Εισαγωγή στην Πληροφορική Ιστορική αναδρομή Χαράλαμπος Γναρδέλλης ΤΑΥ, ΤΕΙ Δυτικής Ελλάδας

Από την αρχαιότητα μέχρι την πρώτη γενιά Η ιστορία της επεξεργασίας δεδομένων ξεκινά με τον άβακα περίπου το 2200 π.Χ. Από τα σημαντικότερα ευρήματα της αρχαιότητας είναι ο Μηχανισμός των Αντικυθήρων, που θεωρείται ο πρώτος υπολογιστής, σύμφωνα με τις μέχρι τώρα ανακαλύψεις. Χρονολογείται περίπου στον 1ο π.Χ. αιώνα. Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις των ειδικών, θεωρείται ότι πρόκειται για έναν αστρολάβο, ένας μηχανισμός, δηλαδή, για τη μελέτη της κίνησης των πλανητών και των ουρανίων φαινομένων. Η ανάπτυξη κι άλλων μηχανοκίνητων υπολογιστικών συσκευών, παρόμοιων με τον Αστρολάβο (π.χ. ο Μεσολάβος του Ερατοσθένη για επίλυση γεωμετρικών προβλημάτων), αποδεικνύουν το υψηλό επίπεδο τεχνογνωσίας που υπήρχε κατά την αρχαιότητα

Για αρκετά χρόνια δεν σημειώνεται καμιά σημαντική πρόοδος μέχρι το 1613 που εμφανίζεται μια σημαντική καινοτομία από τον John Napier με την κατασκευή των λογαριθμικών στηλών γνωστή ως «Napier’s Bones». Ο Blaise Pascal το 1642 κατασκεύασε μια υπολογιστική μηχανή με δυνατότητα προσθέσεων και αφαιρέσεων. O πολλαπλασιασμός και η διαίρεση επιτεύχθηκε με την επαναλαμβανόμενη εκτέλεση προσθέσεων και αφαιρέσεων. Ο G. Leibnitz το 1673 κατασκεύασε την πρώτη αριθμομηχανή που εκτελούσε και τις τέσσερις βασικές πράξεις ενώ το 1794 ο G.F. Prony κατασκεύασε ένα μηχανικό υπολογιστή τεσσάρων πράξεων ο οποίος υπολόγιζε τους λογαρίθμους από το 1-20.000. To 1820 o T. de Colmar κατασκεύασε μια απλή αριθμομηχανή η οποία επίσης εκτελούσε τις τέσσερις βασικές πράξεις.

Το 1854 ο G. Boole εισήγαγε τις αρχές της Άλγεβρας Boole, η οποία εφαρμόζεται ακόμη, στην αρχιτεκτονική των υπολογιστών. Η Άλγεβρα Boole είναι η υποπεριοχή της άλγεβρας όπου οι τιμές των μεταβλητών είναι οι τιμές αληθείας, αληθές και ψευδές, που αναπαρίστανται με 1 και 0 αντίστοιχα. Το 1890 ο αμερικάνος στατιστικός Herman Hollerith, δημιούργησε έναν μηχανικό πινακοποιητή (tabulating machine) που χρησιμοποιούσε διάτρητες κάρτες για την επεξεργασία απογραφικών δεδομένων. Με αυτό τον τρόπο γινόταν πινακοποίηση στατιστικών αποτελεσμάτων από εκατομμύρια δεδομένα. Λίγα χρόνια αργότερα ο Hollerith, ιδρύει μια εταιρεία κατασκευής υπολογιστικών μηχανών η οποία συνενώθηκε με άλλες παρεμφερείς ώστε το 1924 να προκύψει η γνωστή εταιρεία IBM.

