκτυο το οποίο αναπτύχθηκε χάρη στους

προσωπικούς υπολογιστές έχει αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο επικοινωνούν οι

άνθρωποι. Κατανοώντας όλες αυτές τις αλλαγές που έχουν γίνει από την εμφάνιση

της πρώτης υπολογιστικής μηχανής μέχρι και σήμερα θα μπορέσουμε να

αναγνωρίσουμε τα οφέλη αλλα και τις παγίδες τις οποίες κρύβονται από την κακή

χρήση του υπολογιστή.

3 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

Κεφάλαιο 2ο - Πρώτες Υπολογιστικές Μηχανές

Ο μηχανισμός των Αντικυθήρων

Ανακαλύφθηκε σε ναυάγιο ανοικτά του Ελληνικού νησιού Αντικύθηρα μεταξύ

των Κυθήρων και της Κρήτης. Με βάση τη μορφή των ελληνικών επιγραφών που

φέρει χρονολογείται μεταξύ του 150 π.Χ. και του 100 π.Χ., αρκετά πριν από την

ημερομηνία του ναυαγίου, το οποίο ενδέχεται να συνέβη ανάμεσα στο 87

π.Χ. και 63 π.Χ.. Θα μπορούσε να ήταν κατασκευασμένο μέχρι μισόν αιώνα πριν το

ναυάγιο. Το ναυάγιο ανακαλύφθηκε το 1900 σε βάθος περίπου 40 με 64 μέτρων και

πολλοί θησαυροί, αγάλματα και άλλα αντικείμενα, ανασύρθηκαν από Συριακούς

σφουγγαράδες και βρίσκονται σήμερα στο Εθνικό Αρχαιολογικό Μουσείο στην

Αθήνα. Στις 17 Μαΐου 1902 ο αρχαιολόγος και διευθυντής του Μουσείου Βαλέριος

Στάης πρόσεξε ότι ένα από τα ευρήματα είχε έναν οδοντωτό τροχό ενσωματωμένο

και εμφανείς επιγραφές με αστρονομικούς όρους.

Το αρχαίο ναυάγιο επισκέφθηκε ξανά το 1978 ο Ζακ-Υβ Κουστώ με την ομάδα του

Καλυψώ προσκεκλημένοι από τον Ε.Ο.Τ. [14]. Η αποστολή του αυτή έχει γυριστεί σε

ντοκιμαντέρ με τον τίτλο "Diving for Roman Plunder".

Ο μηχανισμός είναι η αρχαιότερη σωζόμενη διάταξη με γρανάζια. Είναι φτιαγμένος

από μπρούντζο σε ένα ξύλινο πλαίσιο και έχει προβληματίσει και συναρπάσει

πολλούς ιστορικούς της επιστήμης και της τεχνολογίας αφότου ανακαλύφθηκε. Η

πιο αποδεκτή θεωρία σχετικά με τη λειτουργία του υποστηρίζει ότι ήταν

ένας αναλογικός υπολογιστής σχεδιασμένος για να υπολογίζει τις κινήσεις των

ουρανίων σωμάτων. Πρόσφατες λειτουργικές ανακατασκευές της συσκευής

υποστηρίζουν αυτήν την ανάλυση. Από τις πρόσφατες έρευνες καταρρίφθηκε η

θεωρία ότι εμπεριέχει ένα διαφορικό γρανάζι, όμως ο ανακαλυφθείς μηχανισμός

της κίνησης της Σελήνης είναι ακόμα πιο εντυπωσιακός, καθότι δίνει τη δυνατότητα

μεταβλητής γωνιακής ταχύτητας στον άξονα που κινεί τη Σελήνη (δεύτερος Νόμος

Κέπλερ).

4 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

Ο καθηγητής Ντέρεκ ντε Σόλλα Πράις (Derek De Solla Price), φυσικός και ιστορικός

της επιστήμης που εργαζόταν στο Πανεπιστήμιο του Γέηλ, δημοσίευσε ένα άρθρο

για τον μηχανισμό αυτό στο περιοδικό Scientific American τον Ιούνιο του 1959, όταν

ακόμα ο μηχανισμός δεν είχε μελετηθεί πλήρως. Το 1973 ή το 1974 δημοσίευσε τη

μονογραφία του με τίτλο "Γρανάζια από τους Έλληνες", βασισμένη σε σάρωση του

μηχανισμού με ακτίνες γ που πραγματοποίησε ο ακτινοφυσικός του Ε.ΚΕ.Φ.Ε.

"Δημόκριτος" Χαράλαμπος Καράκαλος. Ο Πράις υποστήριξε ότι η συσκευή αυτή θα

μπορούσε να είχε κατασκευαστεί από τη Σχολή του Απολλωνίου στη Ρόδο. Τα

συμπεράσματά του δεν έγιναν αποδεκτά από τους ειδικούς της εποχής, οι οποίοι

πίστευαν ότι οι Αρχαίοι Έλληνες είχαν το θεωρητικό υπόβαθρο αλλά όχι και την

απαιτούμενη πρακτική τεχνολογία για μια τέτοια κατασκευή.

Η μελέτη του συνεχίζεται από Άγγλους και Έλληνες ειδικούς των Πανεπιστημίων του

Κάρντιφ, των Αθηνών, της Θεσσαλονίκης, του Εθνικού Αρχαιολογικού Μουσείου και

του Μορφωτικού Ιδρύματος Εθνικής Τραπέζης, σε μια διαπανεπιστημιακή ομάδα. Η

σύγχρονη έρευνα υποστηρίζεται από την τελευταία τεχνολογία με τη βοήθεια

μεγάλων εταιρειών, με πρωτοποριακά προγράμματα ψηφιακής απεικόνισης και

έναν ειδικό τομογράφο, ο οποίος κατασκευάστηκε ειδικά για την έρευνα του

μηχανισμού των Αντικυθήρων. Τα αποτελέσματα την έρευνας επιβεβαίωσαν ότι ο

μηχανισμός φέρει 30 οδοντωτούς τροχούς οι οποίοι περιστρέφονται γύρω από 10

άξονες. Η λειτουργία του μηχανισμού κατέληγε σε τουλάχιστον 5 καντράν, με έναν

ή περισσότερους δείκτες για το καθένα. Με τη βοήθεια του τομογράφου έχουν

διαβαστεί αρκετές από τις επιγραφές που υπήρχαν στις πλάκες και στους

περιστρεφόμενους δίσκους, οι οποίες εμπεριέχουν αστρονομικούς και μηχανικούς

όρους, και έχουν χαρακτηριστεί από τους ειδικούς ως ένα είδος "εγχειριδίου

χρήσης" του οργάνου.

Ο μηχανισμός αυτός έδινε, κατά την επικρατέστερη σύγχρονη άποψη, τη θέση του

ήλιου και της σελήνης καθώς και τις φάσεις της σελήνης. Μπορούσε να εμφανίσει

τις εκλείψεις ηλίου και σελήνης βασιζόμενος στον βαβυλωνιακό κύκλο του Σάρου.

Τα καντράν του απεικόνιζαν επίσης τουλάχιστον δύο ημερολόγια, ένα ελληνικό

βασισμένο στον Μετωνικό κύκλο και ένα αιγυπτιακό, που ήταν και το κοινό

"επιστημονικό" ημερολόγιο της ελληνιστικής εποχής.

Οι παλαιότερες απόψεις που έχουν παρουσιασθεί (κυρίως πριν από τον Β'

Παγκόσμιο Πόλεμο) για πιθανές χρήσεις με το όργανο αυτό είναι: αστρολάβος,

ή δρομόμετρο, ή αναφορικό ρολόι, ή πλανητάριο, ή αστρονομικό ναυτικό ρολόι

ή πλοογνώμονας της αρχαιότητας. Όλες αυτές οι χρήσεις δεν είναι αμοιβαία

αποκλειόμενες.

Ιστορική καταγωγή και εξέλιξη του μηχανισμού

Για την ικανότητα κατασκευής πολύπλοκων μηχανισμών από γρανάζια, έχουμε

πολύ λίγες πληροφορίες, γιατί ουσιαστικά σαφή αναφορά στους οδοντωτούς

τροχούς έχουμε για πρώτη φορά από τον αλεξανδρινό μηχανικό Ήρωνα. Όμως

5 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

υπάρχουν ενδείξεις που υποδεικνύουν τον Αρχιμήδη ή και τον Κτησίβιο ως

πιθανούς εφευρέτες του οδοντωτού τροχού.

Ο Αρχιμήδης είναι γνωστός για τις πολύπλοκες κατασκευές του που

αναπαριστούσαν τις κινήσεις των άστρων και των πλανητών στο στερέωμα, έχουμε

όμως πληροφορίες μόνο για το τι λειτουργίες εκτελούσαν και όχι για το πως τις

εκτελούσαν. Πιθανότατα όμως ο τρόπος λειτουργίας τους να ήταν παρόμοιος με

του μηχανισμού των Αντικυθήρων. Τη σφαίρα του Αρχιμήδη έχουν αναφέρει

οι Πάππος, Πρόκλος, Σέξτος Εμπείρικος, Φιρμίκιος, Μαρτιανός

Καπέλλα,Οβίδιος και Τερτυλλιανός, όμως την σημαντικότερη μαρτυρία δίνει

ο Κικέρων.

Στα πρώιμα στάδια της εξέλιξης παρόμοιων μηχανισμών βρίσκουμε τα ηλιακά

ρολόγια, αρχικά στατικά και αργότερα μεταφερόμενα. Τα μεταφερόμενα ηλιακά

ρολόγια είναι κοντινοί πρόγονοι του μηχανισμού των Αντικυθήρων.

Με τα νεότερα ευρήματα γίνεται φανερό ότι η τεχνολογία των οδοντωτών τροχών

διατηρήθηκε εν μέρει και στο Βυζάντιο, δεδομένου ότι έχει βρεθεί ένας

απλούστερος μηχανισμός κατασκευασμένος τον 5ο-6ο αιώνα. Μάλιστα αντίστοιχος

μηχανισμός περιγράφεται από τον μεταγενέστερο Άραβα Αλ Μπιρουνί. Ένα μεγάλο

ποσοστό των τεχνολογικών κατακτήσεων στον τομέα αυτό αφομοιώθηκε από τους

Άραβες. Όπως είναι επίσης γνωστό, πλήθος αρχαίων ελληνικών πραγματειών έχουν

διασωθεί μόνο σε αραβικές μεταφράσεις. Οι Άραβες πειραματίστηκαν με διάφορα

σχέδια και κατασκευές για να αποδείξουν την ορθότητα των ελληνικών κειμένων.

Η τεχνολογία των οδοντωτών τροχών εξελίχθηκε μεταξύ άλλων στην ωρολογοποιία

που εμφανίστηκε και άνθησε τον 13ο και 14ο αιώνα.

Ελληνικός Άβακας

Ένας ελληνικός άβακας βρέθηκε στην Σαλαμίνα το 1846, χρονολογείται γύρω στο 300 π.χ. και υπολογίζεται ότι είναι ο αρχαιότερος που βρέθηκε μέχρι σήμερα. Αρχικά θεωρήθηκε ότι ήταν ένα επιτραπέζιο παιχνίδι.

Είναι κατασκευασμένος πάνω σε μια πλάκα, με διαστάσεις 149 εκ. μήκος, 75 εκ. πλάτος και 4,5 εκ. πάχος. Η πλάκα περιέχει λευκή άμμο και διαιρείται σε δύο τμήματα από ένα μεγάλο διαχωριστικό που υπάρχει στη μέση. Το επάνω τμήμα απαρτίζεται από 5 παράλληλες γραμμές, εξίσου χωρισμένες από μια κάθετη γραμμή, και ένα ημικύκλιο στο σημείο τομής της κατώτερης παράλληλης γραμμής με την κάθετη. Στο δεύτερο τμήμα υπάρχει άλλη μια ομάδα από 11 παράλληλες γραμμές, που επίσης τέμνονται σε δύο τμήματα από μια γραμμή αλλά το ημικύκλιο βρίσκεται αυτή τη φορά στην κορυφή της τομής. Η τρίτη, η έκτη και ένατη από αυτές τις γραμμές σημειώνονται με ένα σταυρό στο σημείο τομής με την κάθετη γραμμή.

6 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

Ρωμαϊκός Άβακας

Ανακατασκευή ρωμαϊκού άβακα.

Ο τελευταίος ρωμαϊκός άβακας που παρουσιάζεται στην διπλανή αναδημιουργία αποτελείται από οκτώ μακριά αυλάκια που περιέχουν μέχρι πέντε χάντρες το κάθε ένα και οκτώ πιο μικρά αυλάκια που έχουν είτε μια είτε καμία χάντρα.

Το χαρακτηριστικό αυλάκι Ι δείχνει τις μονάδες, το Χ τις δεκάδες κλπ. μέχρι τα εκατομμύρια. Οι χάντρες στα πιο μικρά αυλάκια δείχνουν πέντε πεντάδες μονάδες, πέντε δεκάδες, κ.τ.λ., ουσιαστικά σε ένα κωδικοποιημένο πενταδικό σύστημα, προφανώς σχετικό με τους ρωμαϊκούς τρόπους μετρήσεων των αριθμών. Τα μικρά αυλάκια στα δεξιά μπορεί να είχαν χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό των ρωμαϊκών ουγγιών.

Οι υπολογισμοί γίνονται με τη βοήθεια των χαντρών που πιθανώς θα γλιστρούσαν πάνω-κάτω στα αυλάκια για να δείξουν την αξία κάθε στήλης.

Κινεζικός Άβακας

Ο Κινεζικός άβακας, σουάν παν.

Πριν από την εφεύρεση του κινεζικού άβακα, μετρικές ράβδοι, εγκοπές στα κόκαλα και άλλοι συμβολικοί μέθοδοι χρησιμοποιήθηκαν αναμφισβήτητα ως εργαλείο για την μέτρηση και τον υπολογισμό.

Ο άβακας των Κινέζων, σουάν παν, είναι σε γενικές γραμμές παρόμοιος με τον ρωμαϊκό, εν τούτοις έχει μια διαφορετική κατασκευή, και είχε ως σκοπό τη χρήση και του δεκαδικού και του δεκαεξαδικού συστήματος αρίθμησης.

Ο κινεζικός άβακας έχει περίπου 20 εκ. μήκος και διαφοροποιείται στο πλάτος ανάλογα με την εφαρμογή. Έχει συνήθως περισσότερες από επτά ράβδους. Υπάρχουν δύο χάντρες σε κάθε ράβδο στην ανώτερη πτέρυγα και πέντε χάντρες σε κάθε ράβδο στο κατώτατο σημείο. Οι χάντρες συνήθως είναι σφαιρικές, αποτελούνται από σκληρό ξύλο και υπολογίζονται σύμφωνα με την θέση τους πάνω

7 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

στην ράβδο. Ο άβακας μπορεί να επανέλθει στην αρχική του κατάσταση άμεσα με ένα τράνταγμα κατά μήκος του οριζόντιου άξονα, ώστε να απομακρύνει όλες τις χάντρες από την ακτίνα στο κέντρο.

Οι κινεζικοί άβακες μπορούν να χρησιμοποιηθούν και για άλλες λειτουργίες εκτός από τον υπολογισμό. Αντίθετα από τον απλό πίνακα που χρησιμοποιείται στα δημοτικά σχολεία, πολύ αποδοτικές τεχνικές έχουν αναπτυχθεί για επαγγελματικούς άβακες ώστε να κάνουν πρόσθεση, αφαίρεση, πολλαπλασιασμό, διαίρεση και υπολογισμό τετραγωνικής και κυβικής ρίζας με πολύ μεγάλη ταχύτητα.

Η αριθμητική χαντρών είναι η τεχνική υπολογισμού που χρησιμοποιούν οι διάφοροι τύποι αβάκων, και πιο συγκεκριμένα ο κινεζικός άβακας. Η ομοιότητα του ρωμαϊκού και του κινεζικού άβακα δίνει την εντύπωση ότι κάποιος θα μπορούσε να έχει αντιγράψει τον άλλο, δεδομένου ότι υπάρχουν κάποια στοιχεία εμπορικής σχέσης μεταξύ της Ρωμαϊκής αυτοκρατορίας και της Κίνας. Εντούτοις, καμία άμεση σύνδεση δεν μπορεί να αποδειχθεί, και η ομοιότητα των αβάκων μπορεί να είναι συμπτωματική, μιας και οι δύο προκύπτουν τελικά από τον υπολογισμό με πέντε δάχτυλα ανά χέρι. Το ρωμαϊκό πρότυπο (όπως τα πιο σύγχρονα ιαπωνικά) έχει τέσσερις συν μια χάντρα ανά δεκαδική θέση, ενώ ο τυποποιημένος κινεζικός άβακας έχει πέντε συν δύο, επιτρέποντας την χρήση μεγαλύτερης ακρίβειας αριθμητικών αλγορίθμων, και δίνοντας επίσης τη δυνατότητα χρήσης του δεκαεξαδικού συστήματος αρίθμησης.

Αντί να μετακινούνται πάνω σε καλώδια όπως στα κινεζικά και ιαπωνικά πρότυπα, οι χάντρες των ρωμαϊκών αβάκων κινούνταν μέσα σε αυλάκια, πιθανώς καθιστώντας τους αριθμητικούς υπολογισμούς πολύ πιο αργούς. Ενδεχομένως ο ρωμαϊκός άβακας χρησιμοποιήθηκε πρώτιστα για τον απλό υπολογισμό. Σε έναν διαγωνισμό μεταξύ του κινεζικού άβακα και του ηλεκτρικού υπολογιστή στις 12 Νοεμβρίου, 1946, ο άβακας κέρδισε στα 4 από τα 5 τεστ που έγιναν.

Ιαπωνικός Άβακας

Ο Ιαπωνικός άβακας, Soroban.

Ο ιαπωνικός άβακας, ή αλλιώς Soroban, είναι μια τροποποίηση του κινεζικού άβακα, και έχει περίπου 8 εκ. μήκος. Οι χάντρες σε έναν soroban διαμορφώνονται συνήθως ως διπλός κώνος για να διευκολύνουν την μετακίνηση.

Οι παραδοσιακές κινεζικές μονάδες μέτρησης του βάρους χρησιμοποιούσαν ένα δεκαεξαδικό σύστημα που απαιτούσε δύο χάντρες στην ανώτερη πτέρυγα. Η πρώτη ιαπωνική τροποποίηση απέβαλε μια χάντρα από την πτέρυγα αυτή και αργότερα άλλη μια χάντρα από τη χαμηλότερη πτέρυγα του κινεζικού άβακα, κατασκευάζοντας έτσι τον ιαπωνικό άβακα καθαρά για το δεκαδικό σύστημα. Οι Ιάπωνες απέβαλαν επίσης τη χρήση του Qiuchu (κινεζικός πίνακας διαιρέσεων).

8 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

Εντούτοις, ο κινεζικός πίνακας διαιρέσεων χρησιμοποιούνταν ακόμα όταν υπήρχαν 5 ή λιγότερες χάντρες. Έτσι τη δεκαετία του '20 ήρθε στο προσκήνιο η χρήση του πίνακα πολλαπλασιασμού παρά του πίνακα διαίρεσης, και τελικά επικράτησε. Οι ράβδοι (αριθμός ψηφίων) συνήθως αυξάνονται σε 21, 23, 27 ή ακόμα και 31, επιτρέποντας κατά συνέπεια τον υπολογισμό αριθμών με περισσότερα ψηφία ή παραστάσεις πολλών διαφορετικών αριθμών συγχρόνως.

Το Soroban διδάσκεται στα σχολεία πρωτοβάθμιας εκπαίδευσης ως μέρος των μαθηματικών επειδή το δεκαδικό αριθμητικό σύστημα μπορεί να καταδειχθεί οπτικά. Όταν διδάσκεται το soroban, ένα τραγούδι-οδηγία εκφωνείται από το δάσκαλο. Παρά την εμφάνιση των φορητών υπολογιστών, αρκετοί γονείς στέλνουν τα παιδιά τους σε ιδιωτικούς δασκάλους για να μάθουν να χρησιμοποιούν το soroban επειδή η άνετη χρήση του μπορεί να εξελιχθεί εύκολα σε διανοητική αριθμητική προηγμένου επίπεδου.

Ρωσικός Άβακας

Ο Ρωσικός άβακας, Schoty.

