UNIVERZITET U SARAJEVU

FAKULTET ZA SAOBRAĆAJ I KOMUNIKACIJE

SEMINARSKI RAD IZ PREDMETA:

Računarstvo i informatika

Tema rada: Historijat računara

Sarajevo (oktobar,2014)

Predmetni nastavnik: Doc. Dr. Jasmina Baraković Husić

Asistent: Ass. Ermin Muharemović

Student: Emir Ćatović

Broj indeksa:

Usmjerenje: Poštanske tehnologije

Godina studija: Prva (I)

Rezultat rada:

Sadržaj

Uvod..................................................................................................................................3

1.Historijski razvoj računara.........................................................................................4

1.1 Prahistorija računara....................................................................................4

1.2 Generacijski razvoj računara.......................................................................7

1.2.1 Prva generacija računara...............................................................7

1.2.2 Druga generacija računara............................................................9

1.2.3 Treća generacija računara...........................................................10

1.2.4 Četvrta generacija računara........................................................12

1.2.5 Peta generacija računara..............................................................13

Zaključak........................................................................................................................14

Literatura.......................................................................................................................14

2

Uvod

Zbog potrebe za računanjem, javljaju se razna pomagala za računanje. Kao rezultat te potrebe javljaju se mašine koje omogućavaju ljudima lakše izvršavanje različitih funkcija. Te mašine se nazivaju računari. U sve većoj želji da kontroliramo sopstvenu sudbinu, mi ne želimo samo shvatiti današnju tehnologiju nego i proviriti u prošlost da bismo mogli prepoznati elemente koji će nam biti korisni za budućnost tehnologije. Kao i svaka historija, i historija razvoja računara ima svoju prahistoriju, tj. pojavi savremenih računara prethodili su mnogi pokušaji da se napravi nekakva mašina sposobna da izvodi jednostavnije ili složenije računske operacije. Otkriće paralela i analogija prahistorije i moderne tehnologije može obezbijediti osnove za razvoj standarda, po kojima možemo ocijeniti izvodljivost ili neizvodljivost date aktivnosti.

Od pojave prvih računara prošlo je nešto više od pola stoljeća, ali su promjene koje su ovi elektronski uređaji doživjeli tokom godina, nesumnjivo ogromne i na momente, nevjerovatne. Ako znamo da su računari pedestih godina prošlog vijeka težili više tona i zauzimali nekoliko prostorija, dok danas neuporedivo veću procesorsku snagu milioni ljudi, svakodnevno nose u džepu, jasno je da je učinjen ogroman napredak.

Ako bi se govorilo o jedinstvenoj klasifikaciji razvoja računara, odnosno računarske tehnologije moglo bi se reći da takva jedinstvena klasifikacija ne postoji. Ipak po određenim kriterijima razvoj se može klasifikovati u nekoliko generacija, tačnije u pet generacija koje će pobliže biti objašnjene u daljem tekstu.

3

1. Historijski razvoj računara1.1 Prahistorija računara

Abacus je najstarije poznato sredstvo za računanje, starosti od oko 2500 godina koje se koristilo u ranijim civilizacijama. I danas se koristi u nekim azijskim kulturama. U 17. stoljeću se javlja prvi oblik mehaničkog, automatskog uređaja koji je izgubljen, a sastavio ga je Wilhelm Shickard. Nekoliko godina poslije (tačnije 1642. godine) Blaise Pascal je konstruirao mašinu koja je mogla izvoditi operacije sabiranja i oduzimanja (Slika 1.1). On je tada imao 19 godina, a spomenuti poduhvat je izveo da bi pomogao svom ocu koji je imao zanimanje poreznika. Tek krajem 17. stoljeća javlja se mašina (Slika 1.2) koja je mogla izvoditi sve četiri računske operacije, a konstruirao ju je Wilhem Leibniz. I ova mašina nije donijela nikakvu inovaciju, ali predstavlja ekvivalent današnjeg kalkulatora.