To 1904 κατασκευάζεται η πρώτη λυχνία κενού από τον J. A. Fleming Κατά το χρονικό διάστημα 1936-1938 ο Γερμανός μηχανικός Konrad Zuse κατασκευάζει τον πρώτο μηχανικό υπολογιστή, εφαρμόζοντας τη δυαδική κωδικοποίηση των δεδομένων με τη βοήθεια των ψηφίων 0 και 1. Η υπολογιστική μηχανή που δημιούργησε ονομάστηκε Z1 (περιελάμβανε περίπου 30.000 μεταλλικά μέρη) και μπορούσε να εκτελέσει τις τέσσερις βασικές πράξεις με τη χρήση δυαδικών αριθμών. Τα δεδομένα και οι εντολές διαβιβαζόταν στον υπολογιστή με τη χρήση χάρτινων διάτρητων ταινιών ανάγνωσης. Ο Ζ1 είχε 6 βασικές μονάδες: α) τη μονάδα ελέγχου β)την αριθμητική μονάδα γ) τη μονάδα εισόδου- εξόδου δ) τη μνήμη ε) τον επιλογέα μνήμης και στ) την ταινία ανάγνωσης

Ο Ζ1 ποτέ δεν λειτούργησε ορθά λόγω της ανεπάρκειας της μηχανικής ακρίβειας. Λίγο αργότερα κατασκευάζεται ένα άλλο πρωτότυπο μηχανικού υπολογιστή, το Ζ2. Στο νέο υπολογιστή, τα μηχανικά μέρη της μονάδας ελέγχου και της αριθμητικής μονάδας αντικαταστάθηκαν από ηλεκτρομηχανικούς διακόπτες, τα ρελέ. Οι δύο καταστάσεις σε κάθε διακόπτη (ανοικτός-κλειστός), αντιστοιχούσαν στα ψηφία 0 και 1. Το μεγάλο πλεονέκτημα των διακοπτών ρελέ, ήταν η ταχύτατη εναλλαγή της κατάστασής τους (δέκατα δευτερολέπτου). Δημιουργήθηκαν με αυτό τον τρόπο οι προϋποθέσεις για την έναρξη της συγχρονης εποχής των υπολογιστών. Το 1937 παρουσιάστηκε από τον ερευνητή του Harvard, Howard Aiken o υπολογιστής Mark I ο οποίος τελειοποιήθηκε από τον John von Neumann το 1944.

Υπολογιστές πρώτης γενιάς (1943-1958) Κύριο χαρακτηριστικό των μηχανών πρώτης γενιάς αποτελεί η χρήση λυχνίων κενού για την ανάπτυξη των εσωτερικών τους κυκλωμάτων. Οι υπολογιστές αυτής της κατηγορίας αποθήκευαν τις πληροφορίες εισόδου/εξόδου σε μαγνητικούς πυρήνες οι οποίοι χρησιμοποιούνταν και για την περιφερειακή μνήμη. Οι μονάδες ανάγνωσης που διέθεταν ήταν συσκευές ανάγνωσης διάτρητων καρτών ενώ οι συσκευές εξόδου ήταν συνήθως συσκευές εκτύπωσης αποτελεσμάτων ή συσκευές διάτρησης καρτών.

Ο πρώτος ψηφιακός υπολογιστής κατασκευάστηκε από τον John Atarasoff το 1939. Βασιζόταν στην τεχνολογία λυχνίων κενού και επίλυε μικρά συστήματα εξισώσεων. Στην περίοδο του μεσοπολέμου εμφανίστηκαν οι υπολογιστές Enigma, γερμανικής κατασκευής, που χρησιμοποιούσαν αυτόματο σύστημα κρυπτογράφησης. Η εξέλιξη των υπολογιστικών συστημάτων συνεχίστηκε με την εμφάνιση της μηχανής του Alan Touring (1943). Παρά την απλότητά της η μηχανή Touring μπορούσε να προσαρμοστεί στην προσομοίωση της λογικής οποιουδήποτε αλγορίθμου που αναφέρονταν σε υπολογιστή.

Σημαντικό ρόλο στην εξέλιξη των υπολογιστών διαδραμάτισε η τεχνολογία της ηλεκτρονικής. Η εμφάνιση των ηλεκτρονικών λυχνιών προσέδωσε μεγαλύτερη ταχύτητα στην επεξεργασία δεδομένων από τους ηλεκτρικούς διακόπτες (ρελέ). Το 1946 εμφανίστηκε ο πρώτος μεγάλης κλίμακας επαναπρογραμματιζόμενος ηλεκτρονικός ψηφιακός υπολογιστής, ικανός να επιλύσει ένα πλήρες εύρος υπολογιστικών προβλημάτων, ο ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer). Ο πρώτος ψηφιακός υπολογιστής γενικής χρήσης στον κόσμο. Σχεδιάστηκε υπό την εποπτεία των John Mauchly και του John Eckert.