Ο ρωσικός άβακας, ή αλλιώς schoty, συνήθως αποτελείται από μια ενιαία πτέρυγα, με δέκα χάντρες σε κάθε καλώδιο, εκτός από ένα καλώδιο που έχει τέσσερις χάντρες. Το συγκεκριμένο χρησιμεύει για τον υπολογισμό των ρουβλιών, και συνήθως είναι το πλησιέστερο στον χρήστη. Ο ρωσικός άβακας χρησιμοποιείται κάθετα, με τις χάντρες στα καλώδια να μετακινούνται από τα δεξιά στα αριστερά, αντίθετα με τον τρόπο που διαβάζεται ένα βιβλίο. Τα καλώδια λυγίζουν στο κέντρο τους προς τα πάνω, προκειμένου να κρατάνε τις χάντρες με ασφάλεια σε κάθε πλευρά. Καθαρίζεται όταν κινούνται όλες οι χάντρες προς τα δεξιά, ενώ κατά τη διάρκεια του χειρισμού, οι χάντρες κινούνται προς το αριστερά. Για ευκολία, οι 2 μέσες χάντρες σε κάθε καλώδιο (η 5η και 6η χάντρα) συνήθως έχουν διαφορετικό χρώμα από τις άλλες 8 χάντρες. Επιπλέον, η αριστερή χάντρα του καλωδίου που μετράει τις χιλιάδες και τα εκατομμύρια μπορεί να έχει διαφορετικό χρώμα.

Σήμερα ο ρωσικός άβακας είναι ακόμα σε λειτουργία στα καταστήματα και τις αγορές σε όλη την πρώην Σοβιετική Ένωση, αν και δεν διδάσκεται πλέον στα περισσότερα σχολεία.

9 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

Σχολικός Άβακας

Τυπικός σχολικός άβακας.

Σε όλο τον κόσμο, οι άβακες πλέον χρησιμοποιούνται στους παιδικούς σταθμούς και τα δημοτικά σχολεία ως εναλλακτικός τρόπος για να διδαχτεί η αριθμητική το σύστημα αρίθμησης. Στις δυτικές χώρες, ο πιο κοινός άβακας είναι παρόμοιος με τον ρωσικό άβακα αλλά με τα καλώδια να είναι ίσια ευθέα (δείτε την εικόνα).

Ο τύπος άβακα που παρουσιάζεται στην εικόνα χρησιμοποιείται συχνά για να αντιπροσωπεύσει τους αριθμούς χωρίς τη χρήση της αξίας θέσεων. Κάθε χάντρα και κάθε καλώδιο έχουν την ίδια αξία και χρησιμοποιημένος κατά αυτόν τον τρόπο μπορεί να αντιπροσωπεύσει τους αριθμούς μέχρι το 100.

Το σημαντικότερο εκπαιδευτικό πλεονέκτημα του άβακα, όταν γίνονται υπολογισμοί και απλή πρόσθεση είναι ότι δίνει στο σπουδαστή μια συνειδητοποίηση του δεκαδικού συστήματος που είναι το θεμέλιο του συστήματος αρίθμησης μας. Αν και οι ενήλικοι παίρνουν ως δεδομένο το δεκαδικό σύστημα, στην πραγματικότητα είναι πολύ δύσκολο να διδαχθεί. Πολλά εξάχρονα παιδιά μπορούν να μετρήσουν μέχρι το 100 παπαγαλίστικα συνειδητοποιώντας ελάχιστα τους αριθμούς που περιλαμβάνονται.

Χρήση από τυφλούς

Οι άβακες ακόμα χρησιμοποιούνται από τα άτομα που είναι τυφλά. Χρησιμοποιούν έναν άβακα για να εκτελέσουν πρόσθεση, αφαίρεση, πολλαπλασιασμό, διαίρεση, τετραγωνική ρίζα και κυβική ρίζα. Ένα κομμάτι μαλακού υφάσματος ή λάστιχου τοποθετείται πίσω από τις χάντρες έτσι ώστε να μην κινούνται ακούσια. Αυτό κρατά τις χάντρες στη σωστή θέση καθώς ο χρήστης τις αισθάνεται δια της αφής ή τις χειρίζεται.

Πρόσφατα, οι άβακες αντικαταστάθηκαν ως ένα ορισμένο βαθμό από ηλεκτρονικούς υπολογιστές με ομιλία, αλλά μόνο σε χώρες όπου είναι εύκολα προσβάσιμη και προσιτή τέτοια τεχνολογία. Εντούτοις, ακόμα και όταν είναι διαθέσιμη, πολλοί τυφλοί άνθρωποι προτιμούν ακόμα να χρησιμοποιήσουν τον άβακα. Επιπλέον, τα μορφωμένα τυφλά παιδιά πρέπει να μάθουν στα σχολεία πώς να χρησιμοποιήσουν τον άβακα προτού τους επιτραπεί η χρήση ενός ομιλούντος υπολογιστή ή μιας παρόμοιας συσκευής.

10 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

Ο άβακας είναι ένα απλό αριθμό-όργανο που το χρησιμοποιούμε για την εκτέλεση

των βασικών πράξεων (πρόσθεση, αφαίρεση και πολλαπλασιασμό).

Η λέξη άβακας προέρχεται από την ελληνική λέξη άβαξ που σημαίνει "τραπέζι

υπολογισμών". Επειδή το άβαξ σήμαινε και "τραπέζι με άμμο ή σκόνη" που

χρησιμοποιείτο για την σχεδίαση γεωμετρικών σχημάτων, υπάρχει επίσης η

υπόθεση ότι η Ελληνική λέξη προήλθε από την Σημιτική ρίζα ābāq, την Εβραϊκή λέξη

για την σκόνη.

Χρησιμοποιούταν για αιώνες πολύ πριν την υιοθέτηση του συστήματος των

Αραβικών αριθμών. Πιθανολογείται ότι ανακαλύφτηκε την εποχή των Βαβυλωνίων

(περίπου το 5000 π.χ.), οι οποίοι το χρησιμοποιούσαν κατά κόρον. Αργότερα

(περίπου 1500 π.χ.) έφτασε στην Ελλάδα όπου και χρησιμοποιήθηκε από τους

Έλληνες της προϊστορικής εποχής.

Αποτελεί ένα ορθογώνιο πλαίσιο που είναι κατασκευασμένο από ξύλο και

χωρισμένο σε παράλληλες γραμμές. Κάθε γραμμή περιέχει ένα σύνολο από χάντρες

που κινούνται πάνω σε στερεωμένα λεπτά ξυλαράκια ή σύρματα. Σήμερα

χρησιμοποιείται ευρέως από εμπορευόμενους και γραφειακούς υπαλλήλους

στην Κίνα και αλλού αλλά και ως παιδικό εκπαιδευτικό παιχνίδι από μικρά παιδιά

για την εκμάθηση των αριθμών και απλών προσθέσεων.

ΟΙ ΣΗΜΑΝΤΙΚΟΤΕΡΕΣ ΕΦΕΥΡΕΣΕΙΣ ΤΩΝ ΑΡΧΑΙΩΝ ΕΛΛΗΝΩΝ

Ο υπολογιστικός μηχανισμός των Αντικυθήρων Πρόκειται για την πρώτη υπολογιστική μηχανή της ιστορίας. Χρησιμοποιούνταν για τον καθορισμό και την πρόβλεψη σημαντικών αστρονομικών και ημερολογιακών γεγονότων. Τα υπολείμματα του βρέθηκαν τυχαία από σφουγγαράδες το 1900 στο περίφημο ναυάγιο της νήσου των Αντικυθήρων. Η κατασκευή του τοποθετείται στο 120 π.Χ. περίπου και είναι πιθανότατα προϊόν ενός Ροδιακού ή μικροασιατικού εργαστηρίου, που εξέλιξε την παράδοση της «σφαιροποιίας» του Αρχιμήδη, με άμεσους εμπνευστές τον Ίππαρχο ή τον Ποσειδώνιο. Αποτελούνταν από δείκτες, κλίμακες και τριάντα πέντε τουλάχιστον συνεργαζόμενους οδοντωτούς τροχούς που έπαιρναν κίνηση από μια χειρολαβή. Στην εμπρόσθια όψη του έφερε μια κυκλική κλίμακα των 365 ημερών με τη δυνατότητα της προσθήκης μιας επιπλέον ημέρας κάθε τέσσερα έτη. Στην οπίσθια όψη του έφερε τις σπειροειδείς κλίμακες των κύκλων του Μέτωνος και του Σάρου και τους κύκλους του Καλλίππου, του Εξελιγμού και των αθλητικών αγώνων (Ολυμπιάδας). Με τηνπεριστροφή τηςχειρολαβής και επομένως την επιλογή μιας ημερομηνίας στην εμπρόσθια κλίμακα των 365 ημερών οι υπόλοιποι δείκτες έδειχναν όλες τις διαθέσιμες αστρονομικές πληροφορίες γι' αυτήν (π.χ. θέση και φάση σελήνης, αντιστοίχιση ηλιακού-σεληνιακού ημερολογίου, κ.ά.). Αντίστροφα αν ο χειριστής του οργάνου έφερε ένα δείκτη σε κάποιο συγκεκριμένο αστρονομικό ή ημερολογιακό γεγονός (π.χ. έκλειψη σελήνης ή τέλεση Ολυμπιάδας) μπορούσε να δει την ημερομηνία που αυτό θα συνέβαινε στο μέλλον ή συνέβη στο παρελθόν. Ο Solla De Price και ο Michael Wright ήταν στο παρελθόν οι σημαντικότεροι μελετητές του μηχανισμού. Η ανακατασκευή αυτή απηχεί την κατασκευαστική άποψη του συγγραφέα που βασίστηκε στα νέα δεδομένα της Διεθνούς Ομάδας Μελέτης του Μηχανισμού των Αντικυθήρων.

11 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

Η τρίκωλος ανυψωτική μηχανή (ο πρώτος γερανός κατακόρυφης ανύψωσης παγκοσμίως) Αποτελούνταν από τρεις κεκλιμένες δοκούς που σχημάτιζαν ένα τρίποδο. Το φορτίο αναρτιόταν μέσω πολύσπαστων από την κορυφή της μηχανής και ανυψωνόταν με τη βοήθεια ενός οριζόντιου περιστρεφόμενου άξονα («πηνίου»). Ο άξονας στηριζόταν στα έδρανα («χελώνια») των δύο εμπρόσθιων δοκών και περιστρεφόταν με τη βοήθεια χειρομοχλών. Για τη μείωση των τριβών ο άξονας έφερε εκατέρωθεν δύο μικρούς μεταλλικούς αξονίσκους που περιστρέφονταν εντός ειδικών υποδοχών των «χελωνίων».

Το οδόμετρο (ο πρώτοςχιλιομετρητής της ιστορίας) Πρόκειται για μηχανισμό που χρησιμοποιούνταν για την ακριβή μέτρηση οδικών αποστάσεων (προδρομικό του ταξιμέτρου). Αποτελούνταν από ένα κιβώτιο με συμπλεκόμενους ατέρμονες κοχλίες και οδοντωτούς τροχούς προσαρμοσμένο σε κινούμενο όχημα. Ένας στυλίσκος, επί της πλήμνης του ενός τροχού, μετέφερε την κίνηση στον οκτασκύταλο πρώτο δίσκο του κιβωτίου ενώ ενσωματωμένα στους άξονες βαθμονομημένα τύμπανα επί της εξωτερικής επιφάνειάς του υποδείκνυαν τη διανυθείσα απόσταση. Η σχέση μετάδοσης στην προτεινόμενη από τον Ήρωνα κατασκευή είναι 1:8:30:30:30 οπότε μια πλήρης περιστροφή του τελευταίου τυμπάνου αντιστοιχεί σε 216000 περιστροφές των τροχών. Με περιφέρεια τροχού 10 πήχεων (διαμέτρου 1,60 μέτρων) η διανυθείσα απόσταση αντιστοιχείσε1080χιλιόμετρα. Σε μια παραλλαγή του οργάνου ένα βαθμονομημένο τύμπανο έφερε περιφερειακές οπές με σφαιρίδια και όταν κάποια οπή ευθυγραμμιζόταν με αντίστοιχη οπή του κιβωτίου ένα σφαιρίδιο έπεφτε σε δοχείο προσφέροντας την ευχερή καταμέτρηση της απόστασης. Εφευρέτης του οργάνου ήταν πιθανότατα ο Αρχιμήδης. (Τζέτζης Ιωάννης, Χιλιάδες2,12οςαι. μ. Χ)

Ο αστρολάβος του Πτολεμαίου (το ...G.P.S. των αρχαίων Ελλήνων) Πρόκειται για ένα ευφυέστατο αστρονομικό όργανο που απεικόνιζε την ουράνια σφαίρα και χρησιμοποιούνταν για τη μέτρηση του γεωγραφικού μήκους και πλάτους των παρατηρούμενων άστρων από οποιοδήποτε μέρος της γης αλλά και αντίστροφα σαν εντοπιστής θέσης καθώς και για τη μέτρηση της απόστασης ηλίου - σελήνης. Αποτελούνταν από επτά ομόκεντρους αρθρωτούς δακτυλίους. Ο 7ος δακτύλιος (ο εξωτερικός) ήταν ακίνητος στο επίπεδο του μεσημβρινού και έφερε τέσσερα σημάδια που όριζαν την οριζόντιο και την κατακόρυφο. Ο 6ος ήταν βαθμονομημένος και περιστρεφόταν ελεύθερα στο επίπεδο του μεσημβρινού με τα σημεία 0° και 90° να παριστάνουν τον ισημερινό και τον πόλο αντίστοιχα και ήταν τοποθετημένος στη διεύθυνση του γήινου άξονα. Ο 5ος στρεφόταν στην κατεύθυνση του ηλίου. Ο 4ος ήταν αρθρωμένος στο γήινο άξονα και παρακολουθούσε την ημερήσια περιστροφή της αστρικής σφαίρας. Ο 3ος ήταν βαθμονομημένος και ήταν αρθρωμένος στον προηγούμενο σε απόσταση 66° περίπου από τους πόλους. Ήταν τοποθετημένος στις θέσεις της εκλειπτικής, έφερε τα ονόματα των ζωδίων και χρησιμοποιούνταν για την ανάγνωση των γεωγραφικών μηκών των αστέρων. Ο 2ος ήταν βαθμονομημένος, περιστρεφόταν γύρω από έναν κάθετο άξονα στο επίπεδο της εκλειπτικής και χρησιμοποιούνταν για την ανάγνωση των γεωγραφικών πλατών των αστέρων. Τέλος ο 1 ος δακτύλιος (ο εσωτερικός) έφερε τη σκοπευτική διάταξη.

12 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

Το μονόχορδον του Πυθαγόρα (το πρώτο επιστημονικό μουσικό όργανο της ιστορίας) Πρόκειται για όργανο μελέτης των μουσικών διαστημάτων σε σχέση με τις αναλογίες των μηκών των χορδών που τις παράγουν. Αποτελούνταν από ένα μακρόστενο ηχείο, μία χορδή που τεντωνόταν πάνω από ένα διαβαθμισμένο κανόνα και ένα μετακινού-μενο καβαλάρη που επέτρεπε τη διαίρεση του μήκους τηςχορδής σε διάφορες μετρήσιμες αναλογίες. Ονομαζόταν και πυθαγόρειος κανών προς τιμήν του εφευρέτη του.

Η ύδραυλις του Κτησιβίου (το πρώτο πιάνο της ιστορίας) Πρόκειται για το πρώτο παγκοσμίως πληκτροφόρο μουσικό όργανο που εφηύρε ο Κτησίβιοςτον 3ο αι. π.Χ. Αποτελούνταν από τις δύο αντλίες παροχής αέρα (τύπου εμβόλου - κυλίνδρου), τον «πνιγέα» για τη διατήρηση σταθερής πίεσης αέρα, το πληκτρολόγιο και τους μουσικούς αυλούς. Οι κύλινδροι ήταν τοποθετημένοι εκατέρωθεν του «πνιγέα» και διέθεταν αντεπίστροφες βαλβίδες που ελέγχονταν αυτόματα από δύο ορειχάλκινα δελφίνια, ενώ τα έμβολά τους κινούνταν παλινδρομικά με τη βοήθεια χειρομοχλών. Ο πνιγέας αποτελούνταν από μια ανάστροφη χοάνη που ήταν βυθισμένη και πακτωμένη σε μικρή απόσταση από τον πυθμένα ενός κυλινδρικού δοχείου με νερό. Στη χοάνη συνέκλιναν οι δύο αγωγοί παροχής αέρα των κυλίνδρων ενώ ένας άλλος αγωγός οδηγούσε τον αέρα με σταθερή πίεση στο συλλέκτη του πληκτρολογίου (καθότι ο πλεονάζων αέρας διέφευγε από τον πυθμένα της χοάνης και έτσι εξασφαλιζόταν η σταθερότητα των μουσικών φθόγγων που εξαρτιόνταν πλέον μόνο από το μήκος των αυλών). Το πληκτρολόγιο της ανακατασκευασμένης υδραύλεως αποτελείται από 24 πλήκτρα που ελέγχουν ισάριθμες ορειχάλκινες βαλβίδες παροχής αέρα σε 24 ανισομήκεις αυλούς (όπως η ύδραυλις του Δίου) οι οποίοι παράγουν δύο πλήρεις οκτάβες εξαιρετικής ακουστικότητας. Η επαναφορά των πλήκτρων - βαλβίδων επιτυγχάνεται με τη βοήθεια ελαστικών ράβδων από σφενδάμι. Η ύδραυλις αποτελεί τον πρόγονο του σύγχρονου εκκλησιαστικού οργάνου.

Η ανεμοκίνητη ύδραυλις (η πρώτη μηχανική αξιοποίηση της αιολικής ενέργειας παγκοσμίως) Πρόκειται για την πρώτη ουσιαστική αξιοποίηση της αιολικής ενέργειας παγκοσμίως για την κίνηση μιας μηχανής. Αποτελούνταν από τη διάταξη της ανεμοκίνησης και μια ύδραυλη. Η διάταξη της ανεμοκίνησης αποτελούνταν από έναν οριζόντιο άξονα που στη μία άκρη του έφερε μία κατακόρυφη πτερωτή και στην άλλη άκρη του έφερε έναν τροχό με σκυτάλια. Ο άξονας στηριζόταν στα μεταλλικά έδρανα ενός πλαισίου πακτωμένου σε ένα μετακινούμενο βάθρο που στρεφόταν προς την κατεύθυνση του ανέμου. Μία (αρθρωμένη στο μέσον της) οριζόντια ράβδος ήταν πεπλατυσμένη στο ένα άκρο της ενώ στο άλλο ήταν συνδεδεμένη αρθρωτά με τον άξονα του εμβόλου του κυλίνδρου της ύδραυλης. Με την ενέργεια του ανέμου περιστρεφόταν η πτερωτή και τα σκυτάλια κτυπούσαν και καταβίβαζαν διαδοχικά το πεπλατυσμένο άκρο της δοκού ανασηκώνοντας το έμβολο της ύδραυλης το οποίο κάθε φορά ξανακατέβαινε λόγω του βάρους του. Έτσι η ύδραυλις προμηθευόταν τον απαιτούμενο αέρα για τη λειτουργία της.

13 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

Η ευφυής οινοχόη του Φίλωνος (η πρώτη «έξυπνη» συσκευή οικιακής χρήσης στην ιστορία) Πρόκειται για μια οινοχόη (που επινόησε ο Φίλων ο Βυζάντιος) από την οποία έρρεε αυτόματα νερό, οίνος ανέρωτος ή νερωμένος ανάλογα με τη βούληση του οινοχόου. Αποτελούνταν από ένα κατακόρυφο διάφραγμα που χώριζε την οινοχόη στα διαμερίσματα του νερού και του οίνου και τους σωληνίσκους εξαγωγής των υγρών που όμως βρίσκονταν ο ένας εντός του άλλου ώστε εξωτερικά της οινοχόης να φαίνονται ως ένας. Η οινοχόη έφερε στεγανά πώματα και ήταν αδύνατη η εκροή των υγρών κατά την ανατροπή της λόγω της υποπίεσης που προκαλούνταν από την αδυναμία αναπλήρωσης των υγρών Λ* από αέρα. Δύο αγωγοί ξεκινούσαν από το μέσον της οινοχόης (ο ένας επικοινωνούσε με το δοχείο του νερού και ο άλλος με το δοχείο του οίνου) και έφθαναν στο χείλος της ώστε να αποτελούν τη χειρολαβή της. Στο πλάι τους οι δύο αγωγοί έφεραν δύο οπές αερισμού τις οποίες ο οινοχόος κάλυπτε με τον αντίχειρά του. Με τη συνδυαστική αποκάλυψη της οπής αερισμού του διαμερίσματος του νερού, του οίνου ή και των δύο ταυτόχρονα ο οινοχόος επέτρεπε την εισαγωγή αέρα στα αντίστοιχα διαμερίσματα και την εκροή νερού, ανέρωτου ή νερωμένου οίνου σύμφωνα με την επιθυμία του επισκέπτη.

