Udž

beni

k in

form

atik

e za

8.

razr

ed

1. Strojna oprema računala

Razvoj računala kroz povijestRazvoj računala kroz povijest

Udž

beni

k in

form

atik

e za

8.

razr

ed

2

Tijekom svoje povijesti čovjek je pokušavao pronaći načine za brzo i učinkovito računanje. Već davno prije pojave računala kakve danas poznajemo osmislio je naprave i strojeve koji su mu pomagali pri računanju.

Naprave i strojevi za računanjeNaprave i strojevi za računanje

Udž

beni

k in

form

atik

e za

8.

razr

ed

3

AbakAbak

Jedna od prvih naprava za računanje bila je kineski abak (abakus) kojom su se već u trećem mileniju p. k. učinkovito obavljale operacije zbrajanja i oduzimanja.

Kineski Abak, povijesno najstarije “računalo", dugo je bilo u uporabi. Većina proračuna za izradu prve kineske atomske bombe obavljena je pomoću njega.

Udž

beni

k in

form

atik

e za

8.

razr

ed

4

Prvi mehanički stroj s mnoštvo zupčanika koji je mogao zbrajati i oduzimati velike brojeve izradio je 1642. godine francuski filozof i matematičar Blaise Pascal nazvavši ga Pascalina.

PascalinaPascalina

Bilo je i drugih pokušaja, tj. sličnih naprava, ali su sve imale jedan veliki nedostatak: mogle su izvoditi samo operacije za koje su bili napravljene.

Udž

beni

k in

form

atik

e za

8.

razr

ed

5

Binarna aritmetikaBinarna aritmetika

Tridesetak godina nakon Pascaline njemački matematičar Gottfrid Wilhem von Leibniz razvija sustav binarne aritmetike, koji kasnije postaje osnova modernih računala. Ovaj matematički sustav poznaje samo dvije znamenke "0" i "1“, što je računalu jednostavniji za računanje.

Leibnizov stroj za računanje

Udž

beni

k in

form

atik

e za

8.

razr

ed

6

Nedostatak prvih računalskih strojeva uočio je Charles Babbage te je 1833. godine osmislio univerzalni stroj za računanje koji je bio u stanju rješavati različite zadatke. Babbage je svojem izumu dao ime analitički stroj (Analytical Engine).

Babbageov analitički strojBabbageov analitički stroj

Podijelio je funkciju stroja u dijelove: dio u koji se unose podaci, dio koji je računao, dio koji je govorio računalu što da radi, dio koji je pamtio podatke te dio koji je prikazivao rezultate. Bila je to prva koncepcija suvremenog računala.

Udž

beni

k in

form

atik

e za

8.

razr

ed

7

Pronalazak električne struje omogućio je Hermanu Hollerithu da 1887. godine izradi električn stroj koji je mogao prilično brzo zbrajati, ali nije mogao rješavati složenije zadatke.

Hollerithov električni strojHollerithov električni stroj

Ovim je strojem 1890. godine riješen problem obrade rezultata popisa pučanstva u Americi čija je obrada obično trajala nekoliko godina. Pomoću njega izrada izvješća svedena je na samo mjesec dana.

Udž

beni

k in

form

atik

e za

8.

razr

ed

8

Hollerithov izum dokazao je svoju praktičnu korist pa je počela komercijalna proizvodnja ovih strojeva.

Osnovano je nekoliko tvrtki, a jedna od njih bila je Computing Tabulating Recording Company, koja je 1924. godine prerasla u International Business Machine (IBM), do danas jednog od najvećih i najznačajnijih proizvođača računala na svijetu.

IBMIBM

Udž

beni

k in

form

atik

e za

8.

razr

ed

9

Na tri različita mjesta i otprilike u isto vrijeme, došlo je do izrade prvih preteča suvremenih računala:

- CollossusCollossus Alana Turinga,

- Z3Z3 Konrada Zusea

- MARK IMARK I Howarda Aikena

Tri u isto vrijemeTri u isto vrijeme

Udž

beni

k in

form

atik

e za

8.

razr

ed

10

U Engleskoj su 1993. godine na temelju ideja matematičara Alana Turinga izradili binarni elektromehanički stroj Collossus kojim su uspjeli dešifrirati poruke njemačke vojske. Računalo je moglo vršiti samo tu operaciju.

CollossusCollossus

Turing je prvi koji je računalnim strojevima dao naziv computer od engleske riječi “to compute“ (računati).

Udž

beni

k in

form

atik

e za

8.

razr

ed

11

Konrad Zuse je 1942. godine konstruirao Z3, prvo relejno elektromehaničko računalo s jednostavnim programiranim upravljanjem, temeljeno na binarnom brojevnom sustavu.

