Povijesni razvoj racunala

Uvod u računarstvo

Povijesni razvoj računala

Povijesni razvoj računalnog sustava

• S povećanjem razine složenosti obrade traži se i odgovarajući razvoj računalne potpore

• Razvoj obrade sadržaja kroz vrijeme:

– Ručna obrada

• abakus

– Mehanička obrada

• računski strojevi (Pascal, Leibnitz - 17. stoljeće) i pisaći strojevi (18.

stoljeće)

– Mehanografska i birotehnička obrada

• elektro-mehanički uređaji (19. stoljeće)

– Elektronička obrada

• prva digitalna računala (Mark 1, ENIAC, UNIVAC – 20.stoljeće)

mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 2

Abakus

• ABAK (lat. abacus) prvo poznato pomagalo za računanje

• Najstarije “računalo" je na Dalekom istoku preživjelo sve do danas.

• U uporabi barem 5000 godina

• Praktično i jednostavno pomagalo


Mehanizam iz Antikythere

• antički mehanički kalkulator

• predstavlja simulator kretanja planeta oko Sunca

• može se nazvati prvim analognim računalom.

• aparat ima 30 sačuvanih zupčanika

• dimenzije mehanizma su 33 cm (visina) 0,17 cm (širina) i 9 cm (debljina)


Glavni fragment mehanizma


• datiran je u 82. p. n. e

• napravljen je od bronce

• na njemu je ispisan tekst od oko 3.000 slova

• sprijeda su postojale bar tri kazaljke, jedna za datum, a druge dvije kaoindikacija položaja Sunca i Mjeseca


Algoritmi, decimalni brojevi

• Abu Abudllah Muhammad bin Musa al-Khwarizmi (780 - 850)

– perzijski matematičar, astronom i geograf iz 9. stoljeća

– napisao je knjigu u kojoj je opisao postupke za računanje u

indijskom brojevnom sustavu. Original na arapskom nije sačuvan, a

latinski prijevod proširio se Europom pod naslovom Algoritmi de numero Indorum

– uveo je Hindu decimalni sustav i počeo se koristiti pojmom

nula


Automata

• Al-jazari (1136.–1206.) izumitelj, inžinjer, islamski umjetnik i matematičar, otac robotike

• napravio je prve mehaničke satove kojeje pokretala voda.

• Dvorac-sat

– rani primjer programabilnog analognog

računalaračunala

– sat je oko 11 metara visok, a imao

višestruke funkcije uz mjerenje vremena

– prikaz zodijaka, solarne i lunarne orbite

– svakih sat vremena automatski bi se

otvarala vrata i otkrivali lutka

– moguće reprogramiranje


• Humanoidni robot – automata

– dizajnirao je prve, ikad zabilježene, humanoidne robote pokretane

hidraulikom

– četiri programabilna automatska glazbenika u čamcu koji je plutao

na jezeru i zabavljao kraljeve goste

– bubnjar je mogao izvoditi različite ritmove i uzorke bubnjanja ovisno

o pomicanju klinova koji su preko poluga upravljali udaraljkama.


Napierove kosti

• Izumitelj: John Napier, škotski matematičar

• 1617. godina (17. stoljeće)

• Množenje se svodi na zbrajanje

• Dijeljenje se svodi na oduzimanje

• Pomoću Napierovih kostiju se može lako i brzo množiti i dijeliti, pa i računati drugi korijen zadanog broja


Logaritamski šiber

• John Napier je u 16. stoljeću izumio logaritme.

• Izumitelj: William Oughtred 1622. god.

• pojednostavio i ubrzao računske operacije

• Logaritamsko računalo (kod nas zvano šiber) temelji se na logaritmima.


Prvi mehanički kalkulator - Pascalina

• 1642. godine francuski filozof i matematičar Blaise Pascal izradio je mehanički stroj s mnoštvom zupčanika, koji je mogao zbrajati i oduzimati.

• Po njemu je naprava nazvana Pascalina.

• Često se kvarila i ponekad davala loše rezultate (ali ne zbogPascalove zamisli, već zbog loše izrade mehaničkih dijelova)


Leibnitzov kotač

• Gottfried Wilhelm von Leibnitz, njemački filozof i matematičar,izumio je 1672. mehaničku napravu koja je zbrajala, oduzimala, množila, dijelila i vadila drugi korijen.