Η κούπα του Πυθαγόρα (η πρώτη εφαρμογή του αξονικού σιφωνίου παγκοσμίως) Πρόκειται για ένα έξυπνο κύπελλο κρασιού που έφερε ένα αξονικό ή καμπύλο σιφώνιο και μια γραμμή που καθόριζε το όριο πλήρωσής του. Όταν κάποιος το γέμιζε υπερβολικά η στάθμη του υγρού κάλυπτε το σιφώνιο και άδειαζε αυτόματα. Θεωρείται εφεύρεση του Πυθαγόρα (6ος αι. π.Χ.). που ήθελε να διδάξει τους μαθητές του την ανάγκη τήρησης του μέτρου. Λέγεται και κούπα του Δικαίου γιατί εκφράζει τις βασικές αρχές του Δικαίου (της ύβρεως και της νεμέσεως). Όταν το μέτρο ξεπεραστεί (αλαζονεία) δεν χάνονται μόνο όσα ξεπέρασαν το όριο αλλά και όσα έχουν αποκτηθεί μέχρι τότε (τιμωρία). Με άλλα λόγια εκφράζει την παροιμία «όποιος θέλει τα πολλά, χάνει και τα λίγα».

Το υδραυλικό αυτόματο των «φθεγγομένων ορνέων» και της «επιστραφείσης γλαυκός» (ένας εξαιρετικός αυτοματισμός επαναλαμβανόμενου θεάματος με παραγωγή κίνησης και ήχου) Πρόκειται για μια επινόηση του Φίλωνος του Βυζαντίου (βελτιωμένη από τον Ήρωνα τον Αλεξανδρέα) που αναπαριστούσε πουλιά να κελαηδούν όταν μια κουκουβάγια τα αποστρεφόταν και να σιωπούν φοβισμένα όταν γυρνούσε προς το μέρος τους. Το θέμα αυτόματα επαναλαμβανόταν συνεχώς. Για τη λειτουργία του αυτομάτου το νερό μιας πηγής οδηγούνταν στο εσωτερικό του στεγανού ανώτερου δοχείου εξαναγκάζοντας τον εμπεριεχόμενο αέρα να εξέλθει από έναν αυλό. Επειδή ο αυλός κατέληγε σε νερό, το παλλόμενο ηχητικό μήκος του δημιουργούσε ένα κελάηδισμα με φθόγγους διαφορετικής συχνότητας. Στη συνέχεια, όταν η στάθμη του νερού ξεπερνούσε το γωνιακό σιφώνιο του δοχείου, άδειαζε μέσα από αυτό προς το ενδιάμεσο δοχείο εκτρέποντας ένα ζυγό προς το μέρος του. Έτσι εξαναγκαζόταν σε περιστροφή ο ενσωματωμένος άξονας στήριξης της κουκουβάγιας ώστε αυτή να στραφεί προς τα πουλιά που πλέον δεν φθέγγονταν. Όταν η στάθμη του νερού ξεπερνούσε το αξονικό σιφώνιο του ενδιάμεσου δοχείου άδειαζε όλο το νερό μέσα από αυτό προς το κατώτερο δοχείο. Τότε ο ζυγός εκτρεπόταν προς το μέρος του αντιβάρου και η κουκουβάγια αποστρεφόταν τα πουλιά που πλέον άρχιζαν και πάλι να κελαηδούν.

14 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

Ο «ελληνικός» νερόμυλος (υδραλέτης) (η πρώτη μηχανική αξιοποίηση της υδραυλικής ενέργειας παγκοσμίως) Πρόκειται για έναν υδροκίνητο μύλο άλεσης δημητριακών που εξακολουθούσε απαράλλαχτος να χρησιμοποιείται μέχρι πρόσφατα. Πρωτοχρησιμοποιήθηκε σύμφωνα με το Στράβωνα στα Κάβειρα από τον ελληνομαθή βασιλιά του Πόντου Μιθριδάτη ΣΤ'τον Ευπάτορα. Ήταν ιδιαίτερα κατάλληλος για τις λοφώδεις και ορεινές περιοχές της Ελλάδος και της Μικράς Ασίας καθότι ήταν ικανός να λειτουργεί με μικρές ποσότητες νερού που κινούνταν όμως με μεγάλη ταχύτητα. Αποτελεί τον πρόδρομο του υδροστροβίλου. Αποτελούνταν από μια οριζόντια πτερωτή, έναν κατακόρυφο άξονα και δύο οριζόντιες μυλόπετρες. Ο άξονας διαπερνούσε την κάτω μυλόπετρα και συνδεόταν μέσω μεταλλικών συνδέσεων με τη διάτρητη στο κέντρο της πάνω μυλόπετρα. Το νερό κινούσε την πτερωτή και ο άξονας μετέδιδε την περιστροφή στην άνω μυλόπετρα. Ο καρπός από τη χοάνη έπεφτε στο άνοιγμα της περιστρεφόμενης μυλόπετρας, αλεθόταν ανάμεσα στις δύο μυλόπετρες και εξερχόταν περιφερειακά λόγω της φυγόκεντρης δύναμης. Η χοάνη ήταν εφοδιασμένη με ρυθμιστή παροχής καρπού που προωθούσε τον καρπό ανάλογα με την ταχύτητα περιστροφής.

Ο ηχητικός συναγερμόςτου Ήρωνος (ο πρώτος προειδοποιητικός μηχανισμός της ιστορίας) Πρόκειται για μια ηχητική διάταξη που ενεργοποιούνταν από το άνοιγμα της θύρας που προστάτευε αποτελώντας τον πρώτο ηχητικό συναγερμό παγκοσμίως. Αποτελούνταν από μια σάλπιγγα προσαρμοσμένη σε κοίλο ημισφαιρικό δοχείο που αναρτιόταν από μια αρθρωμένη ράβδο. Με το άνοιγμα της θύρας ένα σχοινί επέτρεπε την κλίση της ράβδου και επομένως την κάθοδο της σάλπιγγας. Το ημισφαιρικό δοχείο βυθιζόταν σε ένα δοχείο με νερό και ο εγκλωβισμένος αέρας σε αυτό ανάγκαζε τη σάλπιγγα να ηχήσει.

Ο παντογράφος του Ήρωνος (η πρώτη συσκευή αντιγραφής, μεγένθυνσης και σμίκρυνσης σχεδίων παγκοσμίως) Πρόκειται για μια εντυπωσιακή διάταξη αντιγραφής (με δυνατότητα σμίκρυνσης ή μεγέθυνσης) σχεδίων και φιγούρων. Αποτελούνταν από μία επίπεδη βάση με δύο ενωμένους οδοντωτούς τροχούς (με δυνατότητα περιστροφής γύρω από έναν άξονα που περνούσε από το κοινό τους κέντρο) και δύο παράλληλους οδοντωτούς κανόνες (που ήταν πάντα σε επαφή με τους οδοντωτούς τροχούς ολισθαίνοντας εντός αυλακωτών ράβδων). Οι τελευταίες ήταν εγκάρσια προσαρμοσμένες σε ένα βραχίονα περιστρεφόμενο γύρω από το κέντρο των οδοντωτών τροχών. Δύο ράβδοι ενωμένες κάθετα στο τέλος των οδοντωτών κανόνων έφεραν στο άκρο τους την ακίδα ανάγνωσης και τη γραφίδα αντιγραφής ευθυγραμμισμένες με το κέντρο των οδοντωτών τροχών. Όταν ο χειριστής του οργάνου ακολουθούσε το περίγραμμα του σχεδίου με την ακίδα ανάγνωσης τότε η γραφίδα σχεδίαζε το αντίγραφο σε κλίμακα ανάλογη με το λόγο των γραναζιών.

15 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

Η ιπτάμενη περιστερά του Αρχύτα (η πρώτη αυτόνομη πτητική μηχανή της ιστορίας) Πρόκειται για την πρώτη αυτόνομη πτητική μηχανή της αρχαιότητας. Αποτελούνταν από ένα ελαφρύ αλλά ισχυρό κέλυφος που είχε τη μορφή περιστεριού και έφερε εσωτερικά την κύστη ενός μεγάλου ζώου. Η αεροδυναμική περιστερά ήταν τοποθετημένη με το άνοιγμα της κύστης προσαρμοσμένο στο ανοικτό άκρο ενός θερμαινόμενου στεγανού λέβητα (ή μιας ισχυρής εμβολοφόρας αεραντλίας). Όταν η πίεση του ατμού ή του αέρα ξεπερνούσε τη μηχανική αντοχή της σύνδεσης, η περιστερά εκτοξευόταν και συνέχιζε την πτήση της για μερικές εκατοντάδες μέτρα με τη βοήθεια της ορμής του εξερχόμενου πεπιεσμένου αέρα της κύστης σύμφωνα με τις αρχές της αεροδυναμικής.

Η πλινθίς του Ιππάρχου Πρόκειται για ένα απλό αστρονομικό όργανο κατάλληλο για τον υπολογισμό του γεωγραφικού πλάτους ενός τόπου. Αποτελούνταν από ένα βαθμονομημένο τεταρτοκύκλιο που ήταν χαραγμένο πάνω σε ένα τετράγωνο πλινθίο προσανατολισμένο προς το νότο. Δύο πείροι τοποθετούνταν στο άνω και κάτω άκρο του τεταρτοκυκλίου που σηματοδοτούσαν την κατακόρυφο με τη βοήθεια νήματος της στάθμης. Ο ανώτερος πείρος χρησιμοποιούνταν και ως γνώμονας. Το γεωγραφικό πλάτος του τόπου ισοδυναμούσε με τη ένδειξη της σκιάς του γνώμονα κατά την εαρινή ή φθινοπωρινή ισημερία ή το μέσο όρο των ενδείξεων της σκιάς του γνώμονα κατά το θερινό και το χειμερινό ηλιοστάσιο.

Ο τετράντας του Ιππάρχου (το τέταρτον) (ο πρώτος εντοπιστής γεωγραφικού πλάτους καθημερινής χρήσης) Πρόκειται για ένα μετρητικό όργανο που χρησιμοποιούνταν στην αστρονομία και τη ναυσιπλοΐα για τον υπολογισμό αστρονομικών μεγεθών και στην τοπογραφία και την οικοδομική για τη μέτρηση γήινων αποστάσεων (π.χ. το ύψος ενός κτηρίου). Αποτελούνταν από ένα βαθμονομημένο σε μοίρες τεταρτοκύκλιο που στη μία ακμή του έφερε μια σκοπευτική διάταξη και από το κέντρο του αιωρούνταν ένα βαρίδιο. Το γεωγραφικό πλάτος κάθε τόπου μπορούσε να βρεθεί άμεσα με τη σκόπευση του πολικού αστέρα (ισοδυναμούσε με τη συμπληρωματική γωνία της γωνίας που σχημάτιζε η γραμμή σκόπευσης με το νήμα) και έμμεσα από τη μέτρηση της μεσουράνησης κάποιου άλλου ουρανίου σώματος (π.χ. του ήλιου). Αργότερα στην επιφάνεια του οργάνου χαράχθηκαν ευθύγραμμες κλίμακες για τη μετατροπή των γήινων γωνιών σε αναλογίες μηκών αλλά και μηνιαία τόξα με καμπύλες ωριαίες γραμμές για ένα ή περισσότερα γεωγραφικά πλάτη (κλίματα). Επίσης προστέθηκε ένα κινητό κουμπί που ολίσθαινε κατά μήκος του νήματος και ρυθμιζόταν ανάλογα με το μήνα που υποδείκνυε ο ζωδιακός στην άλλη ακμή του οργάνου. Το όργανο με δεδομένη οποιαδήποτε ώρα της ημέρας μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως εντοπιστής θέσης ενώ με δεδομένο το γεωγραφικό πλάτος του τόπου ως ηλιακό ωρολόγιο. Εξέλιξή του αποτελούν οι επίπεδοι αστρολάβοι.

16 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

Το υδραυλικό ωρολόγιο του Κτησιβίου (ένα θαύμα του αυτοματισμού) Πρόκειται για ένα θαύμα του αυτοματισμού, αφού το ρολόι αυτό μπορούσε να λειτουργεί αδιάκοπα, χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση, υποδεικνύοντας τα 365 διαφορετικά ωράρια του έτους. Το νερό μιας πηγής τροφοδοτούσε μέσω ενός υπερχειλιστή το ανώτερο δοχείο. Αυτό με τη σειρά του τροφοδοτούσε το μικρότερο ενδιάμεσο δοχείο που αποτελούσε έναν ελεγκτή σταθερήςστάθμηςμεένασύστημακωνικήςβαλβίδαςδιακοπής της ροής πάνω σε πλωτήρα που περιείχε. Τότε ένας σταλάκτης τροφοδοτούσε σταγόνα σταγόνα το υψίκορμο δοχείο με σταθερή παροχή νερού. Με την άνοδο της στάθμης του νερού σε αυτό, ένας πλωτήρας ανασηκωνόταν και μέσω μιας ράβδου ανυψωνόταν ισόχρονα ένα αγαλματίδιο με δείκτη. Ο δείκτης υποδείκνυε την ώρα του 24ώρου σε ένα περιστρεφόμενο τύμπανο που περιείχε το διάγραμμα των ωρών της ημέρας και της νύκτας ανάλογα με την ημερομηνία. Στο τέλος του 24ώρου το νερό ξεπερνούσε το ενσωματωμένο παράπλευρο σιφόνι και άδειαζε ταχύτατα. Με την κάθοδο του πλωτήρα ενεργοποιούνταν ένα ευφυές σύστημα μετάδοσης κίνησης με σχέση 1 προς 365 (που αποτελούνταν από έναν οδοντωτό κανόνα,ένα επίσχεστρο,δύο οδοντωτούς τροχούς και έναν ατέρμονα κοχλία) το οποίο εξασφάλιζε την περιστροφή του βαθμο-νομημένου τυμπάνου κατά το ένα τριακοσιοστό εξηκοστό πέμπτο της περιφέρειάς του ώστε ο δείκτης του αγαλματιδίου να υποδεικνύει πλέον με ακρίβεια το ωράριο της επόμενηςημέρας.αποτελούν οι επίπεδοι αστρολάβοι.

Η συσκευή κοπής εσωτερικών σπειρωμάτων (ο πρώτος σπειροτόμος της ιστορίας) Πρόκειται για μια διάταξη που επέτρεπε τη διάνοιξη σπειρωμάτων σε οπές. Αποτελούνταν από μια ισχυρή βάση με μια διαμήκη οπή που έφερε περιμετρικά πείρους (αντί περικοχλίου) για την οδήγηση του σπειρώματος ενός ατέρμονα κοχλία. Στην άκρη του ατέρμονα κοχλία ήταν τοποθετημένη εγκάρσια ρυθμιζόμενη με εσωτερική σφήνα μια τριγωνική αιχμή. Η βάση προσαρμοζόταν στο διάτρητο κατεργαζόμενο αντικείμενο με τον ατέρμονα κοχλία της βάσης ευθυγραμμισμένο με την οπή του αντικειμένου. Ο κοχλίας με τη βοήθεια χειρομοχλών περιστρεφόταν και προωθούνταν διαδοχικά εντός της οπής του αντικειμένου διανοίγοντας εσωτερικό σπείρωμα με την αιχμή του.Πριν από κάθε προώθηση η τριγωνική αιχμή ανυψωνόταν ελαφρά με τη σταδιακή διείσδυση της σφήνας από το χειριστή της συσκευής.

Το ρολόι - ξυπνητήρι του Πλάτωνος (η πρώτη συσκευή αφύπνισης στην ιστορία) Πρόκειται για ένα υδραυλικό ρολόι -ξυπνητήρι που εφηύρε ο Πλάτων. Το ανώτερο κεραμικό δοχείο τροφοδοτούσε μέσω κρουνού (ρυθμιζόμενης παροχής για την κάθε περίπτωση) το επόμενο δοχείο. Όταν αυτό γέμιζε την προγραμματισμένη χρονική στιγμή (π.χ. μετά από 7 ώρες) άδειαζε με ταχύτητα μέσω ενός αξονικού σιφωνίου στο επόμενο στεγανό δοχείο και εξανάγκαζε τον εμπεριεχόμενο αέρα να εξέλθει με πίεση σφυρίζοντας από μία σύριγγα στην κορυφή του. Επειδή ο αυλός κατέληγε σε νερό, το παλλόμενο ηχητικό μήκος του δημιουργούσε ένα κελάηδισμα με φθόγγους διαφορετικής συχνότητας. Μετά τη λειτουργία του το νερό του δοχείου άδειαζε σιγά σιγά μέσω μιας μικρής οπής που βρισκόταν στον πυθμένα του προς το κατώτερο αποθηκευτικό δοχείο προκειμένου να επαναχρησιμοποιηθεί.

17 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

Το υδραυλικό ωρολόγιο του Αρχιμήδη (το πρώτο ρολόι με κτύπους της ιστορίας) Πρόκειται για ένα πολύπλοκο υδραυλικό ωρολόγιο με πολλά αυτόματα κινούμενα πάρεργα. Αποτελούνταν από το κεντρικό δοχείο αποθήκευσης ύδατος που τροφοδοτούσε μέσω ενός μικρότερου δοχείου εξασφάλισης σταθερής στάθμης (με κωνική βαλβίδα πάνω σε πλωτήρα) ένα ακροφύσιο. Η παροχή εκροής του ακροφυσίου ρυθμιζόταν ανάλογα με την ημερομηνία περιστρέφοντάς το πάνω σε ένα διαβαθμισμένο ημικυκλικό δίσκο (ώστε να μεταβάλλεται η υψομετρική διαφορά της οπής εκροής του ακροφυσίου και της στάθμης του ύδατος και επομένως η χρονική διάρκεια της ώρας της συγκεκριμένης ημέρας). Στους δυο κίονες τις πρόσοψης δυο κινούμενοι δακτύλιοι (και δύο αγαλματίδια) υποδείκνυαν τις ώρες που διανύονταν και τις ώρες που απόμεναν αντίστοιχα. Κάθε ώρα οι κόρες των οφθαλμών ενός ανθρώπινου προσωπείου άλλαζαν χρώμα και ένα σφαιρίδιο έπεφτε με κρότο σε ένα δοχείο από το (αυτόματα) ανοιγόμενο ράμφος ενός κόρακα. Παράλληλα το νερό έπεφτε μέσα σε ογκομετρικό δοχείο και σε χρονικό διάστημα μιας ώρας ανατρεπόταν αυτόματα οπότε δύο φίδια κινούνταν συρίζοντας προς τα πουλιά των δένδρων που σφύριζαντρομαγμένα.

Ο αυτόματος κρατήρας του Φίλωνος (ο πρώτος αυτορυθμιζόμενος ελεγκτής στάθμης στην ιστορία) Πρόκειται για μια επινόηση του Φίλωνος του Βυζαντίου που διατηρούσε γεμάτο με οίνο έναν κρατήρα όση ποσότητα κι αν αφαιρούνταν από αυτόν. Αποτελούνταν από ένα στεγανά κλειστό δοχείο γεμάτο οίνο με έναν οριζόντιο σωληνίσκο-κρουνό που τροφοδοτούσε έναν κρατήρα. Ο διάτρητος πυθμένας του κρατήρα επικοινωνούσε μέσω μιας οριζόντιας σωλήνωσης με έναν εξωτερικό κατακόρυφο σωλήνα που έφθανε σε ύψος λίγο κάτω από το χείλος του κρατήρα. Ένας σωληνίσκος από την κορυφή του κλειστού δοχείου διαπερνούσε τον πυθμένα του κλειστού δοχείου και εισχωρούσε στον κατακόρυφο σωλήνα της κοίλης βάσης σε βάθος αντίστοιχο της επιθυμητής στάθμης του κρατήρα. Με την αφαίρεση ορισμένης ποσότητας οίνου από τον κρατήρα η στάθμη στον κατακόρυφο σωλήνα της κοίλης βάσης κατέβαινε, επέτρεπε επομένως την είσοδο αέρα μέσω του σωληνίσκου στο κλειστό δοχείο που με τη σειρά του προκαλούσε την εκροή οίνου προς τον κρατήρα και την άνοδο της στάθμης στην κοίλη βάση. Όταν η στάθμη κάλυπτε το στόμιο εισόδου αέρα του σωληνίσκου του κλειστού δοχείου, δημιουργούνταν κενό αέρος και η εκροή σταματούσε.