O ENIAC σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε για την ακριβή σύνταξη των πινάκων καταγραφής της εμβέλειας και της τροχιάς των βολών που πραγματοποιούνταν σε νέα οπλικά συστήματα, στο εργαστήριο βαλλιστικής έρευνας του στρατού των ΗΠΑ κατά τη διάρκεια του Β’ Παγκόσμιου Πολέμου. Το βάρος του ENIAC ήταν περίπου 30 τόνοι, ενώ διέθετε περισσότερες από 18.000 λυχνίες κενού και 1500 διακόπτες (ρελέ). Καταλάμβανε αρκετά τετραγωνικά μέτρα χώρου και κατανάλωνε μεγάλη ηλεκτρική ισχύ κατά τη λειτουργία του. Η διαδικασία της προετοιμασίας του προγραμματισμού του, γινόταν χειρονακτικά και απαιτούσε μεγάλο χρονικό διάστημα. Παρόλα αυτά, ο ENIAC αποτελούσε τον ταχύτερο μέχρι τότε υπολογιστή, εκτελώντας περισσότερες από 5000 πράξεις το δευτερόλεπτο.

Λίγο πριν τον ΕNIAC, το 1944, επινοήθηκε, από την εταιρεία Grace Murray Hopper ο πρώτος μεταγλωττιστής (compiler) για μια γλώσσα προγραμματισμού ηλεκτρονικών υπολογιστών και, προώθησε την ιδέα της λειτουργίας υπολογιστή με γλώσσες προγραμματισμού. Αυτό οδήγησε στην ανάπτυξη της COBOL μια από τις πρώτες γλώσσες προγραμματισμού υψηλού επιπέδου. Πρώτης γενιάς υπολογιστής ήταν και ο υπολογιστής UNIVAC I (UNIVersal Automatic Computer) o οποίος κατασκευάστηκε από τους δημιουργούς του ENIAC (Mauchly και Eckert) και αποτέλεσε, ουσιαστικά, τον πρώτο υπολογιστή που διατέθηκε στην αγορά από την Remington Rand. Στις αρχές τις δεκαετίας του 1950 για την ικανοποίηση των αναγκών της αντιαεροπορικής άμυνας δημιουργήθηκε το πρώτο δίκτυο υπολογιστών SAGE (Semi Automatic Ground Environment) .

Το SAGE ήταν ένα σύστημα από υπολογιστές μεγάλης ισχύος και συναφούς εξοπλισμού, οι οποίοι συντόνιζαν τα δεδομένα από ραντάρ διαφορετικών περιοχών, παράγοντας έτσι μια ενιαία εικόνα του εναέριου χώρου μια μεγάλης περιοχής. Ο πρώτος υπολογιστής που κατασκευάστηκε στην Ευρώπη, ήταν ο CUBA (Calculateur Universal Binaire pour l’ Armement) το 1952. Μια σημαντική εταιρεία στο χώρο των υπολογιστών (ιδρύθηκε το 1888) ήταν η IBM (International Business Machine Corporation) . Η IBM συμμετείχε στην κατασκευή του Mark I και το 1952 κατασκευάζει τον IBM-701, o πρώτος υπολογιστής μεγάλης κλίμακας ο οποίος βασιζόταν στις λυχνίες κενού. Παράλληλα αναπτύσσει τη γλώσσα FORTRAN, η οποία έμελε να εξελιχθεί σε μια από τις πιο διαδεδομένες γλώσσες προγραμματισμού Το 1959 κατασκευάζει τον IBM 7090 που βασιζόταν αποκλειστικά στη χρήση τρανζίστορ (229.000 υπολογισμούς/δευτερόλεπτο).