Slika 1.1

Slika 1.2

4

Narednih 150 godina ništa se nije dešavalo na ovom polju, sve dok profesor matematike na Univerzitetu u Kembridžu Čarls Bebidž(1792-1871), nije izumio diferencijalnu mašinu (Slika 1.3). Ova, također mehanička, mašina je mogla samo da sabira i oduzima, a koristila se u svrhu proračuna tablica u navigaciji. Novost ove mašine predstavljena je u rješenju izlaza. Rezultati su unošeni na bakarnu ploču pomoću čeličnih kalupa. Ovaj metod je nagovijestio kasniju upotrebu optičkih diskova.

Slika 1.3Mada je diferencijalna mašina radila prilično dobro, Bebidž se nije zadovoljavao računskim sredstvom koje je moglo da izvršava samo jedan algoritam. Ubrzo je počeo da troši, za ono vrijeme, sve veće i veće sume sopstvenog kao i veliku svotu vladinog novca, na projekat i konstrukciju nasljednika diferencijalne mašine kojeg je nazvao analitička mašina (Slika 1.4). Analitička mašina se može smatrati prvim mehaničkim programskim računarom. Sastojala se od četiri dijela: memorije, jedinice za izračunavanje i ulazne i izlazne jedinice zasnovane na principu bušene kartice. Memorija je bila kapaciteta od 1000 riječi od po 50 decimalnih cifara i služila je za pohranjivanje promjenjljivih i rezultata. Velika prednost u odnosu na diferencijalnu mašinu, analitička mašina je bila općenamjenska.Funkcije su se čitale sa kartica, i izvršavale. Upisivanje različitih programa na bušene kartice je omogućavalo različita izračunavanja.

Slika 1.45

Kako su sva pomenuta sredstva bila mehanička, za praktične početke razvoja električnih računara uzimaju se tridesete i četrdesete godine XX vijeka. Prvi veliki korak u razvoju ovih mašina načinio je njemački student Konrad Zuse. Atansovljeva mašina je bila jako napredna za ono vrijeme. Koristila je binarnu aritmetiku i imala je kondenzatore kao memorijske elemente koji su se povremeno osvježavali radi sprečavanja curenja naelektrisanja. Savremeni RAM čipovi rade upravo na ovom principu. Hovard Aiken, vršeći složena izračunavanja u svom doktoratu na Harvardu, odlučio je da napravi mašinu opšte namjene na bazi releja umjesto mehaničkih zubčanika koje je koristio Bebidž. Njegova prva mašina, Mark I (Slika 1.5), završena je 1944. godine na Harvardu. Imala je 72 riječi memorije od po 23 decimale, i ciklus instrukcije od šest sekundi. Upravo kada je Hovard završio svoju drugu mašinu Mark II, elektromagnetni releji su bili prevaziđeni i počela je era elektronike, era elektronskih digitalnih računara.

Slika 1.5

Historija elektronskih digitalnih računara dijeli se u nekoliko generacija. Vremenske periode tokom kojih su pojedine generacije trajale treba uzeti samo orjentaciono, jer različiti autori navode različite podatke. Iz razloga što su pojedine generacije korištene i poslije nastanka nove generacije računara, teško je povući preciznu granicu.