Η μαγική κρήνη του Ήρωνος (μια αεικίνητη συσκευή που παραβιάζει τους νόμους της υδροστατικής) Πρόκειται για μια ευφυέστατη κρήνη που εκτόξευε ανακυκλούμενο νερό ψηλότερα από τη διαθέσιμη στάθμη της δεξαμενής της παραβιάζοντας φαινομενικά τις αρχές της υδροστατικής πίεσης και των συγκοινωνούντων δοχείων. Αποτελούνταν από ένα ανοικτό και δύο στεγανά δοχεία τοποθετημένα το ένα πάνω από το άλλο. Το ενδιάμεσο στεγανό δοχείο ήταν γεμάτο με νερό και ένας σωληνίσκος ξεκινούσε λίγο πάνω από τον πυθμένα του και κατέληγε σε ένα ακροφύσιο πάνω από το ανώτερο ανοικτό δοχείο. Ρίχνοντας λίγο νερό στο ανώτερο ανοικτό δοχείο τότε αυτό μέσω ενός σωληνίσκου έρρεε στο κατώτερο στεγανό δοχείο. Ο εγκλωβισμένος αέρας σε αυτό πιεζόταν και μέσω ενός άλλου σωληνίσκου εκτόπιζε το νερό του ενδιάμεσου δοχείου εξαναγκάζοντάς το να ανέλθει στο ακροφύσιο και να σχηματίσει ένα μικρό πίδακα. Το νερό του πίδακα συμπλήρωνε το νερό του ανώτερου δοχείου διατηρώντας τη στάθμη του σταθερή. Έτσι η διαδικασία αυτή ήταν αυτοσυντηρούμενη και συνέχιζε αυτόματα μέχρι να αδειάσει όλο το νερό από το ενδιάμεσο δοχείο.

18 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

Το αυτόματο άνοιγμα θυρών ναού μετά από θυσία στο βωμό του (ο πρώτος κτηριακός αυτοματισμός της ιστορίας) Πρόκειται για επινόηση του Ήρωνος του Αλεξανδρέως, που επέτρεπε το αυτόματο άνοιγμα των θυρών ενός ναού μετά από θυσία στο βωμό του δημιουργώντας την εντύπωση του θαύματος στους πιστούς. Στο υπόγειο του ναού γύρω από τους άξονες περιστροφής των θυρών του ναού τυλίγονταν οι αλυσίδες ενός ζυγού. Ο ζυγός είχε ένα δοχείο στη μια πλευρά του και ένα αντίβαρο στην άλλη. Με τη φωτιά της θυσίας ο αέρας στο κλειστό δοχείο του βωμού διαστελλόταν και εισχωρούσε μέσω σωληνίσκου σε ένα κλειστό δοχείο νερού. Το νερό πιεζόταν και μέσω σιφωνίου οδηγούνταν στο δοχείο του ζυγού που βάραινε και υπερνικούσε το αντίβαρο, προκαλώντας έτσι την εκτροπή του ζυγού προς το μέρος του. Οι αλυσίδες του ζυγού περιστρέφανε τους άξονες και οι θύρες του ναού άνοιγαν. Μετά το τέλος της θυσίας τα φαινόμενα αντιστρέφονταν και οι θύρες του ναού έκλειναν.

Το αυτόματο σπονδείο με κερματοδέκτη (ο πρώτος αυτόματος πωλητής της ιστορίας) Πρόκειται για τον αρ-χαιότερο αυτόματο πωλητή της ιστορίας. Τοποθετούνταν έξω από ναούς και επέτρεπε τη λήψη αγιασμού από τους πιστούς με τη ρίψη ενός πεντάδραχμου νομίσματοςσεαγγείο. Το νόμισμα έπεφτε πάνω στο δίσκο ενός ζυγού, με την εκτροπή του οποίου άνοιγε μια κωνική βαλβίδα και έρρεε ορισμένη ποσότητα νερού.

Η κρυπτεία (ή Λακωνική) σκυτάλη Πρόκειται για μια λεπτή ταινία (3 mm) κατεργασμένου δέρματος την οποία ο αποστολέας τύλιγε σε κυλινδρικό ξύλο και πάνω της έγραφε το μήνυμά του οριζόντια. Στη συνέχεια την ξετύλιγε και την παρέδιδε στον αγγελιοφόρο. Κανείς δεν μπορούσε να τη διαβάσει παρά μόνο ο παραλήπτης που την ξανατύλιγε σε ξύλο ίσης διατομής. Χρησιμοποιήθηκε από τον 7ο π. Χ. αιώνα για την ανταλλαγή μηνυμάτων μεταξύ των εφόρων, του βασιλιά και του αρχιστράτηγου των Λακεδαιμονίων. Στη συγκεκριμένη σκυτάλη αναπαρίσταται το απελπισμένο μήνυμα που έστειλαν μετά την ήττα της ναυμαχίας των Αργινουσών οι Λάκωνες στηΣπάρτη: «Έρρει τα κάλα, Μίνδαρος απεσσούα, πεινώντι τώνδρες, απορείομες τι χρη δραν» δηλ. «Χάθηκαν τα πλοία, ο Μίνδαρος σκοτώθηκε, οι άνδρες πεινάνε, απορούμε τι πρέπει να κάνουμε».

Ο κρυπτογραφικός δίσκος του Αινεία Πρόκειται για δίσκο με 24 περιφερειακές οπές (αντίστοιχες των γραμμάτων του αλφαβήτου), μία κεντρική και μία επιπλέον που όριζε το γράμμα Α. Ο αποστολέας κατέγραφε το μήνυμα περνώντας λεπτό νήμα από τις οπές των αντίστοιχων γραμμάτων και ο δέκτης το διάβαζε ξετυλίγοντας το νήμα και καταγράφοντας τα γράμματα από δεξιά προς τα αριστερά.

19 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

Τα δίπτυχα κερωμένα πινακίδια Πρόκειται για ξύλινες πινακίδες με ελαφρώς σκαμμένητην εσωτερική τους επιφάνεια και καλυμμένημε μελανό κερί. Με ειδική γραφίδα (μυτερή από τημία πλευρά για το γράψιμο και πεπλατυσμένηαπό την άλλη για το σβήσιμο), σκαλιζόταν το μήνυμα στην κέρινη επιφάνεια κανονικά ή κρυπτογραφικά (π.χ. με τηχρήσηστιγμών αντί φωνηέντων, με αντικατοπτρική γραφή) ή σε εξαιρετικές περιπτώσεις κάτω από αυτήν (π.χ. το μήνυμα του εξόριστου Δημάρατου από την περσική αυλή: «Ξέρξης στρατεύει Ελλάδι».

Πυρσεία και φρυκτωρίες Πρόκειται για μια ιδιοφυή μέθοδο οπτικής μετάδοσης μηνυμάτων (γράμμα - γράμμα) μεταξύ υψωμάτων που απείχαν αρκετά χιλιόμετρα με συνδυαστικό σύστημα πυρσών που επινόησαν οι Κλεόξενος και Δημόκλειτος τον 3ο π.Χ. αιώνα. Το σύστημα μπορεί να χαρακτηριστεί ψηφιακό (πενταδικό των δύο bits), προδρομικό της σημερινής τεχνολογίας και μοναδική στο είδος του καταγεγραμμένηπρότασηπαγκο-σμίως μέχρι τον 16ο μ. Χ. αιώνα. Με απλοϊκή χρήση«πυρσείας» (προσυμφωνημένου μηνύματος) και δικτύου φρυκτωριών που επινόησε ο Παλαμήδης έγινε γνωστή, από το βοηθό του Σίνωνα, σε μια νύκτα η άλωσητης Τροίας στις Μυκήνες (Αισχύλος, «Αγαμέμνων»). Σε κατάλληλα επιλεγμένα υψώματα κτίζονταν οι «φρυκτωρίες». Κάθε φρυκτωρία περιλάμβανε «δύο τοίχους με ύψος αναστήματος ανδρός» και τη δυνατότητα ανάρτησης πέντε πυρσών στον καθένα. Μεταξύ των τοίχων υπήρχε ειδική «διόπτρα» (σκοπευτική διάταξηδύο αυλίσκων) για τη διάκρισηαπό το «φρυκτωρό» των δεξιών ή αριστερών πυρσών της απέναντι φρυκτωρίας. Επίσης οι φρυκτωροί διέθεταν από πέντε πινακίδες με αναγραμμένα τα γράμματα του αλφαβήτου χωρισμένα σε πεντάδες. Οι αριστεροί πυρσοί από το μέρος του «πομπού» φρυκτωρού αναφέροντανστοναριθμό της πινακίδας, ενώ οι δεξιοί στη σειρά του γράμματος της συγκεκριμένης πινακίδας. Η έναρξητης διαδικασίας αποστολής γινόταν με την ανάρτηση δύο πυρσών από τον «πομπό», την επιβεβαίωση με την ανάρτηση δύο πυρσών από το «δέκτη» και το κατέβασμα των πυρσών και από τους δύο. Για παράδειγμα, όταν υψώνονταν δύο πυρσοί στον αριστερό τοίχο και τέσσερεις στο δεξιό, γινόταν εκπομπή του γράμματος «Ι».

Ο «υδραυλικός τηλέγραφος» του Αινεία (η πρώτη συσκευή τηλεπικοινωνίας παγκοσμίως) Πρόκειται για μια ευφυέστατη μέθοδο αποστολής προσυμφωνημένων μηνυμάτων, που περιέγραψε ο Αινείας ο Τακτικός τον 4ο π.Χ. αιώνα (στο απωλεσθέν τμήμα του έργου του «Πολιορκητικά») και διέσωσε ο Πολύβιος. Χρησιμοποιήθηκε κυρίως για την ταχεία μεταφορά μηνυμάτων στην αχανή αυτοκρατορία του Μεγάλου Αλεξάνδρου. Σε κατάλληλα επιλεγμένα υψώματα αγγελιοφόροι χρησιμοποιούσαν ισομεγέθη πήλινα ή μεταλλικά δοχεία με νερό (ύψους έως 3 πήχεων και πλάτους έως 1 πήχεως), όπου επιπλέανε πλωτήρες από φελλό λίγο στενότεροι των στομίων. Στη μέση των πλωτήρων ήταν στερεωμένοι ράβδοι διαιρεμένοι σε ίσα μέρη (των τριών δακτύλων) με αναγραμμένα τα ίδια προσυμφωνημένα μηνύματα στο καθένα π.χ. «Ήρθαν ιππείς στη χώρα». Ο χειριστής «πομπός» ανυψώνοντας έναν αναμμένο πυρσό έδινε σήμα στο χειριστή «δέκτη» για την αποστολή μηνύματος και περίμενε την ανύψωση πυρσού και από το «δέκτη» για επιβε-βαίωση. Στη συνέχεια κατέβαζε τον πυρσό του δίνοντας το σήμα για το ταυτόχρονο άνοιγμα και από τους δύο των κρουνών των συσκευών τους. Οι ράβδοι με τα μηνύματα κατέβαιναν και όταν στο χείλος τηςσυσκευήςτου «πομπού» εμφανιζόταν το επιθυμητό μήνυμα για αποστολή, τότε ξανασήκωνε τον πυρσό του, δίνοντας το σήμα στο «δέκτη» για την ταυτόχρονη και από τους δύο διακοπή της εκροής. Λόγω της γεωμετρικής ομοιότητας των συσκευών το επιθυμητό μήνυμα εμφα-νιζότανκαι στη συσκευή του «δέκτη».

20 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

Ο ελλειψογράφος του Πρόκλου Πρόκειται για ένα εξαιρετικό όργανο χάραξης ελλείψεων. Αποτελούνταν από δύο σταθερές κάθετες ράβδους με σχισμές εντός των οποίων ολισθαίνουν οι καρφίδες μιας κινούμενης ράβδου. Με συνεχή κίνηση η γραφίδα που βρίσκεται στο άκρο της κινούμενης ράβδου χαράσσει την επιθυμητή έλλειψη.

Ο κυβιστής του Πλάτωνος Πρόκειται για ένα ευφυές όργανο που επινόησε ο Πλάτων και κατασκεύασε πιθανότατα κάποιος μαθητής της περίφημης σχολής του Με το όργανο αυτό και χρήση της κινηματικής γεωμετρίας ήταν δυνατή η παρεμβολή δύο μέσων αναλόγων ανάμεσα σε δύο δεδομένα ευθύγραμμα τμήματα και επομένως και η λύση τουΔήλιου προβλήματος που αφορούσε το διπλασιασμό του κύβου. Αποτελούνταν από ένα πλαίσιο σχήματος «Π» και μια ολισθαίνουσα ράβδο που κινούνταν παράλληλα προς τη βάση του πλαισίου.

Ο τριχοτόμος του Νικομήδη Πρόκειται για ένα καταπληκτικό όργανο που επινόησε ο Νικομήδης προκειμένου να χαράξει την κογχοειδή καμπύλη και με τη βοήθειά της να επιλύσει δύο από τα τρία περίφημα προβλήματα της αρχαιότητας, το διπλασιασμό του κύβου και την τριχοτόμηση της γωνίας. Αποτελούνταν από δύο σταθερές κάθετες ράβδους σχήματος «Τ» και μία κινούμενη. Η κινητή ράβδος έφερε μία καρφίδα που ολίσθαινε εντός της σχισμής της μίας κάθετης ράβδου και μία σχισμή που ολίσθαινε εκτός μίας καρφίδας (πόλος) της άλλης κάθετης ράβδου.

Το μεσολάβιον του Ερατοσθένη Πρόκειται για ένα ευφυέστατο όργανο που επινόησε ο Ερατοσθένης προκειμένου να πετύχει την παρεμβολή δύο ή περισσότερων μέσων αναλόγων ανάμεσα σε δύο δεδομένα ευθύγραμμα τμήματα. Με τον τρόποαυτόεπιτυγχανότανκαιηλύσητουΔήλιου προβλήματος που αφορούσε το διπλασιασμό του κύβου. Αποτελούνταν από ένα ορθογώνιο πλαίσιο σχήματος «Π» με ένα σταθερό ορθογώνιο τρίγωνο και δύο ή περισσότερα ολισθαίνοντα ορθογώνια τρίγωνα επί ανισόπεδων αυλακών εντός του πλαισίου.

Η ύσπληγα (ο πρώτος αθλητικός μηχανισμός της ιστορίας) Πρόκειται για μηχανισμό που χρησιμοποιούνταν στην αρχαία Ελλάδα κατά τους Ολυμπιακούς και άλλους αθλητικούς αγώνες, για να αποφεύγεται η πρόωρη εκκίνηση των αθλητών. Αποτελούνταν συνήθως από δύο κατακόρυφους πασσάλους, που έφεραν δύο οριζόντια σχοινιά (το ένα στο ύψος των γονάτων και το άλλο στο ύψος της κοιλιάς των αθλητών). Όταν ο αφέτης τραβούσε το σχοινί απομανδάλωσης των πασσάλων, αυτοί έπεφταν απότομα στο έδαφος λόγω της δύναμης της «νευράς» (στριμμένων νεύρων ζώων ή μαλλιών γυναικών) που υπήρχε στη βάση τους και επέτρεπαν την εκκίνηση των αθλητών. Επιλέχθηκε ο σχεδιασμός και η ανακατασκευή ενός ελαφριού τύπου φορητού μηχανισμού που μπορεί να λειτουργήσει με δύο τρόπους: α) με τη χρήση του κρίκου σκανδαλισμού σύμφωνα με τα πρότυπα της ύσπληγας της Νεμέας. Σε αυτή την περίπτωση ο αφέτης τινάσσει απότομα επάνω το σχοινί χειρισμού για να απελευθερωθούν οι κρίκοι και να πέσουν απότομα οι πάσσαλοι β) με τη χρήση ράβδων μανδάλωσης - απομανδάλωσης εφαρμόζοντας γνωστές τεχνικές από την πολεμική μηχανική της εποχής. Σε αυτή την περίπτωση ο αφέτης τραβά απαλά το σχοινί χειρισμού για να απο-μανδαλωθούν και να πέσουν απότομα οι πάσσαλοι.

21 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

Το «στατόν» αυτόματο θέατρο του Ήρωνος του Αλεξανδρέως Πρόκειται για ακριβή ανακατασκευή του σταθερού αυτόματου θεάτρου του Φίλωνος του Βυζαντίου (3ος αι. π.Χ.) που βελτίωσε και περιέγραψε με λεπτομέρειες ο Ήρων ο Αλεξανδρεύς στο βιβλίο του «Αυτοματοποιητική». Τα αυτόματα θέατρα ήταν τα «θαύματα» της κλασικής και ελληνιστικής εποχής, έργα των Ελλήνων «θαυματοποιών» της αρχαιότητας. Στο θέατρο παρουσιάζεται αυτόματα με κινούμενηεικόνα και ήχο ο μύθος του Ναυπλίου που θέλει να εκδικηθεί τους Αχαιούς που σκότωσαν τον γιο του Παλαμήδηστην Τροία. Σκηνή 1η: Αχαιοί επισκευάζουν τα πλοία τους, μορφές κινούνται, κτυπούν με σφυριά και πριονίζουν και κρότοι εργαλείων ακούγονται σαναληθινοί. Σκηνή 2η: Αχαιοί σπρώχνουν τα πλοία στη θάλασσα. Σκηνή 3η: Στη θάλασσα πλοία εμφανίζονται ξαφνικά, πλέουν σε διάταξηστόλου, κινούνται και χάνονται - ηθάλασσα φουρτουνιάζει - και τα πλοία ξαναεμφανίζονται στηφουρτουνιασμένηθάλασσα να τρέχουν συνεχώς. Συχνά ξεπηδούν δελφίνια από τηθάλασσα. Σκηνή 4η: Ο Ναύπλιος σε ακρωτήρι, με αναμμένο πυρσό, δίνει ψεύτικο σήμα στους Αχαιούς ύστερα από προτροπή της Αθηνάς. Σκηνή 5η: Στη φουρτουνιασμένη θάλασσα φαίνονται διασκορπισμένα συντρίμμια τωνπλοίων και ο Αίαντας να κολυμπά. Εμφανίζεται ηΑθηνά (ως από μηχανής θεός), περιφέρεται και εξαφανίζεται, ενώ πέφτει κεραυνός, ακούγεται βροντή και χάνεται ημορφή του Αίαντα. Η αυλαία ανοιγοκλείνει μεταξύ των σκηνών. Όλα αυτά γίνονται μόνα τους με τηδύναμηενός μολύβδινου βάρους που πέφτει ισοταχώς σε μια κλεψύδρα με άμμο. Για την έναρξη της παράστασης αρκεί να τραβηχτεί το σχοινί στην πρόσοψη της βάσης.

Το κινητό αυτόματο θέατρο του Ήρωνος του Αλεξάνδρεως Ακριβής ανακατασκευή του «υπάγοντος» αυτόματου θεάτρου τουΉρωνοςτου Αλεξανδρέως στο οποίο παρουσιάζεται αυτόματα ο μύθος του Διονύσου. Σκηνή 1η: Το κινητό θέατρο μεταβαίνει αυτόματα σε άλλη προγραμματισμένη θέση (εκτελώντας συνδυασμούς ευθύγραμμων και κυκλικών κινήσεων). Σκηνή 2η : Φωτιά ανάβει στο βωμό μπροστά από το Διόνυσο. Από το θύρσο του Διονύσου αναβλύζει νερό και από το κύπελλό του χύνεται κρασί πάνω στο μικρό πάνθηρα. Σκηνή 3η: Ο χώρος γύρω από τους τέσσερεις κίονες της βάσης στεφανώνεται με λουλούδια. Ακούγεται ήχος τυμπάνων και κυμβάλων ενώ οι έξι Βάκχες κινούνται χορεύοντας γύρω από τον περίπτερο ναό. Σκηνή 4η: Τα μουσικά όργανα παύουν και ο Διόνυσος στρέφεται προς την άλλη πλευρά του ναού. Μαζί του στρέφεται και η φτερωτή Νίκη της στέγης. Σκηνή 5η : Φωτιά ανάβει στον έτερο βωμό του ναού. Και από το θύρσο του Διονύσου πάλι αναβλύζει νερό και από το κύπελλό του χύνεται κρασί πάνω στο μικρό πάνθηρα. Σκηνή 6η: Ακούγεται πάλι ήχος τυμπάνων και κυμβάλων ενώ οι έξι Βάκχες κινούνται αντίθετα χορεύοντας γύρω από το ναό. Σκηνή 7η: Τα μουσικά όργανα παύουν και το κινητό θέατρο μεταβαίνει αυτόματα στην αρχική του θέση (με οπισθοπορεία εκτελώντας συνδυασμούς ευθύγραμμων και κυκλικών κινήσεων). Όλα αυτά γίνονται μόνα τους με την κίνηση δεκάδων μέτρων σοφά χρονισμένων νημάτων που έλκονται από τη δύναμη ενός μολύβδινου βάρους που πέφτει ισοταχώς σε μια κλεψύδρα με κεχρί. Με τη δεξιόστροφη, την ελεύθερη και αριστερόστροφη περιέλιξη των νημάτων σε άξονες και τύμπανα επιτυγχάνονται αντίστοιχα: α) η εμπροσθοπορεία (ευθύγραμμη ή καμπύλη) του αυτομάτου και οι δεξιόστροφες περιστροφές των μηχανισμών, β) η ηρεμία και γ) η οπισθοπορεία (ευθύγραμμη ή καμπύλη) και οι αριστερόστροφες περιστροφές των μηχανισμών. Για την έναρξη της παράστασης αρκεί να τραβηχτεί το σκοινί στο εμπρόσθιο πλαϊνό της βάσης.

