Razvoj računala
Opisuje povijest računalstva
1. Povijest računalstva
Kada se pokazala potreba za mjerenjem i brojenjem, čovjek je nastojao računanje olakšati različitim uređajima i pomagalima.
Prema načinu obrade podataka tijekom povijesti, razlikujemo nekoliko razdoblja:
1. ručna obrada podataka
2. mehanička obrada podataka
3. elektromehanička obrada podataka
4. elektronička obrada podataka.
Ručna obrada podataka
Ručna obrada podataka najstariji je oblik obrade podataka. Primjenjuje se i danas pri malom i jednostavnom opsegu posla. Nosilac obrade je čovjek koji u skladu s uputama i pravilima prerađuje podatke u informacije. Tijekom povijesti razvijala su se pomagala (abak, papir, pero, drvorez, tablica množenja, logaritmi, logaritamske tablice, logaritmar…) kao pomoć pri ručnoj obradi podataka.
Abak se smatra prvim pomagalom za računanje. Postojao je još u Babilonu prije 5 000 godina. Njime se računalo pomoću kamenčića koji su se umetali u žljebove napravljene u pijesku. Zatim se abak razvio u oblik kao na slici 1.7., koji se sastojao od okvira i razapetih žica na kojima su postavljene pločice ili kuglice. Takvim su se abakom koristili u Egiptu i u Kini, a nešto poslije i u antičkoj Grčkoj.
Mehanička obrada podataka
Brža, pouzdanija i učinkovitija bila je mehanička obrada podataka u kojoj su se koristila mehanička sredstva i pomagala. Primjenjuje se do kraja 19. st. (još i danas se rabe neki mehanički pisaći strojevi). U mehanička sredstva i pomagala ubrajaju se mehanički računski strojevi i pisaći strojevi. Godine 1612. John Napier otkriva pojam logaritma i izdaje prve logaritamske tablice. To je omogućilo izum prvoga logaritamskog računala. Blaise Pascal izumio je stroj Pascalinu koji je zbrajao i oduzimao velike brojeve. Wilhelm Gottfried Leibniz konstruirao je mehanički stroj koji je mogao množiti i dijeliti prvi puta rabeći binarni brojevni sustav.
Slika 1: Abak
Slika 2: Pascalina
Većina povjesničara slaže se da je koncept suvremenog računala stvorio u devetnaestom stoljeću engleski izumitelj Charles Babbage svojim diferencijalnim i analitičkim strojevima. Tehnologijom svog doba nije uspio stvoriti programabilno računalo, ali je postavio temeljne koncepcije današnjeg računala. Analitički stroj zamišljen je kao prvo automatsko računalo opće namjene s ulaznom jedinicom, memorijom, jedinicom za obradu i pisačem kao izlaznom jedinicom. Zato Babbagea nazivaju „ocem računala”.
Elektromehanička obrada podataka
Elektromehanička obrada podataka razvijala se usporedo s razvojem električnih i elektromehaničkih komponenata koje su se mogle ugraditi u mehaničke strojeve. Obrada brojčanih podataka unaprijeđena je pomoću knjigovodstvenih strojeva i automata, strojeva za fakturiranje i obračunskih automata, a obrada teksta pomoću pisaćih strojeva, kopirnih strojeva, uređaja za diktiranje, uređaja za obradu pošte itd. Jacquard je pomoću bušene kartice upravljao tkalačkim stanom.
Za elektromehaničku obradu važan je i stroj Hermana Holleritha (sortirni stroj, engl. tabulating machine) koji se potkraj 19. stoljeća rabio za popis stanovništva u SAD-u. Pomoću jednostavne obrade poput sortiranja, Hollerith je skratio vrijeme obrade s tri godine na dva tjedna. Za spremanje podataka koristio se bušenim karticama.
Za vrijeme Drugoga svjetskog rata nastaju i računala temeljena na elektromagnetnim relejima: računalo Z3 (1941. godine) temelji se na binarnomu brojevnom sustavu, računalom Mark 1 upravlja program, a Colossus služi za dešifriranje njemačkih poruka. Komponente i mogućnosti tih računala razvijale su se i usavršavale tijekom vremena.
Elektronička obrada podataka
Računalo ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator) proradilo je 1946. godine na Sveučilištu Pennsylvania u SAD-u. Bilo je golemih dimenzija (jedva je stalo u halu za izradbu zrakoplova) i težilo tridesetak tona. Sastojalo se od 18 000 elektronskih cijevi i 70 000 otpornika. Imalo je brzinu od 5 000 zbrajanja u sekundi. Vrijeme između dvaju kvarova iznosilo je približno 12 sati.
UNIVAC (Universal Automatic Computer) bilo je prvo računalo koje je radilo s brojčanim i tekstualnim informacijama. Cijena UNIVACA iznosila je milijun dolara.
Slika 3: Analitički stroj – imao je sve komponente koje ima i današnje računalo: jedinicu za ulaz, izlaz, obradu i pohranu
Slika 4: Hollerithov tabulirajući stroj (sortirka)
Slika 5: Računalo ENIAC – prvo elektroničko računalo
Razvoj računala prema generacijama
Prema vremenu nastanka i elektroničkim elementima od kojih su bila sklopljena, elektronička računala dijelimo na generacije. Tako razlikujemo pet generacija elektroničkih računala:
I. generacija računala
Razvija se 1946. godine proizvodnjom računala ENIAC i traje do 1959. godine. Računala I. generacije za rad upotrebljavaju elektronske cijevi. Odlikuju se velikim dimenzijama, velikom potrošnjom energije I velikim zagrijavanjem za vrijeme rada te malom pouzdanošću u radu. Ulaz i izlaz podataka obavljali su se putem bušenih kartica, a programiralo se isključivo u strojnom jeziku.
Slika 6: Elektronske cijevi
II. generacija računala
Započinje 1959. i traje do 1964. godine. Računala II. generacije umjesto elektronske cijevi imala su poluvodičke elemente – tranzistore. Poboljšanja u usporedbi s I. generacijom jesu: smanjenje dimenzija i potrošnje energije, manje zagrijavanje u radu, veća pouzdanost te programiranje simboličkim programskim jezicima.
Slika 7: Tranzistori
III. generacija računala
Započinje 1964. i traje do 1971. godine. Tranzistori su zamijenjeni integriranim krugovima. Dimenzije računala znatno su smanjene u usporedbi s prethodnom generacijom. Sve karakteristike prethodne generacije znatno su poboljšane, a omogućene su višezadaćnost i uporaba operacijskog sustava.
Slika 8: Integrirani krugovi
IV. generacija računala
Razvija se 1971. godine. Odlike te generacije su upoaba integriranih krugova velikog stupnja integracije te pojava mikroprocesora. Sve karakteristike prethodne generacije znatno su poboljšane. Mikroprocesori su omogućili jeftinu proizvodnju računala malih dimenzija i velikih mogućnosti obrade podataka.
Godine 1977. u Americi je proizvedeno osobno računalo Apple II, a 1981. računalo IBM PC. To je bio početak masovne proizvodnje i uporabe osobnih računala na svijetu u svim ljudskim djelatnostima.
Slika 9: Mikroprocesori
V. generacija računala
Razvija se u naprednijim zapadnim zemljama i Japanu. Odlike te generacije su umjetna inteligencija, prepoznavanje govora i razvoj nanotehnologije.