Историја рачунара

Из Википедије, слободне енциклопедије
Иди на навигацију Иди на претрагу

Историја рачунара је дужа од историје рачунарског хардвера и модерних рачунарских технологија и укључује историју метода које су биле намењене оловци и папиру или табли и креди.[1][2]

19. век[уреди]

Диференцијална и аналитичка машина за рачунање, Кембриџ, 1938

За зачетника информатике сматра се Британац Чарлс Бебиџ. Он је измислио диференцијалну и аналитичку машину за рачунање. Диференцијална машина је замишљена за рачунање четири аритметичке радње: сабирање, одузимање, множење и дељење. Аналитичка машина је заправо претеча данашњег рачунара, замишљена за налажење решења било ког математичког израза, за који знамо редослед операција помоћу којих тај израз може бити решен (данас скуп операција одређеног редоследа називамо алгоритам).[3][4]

Први програмер је заправо била жена - Ада Бајрон Лавлејс. Ада је била инспирисана Бебиџовим радом и вероватно је прва особа која је проникла у невероватне могућности Бебиџове аналитичке машине. Написала је рад о Бебиџовој „Аналитичкој машини“ који се сматра првим текстом који описује процес данас познат као компјутерско програмирање. Она је предвидела и да ће аналитичке машине служити за компоновање музике, додуше за то ће бити потребно да протекне читав један век.

Рани 20. век[уреди]

Ален Тјуринг је још једна карика у ланцу захваљујући којем је пронађен рачунар. Тјуринг је током другог светског рата био ангажован на проблему дешифровања немачких тајних порука. Његов приступ том проблему заснивао се на изналажењу машине која ће бити у стању да реши сваки проблем представљен низом елементарних операција, а њена меморија је требало да буде довољно велика да може да складишти инструкције потребне за рачун. Он је дао један апстрактни модел такве машине знан као “ Тјурингова машина”.

Џон вон Нојман је дао основне принципе архитектуре данашњих рачунара. Он је направио разлику имедју материјалног дела рачунара - хардвера и софтвера односно програмског дела рачунара. Он 1943. почиње са радом у лабораторији Лос Аламос где 1944. заједно са Џоном Моклијем и Џоном П. Екертом ради на пројекту ЕНИЈАК (ENIAC). Они су смислили први потпуно електронски рачунар који је радио на основу унапред задатог програма.

Генерације рачунара[уреди]

Рачунарска ера практично почиње у средњем веку, развојем првих машина које су имале моћ рачунања, односно обављања основних математичких операција. Хиљаде различитих врста и модела рачунара је дизајнирано током еволуције модерних дигиталних рачунарских система. Већина њих су данас заборављени. Само неколико њих су дали значајан допринос у развоју. Постоји пет генерација рачунарских система.

Нулта генерација рачунара[уреди]

Нулта генерација рачунара: Механички рачунари Паскалов рачунар из 1642. године (Блаисе Пасцал, 1623-1662). Развијен је када је Паскал имао 19 година и служио је у рачунању пореза за Француску државу тог доба. Паскалова машина је могла да сабира и одузима. Леибнизов рачунар. Немачки научник Леибиз је нешто касније конструисао рачунар који је поред тога могао и да множи, и да дели бројеве.

Диференцијална машина (енгл. Difference engine). Сто педесет година касније, Чарлс Бебиџ је конструисао рачунар. Ова машина је могла само да сабира и одузима. Била је дизајнирана да рачуна табеле бројева који су коришћени у навигацији.[5][6]

Аналитичка машина (енгл. analytical engine). Аналитичка машина је имала четири компоненте: меморију, рачунарску јединицу, улазну јединицу и излазну јединицу. Меморија се састојала од 1000 речи са 50 децималних цифара, и свака реч је могла да чува и променљиве, и резултате. Највећи напредак, остварен у аналитичкој машини, била је њена вишеструка намена. Једна од инструкција је уносила бројеве из меморије у рачунарску јединицу, вршила операцију сабирања и смештала податке у меморију. Обзиром да је машина била програмибилна, имала је и свој Ассемблер

Конрад Цузе, 1930. године, направио је први велики скок у развоју рачунара. Машина је базирала свој рад на великој количини релеј-уређаја и била је програмибилна. Пошто је била уништена у II светском рату, ова машина није нашла већу практичну примену.

Џон Атанасоф је нешто касније развио машину која је базирала свој рад на бинарној аритметици, и користила је кондензаторе за смештај података. Кондензатори су се повремено допуњавали како би сачували електрични набој. Ово јако подсећа на функционисање данашњих ДРАМ (динамичких РАМ меморија).

Марк I. На крају рата, 1944. године, на Универзитету Харвард је конструисана машина МАРК I. Машина је имала 72 речи са по 23 децимална места, и инструкцијски циклус је трајао 6 секунди. Као улазно/излазне јединице, коришћене су бушене траке.