22 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

Η αυτόματη θεραπαινίς (το πρώτο λειτουργικό ρομπότ της ιστορίας) Πρόκειται για ένα ανθρωποειδές ρομπότ με τημορφή υπηρέτριας (σε φυσικό μέγεθος) που στο δεξί χέρι της κρατούσε μια οινοχόη. Όταν ο επισκέπτης τοποθετούσε έναν κρατήρα (κύπελλο) στην παλάμη του αριστερού χεριού της εκείνη αυτόματα έριχνε αρχικά οίνο και στη συνέχεια για ανάμειξηνερό στον κρατήρα ανάλογα με την επιθυμία του. Στο στήθος της υπηρέτριας βρίσκονταν δύο στεγανά δοχεία γεμάτα με οίνο και νερό αντίστοιχα. Στον πυθμένα τους υπήρχαν δύο σωληνίσκοι που οδηγούσαν το περιεχόμενό τους μέσα από το δεξί χέρι της στο χείλος της οινοχόης. Δύο αεραγωγοί σωληνίσκοι ξεκινούσαν από το πάνω μέρος των δοχείων, διαπερνούσαν τον πυθμένα τους και κατέληγαν λυγισμένοι στο στομάχι της. Το αριστερό της χέρι συνδεόταν μέσω άρθρωσης με τους ώμους της ενώ μια ελικοειδής ράβδος (ελατήριο) έκκεντρα τοποθετημένη στην προέκτασή του το συγκρατούσε ανυψωμένο. Δύο σωλήνες ξεκινούσαν από το ίδιο σημείο (κλείδα) και κατέρχονταν διαπερνώντας και αποφράζοντας τα λυγισμένα διάτρητα άκρα των αεραγωγών σωληνίσκων. Οι σωλήνες της κλείδας διέθεταν δύο οπές στις απολήξεις τους, με την οπή που επικοινωνούσε με το δοχείο του οίνου να προηγείται αυτής που επικοινωνούσε με το νερό. Όταν τοποθετούνταν ο κρατήρας στην παλάμη της υπηρέτριας, το αριστερό χέρι της κατέβαινε και οι σωλήνες της κλείδας ανυψώνονταν. Η οπή του ενός σωλήνα ευθυγραμμιζόταν με τον αεραγωγό σωληνίσκο του δοχείου του οίνου, αέρας εισερχόταν στο δοχείο και οίνος έρρεε από το σωληνίσκο της οινοχόης στον κρατήρα. Όταν μισογέμιζε το κύπελλο με κρασί, το χέρι λόγω βάρους κατέβαινε περισσότερο, ηδίοδος του αεραγωγού σωληνίσκου του οίνου έφρασσε και η ροή σταματούσε. Παράλληλα ευθυγραμμιζόταν η οπή του δεύτερου σωλήνα με τον αεραγωγό σωληνίσκο του δοχείου με το νερό και άρχιζε να ρέει νερό για την αραίωσητου οίνου. Όταν γέμιζε το κύπελλο, το χέρι (λόγω βάρους) κατέβαινε περισσότερο, ηδίοδος του αεραγωγού σωληνίσκου του νερού έφρασσε και ηροή σταματούσε. Επίσης αν αφαιρούνταν οποιαδήποτε στιγμή ο κρατήρας, το αριστερό χέρι ανυψωνόταν, οι σωλήνες της κλείδας κατέβαιναν αποφράζοντας τους αεραγωγούς σωληνίσκους, δημιουργώντας κενό στα δοχεία και η ροή των υγρών σταματούσε. Η υπηρέτρια λοιπόν γέμιζε το κύπελλο του επισκέπτη με καθαρό οίνο ή αραιωμένο με νερό στην ποσότητα που αυτός επιθυμούσε ανάλογα με τη χρονική στιγμή που θα το τραβούσε από την παλάμη της

Το οστομάχιον (η μάχη των οστών) (το πρώτο παζλ της ιστορίας) Πρόκειται για ένα πνευματικό παιχνίδι πρόγονο των παζλ. Πιθανότατα προέκυψε από ένα μαθηματικό πρόβλημα του Αρχιμήδη ή το αντίθετο. Το παιχνίδι αποτελείται από μια τετράγωνη βάση διαιρεμένη σε 14 γεωμετρικά κομμάτια. Σκοπός του παιχνιδιού είναι ο παίκτης να ξανασχηματίσει με όσο το δυνατόν περισσότερους τρόπους με όλα τα κομμάτια το τετράγωνο ή κάποια από 9 συγκεκριμένες φιγούρες (μια περικεφαλαία, μια χήνα που πετάει, έναν πύργο, μια κολόνα, έναν ελέφαντα, ένα αγριογούρουνο, ένα σκυλί που γαβγίζει και έναν κυνηγό που παραμονεύει). Στο πρόβλημα ο Αρχιμήδης αποδεικνύει ότι για κάθε ένα από τα 14 κομμάτια ισχύει, ότι το εμβαδόν του τετραγώνου είναι ακέραιο πολλαπλάσιο του εμβαδού του κάθε κομματιού.

Η πόλις (ο πρόγονος του σκακιού) Πρόκειται για ένα εξαιρετικό παιχνίδι στρατηγικής, προδρομικό του δημοφιλούς σύγχρονου σκακιού. Αποτελούνταν από μια πινακίδα (την «πόλιν») που ήταν χωρισμένη σε τετραγωνίδια και από 32 έως 60 λευκά και μαύρα πιόνια (τους «κύνες») που τοποθετούνταν στις δύο άκρες της πινακίδας ανάλογα με το χρώμα τους. Το παιχνίδι παιζόταν από δύο παίκτες που κινούσαν εναλλάξ τα πιόνια κάθε στρατοπέδου στις διάφορες θέσεις της πινακίδας με σκοπό να αποκλείσουν και να αφαιρέσουν κάποιο πιόνι του αντιπάλου. Κάθε πιόνι μπορούσε να κινηθεί εμπρός, πίσω, δεξιά και αριστερά. Η αξία της νίκης ήταν μεγαλύτερη όταν επιτυγχανόταν με τις λιγότερες απώλειες. Το παιχνίδι ήταν ιδιαίτερα λαοφιλές και οι δεξιοτέχνες του παιχνιδιού έχαιραν ιδιαίτερης εκτίμησης.

23 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

Η διόπτρα του Ήρωνος (ένας θεοδόλιχος και έναςχωροβάτης από το ...παρελθόν) Πρόκειται για ένα εξαιρετικό γεωδαιτικό όργανο που ήταν κατάλληλο για την ακριβή μέτρηση της οριζόντιας, της κατακόρυφης και της γωνιακής απόστασης δύο ουράνιων ή γήινων σημείων. Σύμφωνα με τον Ήρωνα με επαναληπτική χρήση του οργάνου ήταν δυνατές «στη γεωγραφία η αποτύπωση νησιών και θαλασσών, στην αστρονομία ο υπολογισμός των αποστάσεων των αστέρων και η πρόβλεψη των εκλείψεων, στην οικοδομική η εκτέλεση πολύπλοκων δομικών έργων...». Αποτελούνταν από ένα στυλίσκο που έφερε μια οριζόντια οδοντωτή βάση που μπορούσε να περιστραφεί με τη βοήθεια ενός ατέρμονα μικροβατικού κοχλία. Πάνω στη βάση μπορούσε να τοποθετηθεί ένα ακριβές σύστημα διόπτευσης (θεοδόλιχος) που αποτελούνταν από έναν κατακόρυφο (πιθανόν βαθμονομημένο) ημικυκλικό δίσκο που μπορούσε να περιστραφεί με ακρίβεια με τη βοήθεια ενός ατέρμονα κοχλία και από έναν οριζόντιο (πιθανόν βαθμονομημένο) δίσκο που έφερε μία σταυρωτή περιστρεφόμενη σκοπευτική διάταξη. Ο χειριστής του οργάνου μπορούσε να σκοπεύσει οποιοδήποτε σημείο στο χώρο και να σημειώσει τις γωνιακές συντεταγμένες του. Σε μια εναλλακτική χρήση του οργάνου πάνω στη βάση μπορούσε να τοποθετηθεί ένα σύστημα οριζοντίωσης (χωροβάτης) που αποτελούνταν από δύο κατακόρυφους γυάλινους συγκοινωνούντες σωληνίσκους με νερό που χρησιμοποιούνταν για τον καθορισμό του οριζοντίου επιπέδου και μια ρυθμιζόμενη με ακρίβεια σκοπευτική διάταξη. Το σύστημα είχε ως παρελκόμενα δύο βαθμονομημένους κανόνες που ο καθένας έφερε μια διάταξη κατακορύφωσης και μια ολισθαίνουσα ασπρόμαυρη ασπιδίσκη που έπαιζε το ρόλο του στόχου. Ο χειριστής του οργάνου μπορούσε να στοχεύσει δύο τυχαία σημεία στα οποία ήταν τοποθετημένοι οι δύο βαθμονομημένοι κανόνες και να υπολογίσει την υψομετρική τους διαφορά. Στην επίλυση τοπογραφικών προβλημάτων με τη χρήση της διόπτρας ο Ήρων εφαρμόζει τις ευθυγραμμίες, την πολλαπλή καθετότητα και τις αναλογίες πλευρών ομοίων τριγώνων. Είναι όμως βέβαιο ότι τουλάχιστον στον υπολογισμό αστρονομικών μεγεθών χρησιμοποιούνταν τα μοιρογνωμόνια της διόπτρας όπως ακριβώς και στους αστρολάβους.

Ο γαστραφέτης (ο αρχαιότερος καταπέλτης) Στις μάχες της στεριάς το βεληνεκές των όπλων πολλές φορές αποτελούσε συγκριτικό πλεονέκτημα, για παράδειγμα ένας τοξότης υπερτερούσε ενός σπαθοφόρου. Έτσι όλοι οι λαοί προσπαθούσαν να έχουν ισχυρότερα τόξα. Όμως ηεμβέλεια των συμβατικών τόξων περιοριζόταν από δύο ανθρωπομετρικούς παράγοντες, αφενός το μήκος τάνυσης του τόξου που δεν μπορεί να υπερβεί την απόσταση από το τεντωμένο χέρι ως τον ώμο του τοξότη και αφετέρου τη δύναμη τάνυσης του τόξου που δεν μπορεί να υπερβεί το μισό του βάρους του τοξότη. Και τα δύο όμως ξεπεράστηκαν με την εφεύρεση του γαστραφέτη, του πρώτου καταπέλτη. Πρόκειται για ένα τόξο που ο χειριστής του όπλιζε τοποθετώντας το και πιέζοντάς το μεταξύ της γαστρός του (δηλ. του στομαχιού του) και ενός ακλόνητου εμποδίου. Εξασφάλιζε έτσι την εφαρμογή μεγαλύτερης δύναμης αλλά και διαδρομής στο τέντωμα της χορδής του. Αποτελούνταν από ένα ισχυρό και όχι τόσο εύκαμπτο τόξο που έφερε μια ανελαστική (όπως όλα τα τόξα της αρχαιότητας) χορδή και μια εγκάρσια σε αυτό ξύλινη θήκη («σύριγξ») που συγκρατούσε δύο πριονωτές σανίδες στα πλαϊνά της. Η θήκη είχε το σχήμα της χελιδονοουράς ώστε να γλιστρά με ασφάλεια μια ξύλινη ράβδος («διώστρα»). Η διώστρα έφερε στα πλαϊνά της μέσω αρθρώσεων δύο μικρά στελέχη («κόρακες» ή «επίσχεστρα») που κλείδωναν κατά τον οπλισμό της στις πριονωτές σανίδες. Στο πάνω μέρος της είχε μια ημικυκλική αύλακα όπου τοποθετούνταν το βέλος. Στο πίσω μέρος έφερε το μηχανισμό μανδάλωσης - απομανδάλωσης. Αυτός αποτελούνταν από μια αρθρωμένησε δύο ορθοστάτες μεταλλική αρπάγη(«κατακλείς») με δύο δόντια που συγκρατούσαν τηχορδή του τόξου και από μια περιστρεφόμενη χειριστήρια ράβδο («σχαστηρία») που ασφάλιζε ή απελευθέρωνε την αρπάγη.

Ο πολυβόλος καταπέλτης του Διονυσίου του Αλεξανδρέως (η πρώτη εφαρμογή της επίπεδης αλυσοκίνησης παγκοσμίως) Πρόκειται για έναν επαναληπτικό ευθύτονο καταπέλτη που είχε τη δυνατότητα της αυτοματοποιημένης συνεχούς ρίψης βελών και αποτελούσετο κορυφαίο επίτευγμα της αρχαιοελληνικής καταπελτικής μηχανικής. Ο καταπέλτης που δημιουργήθηκε για λογαριασμό των Ροδίων ήταν εξοπλισμένος με έναν περιστρεφόμενο κύλινδρο που έφερε δυο εγκοπές (μια διαμήκηκαι μια ελικοειδή) και μια ξύλινηθήκηπου έφερε τα προς εκτόξευσηβέλη. Επίσης εκατέρωθεν της «σύριγγος» έφερε ζεύγος πεντάγωνων αλυσοτροχών που συνδέονταν με ξύλινη αλυσίδα. Ένας πείρος από κάθε αλυσίδα συνδεόταν στο ίδιο σημείο με την ολισθαίνουσα «διώστρα» του καταπέλτη. Η «διώστρα» έφερε ένα λυγισμένο αξονίσκο με την άκρη του να εισέρχεται στο ελικοειδές αυλάκι του υπερκείμενου κυλίνδρου. Με τη δεξιόστροφηπεριστροφή των χειρομοχλών των οπίσθιων αλυσοτροχών (από το χειριστή του όπλου) η«διώστρα» κινούνταν αυτόματα μπροστά, ο κύλινδρος περιστρεφόταν αυτόματα αριστερόστροφα ώσπου ηδιαμήκης εγκοπή του ευθυγραμμιζόταν με το αντίστοιχο άνοιγμα της θήκης των βελών και τότε ένα βέλος έπεφτε στην εγκοπή του κυλίνδρου. Παράλληλα η χορδή εισερχόταν αυτόματα στην αρπάγη της «διώστρας» και ένας σταθερός πείρος έσπρωχνε αυτόματα τησκανδάληκαι ασφάλιζε την αρπάγη. Με την αριστερόστροφηπεριστροφή των αλυσοτροχών η«διώστρα»

24 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

κινούνταν αυτόματα πίσω, ο κύλινδρος περιστρεφόταν αυτόματα δεξιόστροφα ώσπου ηδιαμήκης εγκοπή του ευθυγραμμιζόταν με το αυλάκι της «διώστρας» και το βέλος έπεφτε αυτόματα σε αυτό. Παράλληλα ένας σταθερός πείρος πίεζε αυτόματα τη σκανδάληκαι ηαρπάγηανασηκωνόταν. Τότε ηχορδή ελευθερωνόταν αυτόματα και το βέλος εκτοξευόταν. Με τησυνεχή κίνηση πίσω μπροστά τωνχειρομοχλών με αυτόν τον τρόπο και σε ελάχιστο χρόνο ο χειριστής εκτόξευε διαδοχικά όλα τα βέλητης φαρέτρας.

Το ατμοτηλεβόλο του Αρχιμήδη (το πρώτο κανόνι της ιστορίας) Πρόκειται για ένα κανόνι που λειτουργούσε με ατμό. Αποτελούνταν από ένα μεταλλικό κυλινδρικό λέβητα που πάνω του υπήρχε συνδεδεμένο με στρόφιγγα ένα κλειστό δοχείο με νερό. Ο λέβητας στο ανοικτό άκρο του είχε ενσωματωμένη μια ξύλινη κάννη στην οποία τοποθετούνταν η προς εκτόξευση λίθινη σφαίρα. Η κάννη έφρασσε με μια ξύλινη δοκό που ασφαλιζόταν με δύο αντηρίδες. Όταν ο λέβητας αποκτούσε με φωτιά την κατάλληλη θερμοκρασία, ανοιγόταν η στρόφιγγα, το νερό έπεφτε στο λέβητα, εξατμιζόταν ταχύτατα, η ξύλινη δοκός έσπαζε και η σφαίρα εκτοξευόταν. Το βεληνεκές της σφαίρας ρυθμιζόταν από την κλίση του όπλου και την επιλεγμένη αντοχή της ξύλινης δοκού. Πρώτη επανασχεδίαση του ατμοτηλεβόλου του Αρχιμήδη έγινε από τον Leonardo da Vinci που το ονόμασε "architronito" από τις λέξεις Αρχιμήδης και τιτρώσκω (=τραυματίζω).

Η αιολόσφαιρα του Ήρωνος (η πρώτη «ατμομηχανή» της ιστορίας) Πρόκειται για τον πρόδρομο του ατμοστροβίλου, που με την προσθήκη μιας τροχαλίας για τη μετάδοση της κίνησης, θα μπορούσε να έχει οδηγήσει την ελληνιστική εποχή (αν δεν ανακοπτόταν από από τις οικονομικοκοινωνικοπολιτικές συνθήκες της εποχής και τη ρωμαϊκή παρέμβαση)στη Βιομηχανική επανάσταση, με απρόβλεπτες συνέπειες για την ανθρωπότητα. Αποτελούνταν από μία σφαίρα (με δύο καμπύλα ακροφύσια) που εδραζόταν στα καμπυλωμένα άκρα δύο σωληνίσκων που βρίσκονταν στην οροφή ενός στεγανού λέβητα. Το νερό ατμοποιούνταν με τη θέρμανση του λέβητα, εισερχόταν στη σφαίρα και εξερχόταν με ταχύτητα από τα δύο ακροφύσια εξαναγκάζοντας τη σφαίρα σε αντίθετη συνεχή περιστροφή.

Ο υδραυλικός ατέρμονας κοχλίας του Αρχιμήδη Πρόκειται για ένα μηχανισμό που ήταν κατάλληλος για την άντληση ύδατος μεγάλης παροχής αλλά μικρής υψομετρικής διαφοράς που χρησιμοποιείται ακόμη και σήμερα για τη μεταφορά ρευστών ή κοκκωδών υλικών. Αποτελούνταν από έναν ξύλινο άξονα που έφερε περιελίξεις από λεπτά και εύκαμπτα κλαδιά ιτιάς ή λυγαριάς (κολλημένα το ένα πάνω στο άλλο) ώστε να δημιουργείται ένας ατέρμoνας κοχλίας. Ο κοχλίας εφαπτόταν εσωτερικά ενός ξύλινου (σανιδωτού) σωλήνα. Η μηχανή τοποθετούνταν με κλίση 30 μοιρών στο νερό. Με την περιστροφή του κοχλία το εγκλωβισμένο στις σπείρεςτου νερό ανυψωνόταν και έρρεε από το στόμιο του σωλήνα.

