DIGITALNI RAUNARIUVOD

K

ada je izbio II svetski rat, raunarske maine su postale neophodne zbog brzih prorauna za praenje aviona, otvaranje neprijateljkih ifara, izraunavanja putanja projektila, pa i izradu atomske bombe. 1939. godine, na univerzitetu Avoja, projektovan je prvi elektronski digitalni

raunar, pod nazivom ABC (Atanasoff-Berry Computer). Ovaj projekat nikad nije bio kompletiran i prekinut je 1942. godine.Tehnika reenja koja su tada koriena za projektovanje ovog raunara, razlikuju se od sadanjih reenja. Isto tako i nivo tehnologije i tehnikih dostignua, koja su koriena za projektovanje raunara iz tog vremena, ne mogu se uporediti sa dananjim. Iz tog razloga, kada govorimo o raunarima, lake nam je da govorimo o razliitim generacijama raunara i njihovom razvoju paralelno sa ravojem tehnologije. Vlade Velike Britanjie i SAD-a su podsticale razvoj monih ureaja za raunjanje . U Velikoj Britaniji, ovi ureaji su se koristili za deifrovanje nemakih vojnih ifara. Iz tog razloga, u velikoj tajnosti, razvijen je elektronski digitalni raunar posebne namene COLOSSUS. Colossus je razvila Londonska potanska istraivaka stanica, u saradnji sa Bleli parkom1. 1944. godine, raunar poinje sa radom u Bleli parku, a prvi zadatak mu je bio deifrovanje Lorenz ifre. Colossus je sadrao 1500 vakumskih cevi i radio je dosta brzo. Program su kontrolisali pomou proikaenih ploa i cevi.

Slika 1. i 2. COLOSSUS

ENIAC1

Glavno zdanje i centar u kojem su se deifrovale poruke

1|Page

P

rvi digitalni raunar rodio se iz ideje tima sa Univerziteta Pensilvanija da naprave raunar za automatsko izraunavanje balistikih podataka po imenu ENIAC (Electronic Numerating and Integration Automated Computer ) na srpskom elektronski numericki integrator i kalkulator. Tvorci su John Presper Eckert i John William Mauchly uz moto: Sa porastom potrebe za svakodnevno korienje sloenih prorauna, brzina je postala prioritet od toliko visokog znaaja da na tritu nema maine sposobne da zadovolji sve zahteve modernih metoda za raunanje.2 ENIAC je konstruisan za potrebe Ministarstva odbrane SAD-a za planiranje I analizu ratnih operacija krajem Drugog svetskog rata. Koristio se jos I za: potrebe proraua artiljerijskih tablica proraune u vezi hidrogenske bombe Raunar je zvanino zapoeo sa radom 1946. godine I bio u upotrebi sve do 1955. godine. Raurac ENIAC je sadrao: 18 000 vakumskih cevi 10 000 kondezatora 7 000 otpornika 6 000 prekidaa 50 000 spojeva, koji povezuju sve elemente za ulaz I izlaz su koriene buene kartice Karakteristike: obim je iznosi oko 70m3 mogao je da radi samo kada su sve komponente bile ispravne, a proseno vreme izmedju dva kvara je bilo 7 minuta sabiranje dva broja je obavljao za 0.0001 sekundu za jednu sekundu mogao je da izvri 5000 sabiranja ili 300 mnoenja nedostatak mu je bio to nije imao mogunost memorisanja programa podatke pamti pomou perforirane kartice od papira, to je bio njegov najvei nedostatak za ulaz I I izlaz su se koristile buene kartice ovaj raunar se mogao programirati, ali ne na nain na koji se to danas radi. Za promenu programa, menjala su se glavna programska kola, to je zahtevalo mnogo vremena Sastojao se iz elektronskih cevi koje su bile sklone estim zapaljenjima, tako da je mnogo vremena potroeno na otklanjanje kvarova. Zbog toga je ENIAC dobio nekoliko novina: raunar se nikada nije gasio da ne bi dolo do tzv. termalnog stresa optereenje je smanjeno za 10% i time se produio radni vek elektronske cevi2

