2. Razvoj Racunara i Mikroprocesora

RaRazvoj razvoj raččunara i unara i mikroprocesoramikroprocesora

ddr Gordana ðorñevir Gordana ðorñevićć

IstorijaIstorija raraččunarskih maunarskih maššinaina

Abakus Abakus -- primitivni raprimitivni raččunski ureñajunski ureñaj

Istoriju Istoriju „„pravogpravog““ raraččunara mounara možžemo emo pratiti od sedamnaestog vekapratiti od sedamnaestog veka

�� 16421642. . BlaiseBlaise PascalPascal,, francuski matematifrancuski matematiččar, ar, napravio je prvu mehaninapravio je prvu mehaniččku maku maššinu za inu za raraččunanje unanje

�� Pascaline Pascaline -- mamaššina sa nekoliko brojina sa nekoliko brojččanika koji su anika koji su se mogli okretati pomose mogli okretati pomoćću igleu igle

PascalinePascaline

16167272. godina. godina

�� Gottfried LeibnizGottfried Leibniz,, nemanemaččki matematiki matematiččar,ar,napravio je manapravio je maššinu za sve rainu za sve raččunske unske operacije (osim sabiranja i oduzimanja, operacije (osim sabiranja i oduzimanja, mogla da izvrmogla da izvrššava i operacije mnoava i operacije množženja i enja i deljenja)deljenja)

1801. godina1801. godina

�� U Francuskoj je JosephU Francuskoj je Joseph--Marie Jacquard Marie Jacquard –– razvio razvio automatski razbojautomatski razboj

�� Prvi automatski razboj Prvi automatski razboj koristio je bukoristio je buššene kartice ene kartice za kontrolu mustre u za kontrolu mustre u tkaninamatkaninama

�� prva programabilna prva programabilna mamaššinaina

�� Jacquard se smatra ocem Jacquard se smatra ocem automatizovane automatizovane industrijske proizvodnjeindustrijske proizvodnje


�� ureñaji za raureñaji za raččunanje (matematiunanje (matematiččka i ka i astronomska raastronomska raččunanja, kao i tabelama za unanja, kao i tabelama za navigaciju) prave mnogo grenavigaciju) prave mnogo greššaka i to vodi aka i to vodi ččesto katastrofalnim posledicama esto katastrofalnim posledicama

�� Charles Babbage, profesor matematike na Charles Babbage, profesor matematike na Univerzitetu Cambridge, predloUniverzitetu Cambridge, predložžio je io je konstrukciju rakonstrukciju raččunara pokretanog pomounara pokretanog pomoćću u parne maparne maššineine

�� rezultat njegove opsesija rezultat njegove opsesija -- diferencijalna diferencijalna mamaššina koja je izvrina koja je izvrššavala uvek isti avala uvek isti algoritam (nije bila programabilna)algoritam (nije bila programabilna)

�� primenom metode konaprimenom metode konaččnih razlika nih razlika dolazilo se do tadolazilo se do taččnijih rezultatanijih rezultata

�� rezultati su upisivani na bakarnu plorezultati su upisivani na bakarnu pločču u pomopomoćću u ččelieliččnih kalupanih kalupa


�� Charls Babbage Charls Babbage ““the father of computersthe father of computers””�� analitianalitiččka maka maššina ina –– napredna verzija diferencijalne napredna verzija diferencijalne

mamaššine (ine (prvprvii mehanimehaniččkkii programabilni raprogramabilni raččunarunar))�� arhitektura anaarhitektura anaččitiitiččke make maššineine::

�� mmemorijemorija (a (kapaciteta 1000 rekapaciteta 1000 rečči od po 50 decimalnih cifarai od po 50 decimalnih cifara;; sluslužžila ila je za smeje za smešštanje rezultatatanje rezultata))

�� jedinicjedinicaa za izraza izraččunavanjeunavanje ((mogla da prihvati operande iz mogla da prihvati operande iz memorije, da ih sabira, oduzima, mnomemorije, da ih sabira, oduzima, množži ili deli, i da vrati rezultat i ili deli, i da vrati rezultat u memorijuu memoriju))

�� uulaznlazna jedinicaa jedinica�� izlaznizlaznaa jedinicjedinicaa

�� analitianalitiččka maka maššina ina -- programabilan raprogramabilan raččunar opunar opššte namenete namene