25 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

Η πυροσβεστική αντλία του Ήρωνος (η πρώτη εμβολοφόρα καταθλιπτική πυροσβεστική αντλία παγκοσμίως) Πρόκειται για μια δίδυμη καταθλιπτική εμβολοφόρα αντλία συνεχούς ροής ύδατος που χρησιμοποιούνταν για πυρόσβεση και εξακολουθούσε απαράλλακτη να έχει την ίδια χρήση μέχρι πρόσφατα. Αποτελούνταν από δύο έμβολα που παλινδρομούσαν αντίθετα με τη βοήθεια ενός αρθρωτού κοινού χειρομοχλού εντός δύο κατακόρυφων κυλινδρικών δοχείων βυθισμένων στην (πιθανότατα τροχοφόρα) υδατοδεξαμενή. Οι ανεπίστροφες βαλβίδες εισαγωγής ύδατος βρίσκονταν στον υπερυψωμένο πυθμένα των δοχείων και ανεπίστροφες βαλβίδες εξαγωγής ύδατος βρίσκονταν στη βάση των σωλήνων εξαγωγής ύδατος. Οι σωλήνες συνέκλιναν σε έναν κοινό κατακόρυφο αγωγό. Ο αγωγός στο άκρο του έφερε μια ευφυή (οριζόντια και κατακόρυφα) περιστρεφόμενη διάταξη σωληνίσκου μεακροφύσιοπου επέτρεπε την ακριβή προσβολή του στόχου.

Κεντρική

26 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

Κεφάλαιο 3ο - Πρώτη γενιά υπολογιστών (1940-1956) Ο ηλεκτρονικός υπολογιστής είναι μια μηχανή κατασκευασμένη κυρίως από ψηφιακά ηλεκτρονικά κυκλώματα και δευτερευόντως από ηλεκτρικά και μηχανικά συστήματα, και έχει ως σκοπό να επεξεργάζεται πληροφορίες. Ο ηλεκτρονικός υπολογιστής είναι ένα αυτοματοποιημένο, ηλεκτρονικό, ψηφιακό επαναπρογραμ-ματιζόμενο σύστημα γενικής χρήσης το οποίο μπορεί να επεξεργάζεται δεδομένα βάσει ενός συνόλου προκαθορισμένων οδηγιών, των εντολών που συνολικά ονομάζονται πρόγραμμα. Όμως οι υπολογιστές δεν ήταν πάντα όπως τους ξέρουμε σήμερα. Υπήρξαν πολλά στάδια, τα οποία εξέλιξαν τον υπολογιστή και τον οδήγησαν στην τελευταία του μορφή και συνεχίζει να βελτιώνεται. Εμείς όμως θα αναλύσουμε την πρώτη γενιά υπολογιστών ,όπου πραγματοποιήθηκε η πρώτη προσπάθεια επιτυχημένης δημιουργίας ενός ολοκληρωμένου υπολογιστικού συστήματος.

ένας σύγχρονος φορητός υπολογιστής Ένας επιτραπέζιος προσωπικός υπολογιστής.

Οι ανάγκες του Β’ Παγκοσμίου Πολέμου για διάφορα ζητήματα που προέκυψαν (π.χ. βαλλιστική έρευνα) δημιουργούν την επιτακτική ανάγκη για την κατασκευή μιας ικανής υπολογιστικής μηχανής. Ο πρώτος τέτοιου είδους υπολογιστής κατασκευάστηκε το 1941 από τον Γερμανό Κornad Zuse και ονομάστηκε Ζ3. Ο υπολογιστής αυτός λειτουργούσε κάτω από την επίβλεψη ενός εξωτερικού προγράμματος σε διάτρητη χαρτοταινία. Οι πράξεις γίνονταν στο δυαδικό σύστημα με κινητή υποδιαστολή. Τέλος, διέθετε μνήμη 64 λέξεων με τη χρήση 2600 ροδελών. Ο υπολογιστής αυτός καταστράφηκε το 1944 κατά τον βομβαρδισμό του Βερολίνου.

Την ίδια χρονιά ,στην Αμερική κατασκευάζεται στο πανεπιστήμιο του Harvard ο υπολογιστής Mark I. με τη συνεργασία του καθηγητή φυσικής Το επόμενο βήμα ήταν η επινόηση μιας μηχανής γενικού σκοπού που θα μπορούσε να λύνει προβλήματα διαφόρων ειδών. Εδώ εμφανίστηκε ο Ούγγρος μαθηματικός Τζον φον Νόιμαν, μια εργασία του οποίου δημοσιεύτηκε τον Ιούνιο του 1945 με τίτλο Προσχέδιο έκθεσης για τον EDVAC, όπου περιέγραφε τη λογική λειτουργία μιας υπολογιστικής μηχανής που χρησιμοποιούσε το δυαδικό σύστημα και αποθήκευε στην μνήμη της το πρόγραμμά της. Μετά από αυτή την εργασία οι

27 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

σημερινοί υπολογιστές λέγονται και μηχανές αρχιτεκτονικής φον Νόιμαν. Περιγράφοντας με αδρές γραμμές μια μηχανή φον Νόιμαν, λέμε ότι έχει:

μια (τουλάχιστον) Μονάδα Εισόδου, από την οποία πληροφορείται η ΚΜΕ (CPU) ποιο είναι το πρόγραμμα και τα δεδομένα του,

μια Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (ΚΜΕ) του προγράμματος και των δεδομένων, η οποία ρυθμίζει και την γενικότερη λειτουργία του Η/Υ,

μια Κεντρική Μνήμη, όπου αποθηκεύει η ΚΜΕ τα εισαγόμενα, τα ενδιάμεσα στοιχεία και τα δημιουργούμενα αποτελέσματα,

μια (τουλάχιστον) Μονάδα Εξόδου στην οποία εξάγονται τα αποτελέσματα που η ΚΜΕ σχημάτισε στην Κεντρική Μνήμη.

Από το 1946 που κατασκευάστηκε σε ένα πανεπιστήμιο της Πενσιλβανίας ο πρώτος αριθμητικός ηλεκτρονικός υπολογιστής (Η/Υ) με το όνομα ENIAC (Είναι 1.000 φορές πιο γρήγορος από τις μέχρι τότε κατασκευές, διαθέτει 18.000 λυχνίες κενού, καταλαμβάνει έκταση 167 τ.μ. , η κατανάλωση ισχύος ανέρχεται σε 180.000 βατ και προκαλούσε πολύ δυνατό θόρυβο) μέχρι την εποχή μας (που οι υπολογιστές είναι μικροσκοπικοί, πολύ ισχυροί, δεν καταναλώνουν πολλή ενέργεια και βρίσκονται στα κινητά τηλέφωνα, στα ψηφιακά ρολόγια, στα αυτοκίνητα, στις τηλεοράσεις και σε άλλες οικιακές συσκευές) έχουν περάσει ελάχιστα χρόνια.

O ENIAC, ο πρώτος Ηλεκτρονικός Υπολογιστής γενικής χρήσης

Το 1949. Ο Μόρις Ουΐλκς συναρμολογεί τον EDSAC, τον πρώτο υπολογιστή με αποθηκευόμενο πρόγραμμα, στο πανεπιστήμιο του Κέμπριτζ. Ο EDSAC ( Electronic Delay Storage Automatic Calculator ) ήταν ένας βρετανικός υπολογιστής που κατασκευάστηκε στο University of Cambridge . Το Μάιο του 1946 ο υπολογιστής έτρεξε το πρώτο του πρόγραμμα το οποίο υπολόγισε τα τετράγωνα των ακέραιων αριθμών από το 0 έως και το 99 και μια λίστα πρώτων αριθμών. Χρησιμοποιούσε 3.000 λυχνίες, κατανάλωνε 12

28 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

κιλοβάτ (kW) ενέργειας καλοκαταλάβανε ένα δωμάτιο 20τ.μ.

Το 1950. Οι μηχανικοί ερευνητές του πανεπιστήμιου της Μινεάπολης κατασκευάζουν τον ERA 1101, ένα από τα πρώτα δημοφιλή συστήματα υπολογιστών που κυκλοφορούν στην αγορά.

Το 1952. Ο UNIVAC έχει ήδη παραγγελθεί από την Κυβέρνηση των Η.Π.Α. και ελκύει την προσοχή ολόκληρου του κόσμου.

Το 1953. Η ΙΒΜ κατασκευάζει και διαθέτει τον πρώτο της μεγάλο υπολογιστή, τον οποίο ονομάζει "701"

Η ηλεκτρονική λυχνία ή λυχνία κενού ή θερμιονική βαλβίδα που σηματοδότησε την πρώτη γενιά υπολογιστών, είναι μια διάταξη σε χαμηλή πίεση (σχεδόν κενό) που επιτρέπει την ελεγχόμενη μεταβλητή ροή ηλεκτρονίων μέσα σε ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα και αποτέλεσε την αρχή των σύγχρονων ηλεκτρονικών συστημάτων. Οι λυχνίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ανορθωτές, ενισχυτές ή διακόπτες καθώς και σε άλλα κυκλώματα που σχετίζονται με τη μεταφορά ηλεκτρικών σημάτων. Οι λυχνίες κενού βασίζονται στη θερμιονική εκπομπή ηλεκτρονίων από ένα σύρμα ή μια θερμή κάθοδο. Χρησιμοποιήθηκαν και χρησιμοποιούνται περιορισμένα πλέον, για την κατασκευή ραδιοφώνων, τηλεοράσεων, ενισχυτών ισχύος, ραντάρ και σε

αναλογικούς και ψηφιακούς υπολογιστές.

Περιληπτική περιγραφή της πρώτης γενιά 1942 ABC (Atanasoff-Berry Computer) 1944 Mark Ι (Harvard) 1945 Pilot ACE 1946 ENIAC 1947 EDVAC, (BINAC), UNIVAC I, (Harvard Mark II) 1948 SSEC, MADM, και μπαίνει σε λειτουργία ο Mark Ι 1949 Ολοκληρώνεται ο BINAC, λειτουργεί ο Harvard Mark III, EDSAC 1950 SEAC, SWAC, ERA 1101 1951 Whirlwind, IAS, LEO 1952 IBM 701, ILLIAC I 1953 IBM II, Model 726, AVIDAC

29 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

1954 IBM 650, IBM 704

Ο υπολογιστής Ζ3

Ο Mark I

Κλείνοντας θα επισημάνουμε τα θετικά και τα αρνητικά της 1ης Γενιας. Πλεονεκτήματα της πρώτης γενιάς υπολογιστών Η πρώτη γενιά υπολογιστών όπως είπαμε ήταν η πρώτη προσπάθεια δημιουργίας ενός ολοκληρωμένου υπολογιστικού συστήματος. Επομένως όλες αυτές οι προσπάθειες αποτέλεσαν το πρότυπο ώστε να δημιουργηθούν αργότερα πιο γρήγοροι , πιο μικροί αλλά και πιο οικονομικοί όσον αφόρα την ηλεκτρική κατανάλωση υπολογιστές. Επιπλέον , ένας ακόμα λόγος που η πρώτη γενιά πρόσφερε πολλά ήταν η αξιοποίηση της στον Β’ Παγκόσμιο Πόλεμο . Το 1946, μετά το τέλος του Β’ Παγκοσμίου Πολέμου, οι Ηνωμένες Πολιτείες χρειάζονταν μια συσκευή η οποία να βοηθά τους στρατιωτικούς στους υπολογισμούς για να βρίσκουν τα όπλα τους, το στόχο με μεγαλύτερη ακρίβεια. Μειονεκτήματα της πρώτης γενιάς υπολογιστών Όμως πρέπει να σημειωθεί ότι η πρώτη γενιά υπολογιστών είχε και αρνητικά:

Χρειαζότανε τεράστιο χώρο

Οι λυχνίες υπερθερμαίνονταν πολύ γρήγορα

Αργή επεξεργασία δεδομένων

Ελάχιστη χωρητικότητα

Απαιτούσε ισχυρή τροφοδοσία

30 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

Κεφάλαιο 4ο - 2η Γενιά Υπολογιστών (1956- 1963)

Καθοριστικό χαρακτηριστικό των υπολογιστών της γενιάς αυτής είναι η ανακάλυψη του τρανζίστορ (κρυσταλλοτρίοδος) στα εργαστήρια της Bell από την ομάδα του Σόκλι. Το 1956 στη Μασαχουσέτη ιδρύθηκε ο πρώτος ηλεκτρονικός υπολογιστής που λειτούργησε με τρανζίστορ. Οι ηλεκτρονικές αυτές κατασκευές (κρυσταλλοτριόδοι, όπως τις ονομάζουν οι ηλεκτρονικοί), επιτρέπουν τη δημιουργία μικρότερων και ταχύτερων υπολογιστών. Το 1956 στο Ίδρυμα Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (Μ.Ι.Τ.) κατασκευάστηκε ο πρώτος Ηλεκτρονικός Υπολογιστής που λειτουργούσε με τρανζίστορ, ο ΤΧ-0. Τα πρώτα τρανζίστορ ήταν σημειακής επαφής: δύο σύρματα και μια σύνδεση της βάσης προσαρμόζονταν σε ένα κρύσταλλο γερμανίου, ο οποίος σφραγιζόταν με ειδικό περίβλημα. Το επόμενο βήμα, τα τρανζίστορ ζεύξης ήταν ένα είδος σάντουιτς με τρία στρώματα γερμανίου (ημιαγωγός), κλεισμένα σε μια μεταλλική θήκη ύψους 12,5 χιλιοστών. Τα τρία στρώματα καλούνται εκπομπός, βάση και συλλέκτης αντίστοιχα. Η λειτουργία του βασίζονταν στην κίνηση φορτίων μεταξύ των στρωμάτων του. Μετά από χρόνια αδιάκοπων βελτιώσεων παρουσιάστηκε το επίπεδο τρανζίστορ, ένα μικροσκοπικό εξάρτημα που χαράσσεται πάνω σε μια φέτα πυριτίου με μήκος μόλις 0,125 χιλιοστά, οι διαστάσεις του οποίου συνεχώς μικραίνουν από τότε. Με αυτή την τεχνολογία (του τρανζίστορ) δόθηκε ουσιαστικά η ώθηση για την περαιτέρω αλματώδη εξέλιξη της ηλεκτρονικής. Μέχρι το 1948,η εφεύρεση του τρανζίστορ άλλαξε σε μεγάλο βαθμό την ανάπτυξη του υπολογιστή. Το τρανζίστορ αντικατέστησε τη μεγάλη, δυσκίνητη σωλήνα κενού σε τηλεοράσεις, ραδιόφωνα και υπολογιστές. Ως αποτέλεσμα το μέγεθος των ηλεκτρονικών μηχανημάτων συρρικνώνεται από τότε. Το τρανζίστορ ήταν στην εργασία από το 1956. Σε συνδυασμό με τις εξελίξεις στο μαγνητικό πυρήνα μνήμης, το τρανζίστορ οδήγησε στη δεύτερη γενιά υπολογιστών την ύπαρξη μικρότερων τρανζίστορ τα οποία ήταν πιο γρήγορα και πιο αξιόπιστα από τους προκατόχους τους Η δεκαετία του 1960 αποδείχτηκε εμπορικά επιτυχημένη καθώς οι υπολογιστές της 2η γενιάς εισχώρησαν στα πανεπιστήμια, στις επιχειρήσεις καθώς και στην κυβέρνηση. Αυτοί οι υπολογιστές περιείχαν τρανζίστορ ,σε αντικατάσταση με το σωλήνα κενού. Κατά τον τρόπο αυτό όλα τα στοιχεία που συνδέονται με τον σύγχρονο υπολογιστή σήμερα :εκτυπωτής, αποθήκευση στο δίσκο μνήμης και τα αποθηκευμένα προγράμματα. Ένα σημαντικό παράδειγμα ήταν η IBM 1401, η οποία έγινε παγκοσμίως αποδεκτή σε όλη τη βιομηχανία και θεωρείται από αρκετούς ως το MODEL T τού κλάδου της πληροφορικής. Το 1965 όλες οι επιχειρήσεις χρησιμοποιούσαν υπολογιστές 2η γενιάς. Οι υπολογιστές της 2η γενιάς είχαν την ευελιξία λόγο του αποθηκευμένου προγράμματος και τη γλώσσα προγραμματισμού να είναι οικονομικά αποτελεσματική και παραγωγικοί για επαγγελματική χρήση. Η αποθηκευμένη

31 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

έννοια του προγράμματος σημαίνει ότι οι εντολές για να κάνει ο υπολογιστής μια συγκεκριμένη λειτουργία διεξήχθησαν στο εσωτερικό μνήμης του υπολογιστή, και θα μπορούσε γρήγορα να αποκατασταθεί από ένα διαφορετικό σύνολο οδηγιών για μια διαφορετική λειτουργία. Ένας υπολογιστής για παράδειγμα θα μπορούσε να τυπώσει τα τιμολόγια των πελατών και λίγα λεπτά αργότερα να σχεδιάζουν προϊόντα ή να υπολογίσει το κόστος αυτών των προϊόντων. Ένας υπολογιστής μπορεί να προγραμματιστεί όταν αντικαταστήσουμε τις διάφορες γλώσσες που υπάρχουν στο σκληρό δίσκο τ, με μαθηματικούς τύπους, φράσεις, γενικά με ένα αινιγματικό δυαδικό μηχανισμό. Όλοι η βιομηχανία λογισμικού άρχισε με την 2η γενιά των υπολογιστών. Είναι αξιοσημείωτο να σημειωθεί ότι στην δεύτερη γενιά γίνεται η εμφάνιση των πρώτων γλωσσών υψηλού επιπέδου, για την κατασκευή και την εφαρμογή προγραμμάτων τελευταίας τεχνολογίας καθώς και για την γρήγορη εξέλιξη και διάδοση των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Ο John Backus παρουσίασε τον πρώτο μεταγλωττιστή της Fortran το 1956 καθώς και την γλώσσα cobol. Στη δεύτερη γενιά υπολογιστών εμφανίστηκε παράλληλα και μια δεύτερη βιομηχανία που στόχευε στην τελειοποίηση των συστημάτων των τρανζίστορ αλλά και άλλων στοιχείων και κυκλωμάτων που θα μπορούσαν να τοποθετηθούν πάνω σε ένα chip. Τα τρανζίστορ χρησιμοποιούνται καθημερινά από τους ανθρώπους καθώς είναι εύχρηστα και μπορεί ο καθένας να τα πάρει μαζί του για να ακούσει μουσική. Οι πρώτες μεγάλες μηχανές για να επωφεληθούν από τα τρανζίστορ τα οποία χαρακτηρίστηκαν στην συνέχεια ως υπερυπολογιστές stretch από τη IBM και LARC από Sperry -Rand. Αυτοί οι υπολογιστές μπορούσαν να χειριστούν ένα τεράστιο βαθμό δεδομένων γι' αυτό υπήρχε μεγάλη ζήτηση από τους επιστήμονες. Αυτά τα μηχανήματα λόγο των ικανοτήτων τους ήταν δαπανηρά και έτσι περιοριζόταν η ελκυστικότητα τους. Κατά τη χρονική περίοδο της 2ης γενιάς τέθηκαν οι τεχνικές βάσεις που επέτρεψαν την μετέπειτα, χωρίς προηγούμενο ανάπτυξη των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Επίσης, λόγω της εισαγωγής του τρανζίστορ, οι δυνατότητες των υπολογιστών της γενιάς αυτής έφτασαν σε ταχύτητα τις 200.000 εντολές /δευτερόλεπτο και χωρητικότητα κεντρικής μνήμης 32.000 χαρακτήρες, που όμως αποτελούνταν από μαγνητικούς δακτυλίους.

Υπολογιστής IBM-7094

Οι νέοι υπολογιστές αρχίζουν να εμφανίζονται στις επιχειρήσεις και τα γραφεία. Οι πιο φημισμένοι της εποχής: - O SEAC κατασκευάστηκε από το Υπουργείο Εμπορίου των ΗΠΑ και χρησιμοποιήθηκε για την επίλυση μετεωρολογικών προβλημάτων.