6

1.2 Genercijski razvoj računara1.2.1 Prva generacija računara (1946.-1959.)

Motivi za ubrzani rad na elektronskim računarima bio je Drugi svjetski rat. Podatci o kretanju slati su bili iz Berlina putem radio veze. Naravno te poruke su se mogle prisluškivati ali problem je bio što su bile šifrirane putem uređaja ENIGMA (Slika 1.6). Konstruktor ove mašine je bio bivši presjednik Tomas Džeferson. Poruke su bile šifrirane uređajem ENIGMA i kao takve su slate, međutim tu se javlja problem jer je za dešifrovanje tih poruka bilo potrebno izvršiti veliko izračunavanje što dovodi i do novog izuma. Izum koji su koristili za dešifriranje poruka zvao se COLOSSUS (Slika 1.7). U projektovanju ove mašine učestovao je i poznati engleski matematičar Alen Tjuring. Ova mašina proradila je 1943. godine i čuvana je u strogoj tajnosti. COLOSSUS nije uticao na razvoj drugih računara, ali je ipak to bio prvi elektornski računar. Slika 1.6 Naučnik Mokli je dao prijedlog za pravljenje novog računara koji je prihvaćen 1943. godine, te je sa svojim postdiplomcem Ekertom počeo realizovati ideju zvanu ENIAC (Electronic Numeral Integrator and Computer) (Slika 1.8). Ova mašina se sastojala od 18000 vakumskih cijevi i 1500 releja. ENIAC je bio težak 30 tona i zauzimao je površinu odbojkaškog igrališta. Kvario se u prosjeku svakih sedam minuta. Mašina je završena 1946., kada je već bilo prekasno da se primjeni u svrhe za koje je bila namjenjena.

Slika 1.7 Slika 1.8

Prvi naredni računar koji je proradio 1949. godine bio je EDSAC (Slika 1.9) izrađen na Univerzitetu Kembridž u Velikoj Britaniji. Njegov konstruktor bio je Moris Vilks. Ovaj računar je značajan iz razloga što je bio jedini računar sa zapamćenim programom. Slijedili su JOHNIAC napravljen u firni

Rand Korporation, ILLIAC napravljen na Univerzitetu Ilinoisu, MANIAC iz Los Alamos Laboratory i WEIZAC sa Vajcmanovog instituta u Izraelu.

7

Ekert i Mokli su počeli da rade na narednom računaru EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer), ali je taj projekat bio fatalno ugrožen kada su njih dvojica napustila Univerzitet u Pensilvaniji radi osnivanja kompanije u Filadelfiji. U međuvremenu, jedan od učesnika ENIAC projekta, John von Neumann je otišao na Prinstonov Institut za napredne studije da bi radio na sopstvenoj verziji EDVAC-a, koju je nazvao IAS mašina. U vrijeme kada je počeo da se bavi računarima von Nojman je bio jedan od najvećih matematičara toga doba. Za njega kažu da je bio genije kalibra Leonarda da Vinčija. Govorio je više jezika, bio je stručnjak za fizikui matematiku i mogao je da se prisjeti svega što je ikada čuo, vidjeo ili pročitao. Von Nojman je zaključio da je programiranje računara pomoću velikog broja prekidača i kablova sporo i teško, i da je bolje program predstaviti u digitalnom obliku u memoriji računara. Njegov arhitekturni princip, poznat kao Von Nojmanova mašina, primjenjen je kod prvog računara sa zapamćenim programom EDSAC, i još uvek je osnova za gotovo sve računare i do današnjih dana.

Slika 1.9

Ova arhitektura, kao i IAS mašina koju je Fon Nojman izradio u saradnji s Hermanom Goldštajnom, imala je ogroman uticaj na dalji razvoj računara.Preteča savremena CPU (Central processing Unit) bio je interne 40-bitni akumulator. Za vrijeme svih ovih inovacija IBM je bio mala kompanija za proizvodnju bušača kartica i za mehaničko sortiranje kartica. Oni su 1953. godine proizveli svoj prvi računar 701. To je bila prva u seriji mašina koje će kroz deset godina postati dominantni na tržištu. Tri godine kasnije proizveden je 704, a 1958. godine proizveden je posljednji računar sa vakumskim cijevima- mašina sa oznakom 709.

1.2.2 Druga generacija računara (1959 – 1964)

1948. godina donosi taj revolucionarni pomak. Naime, te godine su trojica stručnjaka, koji su radili za Bell Laboratories, Bardin (John Bardeen), Bretejn (Walter Brattain) i Šokli (William Shockley) izumili tranzistor, za šta su 1956. godine dobili Nobelovu

8

nagradu za fiziku. Za samo desetak godina tranzistori su napravili revoluciju u računarskoj industriji, tako da su do kraja pedesetih vakumske cijevi potpuno izbačene iz upotrebe, bar što se proizvodnje računara tiče. Značajno su smanjene dimenzije računara kao i potrošnja, dok su brzina i pouzdanost rada znatno povećane.