Razvoj softveraRazvoj softvera

�� BabbageBabbage--ova aova analitinalitiččka maka maššina ina –– programabilnaprogramabilna, , pa je trebalo pisati softver pa je trebalo pisati softver

�� kreator prvih programa za kreator prvih programa za BabbageBabbage--ov raov raččunarunar --Ada Augusta Lovelace Ada Augusta Lovelace ((ććerkerkaa lorda Bajronalorda Bajrona))

�� ttako je roñeno zanimanje programeraako je roñeno zanimanje programera�� Ada Augusta Lovelace Ada Augusta Lovelace -- postala postala je je prvi prvi

programer na svetu i njoj u programer na svetu i njoj u ččast je programski ast je programski jezik Ada dobio imejezik Ada dobio ime

�� naknadno naknadno je je utvrñeno da su svi njeni programi utvrñeno da su svi njeni programi bili napisani korektnobili napisani korektno


�� Alan Turing je tridesetih godinaje razvio Alan Turing je tridesetih godinaje razvio ideju apstraktne "univerzalne maideju apstraktne "univerzalne maššine" ine"

�� Turingova maTuringova maššinaina momogla jegla je da izvrda izvršši svaki i svaki algoritam koji se moalgoritam koji se možže opisatie opisati

�� Turingova maTuringova maššina predstavlja osnovu ina predstavlja osnovu raraččunarstva kao naukeunarstva kao nauke

1904. 1904. -- 1906. 1906. godinegodine

�� 19041904.. John A. Fleming John A. Fleming patentirao jepatentirao je diodnu diodnu vakumsku cevvakumsku cev uspostavljajuuspostavljajućći prostor za i prostor za bolju radio komunikacijubolju radio komunikaciju

�� 19061906.. Lee de Forest Lee de Forest koristekoristećći saznanja o i saznanja o FlemingFleming--ovim ovim diodamadiodama kreira elektronske vakumske cevikreira elektronske vakumske cevi

Razvoj raRazvoj raččunarstva izmeñu dva svetska rataunarstva izmeñu dva svetska rata

�� Sve do poSve do poččetka dvadesetog veka nije bilo etka dvadesetog veka nije bilo znaznaččajnijih proboja ajnijih proboja nana poljupolju razvoja razvoja raraččunarstvaunarstva

�� zbog dva svetska rata i vojnih potreba, zbog dva svetska rata i vojnih potreba, dodoššlo do naglog razvoja ralo do naglog razvoja raččunara i nastao unara i nastao je ureñaj koji nazivamo digitalni raje ureñaj koji nazivamo digitalni raččunarunar

•• Pred II svetski ratPred II svetski rat Britanska vlada je formirala tajniBritanska vlada je formirala tajni ttiim m matematimatematiččara, kriptoanalitiara, kriptoanalitiččara i inara i inžženjera enjera za razbijanje za razbijanje nnacistiacističčkih vojnih kih vojnih ššifaraifara ((ššifra Enigma)ifra Enigma)

–– 1943: 1943: Tim predvodjen matematiTim predvodjen matematiččaremarem Alan TuringAlan Turing--omomkompletirao je kompletirao je KolosKolos, , koji su mnogi smatrali za prvi koji su mnogi smatrali za prvi elektronski digitalni raelektronski digitalni raččunarunar

–– Osnove elektronski element ovog raOsnove elektronski element ovog raččunara bile su unara bile su elektronske vakumske cevielektronske vakumske cevi

Colloseus Colloseus –– prvi digitalni raprvi digitalni raččunarunar

Razvoj raRazvoj raččunaraunara

Pregled istorije razvojaPregled istorije razvoja raraččunarskih unarskih mamaššinaina