Υπολογιστές δεύτερης γενιάς (1959-1964) Η δεύτερη γενιά υπολογιστών χαρακτηρίζεται από την αντικατάσταση των λυχνιών με τρανζίστορ (διάταξη ημιαγωγών η οποία ρυθμίζει τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος). To πρώτο τρανζίστορ κατασκευάστηκε το 1947 από τους John Bardeen, Walter Brattain και William Shockley (βραβείο Νόμπελ το 1956). Η εισαγωγή των τρανζίστορ άλλαξε τη λογική σχεδιασμού των υπολογιστών, προσφέροντας σημαντική αύξηση της ταχύτητας με ταυτόχρονη ελάττωση της απαιτούμενης ενέργειας και ελάττωση του όγκου των μηχανών. Το 1956 κατασκευάζεται μια έκδοση του UNIVAC με τρανζίστορ και το 1958 η μηχανή GAMMA 60, από την εταιρεία Bull (ο πρώτος multitasking υπολογιστής).

Ο PDP-1 ήταν ο πρώτος μικρού μεγέθους υπολογιστής που κατασκευάστηκε το 1961 με ιδιαίτερη εμπορική επιτυχία. Έπειτα από την κατασκευή του υπολογιστή PDP-1 άρχισαν να εμφανίζονται διάφορες πρωτότυπες λύσεις για συσκευές με πλέον χαρακτηριστική τη δημιουργία οθόνης (monitor) σε μορφή αρκετά κοντινή με τη σημερινή. Ο IBM-7094 ήταν ένας υπολογιστής δεύτερης γενιάς, ο οποίος σχεδιάστηκε το 1959 για επιστημονικές και τεχνολογικές εφαρμογές μεγάλης κλίμακας, διέθετε τρανζίστορ και ήταν ο ταχύτερος υπολογιστής της εποχής του (με κόστος μερικά εκατομμύρια δολάρια). Οι εταιρείες άρχισαν πλέον να κατασκευάζουν υπολογιστές και να τους διαθέτουν στην αγορά με αρκετή επιτυχία. Το 1964 η ΙΒΜ ανακοινώνει την κατασκευή του IBM System 360 (υπολογιστής τρίτης γενιάς) και ο Douglas Engelbart, σχεδιάζει το πρώτο ποντίκι υπολογιστή.

Υπολογιστές τρίτης γενιάς (1965-1970) Η τρίτης γενιά υπολογιστών χαρακτηρίζεται από τη μερική αντικατάσταση των τρανζίστορ και των άλλων ηλεκτρονικών στοιχείων από τα ολοκληρωμένα κυκλώματα (Large Scale Integration, LSI). Επίσης χαρακτηρίζεται από την κατασκευή κεντρικών μνημών από μαγνητικούς δακτυλίους. Η χρήση των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων έδωσε νέες δυνατότητες στους κατασκευαστές, τέτοιες ώστε, να χαρακτηριστεί ως επανάσταση στην τεχνολογία των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Στα συστήματα τρίτης γενιάς αναπτύχθηκε σημαντικά η τεχνολογία μαγνητικών δίσκων που αντικατέστησε τις μονάδες μαγνητικής ταινίας. Επίσης χρησιμοποιήθηκαν για πρώτη φορά το πληκτρολόγιο και η οθόνη (ως συσκευές εισόδου/ εξόδου, σε αντικατάσταση της διάτρησης καρτών). Συστήματα αυτού του τύπου ήταν ο IBM System 360 με δικό του λειτουργικό σύστημα και τα μοντέλα 3600 και 6600 της CDC. O 6600 ήταν ο ισχυρότερος υπολογιστής μέχρι το 1975.

Η σειρά υπολογιστών ΙΒΜ 360 (σε εμπορικές και επιστημονικές εφαρμογές) χρησιμοποιούσε ολοκληρωμένα κυκλώματα και ήταν η πρώτη σειρά υπολογιστών που διέθετε λειτουργικό σύστημα . Παράλληλα έχουμε και την εμφάνιση μικρού μεγέθους υπολογιστών με χαμηλό κόστος για εμπορικές εφαρμογές μικρών επιχειρήσεων. Η εποχή της τρίτης γενιάς χαρακτηρίζεται από την μεγάλη ανάπτυξη του λογισμικού (software). Αναπτύσσονται και βελτιώνονται οι γλώσσες προγραμματισμού υψηλού επιπέδου Cobol, Algol, Fortran και όλοι οι υπολογιστές έχουν λειτουργικά συστήματα. Η τρίτη γενιά κλείνει ουσιαστικά με την κατασκευή του πρώτου υπερ-υπολογιστή Cray CDC 7600 το 1967.