32 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

- Ο Atlas - ο πρώτος υπολογιστής για διαστημική έρευνα - κατασκευάστηκε κατά τη διετία 1956-'57 και καθοδήγησε από το 1958 έως το 1961 την εκτόξευση από το ακρωτήριο Κανάβεραλ των πρώτων επικοινωνιακών δορυφόρων, καθώς και των πρώτων αμερικανικών διηπειρωτικών πυραύλων. - Ο IBM 7090 ο πρώτος που κατασκευάστηκε αποκλειστικά με τρανζίστορ. Ο IBM 7090 είναι ένας από τους πιο γνωστούς υπολογιστές 2ης γενιάς. -Ο IBM 1620 είναι ο πρώτος κεντρικός υπολογιστής (Main-frame) που εγκαταστάθηκε στη Βόρεια Ελλάδα και ο δεύτερος σε όλη την Ελλάδα. Εγκαταστάθηκε στη Φυσικομαθηματική Σχολή του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου της Θεσσαλονίκης το 1964. Στην αρχή χρησιμοποιήθηκε για τις ανάγκες της σχολής, όμως στη συνέχεια η χρήση του επεκτάθηκε και στις υπόλοιπες σχολές του Παν/μίου. Ανήκει στη δεύτερη γενιά υπολογιστών. Για την είσοδο των στοιχείων του χρησιμοποιούνταν διάτρητα δελτία των 80 στηλών ή διάτρητες χαρτοταινίες. Η γλώσσα προγραμματισμού που χρησιμοποιούνταν για την επεξεργασία των δεδομένων του ήταν η FORTRAN. - Η εταιρεία CDC (Control Data Corporation) καθιερώνεται σαν κύριος κατασκευαστής μεγάλων υπολογιστών και διατηρεί τη θέση της και στις επόμενες γενιές. - Αξιοσημείωτη δραστηριότητα παρουσιάζει και η εταιρεία National Cash Register με την παρουσίαση των μοντέλων NCR στο χώρο των μηχανών γραφείου. - Η δεκαετία αυτή χαρακτηρίζεται από σκληρό ανταγωνισμό μεταξύ ΙΒΜ και UNIVAC για το σχεδιασμό μιας μηχανής, που θα κάλυπτε τις αμυντικές ανάγκες των ΗΠΑ. Στα τέλη της δεκαετίας του '50 εμφανίζονται τα πρώτα εργαστήρια τεχνητής

νοημοσύνης, με πρωτοπόρο τον Μάρβιν Μίνσκι στο ΜΙΤ.

33 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

34 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

Κεφάλαιο 5ο - 3η Γενιά Υπολογιστών (1964-1971)

Μια ακόμη επανάσταση στο χώρο της ηλεκτρονικής σηματοδοτεί την τρίτη γενεά υπολογιστών η οποία χαρακτηρίζεται από τη μερική αντικατάσταση του τρανζίστορ και των άλλων ηλεκτρονικών στοιχείων από τα ολοκληρωμένα κυκλώματα γνωστά και με το όνομα μικροτσίπ ή τσιπ, μια επινόηση του Τζακ Κίλμπι. Η είσοδος των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων έδωσε νέες δυνατότητες στους κατασκευαστές, τέτοιες ώστε να χαρακτηριστεί σαν η επανάσταση στην τεχνολογία των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Εισχώρηση των υπολογιστών

• Mε την εμφάνιση του ΙΒΜ 360 τον Απρίλιο του 1964, οι υπολογιστές εισβάλλουν στις περισσότερες επιχειρήσεις και αυτοματοποιούν πολλές λογιστικές και διοικητικές εργασίες. Πολλά χαρακτηριστικά του έγιναν αργότερα πρότυπα στη βιομηχανία. Οι υπολογιστές ταυτίζονται αυτή την εποχή με το όνομα ΙΒΜ.

• Στους μεγάλους υπολογιστές (mainframe) κυριαρχούν οι εταιρείες CDC και Burroughs.

• Η UNIVAC κατασκευάζει επιστημονικούς

υπολογιστές

• Το 1970 παρουσιάζεται το πρώτο ολοκληρωμένο κύκλωμα

μνήμης.

• Το 1970 παρουσιάζεται και η οπτική ίνα, η οποία δίνει νέα

ώθηση στον τομέα των επικοινωνιών.

• Παρουσιάζονται κατασκευαστές (Data General, Hewlett-

Packard και DEC) υπολογιστών μεσαίου μεγέθους

(minicomputers). Η DEC παρουσιάζει τη σειρά PDP με

πετυχημένο εμπορικά μοντέλο τον PDP-8 το 1968.

Αποτελέσματα

• Το ξεκίνημα μιας κούρσας μεταξύ των ανταγωνιστών για κάτι ανάλογο.

• Τη συνειδητοποίηση του πραγματικού προβλήματος των υπολογιστών, του λογισμικού.

35 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΟ ΚΥΚΛΩΜΑ

Ένα μονολιθικό ολοκληρωμένο κύκλωμα (Integrated Circuit ή IC, γνωστό και ως ψηφίδα πυριτίου, μικροτσίπ, τσιπ πυριτίου , τσιπ υπολογιστή ή τσιπ, είναι ένα ηλεκτρικό κύκλωμα σε σμίκρυνση αποτελούμενο κυρίως από ημιαγώγιμα στοιχεία και παθητικά στοιχεία τα οποία έχουν κατασκευαστεί στην επιφάνεια ενός ημιαγώγιμου υλικού.

Τα ολοκληρωμένα κυκλώματα έγινε δυνατό να κατασκευαστούν μετά από πειραματικές ανακαλύψεις που έδειχναν ότι ημιαγώγιμα στοιχεία μπορούσαν να εκτελέσουν τις λειτουργίες των λυχνιών κενού και από την τεχνολογική πρόοδο στον τομέα της κατασκευής ημιαγώγιμων στοιχείων που συντελέστηκε τα μέσα του εικοστού αιώνα. Η ολοκλήρωση (ενσωμάτωση) ενός μεγάλου αριθμού από μικροσκοπικά τρανζίστορ πάνω σε μια λεπτή ψηφίδα πυριτίου αποτέλεσε πολύ σημαντική βελτίωση σε σχέση με την χειρωνακτική συναρμολόγηση λυχνιών κενού και διακριτών ηλεκτρικών στοιχείων.

Τσιπ πυριτίου

Η δυνατότητα που παρείχαν τα ολοκληρωμένα κυκλώματα για μαζική παραγωγή, προσθήκη παραπέρα πολυπλοκότητας, η αξιοπιστία τους και η σημαντική μείωση του κόστους συνέβαλε στην ταχεία διάδοσή τους εκτοπίζοντας τις λυχνίες κενού και τα διακριτά κυκλώματα. Η σημαντική μείωση στο κόστος έγινε δυνατή γιατί όλα τα στοιχεία τυπώνονται ενιαία με χρήση φωτολιθογραφίας αντί να τυπώνεται το κάθε τρανζίστορ ξεχωριστά. Το 2006, το εμβαδόν ενός τσιπ κυμαίνεται από μερικά τετραγωνικά χιλιοστά μέχρι 250 mm2, με ένα εκατομμύριο τρανζίστορ ανά mm2.

36 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

Κεφάλαιο 6ο - 4η Γενιά Υπολογιστών

Η γενιά αυτή χαρακτηρίζεται από και σημαντικές εξελίξεις.

Η κλίμακα των συστημάτων αυτών είναι πλέον μεγάλη (Large Scale Integration) και δίνει τη δυνατότητα να πραγματοποιηθούν εκατομμύρια πράξεις ταυτόχρονα το δευτερόλεπτο. Το πιο βασικό χαρακτηριστικό της γενιάς αυτής είναι η δημιουργία του πρώτου προσωπικού υπολογιστή. Σε αυτή την εποχή συναντάμε για πρώτη φορά την παράλληλη επεξεργασία η οποία εκτοξεύει την υπολογιστική ισχύ στα ύψη, πραγματοποιεί δηλαδή δισεκατομμύρια πράξεις το δευτερόλεπτο. Παλιότερα η επεξεργασία αυτή ήταν μονοπώλειο των υπολογιστών, στην εποχή μας όμως αυτό έχει πάψει πια να ισχύει τα μικρά και γρήγορα συστήματα έχουν μεγάλη απήχηση ανεβάζοντας στα ύψη την υπολογιστική ισχύ. Στις αρχές της περιόδου γίνεται γνωστή η ιδέα των γραφικών περιβαλλόντων χρήστη. Με αυτό τον τρόπο ο άνθρωπος αναπτύσσει φιλική σχέση με τον υπολογιστή ,οι εντολές γίνονται πια μέσω εικονιδίων. Το βασικό χαρακτηριστικό όμως της τέταρτης γενιάς είναι η ανάπτυξη μικροϋπολογιστών και συγκεκριμένα μικρών προσωπικών υπολογιστών. Ένας πλήρη υπολογιστής μπορεί να δημιουργηθεί από έναν μικροεπεξεργαστή, μια μνήμη και μερικά κυκλώματα υποστήριξης. Το πρώτο μοντέλο δημιουργήθηκε το 1969.Η ανάπτυξη αυτή του μοντέλου επινοήθηκε σαν λύση στην κατασκευή υπολογιστών ειδικής χρήσης .Για πρώτη συναντάμε τον πρώτο μικροεπεξεργαστή ο ιστορικός 4004 της intel. H γενιά αυτή χαρακτηρίζεται από σημαντικές αλλαγές. Αρχικά δημιουργήθηκαν ολοκληρωμένα κυκλώματα που ενσωματώνουν πολλά στοιχεία μεταξύ τους. Αυτή τεχνολογία οδήγησε στη μείωση του όγκου και του κόστους και την αύξηση της χωρητικότητας της μνήμης των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Ένας πλήρης υπολογιστής μπορεί να κατασκευαστεί από έναν μικροεπεξεργαστή μια μνήμη και διάφορα κυκλώματα υποστήριξης. Οι υπολογιστές αυτοί μαζί με την ταυτόχρονη ανάπτυξη εκ μέρους πολλών επιστημόνων οι οποίοι έδωσαν βάση στους μικροϋπολογιστές .Στην τέταρτη γενιά έκανα επίσης την εμφάνιση τους τα λεγόμενα πακέτα εφαρμογών για τους προσωπικούς υπολογιστές. Ένα από τα πρώτα ιστορικά προϊόντα ήταν ένα πακέτο λογιστικού φύλλου που συνόδευε τον προσωπικό υπολογιστή. Στις αρχές της δεκαετίας του 80, εμφανίστηκαν πολλά αξιόλογα μηχανήματα τα οποία χρησιμοποιήθηκαν στο έπαρκο από τους ανθρώπους, η επιτυχία τους ανάγκασε την ΙΒΜ να εισβάλει στο χώρο παραγωγής προσωπικών υπολογιστών. Η είσοδος ΙΒΜ καθιέρωσε κάποια καινούρια πρότυπα στο χώρο, πράγμα που οδήγησε στην τεράστια ανάπτυξη και εξέλιξη των προσωπικών υπολογιστών. Το 1984 γίνεται η είσοδος στην αγορά του Apple Macintos. Oι υπολογιστές που έχουμε σήμερα ανήκουν στην 4η γενιά, ο καθένας από αυτούς έχει τη δική του μνήμη, το δικό του χώρο αποθήκευσης δεδομένων, οθόνη,

37 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

πληκτρολόγιο, ποντίκι και κάθε είδους μέσω για να δίνουμε πληροφορίες στον υπολογιστή. Κάθε 18 μήνες η ισχύς των παραγομένων υπολογιστών διπλασιάζεται. Από αυτό καταλαβαίνουμε για πιο λόγο ένας υπολογιστής είναι ταχύτερος σε σχέση με τον υπολογιστή που αγοράστηκε ένα χρόνο πριν. Οι προσωπικοί υπολογιστές που έχουμε στο γραφείο, στο σπίτι στη δουλειά εισήχθησαν το 1981.Την δεκαετία του 80 οι προσωπικοί υπολογιστές είχαν μεγάλη ζήτηση με αποτέλεσμα το PC να γίνει πιο προσιτό στους ανθρώπους και ο υπολογιστής να μπει στην καθημερινότητα κάθε ανθρώπου. Όλο και περισσότερες εταιρείες πάσχιζαν να κάνουν τους υπολογιστές πιο μικρούς και πιο εύχρηστους για να έχουν περισσότερα κέρδη αφού είχαν γίνει πλέον περιζήτητοι. Πρέπει να σημειωθεί ότι παρά τις αλλαγές που υπέστησαν οι υπολογιστές του 2010 ακόμα εξακολουθούν να ανήκουν στους υπολογιστές της 4η γενιάς. ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΗΣ 4Η ΓΕΝΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

1. Βασίζονται σε συστήματα μικροεπεξεργαστών. 2. Είναι πολύ μικροί. 3. Είναι φθηνότερη μεταξύ των άλλων γενεών. 4. Είναι φορητή και αξιόπιστη. 5. Χρειάζονται ελάχιστη συντήρηση. 6. Το κόστος τους είναι πολύ χαμηλό. 7. GUI και συσκευές κατάδειξης επιτρέπει τους χρήστες να μάθουν να χρησιμοποιούν

τον υπολογιστή γρήγορα. 8. Οι διασυνδέσεις των υπολογιστών οδηγούν στην καλύτερη επικοινωνία και στην

κοινή χρήση πόρων. 9. Είναι πολύ ισχυρή γενιά γιατί μπορεί να εκτελέσει περισσότερα προγράμματα

ταυτόχρονα και για περισσότερες ώρες.

38 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

Ιστορική αναδρομή

1971. Μια ομάδα της εταιρείας ΙΒΜ στο Σαν Χοσέ εφευρίσκει τον εύκαμπτο δίσκο διαμέτρου 8 ιντσών για την (μαγνητική) αποθήκευση δεδομένων.

1971. Τα ηλεκτρονικά νέα της εποχής αναφέρονται στον μικροεπεξεργαστή της σειράς 4004 της Intel.

1971. Ο Kenbak-1, ένας μικροϋπολογιστής, πωλείται για $750.

1972. Η Hewlett-Packard ανακοινώνει τον ΗP-35 «ως έναν γρήγορο, φοβερό, σωστό και χωρίς ανταγωνιστή» υπολογιστή.

1972. Η Intel παρουσιάζει τον μικροεπεξεργαστή 8008.

1972. Ο Στιβ Βόζνιακ (Steve Wozniak) κατασκευάζει το δικό του "Blue box", ένα μηχάνημα που κάνει τηλεφωνικές κλήσεις.

1973. Ο Ρόμπερτ Μέτκαλφ (Robert Metcalfe) επινοεί το δίκτυο Ethernet στο ερευνητικό κέντρο της Χerox.

1973. Ο Μicral είναι ο πιο σύγχρονος προσωπικός υπολογιστής, που βασίζεται στο μικροεπεξεργαστή 8008 της Intel.

1973. Σχεδιάζεται από τον Don Lancaster ο "Tv Typewriter", ο οποίος μπορεί να εμφανίζει για πρώτη φορά αλφαριθμητικές πληροφορίες στην οθόνη μιας απλής τηλεόρασης.

1974. Οι ερευνητές της Χerox στο Palo Alto Research Center σχεδιάζουν τον πρώτο υπολογιστή εφοδιασμένο με ποντίκι (mouse).

1974. Η Scelbi διαφημίζει τον υπολογιστή 8Η, που είναι ο πρώτος παναμερικανικά διαφημιζόμενος υπολογιστής βασιζόμενος στον μικροεπεξεργαστή 8008 της Intel.

1975. Δημιουργείται το Telnet, νέα υπηρεσία του Διαδικτύου.

1975. Τον Ιανουάριο το περιοδικό "Popular Electronics" κάνει την παρουσίαση του Αltair 8800 βασισμένου στον μικροεπεξεργαστή της Intel 8080.

1975. Η εικονική υπομονάδα (VDM), που σχεδιάζεται από τον Λί Φέλζενστάιν (Lee Felsenstein), υλοποιεί τη χαρτογραφημένη αλφαριθμητική κάρτα οθόνης για προσωπικούς υπολογιστές.

1976. Ο Στηβ Βόζνιακ σχεδιάζει τον υπολογιστή Apple I. Ο υπολογιστής είναι κατασκευασμένος εξ ολοκλήρου πάνω σε μία μοναδική πλακέτα κυκλωμάτων.

39 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

1976. Οι εύκαμπτοι μαγνητικοί δίσκοι διαμέτρου 51/4 υλοποιούνται ως κατασκευή από την Shugart Associates.

1976. Παρουσιάζεται ο υπερυπολογιστής Cray I, δημιουργία του Σέιμουρ Κρέι (Seymour Cray).

1977. Η εταιρεία Τandy Radio Shack παρουσιάζει τον μικροϋπολογιστή TRS-80.

1977. Η Apple Computers παρουσιάζει τον Apple II.

1977. Η Commodore παρουσιάζει τον PET 2001 (Personal Electronic Transactor).

1978. Ο VAX 11/780 από την Digital Equipment Corp. χαρακτηρίζεται από την ικανότητα να υποστηρίζει 4,3 Gigabytes εικονικής μνήμης, ξεπερνώντας εκατοντάδες φορές την ισχύ των μικροϋπολογιστών.

1979. Η Motorola παρουσιάζει τον μικροεπεξεργαστή 68000.

1980. Οι John F. Shock και Jon A. Hupp στo Κέντρο Ερευνών της Xerox στο Πάλο Άλτο δημιουργούν το «σκουλήκι» (worm), ένα μικρό πρόγραμμα, το οποίο ψάχνει στο δίκτυο της εταιρείας για αδρανείς επεξεργαστές, για να τους αναθέσει εργασίες.

1980. Η Seagate Technology δημιουργεί τον πρώτο σκληρό δίσκο για μικροϋπολογιστές, τον ST-506.

1980. Εμφανίζεται ο πρώτος οπτικός δίσκος, ο οποίος έχει μεγαλύτερη χωρητικότητα από την δισκέτα 5 1/4΄΄.

1981. Η Xerox παρουσιάζει τον "Τhe Star", τον πρώτο προσωπικό υπολογιστή με Γραφικό Περιβάλλον Χρήστη (Graphical user interface, GUI).

1981. Ο Άνταμ Όσμπορν (Adam Osborne) ολοκληρώνει τον πρώτο φορητό υπολογιστή, που φέρει το όνομά του (Osborne). Ζυγίζει 24 λίβρες και κοστίζει 1.795$.

1981. Η ΙΒΜ παρουσιάζει τον IBM PC και κατακτά την αγορά. O ΙΒΜ PC είναι ο πρόγονος όλων τον σημερινών προσωπικών υπολογιστών (PC). Διαθέτει ως λειτουργικό σύστημα το PC-DOS, δημιουργία της Microsoft, της εκκολαπτόμενης τότε εταιρείας του Μπιλ Γκέιτς.

1981. Η Sony παρουσιάζει την πρώτη δισκέτα 31/2΄΄ και τον οδηγό της.

1983. H Compaq Computer Corp. παρουσιάζει τον πρώτο «κλώνο» του IBM PC.

1984. Παρουσιάζεται από την Αpple Computers ο υπολογιστής Apple Macintosh. Διαθέτει ποντίκι και ΓΠΕ. Η εταιρεία δαπανά στον τελικό του Super Bowl $1.5 εκατομμύριο δολάρια για τη διαφήμισή του.

40 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

1984. H IBM παρουσιάζει τον IBM PC-AT (PC Advanced Technology), ο οποίος είναι 3 φορές ταχύτερος από τον αρχικό PC και βασίζεται στο νέο μικροεπεξεργαστή της Intel, τον 286. Ο ΑΤ διαθέτει δίαυλο (bus) ISA των 16-bits και είναι ο πλέον σύγχρονος για την εποχή του υπολογιστής.

1985. H Philips παρουσιάζει το CD-ROM.

1986. Η Compaq ανακοινώνει τον υπολογιστή Deskpro 386.

1986. Εμφανίζεται ο πρώτος Amstrad PC, o PC1512, ακολουθούμενος από τον PC1640. Είναι οι φθηνότεροι προσωπικοί υπολογιστές στην Ευρώπη με δυνατότητες ίδιες με τους πολύ ακριβότερους της ΙΒΜ και άλλων κατασκευαστών. Η εμφάνισή τους δίνει μεγάλη ώθηση στην αγορά προσωπικών υπολογιστών.

1987. H IBM παρουσιάζει τους μικροϋπολογιστές PS/2, οι οποίοι διαθέτουν δισκέτα 31/2 ιντσών και κάρτα οθόνης VGA. Παρουσιάζεται, επίσης, η τεχνολογία Micro Channel Architecture (ΜCA) και ο πρώτος δίαυλος "Plug and Play" για μικροϋπολογιστές.

1988. Ο συνέταιρος και συνιδρυτής της Apple Στηβ Τζομπς εγκαταλείπει την εταιρεία και δημιουργεί δική του, την οποία ονομάζει "Unveil the Next".

1988. H Compaq και άλλοι κατασκευαστές κλώνων προσωπικών υπολογιστών δημιουργούν το (EISA) Εnhanced Industry Standard που παρόλο το Micro channel διατηρεί τη συμβατότητά του με τον ήδη υπάρχοντα δίαυλο ΙSA.

1988. Το «σκουλήκι» (worm) του Robert Morris εξαπλώνεται στο δίκτυο ARPANET. Ο 23χρόνος Morris, γιος ενός από τους υπεύθυνους ασφαλείας των υπολογιστικών συστημάτων, εξαπλώνει το worm στο δίκτυο και προκαλεί προβλήματα σε 6.000 ως σε 60.000 διασυνδεδεμένους υπολογιστές του.