�� 1300. godine 1300. godine -- AbakusAbakus�� 11642642. godine . godine –– PascalinePascaline�� 16167272. godine . godine –– LajbnikLajbnik--ova maova maššina za sve raina za sve raččunske unske

operacijeoperacije�� 1801. godine 1801. godine –– JacquardJacquard--ov automatski razbojov automatski razboj�� 1822. godine 1822. godine –– BabbageBabbage--ova diferencijalna maova diferencijalna maššinaina�� 1834. godine 1834. godine -- BabbageBabbage--ova analitiova analitiččka maka maššinaina�� 1943. godine 1943. godine –– prvi elektronski digitalni raprvi elektronski digitalni raččunar sa unar sa

vakumskim cevimavakumskim cevima

IstorijskiIstorijski rarazvoj razvoj raččunaraunara

�� Prva generacijaPrva generacija (19(195151--19519588))�� komponente: elektronske cevi i kablovske komponente: elektronske cevi i kablovske

vezeveze�� veliki gabariti raveliki gabariti raččunarskih sistemaunarskih sistema�� velika potrovelika potroššnja energijenja energije�� ččesti kvarovi raesti kvarovi raččunarskih komponentiunarskih komponenti�� programi u maprogrami u maššinskom jeziku i assemblerinskom jeziku i assembler--uu

•• RaRaččunari 1. generacijeunari 1. generacije�� 1944: 1944: ZahvaljujuZahvaljujućći donaciji IBM vrednoi donaciji IBM vrednojj jedan jedan

milion dolara,milion dolara, profesor sa profesor sa HarvardHarvarda, a, Howard Howard Aiken Aiken je razvio raje razvio raččunar unar Mark IMark I

�� Prvi elektroPrvi elektro--mehanimehaniččki raki raččunar opunar opššte namenete namene

•• 1944: Mark I1944: Mark I

�� U toku II svetskog rata, na Univerzitetu u Pensilvaniji, U toku II svetskog rata, na Univerzitetu u Pensilvaniji, konstruikonstruišše se mae se maššina za raina za raččunanje tabela unanje tabela ttrajektorija za rajektorija za nove topovenove topove;; mamaššina se zvala ina se zvala ENIAC ENIAC (Electronic Numerical (Electronic Numerical Integrator and Computer)Integrator and Computer)

�� tetežžina 30 tonaina 30 tona�� 18000 elektronskih cevi18000 elektronskih cevi�� potropotroššnja 174 KWnja 174 KW�� snaga obrade: 100.000 izrasnaga obrade: 100.000 izraččunavanja u sekundiunavanja u sekundi

�� Posle rata, konstruisan je Posle rata, konstruisan je UNIVAC IUNIVAC I, , prvi komercijalni prvi komercijalni raraččunar opunar opššte namenete namene


�� Druga generacijaDruga generacija (19(196060--1965)1965)�� 1947. god1947. god pronañen tranzistor pronañen tranzistor�� elektronske cevi zamenjene tranzistorima i elektronske cevi zamenjene tranzistorima i šštampana kolatampana kola�� smanjuju se dimenzijesmanjuju se dimenzije�� povepoveććava preciznosti i sigurnost obrade podatakaava preciznosti i sigurnost obrade podataka�� povepoveććani su memorijski kapaciteti i usavrani su memorijski kapaciteti i usavrššavaju ulazni avaju ulazni

ureñajiureñaji�� programi u maprogrami u maššinskom jeziku i simboliinskom jeziku i simboliččkim jezicima kim jezicima

(Cobol, Fortran)(Cobol, Fortran)


�� IBM's sevenIBM's seven--yearyear--long long SabreSabre project, project, allowing travel agents anywhere to make allowing travel agents anywhere to make airline reservations, is fully implemented.airline reservations, is fully implemented.


�� Doug Doug EngelbartEngelbart invents the mouseinvents the mouse


�� TreTrećća generacija (a generacija (1965 1965 –– 1975)1975)�� 1965. god1965. god pronañena prva elektronska kola pronañena prva elektronska kola ((ččip)ip)�� jedno elektronsko kolo (10 do 100 tranzistora) jedno elektronsko kolo (10 do 100 tranzistora) ––

integrisana kolaintegrisana kola�� komponente rakomponente raččunarskog sistema se dalje smanjujuunarskog sistema se dalje smanjuju�� brbržža obrada podatakaa obrada podataka�� vevećći kapaciteti memorijai kapaciteti memorija�� vevećća pouzdanost komponentia pouzdanost komponenti�� mogumoguććnost prikljunost priključčenja veenja veććeg broja perifernih jedinica eg broja perifernih jedinica

na rana raččunarski sistemunarski sistem�� multiprogramski radmultiprogramski rad�� komunikacija izmeñu rakomunikacija izmeñu raččunara putem telefonske linijeunara putem telefonske linije�� savremeniji operativi sistemi i visavremeniji operativi sistemi i višši programski jezicii programski jezici

�� 1970 Unix is developed at Bell Labs by 1970 Unix is developed at Bell Labs by Dennis Ritchie and Kenneth Thomson.Dennis Ritchie and Kenneth Thomson.