Στην Ελλάδα ο πρώτος υπολογιστής εγκαταστάθηκε από την Εθνική Τράπεζα της Ελλάδας το 1959. Πρόκειται για έναν υπολογιστή ΙΒΜ 650. ενώ μέχρι το τέλος του 1963 είχαν εγκατασταθεί συνολικά 6 υπολογιστές. Το 1964 εγκαταστάθηκε στη Φυσικομαθηματική Σχολή του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου της Θεσσαλονίκης ο υπολογιστής IBM 1620. Ανήκει στη δεύτερη γενιά υπολογιστών. Η γλώσσα προγραμματισμού που χρησιμοποιούνταν για την επεξεργασία των δεδομένων του ήταν η FORTRAN. To 1967 εγκαταστάθηκε ο υπολογιστής CDC 3300, με τον οποίο συνδέθηκε το Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο και το Πανεπιστήμιο Πατρών μέσω τηλεφωνικών γραμμών

Υπολογιστές τέταρτης γενιάς (1971 – σήμερα) Υπολογιστές τέταρτης γενιάς (1971 – σήμερα) Η ραγδαία εξέλιξη της τεχνολογίας καθιστούν δυσδιάκριτο το διαχωρισμό των υπολογιστών τρίτης και τέταρτης γενιάς. Η διάκριση γίνεται με βάση την ταχύτητα του επεξεργαστή, το μέγεθος της μνήμης και την πολυπλοκότητα των προγραμμάτων που χρησιμοποιούν. Η τέταρτη γενιά υπολογιστών που ξεκινά περίπου το 1971 χρησιμοποιούν για τη λειτουργία τους ολοκληρωμένα κυκλώματα πολύ μεγάλης κλίμακας (Very Large Scale Integration, VLSI) με δυνατότητες εκτέλεσης εκατομμυρίων πράξεων το δευτερόλεπτο. Το πιο βασικό χαρακτηριστικό αυτής της γενιάς είναι η δημιουργία του πρώτου προσωπικού υπολογιστή που χρησιμοποιεί μικροεπεξεργαστή (microprocessor). Η κεντρική μνήμη αποτελείται από κυκλώματα ημι-αγωγών ενώ οι περιφερειακές μονάδες εφαρμόζουν πολλά από τα επιτεύγματα της νέας τεχνολογίας.

Συνοπτικά οι υπολογιστές αυτής της γενιάς διαθέτουν τα εξής χαρακτηριστικά: α) Βασίζονται σε συστήματα μικροεπεξεργαστών β)Είναι πολύ μικροί σε μέγεθος γ) Είναι αρκετά φθηνότεροι σε σχέση με τους υπολογιστές των προηγούμενων γενεών δ) Είναι φορητοί και αξιόπιστοι ε) Διαθέτουν συστήματα ψύξης στ)Χρειάζονται ελάχιστη συντήρηση ζ) Είναι εύχρηστοι, με γραφικό περιβάλλον διεπαφής η) Δικτυώνονται και επικοινωνούν με άλλους υπολογιστές θ) Εκτελούν αρκετά προγράμματα ταυτόχρονα

Ο πιο αντιπροσωπευτικός υπολογιστής τέταρτης γενιάς ήταν ο προσωπικός υπολογιστής (PC) της IBM (κυκλοφόρησε το 1981). Είχε επεξεργαστή Intel 8088, με αρχιτεκτονική 8 bit και κύρια μνήμη 16 Kb επεκτάσιμη στα 256 Kb. Είχε ασπρόμαυρη οθόνη και διέθετε έναν ή δυο οδηγούς δισκέτας 5,25 ιντσών 160 Κb. Η εταιρεία IBM παρουσίασε και άλλα βελτιωμένα μοντέλα όπως IBM XT και IBM AT, με μεγάλη εμπορική επιτυχία. Στη συνέχεια άλλες εταιρείες κατασκεύασαν απομιμήσεις των υπολογιστών της IBM τους λεγόμενους «συμβατούς IBM» με μεγάλη εμπορική επιτυχία. Έτσι καθιερώθηκε μια συγκεκριμένη αρχιτεκτονική στους προσωπικούς υπολογιστές με επεξεργαστές Intel.