Z3Z3

Udž

beni

k in

form

atik

e za

8.

razr

ed

12

Howard Aiken je 1944. godine dovršio MARK I, prvo elektromehaničko potpuno automatizirano računalo koje je radilo bez posredovanja čovjeka.

MARK IMARK I

Taj "div" od računala bio je dugačak 17 metara, visok 2,5 metra, a imao je nešto manje od milijun dijelova.

Udž

beni

k in

form

atik

e za

8.

razr

ed

13

ENIACENIAC

Amerikanci John Mauchly i Presper Eckert konstruirali su 1946. godine ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator), prvo elektroničko digitalno računalo sposobno za rješavanje različitih računskih zadataka.

Računalo ENIAC bilo je pravi elektronski kolos: teško oko 30 tona, imalo je 18000 elektronskih cijevi, smješteno u dvorani površine 1500 kvadratnih metara.

Udž

beni

k in

form

atik

e za

8.

razr

ed

14

Problem programibilnostiProblem programibilnosti

Unatoč tome što su računala prveprve generacijegeneracije mogla brzo i točno obaviti mnogo računskih operacija u jedinici vremena, imala su dva temeljna problema:

- često su se kvarila (većinom zbog pregrijavanja elektronskih cijevi), a otklanjanje grešaka i kvarova bilo je dugotrajno,

- mogla su raditi samo one operacije za koje su bila namijenjena, tj. nisu bila programibilna.

Udž

beni

k in

form

atik

e za

8.

razr

ed

15

Von Neumannov modelVon Neumannov model

Ideju za rješavanje programibilnosti, time i univerzalnosti računala, dao je mađarski matematičar John von Neumann.

Njegova ideja o računalu koje bi radilo na osnovi izmjenjivog programa pohranjenog u spremniku (memoriji) računala, bila je revolucionarna i temelj daljnjem razvoju računala.

Još i danas se moderna računala baziraju na von Neumannovom modelu arhitekture računala.

Udž

beni

k in

form

atik

e za

8.

razr

ed

16

TranzistorTranzistor

Godine 1947. proizveden je tranzistortranzistor. U odnosu na elektronsku cijev, tranzistor se manje grije i pouzdaniji je u radu. To je dovelo do smanjivanja dimenzija računala, njihove stabilnosti i veće brzine rada te jeftinije izrade.

Otkriće tranzistora bila je presudna prekretnica za daljnji nezaustavljivi razvoj računala. Započinje proizvodnja drugedruge generacijegeneracije računala.

Prvi prototip tranzistora

Moderni tranzistori

Udž

beni

k in

form

atik

e za

8.

razr

ed

17

Integrirani sklopIntegrirani sklop

Integrirani sklopovi omogućili su proizvodnju još snažnijih, a manjih i jeftinijih računala – računala trećetreće generacijegeneracije.

Čip (chip) – pločica u kojoj je smješteno (integrirano) na stotine tranzistora.

Razvoj proizvodne tehnologije doveo je do mogućnosti da se veći broj tranzistora logički poveže u jednu cjelinu. Tako je nastao integrirani sklop (integrated circuit ili skraćeno chip).

Udž

beni

k in

form

atik

e za

8.

razr

ed

18

MikroprocesorMikroprocesor

Tvrtka Intel proizvela je 1970. godine prvi mikroprocesormikroprocesor (engl. microprocessor) - pločicu silicija malih dimenzija na kojoj su smješteni svi elektronički elementi potrebni za rad središnje jedinice računala (engl. Central Processor Unit).

Ovaj važan izum utjecao je na daljnji tijek razvoja informatičke industrije: - pojavljuju se računala četvrte generaciječetvrte generacije koja su sve manja, sve brža i sa sve većim

mogućnostima, - mikroprocesori nalaze široku primjenu u raznim industrijskim granama i svakodnevnoj uporabi.

Unutrašnjost procesora sastoji se od više tisuća integriranih tranzistora i ostalih dijelova

Udž

beni

k in

form

atik

e za

8.

razr

ed

19

Osobna računalaOsobna računala

Ubrzani razvoj mikroprocesora omogućio je pojavu osobnih računalaosobnih računala – malih računala za osobnu uporabu.

Godine 1973. izumljeno je prvo osobno računalo (Xerox Altos), ali se moglo nabaviti samo u dijelovima.

Godine 1977. pojavio se Apple II – prvo kompletno osobno računalo.

Svjetsku su popularnost osobna računala stekla tek 1981. godine kada je tvrtka IBM proizvela računalo PC Junior.

Udž

beni

k in

form

atik

e za

8.

razr

ed

20

IBM PCIBM PC

IBM PC Junior imao je procesor koji je radio na radnom taktu 4,77 MHz, sa 16 kB RAM memorije i nije imalo čvrsti disk nego samo disketnu jedinicu kapaciteta 160 kB.

Nakon toga uslijedio je nagli rast proizvodnje osobnih računala.