�� 1965 At the University of Belgrade, 1965 At the University of Belgrade, RajkoRajkoTomovicTomovic makes one of the earliest makes one of the earliest attempts to develop an artificial limb with attempts to develop an artificial limb with a sense of touch.a sense of touch.


�� ČČetvrta generacija (etvrta generacija (19751975--1990)1990)�� povepoveććava se ava se ““gustinagustina”” elektronskih kola (vielektronskih kola (višše miliona e miliona

tranzistora)tranzistora)�� elektronska kola zasnovana na izradi elektronska kola zasnovana na izradi

poluprovodnipoluprovodniččkih sklopova korikih sklopova koriššććenjem enjem LSI LSI tehnologije i visoko integrisanih sklopova tehnologije i visoko integrisanih sklopova VLSI VLSI tehnologijtehnologijomom

�� unapreñuju se performanse komponenti raunapreñuju se performanse komponenti raččunarskog unarskog sistema sistema –– smanjuju se dimenzije, povesmanjuju se dimenzije, poveććava kapacitet ava kapacitet glavne i perifernih memorija, brglavne i perifernih memorija, bržža obrada podatakaa obrada podataka

�� raraččunari se povezuju u mreunari se povezuju u mrežže e –– razvijaju se mrerazvijaju se mrežžni ni operativni sistemioperativni sistemi

�� end user computingend user computing�� od 1971. godine razvoj mikroprocesoraod 1971. godine razvoj mikroprocesora


�� Peta generacijaPeta generacija (kraj dvadesetog i po(kraj dvadesetog i poččetak etak dvadesetprvog veka)dvadesetprvog veka)�� okruokružženje bitno obeleenje bitno obeležženo fantastieno fantastiččno brzim razvojem no brzim razvojem

raraččunarskih mreunarskih mrežža na mikro (preduzea na mikro (preduzećće) i makro e) i makro planu (svetska trplanu (svetska tržžiiššta i ekonomije) ta i ekonomije)

�� novi novi ččipovi sa preko petnaest miliona tranzistora ipovi sa preko petnaest miliona tranzistora (Intel PC)(Intel PC)

�� iizuzetna poboljzuzetna poboljššanja u domenu radnih stanica i brzine anja u domenu radnih stanica i brzine prenosa informacijaprenosa informacija

�� oovu generaciju na kvalitativno novi nivo divu generaciju na kvalitativno novi nivo dižže masovni e masovni paralelizamparalelizam (kori(koriššććenje vienje višše mikroprocesora u jednom e mikroprocesora u jednom raraččunarskom sistemu)unarskom sistemu), kao i proizvodnja ra, kao i proizvodnja raččunara koji unara koji su orijentisani odreñenim problemimasu orijentisani odreñenim problemima..

Razvoj mikroprocesoraRazvoj mikroprocesora

Prva generacija mikrocesoraPrva generacija mikrocesora

�� zapozapoččinje 70inje 70--tih godina tih godina �� prva ili ekserimentalna generacija prva ili ekserimentalna generacija

mikroprocesora pomikroprocesora poččinje mikroprocesorom 4004 inje mikroprocesorom 4004 �� obrañuje obrañuje 4 4 –– bitne podatkebitne podatke�� magistrala podataka je 8 magistrala podataka je 8 -- bitnabitna

�� zavrzavrššava mikroprocesorom 8008, poznat kao ava mikroprocesorom 8008, poznat kao prvi osmobitni procesor opprvi osmobitni procesor opššte namenete namene�� obrañuje obrañuje 8 8 –– bitne i 16 bitne i 16 –– bitne podatkebitne podatke�� magistrala podataka je 8 magistrala podataka je 8 –– bitnabitna