Prvi tranzistorizovan računar napravljen je u Linkolnovoj laboratorijina MIT-u. To je bila 16-bitna mašina poput Whirlwind I. Nazvan je TX-0(Transistorized eXperimental computer 0) a namijenjen je bio samo kao uređaj za testiranje jače mašine TX-2. TX-2 nije predstavljao bogznašta, ali je jedan od inžinjera koji je radio u laboratoriji, Kenet Olsen, 1957. godine formirao kasnije čuvenu kompaniju DEC i proizvodio komercijalne računare nalik na TX-0. To se događalo četiri godine prije pojave PDP-1 računara, prije svega jer su glavni dioničari kompanije DEC smatrali da još ne postoji tržište računara. Stoga je ova kompanija u početku uglavnom proizvodila mala štampana kola. PDP1 se pojavio 1961.godine i imao je upola slabije performanse od IBM 7090, nasljednika IBM 709 i najbržeg računara tog doba. Međutim PDP1 je koštao 120,000$, dok je IBM 7090 koštao milione dolara. Ovom serijom je započela proizvodnja miniračunara. Nekoliko godina kasnije Dec je izbacio PDP8 koji je 1-bitna mašina koja je košta sve 16000$. Glavna odlika ovog računara je bila jedinstvena magistrala zvana omnibus, te je ovaj princip prihvaćen kod svih miniračunara, a DEC je prodao oko 50 hiljada primjeraka. IBM firma je prozivodila poslovno orijentisane mašine oznake 1401, te je dostigla vrhunac zarade. Godine 1964 novoosnovana firma CDC proizvela je novi model 6600 koja je za red veličine bila brža od tada moćnog IBM 7094. Joše jedan računar iz ove generacije vrijedan spomena je Burroughs B5000 koji je imao izražen softverski sistem za prevod jezika.

Slika 1.10

1.2.3 Treća generacija računara(1965-1970/80)

Prva inovacija treće generacije računara jeste pojava MSI(Medium Scale of Integration) (Slika 1.11) kola koja su dozvoljavala da nekoliko tranzistora bude na jednom čipu.

9

1971 godine dolazi do proizvodnje integrisanih kola velikog stepena integriranosti sa više stotina tranzistora na jednom čipu.

Slika 1.11

Zahvaljujući ovim pronalascima računari su postali manji i brži. U vrijeme treće generacije se javlja veliki problem u vodećoj firmi IBM. Razlog tome su dva modela 7094 i 1401 koja nisu bila kompaktibilna, jer su imali različite namjene. Novi proizvod IBM Sytem/360 (Slika 1.12) je bio sinteza dva pređašnja uspjeha, zasnovan na integrisanim kolima, projektovan i za naučnu i za poslovnu upotrebu.

Slika 1.12

Također je i načinjen veliki pomak u proizvodnji miniračunara kada je DEC proizveoPDP-11, 16-bitnog nasljednika PDP-8. Zbog izuzetno povoljnog odnosa cijene/performanse ovaj računar je doživo veliku uspjeh.

10

Ovu generaciju računara uopćeno odlikuje pojava koncepta keš memorije i virtuelnememorije kao i koncept dijeljenja procesorskog vremena. U ovom razdoblju se pojavio i prvi mikroprocesor (1971) što će imati velikog značaja za razvoj računarske tehnike. U 11 ovom razdoblju je inapravljen i prvi super računar Cray-1( Slika 1.13).

Slika 1.13

1.2.4 Četvrta generacija računara (1980-)

Glavna odlika ove generacije računara jeste mogućnost da svaki pojedinac ima sopstveni računar, a do toga je dovela konkurencija i sve niža cijena računara. Računari

11

su se mogli koristiti u različite svrhe, a na to je utjecalo veličina, preformanse i oblasti primjene računara.