Iz ENIAC-ovog patenta , 1947. godine

2|Page

cevi su se nalazile na prednjoj strani raunara, ime je omoguena bra zamena cevi i praenje rada raunara 1948. godine, dolo je do unapredjenja tako to je dodata ROM memorija Time se usporila brzina izvodjenja raunarskih operacija za 6 puta ali se ubrzalo programiranje raunara .Tada su upotrebljenje i cevi sa veom sa veom izdrljivou 1949. godine, dodata je magnetna memorija

Slika 3. ENIAC

Slika 4. ENIAC

3|Page

Slika 5. ENIAC- vakumske cevi

Slika 6. ENIAC

Slika 7. ENIAC- fotografija iz 2005. godine. ENIAC je bio pretea sledeih raunara :4|Page

1. 2. 3. 4. 5.

EDVAC EDSAC i SEAC BINAC UNIVAC MANIAC.

Posle 1950 godine prvobitnu korporaciju Eckert-Muchly kupial je korporacija Remington Rand . Kupljenja korporacija preimenovana je u UNIVAC. Nekliko primerak EINAC-a su izloeni u koli ininjerstva i primenjene nauke pri Pensilvanijskom univerzitetu.

EDVAC

P

re nego to je ENIAC postao upotrebljiv, nastao je nacrt za EDVAC. Njegova svrha je bila da eliminie nedostatke ENIAC-a.Isto kao i njegov predhodnik, nastao je na Pensilvanijskom univerzitetu, uz ideju da ima 10 puta manje komponenata i 100 puta veu memoriju od ENIAC-a, a takodje i za potrebe vojske SAD-a. Nacrt su razviji Don Ekert i Don Moli uz podrku Don Fon Nojmana. Nojman je 1945. godine objavio izvestaj o nacrtu EDVAC-a. Po ugovoru za izgradnju koji je potpisan 1946, projekat je nazvan ELECTONIC DISCRETE VARIABLE AUTOMATIC COMPUTER. Poetni budet ovog projekta je bio 100 000 dolara, koji je kasnije premaen 5 puta zbog uspotavljanja ravnotee izmeu pouzdanosti i ekonominosti. Fon Nojman se u ulozi konsultanta prikljuio timu Ekerta i Moulija, i 1945. je u svom izvetaju o raunaru EDVAC ("Electronic Discrete Variable Automatic Computer") opisao arhitekturu raunara koja se i danas koristi u najveem broju savremenih raunara i u kojoj se programi mogu uitavati isto kao i podaci za obradu. Osnovni elementi Fon Nojmanove arhitekture raunara su procesor tj. CPU (engl. Central Processing Unit) i glavna memorija, koji su meusobno povezani. Ostale komponente raunara (npr. ulazno-izlazne jedinice, spoljanje memorije. . . ) smatraju se pomonimpovezuju se na jezgro raunara koje ine procesor i glavna memorija.

5|Page

Slika 8. Osnovni elementi Nojmanove arhitekrure Tehniki opis: ima binarnu aritmeiku sa automatskim sabiranjem,oduzimanje,mnoenjem,deljenjem kapacitet memorije od 1000 rei, 44 bita kasnije proirena na 1024 rei, 5,5 kilobajta za sabiranje je bilo ptrebno 864 mikroseknde za mnoenje 2900 mikrosekunde EDVAC je imao skoro 6 000 vakuumskih cevi,12 000 dioda i troio je 56kW struje Zauzimao je 45,5 m2, a teina je iznosila 7 850 kg Instalacija i operacija: 1949. godine, isporuen je laboratoriji za balistika istrivanja 1951 godine, nakon otklanjanja problema raunaru, otpoeo je sa radom u ogranienom obimu 1952. godine, raunar je radio u proseku od 15-20h u toku jedne sedmice 1961. godine, EDVAC je unapredjen, imao je 145h rada od 168h u nedelji 1953. godine, dobio je znatan broj poboljanja, kao i buenu karticu 1954. godine, dobio je dodatnu meomriju u formi sporijeg magnetnog doboa 1961. godine, EDVAC prestaje sa radom i zamenjuje ga BRLESC. Bio je organizovan postupno: Kontrola- sadri svu operativnu dugmad Dispatcher- slui za dekodiranje naredjenja High-Speed Memory- sadrala je dve identine jedinice koje su sastavljene od po 64 zvune linije Kompjuter- Izvravala je sve racionalne operacije Tajmer- ova jedinica je emitovala otkucaje u odredjenom intervalu U ovoj generaciji raunara, privremena skladita omoguena su uz pomo ukanjene linijske memorije (dealy line memory), a za razliku od dananjeg RAM-a3, pristup se obavljao serijski. 1954. godine, pojavljuje se memorija sa magnetnim jezgrom, koja zamenjuje veinu postojeih skladita. Ova vrsta memorije, bila je u upotrebi do sredine 70-ih godina prolog veka. Posle 10 godina korienja, EDVAC je jo uvek bio u upotrebi.3