�� Kapacitet operativne memorije 1Kapacitet operativne memorije 1--2 MB2 MB

Druga generacija mikroprocesoraDruga generacija mikroprocesora

�� kod INTELkod INTEL--a, najvea, najveććeg proizvoñaeg proizvoñačča a mikroprocesora, nosi oznaku 80286mikroprocesora, nosi oznaku 80286

�� preuzima sve hardverske karakteristike preuzima sve hardverske karakteristike prethodne generacije i unapreñuje ihprethodne generacije i unapreñuje ih

�� obogaobogaććuje softversku kompatibilnost sa uje softversku kompatibilnost sa programima prethodne generacije procesoraprogramima prethodne generacije procesora

�� ““ komercijalni bumkomercijalni bum”” PC raPC raččunarana svetskom unarana svetskom trtržžiišštutu

TreTrećća generacija mikroprocesoraa generacija mikroprocesora

�� Ova generacija donela je prve 32 Ova generacija donela je prve 32 –– bitne procesorebitne procesore�� 80386 SX i 80386 DX80386 SX i 80386 DX

�� SX je oznaka koja oznaSX je oznaka koja označčava da nema ugrañenog ava da nema ugrañenog matematimatematiččkog procesora i da je magistrala 16 kog procesora i da je magistrala 16 –– bitnabitna

�� DX je oznaka koja oznaDX je oznaka koja označčava da postoji ugrañeni ava da postoji ugrañeni matematimatematiččki koprocesor i da je magistrala 32 ki koprocesor i da je magistrala 32 –– bitnabitna

�� DX2 i DX4 DX2 i DX4 -- brzina rada rabrzina rada raččunara uveunara uveććala se 2 do 4 puta ala se 2 do 4 puta u odnosu na pou odnosu na poččetne verzijeetne verzije

ČČetvrta generacijaetvrta generacija mikroprocesoramikroprocesora

�� popularni do sredine 90popularni do sredine 90--tih godinatih godina�� nose oznaku 8048nose oznaku 804866�� preuzeo sva unapreñenja performansi od preuzeo sva unapreñenja performansi od

prethodne generacije mikroprocesoraprethodne generacije mikroprocesora�� pojava kepojava kešš memorije (8Kb) memorije (8Kb) –– multitasking multitasking

nanaččin radain rada

Peta generacija Peta generacija mikroprocesoramikroprocesora

�� INTEL PentiumINTEL Pentium�� radi sa 32radi sa 32--bitnom unutrabitnom unutraššnjom i 64njom i 64--bitnom bitnom

spoljaspoljaššnjom magistralom podatakanjom magistralom podataka�� struktura omogustruktura omoguććava izvrava izvrššavanje veavanje veććeg broja eg broja

instrukcija u jednom ciklusuinstrukcija u jednom ciklusu�� kekešš memorija je velimemorija je veliččine 32 Kb ine 32 Kb �� elektronski dodaci znaelektronski dodaci značčajno ubrzavaju rad ajno ubrzavaju rad

procesora kod multimedijalnih aplikacijaprocesora kod multimedijalnih aplikacija

ŠŠesta generacija esta generacija mikroprocesoramikroprocesora

�� zapozapoččinje modelom PentiumPro inje modelom PentiumPro –– zavrzavrššava ava modelom Pentium IIImodelom Pentium III�� radi sa 64radi sa 64--bitnom a kasnije i 128bitnom a kasnije i 128--bitnom bitnom

magistralom podatakamagistralom podataka�� povepoveććava se veliava se veliččina keina kešš memorije na 64Kb memorije na 64Kb

odnosno 512 Kbodnosno 512 Kb�� brzina rada procesora 200, 500, 800 do 1000 brzina rada procesora 200, 500, 800 do 1000

MHz odnosno do 1GHzMHz odnosno do 1GHz

Sedma generacija Sedma generacija mikroprocesoramikroprocesora

�� Pentium IVPentium IV�� mikroprocesori tipa Gmikroprocesori tipa G--4 (prvi mikroprocesor 4 (prvi mikroprocesor

koji prevazilazi milijardu operacija u koji prevazilazi milijardu operacija u pokretnom zarezu u sekundi)pokretnom zarezu u sekundi)

Documents

2. Razvoj Racunara i Mikroprocesora