1989. Η Intel παρουσιάζει τον (P4) γνωστό ως 486 μικροεπεξεργαστή, ο οποίος περιέχει παραπάνω από ένα εκατομμύριο τρανζίστορ. Παράλληλα παρουσιάζει και το chipset για μητρικές πλακέτες που θα δέχονται το νέο μικροεπεξεργαστή.

1990. Δημιουργείται η υπηρεσία του Παγκόσμιου Ιστού με την καθοριστική συμβολή του Τιμ Μπέρνερς Λι (Τim Berners-Lee), ερευνητή του CERN. Ο Λι δημιουργεί το πρωτόκολλο http, τη διευθυνσιοδότηση ιστοσελίδων (URI, πρόδρομο του σημερινού URL) και τη γλώσσα σήμανσης ιστοσελίδων HTML.

1991. Αρχίζει η ανάπτυξη του λειτουργικού συστήματος Linux από τον Λίνους Τόρβαλντς.

1993. Η Intel παρουσιάζει τον μικροεπεξεργαστή Pentium (P5). Οι επεξεργαστές της πια δεν παίρνουν ονόματα αριθμών αλλά κωδικές ονομασίες.

41 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

1995. Η Intel παρουσιάζει τον Pentium Pro, τον πρώτο στην οικογένεια των (P6).

1995. H Microsoft παρουσιάζει τα Windows 95, το πρώτο λειτουργικό σύστημα για κλώνους προσωπικών υπολογιστών, βασισμένο στο MS-DOS, αλλά με Γραφικό Περιβάλλον Επεξεργασίας (ΓΠΕ).

1997. Η Intel παρουσιάζει τον μικροεπεξεργαστή Pentium II, έναν Pentium Pro με τεχνολογία MMX για την υποστήριξη πολυμέσων.

1998. Η Microsoft παρουσιάζει τα Windows 98, βελτιωμένη έκδοση των Windows 95. Ωστόσο και αυτό το λειτουργικό σύστημα βασίζεται στο MS-DOS.

1998. Η Intel παρουσιάζει τον Celeron, μια φθηνότερη έκδοση του επεξεργαστή Pentium II.

1999. Η Ιntel παρουσιάζει τον Pentium III, ένα μικροεπεξεργαστή Pentium II εφοδιασμένο με SSE (Streaming SIMD Extensions).

2000. Η Microsoft παρουσιάζει τα Windows 2000. Τα Windows, σε αυτή την έκδοση, σταματούν να βασίζονται στο MS-DOS.

2000. Μαζί, η Intel και η AMD, αγγίζουν τη συχνότητα χρονισμού επεξεργαστών του 1 GHz. Η Microsoft παρουσιάζει τα Windows Millenium, μια βελτιωμένη έκδοση των Windows 98 επ' ευκαιρία της έναρξης της νέας χιλιετίας. Εξακολουθούν να βασίζονται στο MS-DOS και δεν γνωρίζουν ευρεία διάδοση.

2000. Ο μικροεπεξεργαστής Itanium παρουσιάζεται ως νέο μέλος της οικογένειας των μικροεπεξεργαστών P7.

2001. Η Microsoft παρουσιάζει τα Windows XP, που δεν εξαρτώνται πια από το MS-DOS.

2003. Ο επεξεργαστής AMD Athlon™ 64 FX-51 αποτελεί την επιλογή στην σελίδα του Tom’s Hardware ως «Η καλύτερη καινοτομία στους επεξεργαστές για το έτος 2003».

2005. Το έτος κατά το οποίο γίνεται δυνατή η επεξεργασία δεδομένων στα 64 bits.

2005. Γίνεται η παρουσίαση των πρώτων μικροεπεξεργαστών διπλού πυρήνα (Dual Core) από την Advanced Micro Devices (AMD).

2006. Η Intel παρουσιάζει τους πολλά υποσχόμενους νέους μικροεπεξεργαστές Conroe.

2007. Παρουσιάζονται από την Microsoft τα Windows Vista, στα οποία περιλαμβάνεται το νέο περιβάλλον διεπαφής με το χρήστη που ονομάζεται Aero.

42 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

2008. Κάνουν την εμφάνισή τους οι πρώτες κάρτες γραφικών που ξεπερνούν το όριο του 1 TeraFLOP.

2009. Η Apple βγάζει την Mac OS X Snow Leopard (έκδοση 10.6)

Τέλος οι υπολογιστές συνδέθηκαν με τον τρόπο που εργάζονται οι άνθρωποι. Για την εξυπηρέτηση τους οι υπολογιστές έγιναν πιο μικροί και μπορούσαν να συνδεθούν μεταξύ τους, ή απο δικτυωμένους να μοιράζονται πληροφορίες. Λογισμικό, μνήμη και γενικά να επικοινωνούν μεταξύ τους. Σε αντιδιαστολή με έναν δικτυωμένο υπολογιστή ο οποίος μπορεί να χρησιμοποιηθεί από όλους, δημιούργησαν υπολογιστές μεμονωμένους που είχαν την μορφή ηλεκτρονικών πυλών. Χρησιμοποιώντας ένα ήδη δικτυωμένο καλώδιο η γενικά γραμμές τηλεφώνων μπορούσαν να φτάσουν σε μεγάλες διαστάσεις η έκταση τους. Στις ΗΠΑ το 1992 ο Αλ.Γκορ υποσχέθηκε να κάνει την ανάπτυξη της λεγόμενης "λεωφόρου των πληροφοριών" .Τα ιδανικά που εκφράστηκαν από τον Γκορ είναι η καθημερινή χρήση των e-mail και το ηλεκτρονικό εμπόριο. Μια νέα γενιά υπολογιστών θα προκύψει με την σύνδεση ασύρματων επικοινωνιών με στόχο την ευρεία δικτύωση της περιοχής.

43 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

Κεφάλαιο 7ο – 5η Γενιά…Το αύριο

Είναι η τελευταία και ανερχόμενη γενιά της δεκαετίας του '90. Ξεκίνησε από την Ιαπωνία, όπου τέθηκε σε εφαρμογή από το 1982 το Πρόγραμμα Ανάπτυξης Υπολογιστών Πέμπτης Γενιάς. Ο στόχος ήταν η δημιουργία υπολογιστών με ανθρώπινη συμπεριφορά σε επίπεδο όμως του υλικού (hardware) και όχι απλά του λογισμικού, που επικρατούσε μέχρι τότε στον τομέα της τεχνητής νοημοσύνης. Οι νέοι υπολογιστές είναι πλέον "υπολογιστές-ρομπότ", που μπορούν να εκτελέσουν και μηχανικές εργασίες, σκεπτόμενοι, με δυνατότητες μάθησης και με την υποστήριξη της μνήμης που διαθέτουν. Την Ιαπωνική πρόκληση ακολούθησαν και άλλες χώρες...

Πολλοί είναι αυτοί που υποστηρίζουν ότι βρισκόμαστε στην Πέμπτη Γενιά υπολογιστών. Ανάπτυξη προγραμμάτων τεχνητής νοημοσύνης, δηλαδή προγραμμάτων που προσπαθούν να κάνουν τον υπολογιστή «έξυπνο» ώστε να μιμείται τη λειτουργία του ανθρώπινου εγκεφάλου. Εδώ ανήκουν οι "υπολογιστές - ρομπότ". Π.χ. υπολογιστής που παίζει σκάκι (ηττήθηκε από υπολογιστή ο παγκόσμιος πρωταθλητής στο σκάκι Kasparov), υπολογιστής που κάνει διάγνωση ασθενειών όπως ο γιατρός κλπ. Ικανότητα των υπολογιστών να σκέπτονται, και ακόμη να μπορούν να καταλαβαίνουν την ανθρώπινη φωνή. Κανείς δεν μπορεί να υπολογίσει μέχρι που θα φτάσει η τεχνολογία, όμως ελπίζουμε τα δημιουργήματα της επιστήμης να τα αξιοποιεί ο άνθρωπος για την πρόοδο του.

44 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

Η τεχνολογία για τη γενιά αυτή είναι ακόμα σε πειραματικό στάδιο και τα κύρια χαρακτηριστικά θα είναι η ακόμα ευκολότερη επικοινωνία του Η/Υ με τον άνθρωπο, η πολύ μεγάλη ταχύτητα επεξεργασίας, η εμφάνιση της Τεχνητής Νοημοσύνης , δηλαδή η ικανότητα των υπολογιστών να σκέπτονται. Αυτό σημαίνει για παράδειγμα να μπορούν οι υπολογιστές να καταλαβαίνουν την ανθρώπινη φωνή (λειτουργία με αναγνώριση φωνής και εικόνας).

H Τεχνητή Νοημοσύνη είναι ένα από τα πιο νέα ερευνητικά πεδία. Τυπικά ξεκίνησε το 1956 στη συνάντηση µερικών επιφανών επιστηµόνων, όπως ο John McCarthy, ο Marvin Minsky, ο Claude Shannon και άλλοι. Όμως, η µελέτη της νοηµοσύνης είναι ένα από τα πιο παλιά θέµατα. Για περισσότερο από 2000 χρόνια οι φιλόσοφοι προσπάθησαν να ερµηνεύσουν το µηχανισµό της όρασης, της µάθησης, της αποµνηµόνευσης, της αντίληψης και του συλλογισµού. Η διεξοδική αναζήτηση στη βιβλιογραφία οδηγεί σε μια σειρά από ορισμούς της Τεχνητής Νοημοσύνης. Σύμφωνα με τους Barr και Feigenbaum, η Τεχνητή Νοημοσύνη είναι ο τοµέας της επιστήµης των υπολογιστών, που ασχολείται µε τη σχεδίαση ευφυών (νοηµόνων) υπολογιστικών συστηµάτων, δηλαδή συστηµάτων που επιδεικνύουν χαρακτηριστικά που σχετίζουµε µε τη νοηµοσύνη στην ανθρώπινη συµπεριφορά. Ο Douglas Hofstadter προτείνει ότι νοηµοσύνη είναι, να:

Ανταποκρίνεσαι σε καταστάσεις µε ελαστικότητα (όχι µηχανική συµπεριφορά).

Κατανοείς τα ασαφή ή αντιφατικά µηνύµατα από τα συµφραζόµενα. Αναγνωρίζεις και να ιεραρχείς τα διάφορα δεδοµένα µε βάση τη

σπουδαιότητα τους. Βρίσκεις οµοιότητες µεταξύ καταστάσεων οι οποίες µοιάζουν διαφορετικές. Βρίσκεις διαφορές µεταξύ καταστάσεων οι οποίες µοιάζουν παρόµοιες.

Οι ικανότητες αυτές έχουν τουλάχιστον ένα κοινό χαρακτηριστικό: αποκτώνται εύκολα από τους ανθρώπους και συνήθως τις αποκαλούµε κοινή λογική. Έχει

45 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

αποδειχθεί ότι όσο πιο απλή και αυτονόητη για τους ανθρώπους είναι µια λειτουργία τόσο πιο δύσκολα µπορούµε να τη µεταφέρουµε σε έναν υπολογιστή. Άλλοι ορισµοί επικεντρώνονται στη διαδικασία σκέψης και συλλογισµού και άλλοι στη συµπεριφορά. Υπάρχουν ορισµοί σύµφωνα µε τους οποίους στόχος της Τεχνητής Νοημοσύνης είναι να φτιάξει συστήµατα που:

Σκέφτονται όπως οι άνθρωποι: Η προσπάθεια να κατασκευάσουµε υπολογιστές µε διανοητική ικανότητα µε την πλήρη και κυριολεκτική έννοια του όρου. (Haugeland, 1985)

Συµπεριφέρονται όπως οι άνθρωποι: Η µελέτη του πως να κάνουµε τους υπολογιστές να κάνουν πράγµατα που αυτήν τη στιγµή οι άνθρωποι είναι καλύτεροι. (Rich and Knight, 1991)

Σκέφτονται λογικά: Η µελέτη των υπολογισµών που καθιστούν εφικτή την αντίληψη, λογική σκέψη και αντίδραση. (Winston, 1992)

Αντιδρούν λογικά: Ο τοµέας της επιστήµης των υπολογιστών που ασχολείται µε την αυτοµατοποίηση της ευφυούς συµπεριφοράς. (Luger and Stubblefield, 1993) Ένας γενικός ορισµός θα µπορούσε να είναι: Η Τεχνητή Νοημοσύνη είναι ο τοµέας της Επιστήµης των Υπολογιστών που ασχολείται µε τη σχεδίαση και την υλοποίηση προγραµµάτων τα οποία είναι ικανά να µιµηθούν τις ανθρώπινες γνωστικές ικανότητες, εµφανίζοντας έτσι χαρακτηριστικά που αποδίδουµε συνήθως σε ανθρώπινη συµπεριφορά, όπως η επίλυση προβληµάτων, η αντίληψη µέσω της όρασης, η µάθηση, η εξαγωγή συµπερασµάτων, η κατανόηση φυσικής γλώσσας, κλπ. Ιστορικά, έχουν ακολουθηθεί τέσσερις προσεγγίσεις στην Τεχνητή Νοημοσύνη:

Ανθρώπινη σκέψη: Η προσέγγιση με γνωστικά μοντέλα Ανθρώπινη συμπεριφορά: Η προσέγγιση με τη δοκιμασία Turing Λογική σκέψη: Η προσέγγιση με τους νόμους της σκέψης Λογική συμπεριφορά: Η προσέγγιση με λογικούς πράκτορες (agents)

Η Τεχνητή Νοημοσύνη άπτεται πολλών άλλων τομέων: Επιστήμη των Υπολογιστών Φιλοσοφία Ψυχολογία Γλωσσολογία Γνωσιακή Επιστήμη

Περιοχές της Τεχνητής Νοημοσύνης είναι: Απόδειξη Θεωρηµάτων, Επεξεργασία Φυσικής Γλώσσας, Τεχνητή Όραση, Μηχανική Μάθηση Σχεδιασµός Ενεργειών και Χρονοπρογραµµατισµός, Αυτόνοµα Robot, Έµπειρα Συστήµατα και Συστήµατα Γνώσης, και άλλες

Μελετώντας την εξέλιξη της, η Τεχνητή Νοημοσύνη διακρίνεται σε: Κλασική ή συµβολική: Βασίζεται στην κατανόηση των νοητικών διεργασιών

και ασχολείται µε τη προσοµοίωση της ανθρώπινης νοηµοσύνης

46 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

προσεγγίζοντάς την µε αλγορίθµους και συστήµατα που βασίζονται στη γνώση.

Συνδετική (connectionist approach) ή µη-συµβολική: Βασίζεται στη µίµηση της βιολογικής λειτουργίας του εγκεφάλου προσεγγίζοντας το θέµα µε τα νευροµορφικά ή νευρωνικά δίκτυα (neural networks).

Σήμερα, η πρόοδος της Τεχνητής Νοημοσύνης επιταχύνεται από την αλµατώδης εξέλιξη των υπολογιστικών συστηµάτων που δηµιουργεί συνεχώς νέες απαιτήσεις για τον τρόπο που αυτά πρέπει να επιλύουν προβλήµατα. Πρωταρχικός στόχος ήταν η κατασκευή ενός συστήµατος που θα µπορούσε να κερδίσει τον παγκόσµιο πρωταθλητή στο σκάκι. Επιτεύχθηκε το καλοκαίρι του 1997 µε τη νίκη του DEEP BLUE επί του Kasparov. Εκτός από το σκάκι, η Τεχνητή Νοημοσύνη προσπαθεί να δώσει λύσεις σε πολύπλοκα προβλήµατα που µέχρι τώρα µπορούσαν να λυθούν µόνο από την ανθρώπινη νοηµοσύνη. Η Τεχνητή Νοημοσύνη ήταν ανέκαθεν στόχος των ανθρώπων (π.χ. µυθολογία). Απασχόλησε πολύ τη λογοτεχνία και τον κινηµατογράφο. Ο Isaac Asimov, ασχολήθηκε µεταξύ άλλων και µε την ηθική της Τεχνητής Νοημοσύνης. Ο κινηµατογράφος αντιµετώπισε το θέµα άλλοτε µε φόβο (Terminator), άλλοτε µε ελπίδα (Robocop) και άλλοτε µε συµπάθεια (Blade Runners) προς τα ευφυή τεχνητά κατασκευασµένα όντα. Έχει εκφράσει και αναστολές και επιφυλάξεις ως προς τη ηθική αυτών (Odyssey 2001-2010). Η πραγµατικότητα απέχει πολύ από την επιστηµονική φαντασία και η κατασκευή ανθρωποειδών όπως περιγράφηκε αποτελεί ίσως ένα ανέφικτο όνειρο. Στο µέλλον υπολογιστές µε διάφορες ικανότητες και µορφές θα είναι διάσπαρτοι στους χώρους της καθηµερινής µας ζωής και θα αποτελούν φορητούς βοηθούς µας.

47 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

Ερωτηματολόγιο

Στατιστικά ερωτηματολόγιου με θέμα «Υπολογιστές Διαδίκτυο» σε δείγμα 52

ατόμων.

Ερώτηση 1. Φύλλο

α) άνδρας β)Γυναίκα

Ερώτηση 2. Τόπος Διαμονής

α) Σπάρτη β) Εκτός Σπάρτης

Ερώτηση 3. Εκπαίδευση

α) α/θμια β) β/θμια γ)γ/θμια δ. Άλλο

Ερώτηση 4. Έχετε Η/Υ σπίτι σας;

α) Ναί β) Όχι

Ερώτηση 5. Για ποιο λόγο τον χρησιμοποιείται;

α) Εκπαίδευση β) Ενημέρωση γ) Διασκέδαση δ) όλα τα παραπάνω

Ερώτηση 6. Πόσο συχνά χρησιμοποιείτε τον Η/Υ;

α) Πολύ β) Αρκετά γ) Λίγο δ) Σχεδόν καθόλου

Ερώτηση 7. Έχετε παραμελήσει ποτέ τις ζωτικές σας ανάγκες η το διάβασμα σας για

να ξοδέψετε περισσότερο χρόνο στον Η/Υ

α) Ναί β) Όχι

Ερώτηση 8. Κρίνεται ότι ο Η/Υ είναι ένα χρήσιμο εργαλείο στις μέρες μας;

α) Ναί β) Όχι γ) Δεν γνωρίζω

Ερώτηση 9. Πόσο πιστεύετε ότι ο Η/Υ έχει αλλάξει τις ζωές σας;

α) Πολύ β) Αρκετά γ) Λίγο δ) Σχεδόν καθόλου

Ερώτηση 10. Πιστεύετε ότι οι Η/Υ θα εξελιχθούν κι άλλο στο μέλλον;

α) Ναί β) Όχι γ) Δεν γνωρίζω

Ερώτηση 11. Πιστεύετε ότι όλα θα αντικατασταθούν από τους Η/Υ;

α) Ναί β) Όχι γ) Δεν γνωρίζω

Ερώτηση 12. Πόσες γενιές Η/Υ υπάρχουν μέχρι τώρα;

α) μια β) δύο γ) τρείς δ) τέσσερεις ε) πέντε

Ερώτηση 13. Από πότε πιστεύετε ξεκινάει η ιστορία των υπολογιστικών μηχανών

α) Π.Χ β) 20ο αιώνα γ) 21

ο αιώνα

48 2Ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΣΠΑΡΤΗΣ

Α Β Γ Δ Ε ΣΥΝΟΛΑ

1 11 41 - - - 52

2 36 16 - - - 52

3 2 43 7 0 - 52

4 52 0 - - - 52

5 1 1 6 44 - 52

6 18 27 7 0 - 52

7 27 25 - - - 52

8 50 0 2 - - 52

9 36 15 1 0 - 52

10 49 1 2 - - 52

11 28 16 8 - - 52

12 1 8 14 13 16 52

13 11 32 9 - - 52

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ - ΔΙΚΤΥΟΓΡΑΦΙΑ

http://el.wikipedia.org

http://menyalur-kan.blogspot.gr/2013/03/pros-and-cons-of-each-

computer.html

http://www.irantousis.gr/01_TEXNOLOGIA_A!_TAKSIS/04_grapti_ergasia_a/35_

ilektronikos_ipologistis.pdf

http://dsepwiki.wikispaces.com/

http://www.it.uom.gr/project/mycomputer/history/3_4_gen.html

http://1lykkarpen.eyr.sch.gr/polymesa/yg/generation%203.htm