Najnižu klasu čine personalni računari. To su stone mašine zasnovane na mikroprocesorima, tj. procesorima izvedenim na jednom čipu, a obično su namjenjene samo jednoj osobi za korišćenje u kancelariji,u edukaciji ili za kućnu upotrebu.

Miniračunari se koriste u realnom vremenu za kontrolu vazdušnog saobraćaja ili kontrolu fabrika.Supermini računari je u suštini veoma veliki računar zasnovan na 32-bitnom procesoru sa nekoliko desetina MB memorije.

Stvarna razlika između supermini računara i velikog računara je u ulazno-izlaznimmogućnostima i aplikacijama koji se koriste.

Na vrhu se nalaze superračunari. Ove mašine su napravlje tako da se maksimizira broj FLOPS-ova (Floating Point operations Per Second). Sve ispod 1giglaflops se ne može smatrati superračunarom. Imaju visoko postavljenu arhitekturu radi postizanja brzina, a efikasni su samo kada se primjenjuju na mali opseg poslova.

1.2.5 Peta generacija računara

Peta generacija računara je u povoju i razvija se tokom osamdesetih i devedesetih godina.

12

Nju odlikuje masovni paralelizam, kao i proizvodnja računara koji su orijentisani određeni problemima. Takođe je karakteristična  pojava  RISC  arhitektura (Reduced Instruction SetComputer). Ovi računari imaju mali broj instrukcija koje izvršavaju  jednostavnu obradu, ali se zato uglavnom sve izvršavaju u toku jednog taktnog intervala, za razliku od uobičajenih CISC mašina (Complex Instruction Set Computer) koje imaju veliki broj instrukcije, od kojih su mnoge prilično "moćne" ali za svoje izvršenje zahtijevaju veći broj taktnih intervala. Mada su RISC mašine počele svoj život na tržištu, nije izvjesno kada će ova generacija (i hoće li u potpunosti) zamjeniti postojeću generaciju računara.

Zaključak

Prateći razvoj čovječanstva od davnina do danas, ljudska potreba za napredovanjem se povećavala sve više i više. Tražile su se nove stvari i izumi koji bi čovjeku olakšavale

13

život na razne načine. Tako se izumio i računar koji je dosta doprinio potrebama čovjeka u mnogim aspektima života. Od Abakusa do dana današnjeg veliki broj promjena se dogodio pri razvoju ove grane tehnologije, te je ova grana svakoj drugoj grani nauke dala neke osnove za njihove razvoje.

Savremeni život je teško zamisliti bez računara, jer je računar danas u svakodnevnoj upotrebi za razne stvari. Uz pomoć računara znatno je napredovala komunikacija, edukacija, poslovanje i još mnogo toga. Razvijanjem sposobnosti korišćenja računara i samog njegovog razvijanja bi nam u nekom budućem vremenu mogao donijeti oblik života koji je dosta unapređeniji od ovdašnjeg.

Smatram da je stvaranje i razvoj ovog mehanizma bilo veoma nužno za razvoj mnogih drugih grana i nauka. Računar je nastao iz čovjekove potrebe, a i danas služi kao olakšanje za mnoge potrebe čovjeka.

Literatura

OSNOVI INFORMATIKE za srednje škole:

14

Muhamed Sarajlić, Dženana Đonko, Sead Šabeta

Osnovi praktične informatike: Edin Osmanbegović, dipl.ing.el.Mehmed Latifagić, dipl.ing.el.

http://www.zbrdazdola.com/infobible/infobible/ razvoj_racunala_kroz_povijest.htm

http://predavanja.blogger.ba/arhiva/2007/02/14/714443

http://bs.wikipedia.org/wiki/Ra%C4%8Dunar

http://poincare.matf.bg.ac.rs/~jelenagr/1d/istorijaJHP.pdf

15