Η συμβατότητα των προσωπικών υπολογιστών με την αρχιτεκτονική της IBM συνέβαλε στην ανάπτυξη και την διάθεση νέων μοντέλων περιφερειακών συσκευών οι οποίες μπορούσαν να συνδεθούν με όλους τους “συμβατούς” ανεξαρτήτως μάρκας. Ο προσωπικός υπολογιστής απέκτησε σχεδόν τη σημερινή του μορφή, καθώς αποτελούνταν από τον οδηγό δισκέττας ή τον οδηγό οπτικού δίσκου, το σκληρό δίσκο μεγάλης χωρητικότητας, την οθόνη και διάφορες περιφερειακές συσκευές. Από από ένα απρόσιτο και δύσχρηστο εργαλείο για επιστήμονες και ερευνητές έγινε πλέον ένα απαραίτητο εργαλείο, εύκολο στη χρήση, που μπορούσε να αποκτηθεί από οποιονδήποτε λόγω της προσιτής τιμής αγοράς του. Η αλματώδης αύξηση της δημιουργίας και διάθεσης νέων προγραμμάτων που κάλυπταν νέα αντικείμενα, προσέλκυε αρκετούς απλούς χρήστες, διευρύνοντας τις κατηγορίες τους.

Οι κεντρικοί επεξεργαστές (CPU) σήμερα διαθέτουν: Από το 1981 η ανάπτυξη των υπολογιστών είναι συνεχής. Οι κεντρικοί επεξεργαστές (CPU) σήμερα διαθέτουν: μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια τρανζίστορ και εκτελούν περίπου 10 δισεκατομμύρια πράξεις το δευτερόλεπτο επικοινωνούν με διαύλους μεταφοράς δεδομένων (buses) των 128 bits τουλάχιστον η κεντρική μνήμη (RAM) τους είναι της τάξεως μερικών GB. Σημαντικό ρόλο στην εξέλιξη των ηλεκτρονικών υπολογιστών διαδραμάτισαν οι βελτιώσεις της τεχνολογίας των μικροεπεξεργαστών. Από τις αρχές τις δεκαετίας του 90, η εμφάνιση και η ανάπτυξη του Διαδικτύου (Internet) επέφερε μια πραγματική επανάσταση στο χώρο της Πληροφορικής όπως και στην ίδια την κοινωνία.

Υπολογιστές πέμπτης γενιάς Πρόκειται για την τελευταία γενιά υπολογιστών που χαρακτηρίζεται από την ανάπτυξη λειτουργιών δικτυακής διασύνδεσης και παράλληλης επεξεργασίας. Στη σύγχρονη εποχή, ο σχεδιασμός συστημάτων εστιάζει περισσότερο σε ζητήματα που αφορούν τη δημιουργία υπολογιστών με «ανθρώπινη συμπεριφορά» στο επίπεδο του υλικού (hardware) οι οποίοι συνδυάζονται ανάλογα με εξελιγμένα συστήματα λογισμικού. Τα βασικά ζητήματα που αφορούν τους υπολογιστές πέμπτης γενιάς είναι: Η βελτίωση της επικοινωνίας ανθρώπου-μηχανής Η ανάπτυξη συστημάτων τεχνητής νοημοσύνης Η βελτίωση και η αναβάθμιση του υλικού

Η βελτίωση της επικοινωνίας ανθρώπου-μηχανής Αποσκοπεί στη δημιουργία απλών, εύχρηστων και λειτουργικών περιβαλλόντων διεπαφής, σε συνδυασμό με άλλες παρεχόμενες δυνατότητες επικοινωνίας (π.χ. με τη φωνή). Η συνεχής βελτίωση της σχέσης αυτής, αποτελεί ζητούμενο στη σύγχρονη πληροφορική και τεχνολογία

Η ανάπτυξη συστημάτων τεχνητής νοημοσύνης Πρόκειται για σύγχρονα λογισμικά που λειτουργούν με ευφυή τρόπο. Τα υπολογιστικά συστήματα που χρησιμοποιούν τα λογισμικά αυτά μπορούν να «αποφασίζουν» μόνα τους και να οδηγούνται σε συμπεράσματα αξιοποιώντας την υπάρχουσα αποθηκευμένη πληροφορία. Οι τρεις βασικοί τομείς λογισμικών τεχνητής νοημοσύνης είναι: Τα Νευρωνικά δίκτυα Τα ασαφή συστήματα Οι Γενετικοί Αλγόριθμοι