Прва генерација рачунара[уреди]

Електронске цеви као прва генерација рачунара у периоду 1945. до 1955. године, били су рачунари реализовани на бази електронских цеви.[7]

Рачунар Colossus

Велики стимуланс развоју рачунара је био Други светски рат. Током првог дела рата, немачке подморнице су добијале команде из адмиралитета у Берлину путем радио таласа. Енглески обавештајци су пресретали поруке и дешифровали их. Оне су шифроване помоћу апаратуре ЕНИГМА. Да би се поруке дешифровале, било је неопходно извршити веома масивно рачунање у кратком року – од момента пријема до извршења команде. Енглеска је формирала посебну лабораторију за дешифровање, која је конструисала рачунар Colossus.

ЕНИАЦ (енгл. Electronic Numerical Integrator And Computer)

Године 1943. је започео рад на пројектовању електронског рачунара који је назван ENIAC. Састојао се из 18.000 електронских цеви и 1500 релеја. Био је тежак 30 тона и трошио 140 KW снаге. У погледу архитектуре, био је то рачунар од 20 регистара. Сваки од њих капацитета 10 децималних цифара. ENIAC је програмиран уз помоћ 6000 мултипозиционих прекидача и конектора, који су преспајани кабловима. Машина је завршена 1946. године, и било је касно да се користи за било коју намену за коју је конструисана

Године 1949. настаје већи број рачунара:

  • ЕДСАЦ
  • ЈОХНИАЦ
  • ИЛЛИАЦ
  • МАНИАЦ
  • WЕИЗАЦ

Сви рачунари су настали у Америци на разним универзитетима, чија су имена носили у својој скраћеници.

Фон Нојманова архитектура

ЕДСАЦ (енгл. Electronic Delay Storage Automatic Calculator) или фон Нојманова машина, први је рачунар са уграђеним програмом и представља базични пример првих дигиталних рачунара. Ова архитектура рачунара је одиграла велику улогу у даљем развоју рачунарства. Фон Нојманова машина, у погледу архитектуре је обухватала следеће компоненте:

  • ALU (енгл. Aritmetic logic unit)
  • CU (енгл. Control Unit) или управљачка јединица
  • Меморија 4096 x 40 бита
  • Свака меморијска реч је садржала 20 битова за инструкције или 40 битова за целобројне вредности
  • Инструкција се састојала од: 8 битова за тип наредбе и 12 битова адресе

У оквиру АЛУ се налазио један специфичан 40-битни регистар, који се назива акомулатор. Типично, када се два броја саберу, резултат се смешта у акомулатор, пре него што се пошаље у меморију. Данас у модерним рачунарима ALU и CU се налазе на истом чипу под називом ЦПУ

Друга генерација рачунара[уреди]

Транзистор је развијен у Бел Лабораторијама 1948. године. Коришћење транзистора је направило револуцију у рачунарима, тако да се већ 1950. године, вакуумске цеви више не користе у рачунарској техници.

Први транзисторски рачунар ТX-0

Године 1957. године формирана компанија DEC (Диџитал еквипмент корпорејшон) други назив био је PDP, а четири године појавио се рачунар PDP-1 (1961) са следећим карактеристикама:

  • 4096 речи, дужине 18 бит-ова
  • 200.000 инструкција у секунд;
  • Перформансе дупло слабије од машине ИБМ 709, која је била најмоћнија машина у то доба.
  • Цена 120.000 УСД
Рачунарски систем PDP-8

Неколико година касније, DEC је произвео PDP-8, са следећим карактеристикама:

  • 12 битна машина
  • DEC увео ПДП-8 22 марта 1965 године и продао више од 50,000 система
  • Магистрала података (енгл. bus) названа Omnibus
  • Цена 16.000 УСД

Магистрала података је колекција паралелних жица, које спајају разне делове рачунара и служе за пренос података између тих делова. ДЕЦ је произвео 50.000 оваквих рачунара и PDP-8 је постао лидер у мини-рачунарским системима.

PDP-8 Архитектура

Транзисторска верзија ИБМ 709 1960. године ИБМ је произвео машину 709 у транзисторској верзији, са следећим карактеристикама:

  • машински циклус од 2 микросекунде;
  • меморија састављена од 32.536 речи, а речи од 36 бит-ова;
  • меморија на бази магнетних перлица

Компанија CDC (енгл. Control Data Corporation) је произвела рачунар ЦДЦ 6600, 1964. године. Рачунарски систем ЦДЦ 6600 имао је следеће особине:

  • до тада најбржа машина
  • архитектура на бази паралелног процесирања, са уграђеним мањим рачунарима,
  • први суперкомпјутер (Cray).

Уградњом мањих рачунара, постигнуто је да се централна јединица све време бави само рачунањем, док се све функције периферне комуникације препуштају мањим рачунарима.