• Često se kvario i bio nepouzdan zbog loše kvalitete izrademehaničkih dijelova

• Koristio binarni brojevni sustav koji se danas koristi u računalima


Aritmometar

• Izumitelj: Charles Xavier Thomas de Colmar

• 1820. godina (19. stoljeće)

• Prvi komercijalno uspješni kalkulator

• Napravljen na temelju Pascalovog i Leinbizovog izuma


Diferencijalni stroj

• Charles Babbage (1792. –1871. ) engleski matematičar

• 1822. godine konstruirao diferencijalni stroj (engl. Differenceengine).

– automatsko računanje polinominalnih, logaritamskih i

trigonometrijskih funkcija

– strojno izračunavanje logaritamskih tablica.

• Projekt je obustavljen nakon 15 godina i stroj nikada nije proradio.proradio.

– zbog problema sa konstrukcijom i skupom izradom

• U čast Babbage-a je u Londonu konstruiran potpunofunkcionalan stroj poštujući tehnologiju 19. stoljeća, što je dokazda je Babbage izumio dobar stroj




Analitički stroj

• Sve naprave toga doba imale su veliki nedostatak, mogle su izvoditi samo operacije za koje su bile napravljene.

• Taj je nedostatak uočio Charles Babbage te je 1833. godine konstruirao univerzalni stroj za računanje koji bi bio u stanju rješavati različite zadatke.

• Babbage je podijelio univerzalni stroj u dijelove različitih funkcija:

– dio u koji se unose podaci,– dio u koji se unose podaci,

– dio koji računa,

– dio koji govori stroju što raditi,

– dio koji pamti podatke,

– dio koji prikazuje rezultate.

• Babbage je nazvan ocem računala zbog postavljenog načelarada računala

• prvi je u mehanički stroj unio i memorijske mogućnosti – bušene kartice


• Analitički stroj (engl. Analyticalengine) je jedan od prvihmehaničkih računala nalikopćenitom pojmu današnjegmodernog računala.

• imao više od 50 000 dijelova

• trebao je biti sastavljen od mehaničkih dijelova, poluga i mehaničkih dijelova, poluga i zupčanika.


• Po svojoj građi, stroj je imao sve elemente suvremenih računala

– ulazno-izlaznu jedinicu

– jedinica za pohranjivanje podatka

– centralna jedinica za obradu podataka

– programski jezik

• Stroj je bio programibilan


• trebao ga je pokretati parni stroj

• stroj bi bio dug 30, a širok 10 metara.

• memorija stroja mogla je imati tisuću brojeva, od kojih je svaki mogao imati 50 znamenaka.

• 1910. g. Charlesov sin Henry P. Babbage napravio je dio stroja i na njemu izračunao višekratnike broja pi.


• analitički stroj se smatra pretečom suvremenih računala -projekt programibilnog kalkulatora.

• Slijed bušenih kartica određivao je program koji se mogao upotrijebiti za više skupova podataka.

• Zbog financijskih poteškoća i zbog problema s mehaničkom izradom koja je zahtijevala tisuće i tisuće vrlo precizno izrađenih zupčanika i osovina što je u 19. stoljeću bilo tehnološki neizvodivo, nikada nije u potpunosti izrađen.neizvodivo, nikada nije u potpunosti izrađen.

• Ipak, Babbage-ova zamisao bila je korisna pri izradi računala kakva se danas rabe.

• Taj se projekt smatra pretečom suvremenog računala


Tko je bila prva programerka?

• Ada Lovelace (1815-1852), kći poznatog pjesnika iz razdoblja engleskog romantizma, Lorda Byrona

• talentirana glazbenica i – matematičarka! I puna ideja.

• Ideja iz 1843. godine, po kojoj je i najpoznatija, jest ideja pisanjaprograma, odnosno algoritma

• majka modernih računala i prva programerka na svijetu

• 1842. prevodi članak Luigija Menabree o Babbagevom• 1842. prevodi članak Luigija Menabree o Babbagevomanalitičkom stroju

• u svojim komentarima je podrobno razradila metodu računanjaBernoullijevih brojeva uz pomoć stroja - njene napomene o analitičkom stroju smatraju se prvim opisom računalnog programa

• Taj dio teksta – slavna Sekcija G – smatra se prvim računalnimprogramom ikad napisanim

• Babbage ju je nazivao “čarobnicom brojeva”


• Danas:

– programski jezik Ada

– nagrada Ada koju dodjeljuje Britansko računalno društvo od 1998


Bušene kartice

• Joseph Marie Jacquard

• ideja o ispisu algoritma preko bušenih kartica

• 1801. godine – tkalački stroj s bušenim karticama

• raspored rupica na papirnatim karticama je ‘program’



• Bušena kartica je komad papira koji sadrži krute digitalne informacije koje zastupa prisutnost ili odsutnost rupa u unaprijed definiranim pozicijama.