Η βελτίωση και αναβάθμιση του υλικού Η βελτίωση της ταχύτητας επεξεργασίας των δεδομένων και η βελτίωση της ποιότητας των παραγόμενων αποτελεσμάτων είναι συνάρτηση της αρχιτεκτονικής δομής της κεντρικής μονάδας επεξεργασίας. Στους υπολογιστές πέμπτης γενιάς οι προσπάθειες αυτές εστιάζουν στη λειτουργία υπολογιστών που θα στηρίζονται στις αρχές της κβαντομηχανικής. Η προσπάθεια αυτή έδειξε ότι οι κβαντικοί υπολογιστές λειτουργούν με τεράστιες ταχύτητες συγκριτικά με τους σημερινούς συμβατικούς υπολογιστές και μπορούν να διαχειρίζονται και να επεξεργάζονται τεράστιο όγκο δεδομένων

Χρονικές περίοδοι ανάπτυξης των υπολογιστών Υπολογιστές πρώτης γενιάς (1943-1958) Κύριο χαρακτηριστικό των μηχανών πρώτης γενιάς αποτελεί η χρήση λυχνίων κενού. Υπολογιστές δεύτερης γενιάς (1959-1964) Η δεύτερη γενιά υπολογιστών χαρακτηρίζεται από την αντικατάσταση των λυχνιών με τρανζίστορ. Υπολογιστές τρίτης γενιάς (1965-1970) Η τρίτης γενιά χαρακτηρίζεται από την αντικατάσταση των τρανζίστορ με ολοκληρωμένα κυκλώματα Υπολογιστές τέταρτης γενιάς (1971 – σήμερα) Η τέταρτη γενιά υπολογιστών χρησιμοποιούν για τη λειτουργία τους ολοκληρωμένα κυκλώματα πολύ μεγάλης κλίμακας. Δημιουργία του πρώτου προσωπικού υπολογιστή

Χαρακτηριστικά υπολογιστικών συστημάτων Η ταχύτητα επεξεργασίας Πρόκειται για την ταχύτητα απόκρισης του υπολογιστή στις απαιτήσεις του χρήστη. Οι μνήμες Αποτελούν τα ηλεκτρονικά κυκλώματα που χρησιμεύουν για την αποθήκευση προσωρινή ή μόνιμη της πληροφορίας Τα σφάλματα Χωρίζονται σε σφάλματα που οφείλονται σε προγραμματιστικά λάθη και σε αυτά που οφείλονται στην τεχνολογία που εφαρμόζεται Ο προγραμματισμός Είναι η διαδικασία που στοχεύει στο μετασχηματισμό ενός προβλήματος σε μορφή αποδεκτή από τον υπολογιστή

Πληροφορική η επιστήμη των υπολογιστών Η Πληροφορική είναι η επιστήμη η οποία ερευνά τη συλλογή, κωδικοποίηση, αποθήκευση, επεξεργασία και τη διανομή δεδομένων και πληροφοριών, με τη βοήθεια υπολογιστικών συστημάτων. Εξετάζει την αυτοματοποίηση αλγοριθμικών διαδικασιών, καθώς και τη σχεδίαση κατάλληλων συσκευών και συστημάτων που υλοποιούν αυτές τις διαδικασίες. Πρόκειται για ένα αυτόνομο γνωστικό αντικείμενο με ευρύ διεπιστημονικό χαρακτήρα που επηρεάζει σχεδόν όλους τους επιστημονικούς κλάδους. Αναφέρεται και ως Επιστήμη των Υπολογιστών και καθορίζει σε μεγάλο βαθμό τον τρόπο αντιμετώπισης προβλημάτων της σύγχρονης καθημερινότητας, όπως την εκπαίδευση, την υγεία, την επικοινωνία, την κοινωνική δικτύωση, την ασφάλεια τις συναλλαγές, το εμπόριο, τις τέχνες κ.λπ.