Трећа генерација рачунара[уреди]

Интегрисана кола (1965—1980)

Појава интегрисаних кола омогућава смањење димензија и повећање комплексности рачунара. Из те серије, ИБМ је направио чувену серију ИБМ Сyстем 360, са моделима 30 и 75. Ови рачунари имали су употребу у научним и комерцијалним применама, па су заменили рачунаре ИБМ 709 и ИБМ1401. Уводи се техника мултипрограминг који омогућава да се у у меморији нађе више програма истовремено, тако да док се један програм извршава, други чека у меморији да буде извршен.

ИБМ Сyстем 360

Карактеристике рачунара ИБМ Сyстем 360 су:

  • 16 x 32 битних регистара, бајтовске структуре;
  • широки адресни простор од 16.777.216 бајта (16МБ).

Четврта генерација рачунара[уреди]

ВЛСИ

Карактеристике четврте генерације су:

  • ВЛСИ (енгл. Верy Ларге Сцале Интегратион)
  • Повећање брзине и комплексности рачунара, смештањем милиона транзистора на једно интегрисано коло
  • Смањење димензија
  • Знатно повећање брзине
  • Појава ПЦ рачунара (енгл. Personal Computer) представља праву револуцију у демократизацији рачунарске технологије, чинећи је масовном и јефтином.
  • Употреба оперативних система као што је CP/M (енгл. Control Program for Microcomputers) омогућила је комоцију у раду и креирању програма.
  • Флопи дискови као масовна меморија су се користили за смештај софтвера оперативног система, за смештај програма и за смештај података.
  • Аппле II постаје врло популаран персонални рачунар у школама.
  • ИБМ ПЦ је развијен је 1981. године са циљем да буде масован и јефтин рачунар, а прављен је од комерцијалних компонената.
  • ГУИ интерфејс (енгл. Graphic User Interface) је произведен за потребе графичке презентације од стране Мацинтосх фирме 1984 године.
  • МС ДОС (енгл. Microsoft Disk Operating System) постаје веома популаран, и практично је стандард за персоналне рачунаре, а развијен је од стране Мајкрософта

Пета генерација рачунара[уреди]

Пета генерација рачунара је била иницијатива јапанског Министарства за међународну трговину и индустрију и почела је 1982 године. Идеја је била створити рачур користећи моћно паралелно рачунање /обраду. То је требао бити резултат великог државног / индустријског истраживачког пројекта у Јапану током 1980. Циљ је био створити „епохални рачунар” са суперрачунарским перформансама и пружити платформу за будући развој вештачке интелигенције. Израз „пета генерација” је био намијењен као системски скок ван постојећих машина. Док су претходне генерације рачунара биле усмјерене на повећање броја логичких елемената у једном ЦПУ, пета генерације би се окренула великом броју ЦПУ јединица за додатне перформасе.

Циљ пројекта је био стварање рачунара у току десетогодишњег периода након чега би пошело инвестирање у шесту генерацију рачунара. Мишљења о резултату су подијељена: неки кажу да је пројекта био неуспјешан док други тврде да је био испред свог времена.

Очекиване карактеристике пете генерације:

  • Рачунари би свој рад требало да базирају на вештачкој интелигенцији
  • ПДА (енгл. Personal Digital Assistent), као први рачунари који укључују елементе вјештачке интелигенције, нарочито у функцији комуникације са околним свијетом.
  • „Невидљиви или уграђени рачунари (енгл. embeded), се уграђују у разне апликације као што су дигитални часовници, банкарске карте и у разне друге производе...

Пета генерација се ипак десила, али на неочекиван начин: рачунари су се почели смањивати. Године 1989. фирма Grid Systems је створила први таблет рачунар који се звао GridPad. Састојао се од малог екрана на којем су корисници могли писати посебном писаљком да би управљали рачунаром.

Систем као што је био ГридПад показао је да није више потребно седити за столом или у рачунарској сали да би се користио рачунар. Уместо тога, корисник може користити преносиви рачунар, дисплеј осетљив на додир (енгл. touchscreen) и софтвер за препознавање рукописа. Касније машине ове класе су били ПДА са побољшаним интерфејсом и постал вбеома популарни. Они су данас еволуирали паметне телефоне (енгл. смартпхонес) који су укључени у популарне Apple iPhone и Google Android platform.

Vidi još[уреди]

Reference[уреди]

  1. ^ Schmandt-Besserat 1981
  2. ^ Lazos 1994
  3. ^ "Simple and Silent", Office Magazine, December 1961, p1244
  4. ^ "'Anita' der erste tragbare elektonische Rechenautomat" [trans: "the first portable electronic computer"], Buromaschinen Mechaniker, November 1961, p207
  5. ^ „Babbage”. Online stuff. Science Museum. 19. 01. 2007. Приступљено 01. 8. 2012. 
  6. ^ „Let's build Babbage's ultimate mechanical computer”. opinion. New Scientist. 23. 12. 2010. Приступљено 01. 8. 2012. 
  7. ^ Halacy, Daniel Stephen (1970). Charles Babbage, Father of the Computer. Crowell-Collier Press. ISBN 978-0-02-741370-0. 

Literatura[уреди]

Спољашње везе[уреди]