• Bušač je uređaj za ručno unošenje podataka u bušene kartice, za precizno bušenje rupa na mjestima određenim od strane operatora.



• Čitalo kartica


• Primjer bušenih papirnih kartica kakve su se koristile sve do polovice 20. stoljeća


• Primjer bušene papirne vrpce kakva se rabila sve do polovice 20. stoljeća


Električni sortirni stroj

• Primjena električne energije omogućila je Hermanu Hollerithu da 1887. godine izradi električni sortirni stroj (engl. Tabulatingmachine).

• Stroj za tabeliranje je električni uređaj dizajniran da pomogne u sažimanju informacija.

• Taj stroj možemo smatrati prvim modernim strojem za obradu podataka.

– snimanje podataka na medij koji bi se tada mogao pročitati na – snimanje podataka na medij koji bi se tada mogao pročitati na

stroju

• Njime je 1890. godine bitno ubrzana obrada rezultata popisa stanovništva u Americi.

– Uz pomoć stroja je obrada popisa stanovništva u SAD trajala samo

6 tjedana (a do tada nekoliko godina!)


• Tabulator je bio zamišljen da radi samo na posebnim bušenim karticama iz 1890 i to na popisima stanovništva.

• Hollerith je nadahnut kartama za vlak koje pokazujete kondukteru

– "Putovao sam na Zapadu i imao sam kartu s nečim što se ja mislim

zove probušena fotografija... kondukter ... ju je bušio po opisu

pojedinca, npr. svijetle kose, tamne oči, veliki nos, itd. Dakle, vidite, pojedinca, npr. svijetle kose, tamne oči, veliki nos, itd. Dakle, vidite,

samo sam napravio bušenu fotografiju svake osobe. "



• Hollerith je osnovao nekoliko tvrtki, a jedna od njih bila je Computing Tabulating Recording Company (CTRC).

• 1924. godine tvrtka CTRC mijenja ime u IBM (Internationalbusiness machines)

• Ubrzo su sve svjetske velesile počele koristi Hollerith-ove strojeve, ali ne samo u dobre svrhe.

• Tijekom 1930-ih i 1940-ih, Hollerith strojevi su bili najbolji za • Tijekom 1930-ih i 1940-ih, Hollerith strojevi su bili najbolji za obradu podataka.

• Potaknuti njegovim radom

– Na tri različita mjesta i otprilike u isto vrijeme, došlo je do izrade

prvog "pravog" računala. U SAD je to bio Howard Aiken, u

Njemačkoj Konrad Zuse i u Engleskoj Alan Turing.


NJEMAČKA

• Konrad Zuse je počeo izrađivati računalo na tri temeljna načela:

– izraditi stroj za razne operacije,

– stroj koje će raditi na principu binarne algebre,

– stroj od jeftinih dijelova dječjih igračaka.

• Izradio je Prototip Z1, a zatim je zajedno sa HelmutomSchreyerom, koji ga je upoznao s mogućnostima elektronskih Schreyerom, koji ga je upoznao s mogućnostima elektronskih cijevi, njegov složeniji model Z3, neposredno prije rata.

• 1938./1941. godina


• Z1- prvi programom upravljan elektronički stroj za računanje

• Z3 – prvi potpuno automatski programibilni digitalni stroj za računanje


ENGLESKA

• Nastao je problem kako otkriti njemačke šifre rađene mehaničko-električnim strojem ENIGMA.

• Matematičar Alan Turing 1943. izradio je računalo Collossus i njime dešifrirao njemačke poruke.

• Računalo je moglo raditi samo tu operaciju računanja.

• Dao mu je ime COMPUTER od engleske riječi 'to compute' -računati.računati.

– Prvi put upotrijebljen naziv “računalo”

• Prvo programibilno elektroničko računalo

• Prvi stroj sa elektronskim cijevima



SAD

• Howard Aiken napravio je projekt koji je IBM odobrio sa milijun dolara za izradbu računala. 1943. ga je izradio bio je dugačak dvadeset metara i visok dva i pol metra nazvan MARK -1.



• II svjetski rat je donio problem pravovremene izradbe tablica za nove tipove raketa i topova. Američka vojska predvođena JohnMauchly i Presper Eckert, 1943. godine radi stroj na temelju elektronskih cijevi. Dobio je ime ENIAC…


Documents

Povijesni razvoj racunala