Memorija neizmeninog pristupa

6|Page

Slika 9. EDVAC

1948. godine, napravljena je prototip maina Baby, koja je napravila preokret u tehnici i u potpunosti kalkulatore zamenila za raunare. To je bila prva, kompletno funkcionalna, operativna programska maina za skladitenje, na svetu. tvorac je M. Wilkes uz podrku Cambrige univerziteta. Nazvana je EDSAC. Cevi za skladitenje su ispunjene ivom. 1951. godine, nastao je UNIVAC 1. Ovaj raunar je bio kombinacija cevi i tranzistora. Tranzistori su bili funkcionalniji od cevi (nisu se zagrevali, zauzimali su manje prostora, sigurniji, due trajali...). Jedini problem, koji su predstavljali tranzistori, bila je njihova cena, tj. germanijum od kog su napravlljeni. Problem je reen, kada je napravljen tranzistor na bazi silicijuma. Prvi ovakav raunar, isoruen je firmi Remington Rand. Ovo je prvi raunar koji je koristio magnetne trake za prenoenje ppodataka. U upotrebi je bio do 1963. godine.

Slika 10. EDSAC

Slika 11. UNIVAC 1

HIBRIDNI RAUNARI

7|Page

6

0-ih godina prolog veka se pojavila tendencija za spajanje analogne i digitalne tehnologije u jednu. Novi tip raunara bio je kombinacija dobrih osobina analognog i digitalnog raunara. Najese je dolazilo do pretvaranja analognih veliina u digitalne, a ree obrnuto. Prema nainu predsavljanja podataka raunari se dele na: digitalne analogne hibridne. 1. Analogni- kod njih napon predstavlja informaciju.Najee se primenjuju u naune svrhe kako bi se obavilo sloeno raunanje za kratko vreme, kao i za upravljanje procesima u realnom vremenu. Osnovna komponenta ovih raunara je operacioni pojaiva, ulazne i izlazne veliine su elektrini napon. Najbitnije karakteristike analognih raunara: Brz Neprecizan Reava jednostavne probleme -odreene klase Nefleksibilan za programiranje Cena realizacije za konkretan problem je niska2. Digitalni- kod kojih karakteri predstavljju informaciju. Ulazne i izlazne veliine su

brojevi koji su predstavljeni kombinacijom dva stanja elektrnog napona (postojanje ili nepostojanje napona). Digitalni raunar izvrava odreene operacije na osnovu programa koje su prikazane brojevima . Nailazi na najiru primenu kao sto su veliki raunari i kuni raunari. Digitalni raunar se zbog toga to reava zadatke razliite prirode izraziitih oblasti zove jo i univerzalni elektronski raunar. U digitalnom raunaru se svaki zadatak razlae navie operacija, asvaka operacija i svaki postupak u okviru jedne operacije se izvravana odgovarajuu komandu. Meutim,ako je predvieno da digitalni raunar vri samo odreene operacije, u njega se ugrauju tzv. vrsti programi, koji se ne mogu menjati, I tada se takav raunar naziva specijalnim. Najbitnije karakteristike digitalnih raunara: Spor Taan Moe da reava veoma sloene probleme - raznih tipova Veoma fleksibilan Cena realizacije za jednostavne probleme je visoka3. HIBRIDNI = ANALOGNI+DIGITALNI

8|Page

Slika 12. HRS-100, Centralni procesor i analogni raunar

Slika 13. Hibridni raunar danas .

9|Page

10 | P a g e