0 - Razvoj racunara

1-1

RAZVOJ ELEKTRONSKIH RAUNARA

Grubo govorei, periode u razvoju raunara moemo podeliti na dve epohe:

1. Period pre pojave elektronskih raunara (do 1946. godine)

2. Period nakon pojave elektronskih raunara (nakon 1946. godine).

Pre pojave elektronskih raunara, raunanje se vrilo korienjem nekoliko ureaja:

1. Abakus (najee se realizuje kao drveni okvir sa icama po kojima se pomeraju

kuglice. Vrednost kuglice zavisi od toga na kojoj se ici kuglica nalazi: na jednoj

ici jedna kuglica ima vrednost 1, na sledeoj vrednost 10, na sledeoj vrednost

100).

2. Paskalina (konstruisao je Blez Paskal 1642. godine, zasnovana na mehanizmu

spojenih zupanika, a prikazivala je decimalne brojeve, do 8 cifara).

Slika 1. Paskalina

3. Lajbnicova maina sa etiri operacije (sabiranje, oduzimanje, mnoenje i

deljenje), 1694. godine. Lajbnic je bio prvi koji je predstavio binarni brojni

sistem 1697. godine).

1-2

Slika 2. Lajbnicova maina

4. akarov tkaki razboj sa buenim karticama (1801. godine, koristio je

buene kartice za kontrolu operacija, razliite kombinacije rupa na kartici

kreirale su razliite are i dezene istkanog materijala).

5. Bebidova analitika maina (u teoriji predstavlja mainu koja bi automatski

radila na paru, imala bi memoriju za skladitenje 1000 promenljivih. Programi

su bili ispisani na buenim karticama. Ada Bajron, erka engleskog lorda

Bajrona, smatra se prvim programerom, poto je napisala detaljan opis

izraunavanja Bernulijevih brojeva na analitikoj maini).

Slika 3. Analitika maina

1. Elektromehaniki raunari:

1. Analogni raunar konstruisan na MIT-u (1925-1942), analogni raunar koji je

imao elektrini motor, korien je prvenstveno u vojne svrhe.

2. Z1, prvi programabilni raunar, konstruisao ga Konrad Zuse 1934. godine.

1-3

Slika 4. Z raunar

3. Colossus, projektovao ga 1941. Alen Tjuring, a konstruisao ga Don fon

Nojman. Tjuring je 1936. godine razvio ideju univerzalne maine koja moe da

izvri svaki algoritam koji se moe opisati i predstavlja osnovu za koncept

raunarstva. Fon Nojman je 1945. god,u svom izvetaju opisao arhitekturu

raunara koja se i danas koristi u najveem broju savremenih raunara,

koncipirana na unutranjem programu. Program se pri izvravanju uva kao i

podaci za obradu. Fon Nojmanova maina imala je 5 delova: memoriju,

aritmetiko logiku jedinicu (ALU), upravljaku jedinicu (upravlja programom)

i ulaznu i izlaznu jedinicu. U okviru ALU postojao je akumulator, pa tipina

instrukcija sabira memoriju sa sadrajem akumulatora ili sadraj akumulatora

upisuje u memoriju.

4. Harvard Mark I, II i III (1937-1944.), konstruisao je Haurad Hajken, uz

podrku IBM-a. Maina je imala ulazni i izlazni ureaj, memoriju, aritmetiki i

upravljaki organ. Ulazni podaci i instrukcije unoeni su pomou buene

magnetne trake, ili pozicioniranjem prekidaa. Radila je sa 20-cifrenim

brojevima, brzinom od 3 operacije u sekundi. U memorijskoj jedinici je moglo

da se uskladi 60 brojeva. Koriena je do 1959. Prilikom jedne demonstracije

maina je prestala da radi. Razlog je bila bubavaba koja je ula u relej. Odatle

potie termin za greke u programima (bug).

1-4

Slika 5. Harvard Mark I

2. Elektronski digitalni raunari

Prvi elektronski digitalni raunar projektovao je 1939. godine Don J. Atanasov, uz

pomo svog studenta, na Ajova univerzitetu. Maina je nazvana ABC, nikada nije bila

kompletirana, a projekat je naputen 1942. godine.

ENIAC (Electronic Numerical Integrater And Computer) je bio prvi uspean

elektronski raunar opte namene. Kod njega program nije bio uskladiten u centralnoj

memoriji, ali je mogao da izvodi operacije elektronskom brzinom (1000 puta bre nego Mark

I). Maina je programirana da izvrava operacije ukluivanjem i iskluivanjem kablova i

prekidaa, a prema potrebi i prelemlavanjem ica, to je trajalo i po nekoliko dana, kada je

raunar reprogramiran za reavanje novog problema. Buene kartice su koriene za ulaz i

izlaz podataka. ENIAC je imao dimenzije 10*20 m i teio preko 30 t. Po tome je raunarski

sistem bez programa, nazvan hardver. Raunar se sastojao od 70 000 otpornika, 10 000

kondenzatora i 6 000 prekidaa. Za povezivanje ovih komponenti trebalo je zalemiti preko

500 000 spojeva. Mogao je da radi samo kada su sve komponente bile u ispravnom stanju, a

proseno vreme izmeu dva kvara bilo je sedam minuta. Na njemu je stalno radilo est

tehniara. ENIAC je kompletiran u decembru 1945. godine, poto je rat zavren. Negova

prva raunanja su bila u vezi s projektovanjem atomskog i balistikog oruja. Korien je i u

mnoge druge svrhe, ukluujui i prvu raunarsku prognozu vremena. Bio je u upotrebi do

oktobra 1955. godine.

1-5

Slika 6. ENIAC

EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer). Za vreme razvoja

ENIAC-a, grupi na univerzitetu Pensilvanije koja je poinjala rad na drugom raunaru, 1944.

pridruio se i Don Fon Nojman. Ova maina je trebala da ima samo desetinu komponenti od

kojih je bio sastavlen ENIAC, a da ima sto puta veu memoriju. U konceptu projekta maine

Fon Nojman je naveden kao editor. Kluni koncept kod ove maine je bio uskladitenje

programa po kome maina radi u memoriju. Do tada su se podaci sa kojima je maina radila i

program po kome je radila unosili odvojeno u memoriju. Fon Nojman je predloio da se i

program i podaci dre uskladiteni u memoriju raunara u isto vreme. Na taj nain se program

mogao menjati podjednako lako i brzo kao i podaci. Ovaj princip programiranja raunara

zadran je do dananjih dana. Raunar EDVAC zavren je 1949. godine i bio je prva maina

koja je imala magnetne diskove. Pored ENIAC-a i EDVAC-a, krajem etrdesetih i poetkom

pedesetih godina razvijeno je vie raunara zasnovanih na istim principima, tehnologiji i

uglavnom slini:

1. 1948. razvijen EDSAC na univerzitetu u Kembridu

2. 1948. IBM uvodi elektronski kalkulator 604

3. 1948. IBM pravi SSEC raunar sa 12 000 cevi

4. 1949. Dej Foster u raunaru Whirlwind koristi kao glavnu memoriju, magnetnu

memoriju.

1-6

Slika 7. EDVAC

Pobolanje u raunarskoj tehnologiji nastavla se i poetkom pedesetih godina. Ona su

se odrazila i na raunarima proizvedenim u tom periodu. Raunari proizvedeni posle ovog

perioda kvalifikovani su u generacije. Svaka generacija ukluila je neka vea pobolanja

koja su ih inila brim, efikasnijim i monijim. Oko definisanja prve tri generacije postignuta

je opta saglasnost. Meutim, etvrta i peta generacija, o kojoj se esto diskutuje, nisu tako

dobro definisane.

2.1 Prva generacija raunara

Osnovna karakteristika prve generacije bilo je korienje vakumskih cevi kao aktivnih

elemenata. Ovi elementi su esto bili i veliine kunih lubimaca. Troili su mnogo struje i

proizvodili veliku koliinu toplote. Druga karakteristika ove generacije bila je memorija za

skladitenje programa i podataka. Razvijane su razne vrste memorija kao na primer,

magnetne trake i doboi. Cil je bio razvoj bre i jeftinije memorije. Poetkom pedesetih

godina dva otkria su izmenila sliku o elektronskim raunarima - od brzih nepouzdanih, oni

su postali relativno pouzdani, a mogunosti su im jo i poveane. To su otkrie magnetne

trake i tranzistora. Ova tehnika otkria brzo su nala primenu u raunarima, pa je tako i

kapacitet memorije komercijalnih raunara do poetka 60-ih godina narastao sa 80 000 na 64

000 rei. Nije bilo viih programskih jezika, ve se programiralo u mainskom jeziku, to je

zahtevalo vrlo detalne instrukcije. Ove maine su bile skupe za korienje i za iznajmlivanje,

a bile su skupe i za korienje zbog trokova odravanja i programiranja. Raunari su se

uglavnom nalazili u privatnim laboratorijama, dravnim ustanovama, ili velikim raunarskim

centrima u industriji i o njima je brinulo mnogo osobla za podrku i programera. Zbog toga

su mnogi korisnici zajedniki koristili raunarske kapacitete ovih maina.

1-7

Softver prve generacije raunara je pisan na mainskom jeziku. Svaki raunar je imao

svoj mainski jezik koji je bio usklaen sa elektronskim komponentama tog raunara.

Programeri koji su pisali programe na mainskom jeziku pisali su binarni kod za beleenje

instrukcija, za adresiranje memorije i za beleenje podataka. Programiranje na mainskom

jeziku bilo je veoma teko i podlono grekama. Rani raunari su mogli da izvravaju samo

jedan po jedan program, a posle zavretka rada jednog programa, raunar je morao da se

dovede u poetno stanje da bi moglo poeti izvravanje drugog programa.

2.2 Druga generacija raunara

Druga generacija obuhvata raunare proizvedene krajem pedesetih i u prvoj polovini

60-ih godina. Ova generacija zasnovana je na tranzistorima. Iako su tranzistori otkriveni

1948. godine, do 1959. godine nije bilo tehnologije i proizvodnih metoda za njihovo

korienje u raunarima. Raunari druge generacije sadrali su oko 10 000 pojedinanih

tranzistora koji su se runo privrivali na ploe i povezivali drugim s drugim elementima

icama. Tranzistori su imali odreene prednosti nad elektronskim cevima. Bili su jeftiniji,

brzi, manji, troili su manje elektrine energije i razvijali manje toplote. Prvi komercijalni

raunar koji je koristio tranzistore bio je Philco Transac S-2000, ali najvei uspeh u to vreme

je postigao IBM sa raunarom 1401.