Nastavna tema: INFORMACIONA TEHNOLOGIJA Riječ računar povezujemo s riječju računati. Iako današnje računare ne koristimo samo za računanje, cilj svih pronalazača računara u istoriji bio je olakšati čovjeku računanje. Računanje je za čovjeka postalo važno kada je je otpočela razmjena dobara i trgovina. Od latinske riječi calculus, koja znači kamenčić, nastao je izraz calculare, koji znači računati. Još od najstarijih vremena postojala su razna računarska pomagala, prvo prsti pa kamenčići.Stari narodi su za pamćenje brojeva koristili kanap sa čvorovima – kipu (Quipu). Koristili su ga Jevreji, kao i rimski sakupljači poreza u Palestini. Korišćen je i u Indiji , Kini a po španskim zapisima i Inke su koristile kipu za čuvanje podataka o porezima, broju stanovnika i dr. Kao preteča računara često se pominje i kameni monument Stounhendž koji se nalazi u južnoj Engleskoj. Smatra se da je podignut između 1900. i 1600. godine p. n. ere i korišćen je za izračunavanje putanje kretanja Sunca i predviđanje godišnjih doba. Prije otprilike 5000 godina u upotrebi je bilo jednostavno pomagalo – abakus. Radilo se o kamenoj pločici s crtama po kojima su slagani kamenčići. Abakus se u modernoj formi (slika 1) pojavljuje u Kini oko 1400. godine, i ostao je u upotrebi do danas u Kini i Rusiji. Pomoću abakusa se može sabirati i oduzimati a nešto teže množiti i djeliti. Slika 1. Abacus (kineski abak), najstariji "računar" na svijetu, preživio je sve do danas. Svi proračuni potrebni za izradu prve kineske atomske bombe obavljeni su na njemu. Mehanički uređaji za računanje Džon Naper odigrao je važnu ulogu u istoriji računara. Početkom 17. vijeka došao je do sjajnog otkrića kako množenje i dijeljenje prevesti na sabiranje i oduzimanje pomoću logaritama. Na osnovu ove ideje izradio je napravu za računanje koja nosi naziv šiber i koristi logaritamske tablice. One se koriste i danas.. Zahvaljujući njegovom otkriću i današnji računari sve računske operacije rade pomoću sabiranja. Tvorcem prvog mehaničkog računara smatra se mladi francuski filozof i naučnik Blaise Pascal. On je, 1642.. godine, konstruisao mašinu s mnoštvom zupčanika koja je mogla prilično brzo sabirati velike brojeve. Pascal je konstruisao ovu mašinu da bi njegovom ocu porezniku olakšao posao oko izračunavanja poreza poreskih obaveznika. Po njemu je i mašina nazvana paskalina. Tridesetak godina kasnije, njemački matematičar Gotfrid Lajbnic razvija sistem binarne aritmetike, koja kasnije postaje osnova modernih računala. Binarni brojni sistem sastavljen je od dvije cifre: 0 i 1. Nakon toga bilo je i drugih pokušaja, ali su sve te naprave imale jedan veliki nedostatak: mogle su izvoditi samo operacije za koje su bile napravljene. Priprema -1- Električni uređaji za računanje Nedostatak prvih mehaničkih „računara“ uočio je Čarls Bejbidž, te je 1833. godine osmislio univerzalnu mašinu za računanje koja je trebala biti u stanju rješavati različite zadatke. Podijelio je funkciju mašine u dijelove: o dio u koji se unose podaci o dio koji je računao o dio koji je govorio računaru što da radi o dio koji je pamtio podatke o dio koji je prikazivao rezultate Bila je to prva koncepcija savremenog računala. Babbage je svojem izumu dao ime analitička mašina (Analytical Engine). Nažalost, u to vrijeme nije bilo električne struje, pa je uređaj morao biti izrađen od raznih poluga i zupčanika. Neki dijelovi stroja su izrađeni, ali on nikada nije bio dovršen. No ideja o djelovima računara koju je dao Babbage postala je model računala kakav upotrebljavamo i danas. Zato ga često nazivamo "ocem računara". Prvi program za analiticku masinu napisala je grofica Ada Bajron i ona se smatra prvim programerom na svijetu. Pronalazak električne struje omogućio je Hermanu Holertihu da 1887. godine izradi elektromehaničku mašinu koja je mogla prilično brzo sabirati, ali nije mogla rješavati složenije zadatke. Ovom mašinom 1890. godine riješen problem obrade rezultata popisa stanovništva u Americi; obrada bi obično trajala nekoliko godina. Za čuvanje podataka mašina je koristila bušene kartice, koje je početkom 19. stoljeća izumio Francuz Joseph-Marie Jacquard za čuvanje uzoraka pletenja tkanine. Holerithov izum imao je i praktičnu korist, pa je počela komercijalna proizvodnja ovih mašina. Osnovano je nekoliko firmi, a jedna od njih je 1924. godine prerasla u International Business Machine (IBM), koji je danas jedan od najvećih i najznačajnijih proizvođača računara na svijetu. Prvi računari Na tri različita mjesta i otprilike u isto vrijeme došlo je do izrade prve prave preteče savremenih računara. U Engleskoj je matematičar Alan Turing za vrijeme 2. svjetskog rata izradio elektromehaničku mašinu Collossus kojim je uspio dešifrirati njemačke poruke. Računar je mogao raditi samo tu operaciju računanja. Turing je prvi koji je računarskim mašinama dao ime Computer, od engleskog glagola to compute (računati). Konrad Zuse je 1942. godine konstruisao Z3, prvi računar koji je koristio binarni brojni sistem. Upotreba binarnog sistema olakšala je upravljanje računarom jer strujni krugovi od kojih je napravljen računar mogu biti u jednom od dva radna stanja: stanje uključeno = ima struje = 1 i stanje isključeno = nema struje = 0. Zato se svaki podatak i instrukcija koji se unose u računar zadaju (kodiraju) u obliku niza nula i jedinica.. Otada se svi računari temelje na binarnom sistemu pa ih, pošto upotrebljavaju samo dvije cifre (digits), nazivamo digitalni računari. Howard Aiken je 1943. godine dovršio MARK I, prvo elektromehanički računar čijim radom je upravljao program. Prvi elektronski računar se zvao ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator), prvi računar na osnovu elektronskih cijevi ENIAC je imao ogromne dimenzije: težinu oko 30 tona, imao je 18 000 elektronskih cijevi, i smješten je u dvorani površine 1500 Priprema -2- m2. na njem je istovremeno radilo 6 tehničara. Radio je od 1945-55god na Univerzitetu Pensilvanija u SAD-a. Korišćen je za projektovanje atomskog naoružanja. Zbog ENIAC – a i drugih računara toga doba se odomaćio pojam HARDWARE – gvožđurija za fizičke komponente računara. Tada se definiraju i tri karakteristike računara koje postoje i danas: o kapacitet računala kao mogućnost obavljanja složenih problema o brzina rada koja definiše kojom brzinom se obavljaju operacije računanja u računalu o programibilnost koja podrazumijeva da računar može rješavati i različite zadatke, u zavisnosti od programa prema kojem radi Ideju za rješavanje programibilnosti, a time i univerzalnosti računara, dao je mađarski matematičar Džon Fon Nojman. Njegova ideja o računaru koji bi radio na osnovu izmjenjivog programa, bila je revolucionarna i zaokružila je niz važnih otkrića koja su bila temelj daljem razvoju računara. Prvi racunar koji je imao takvu strukturu bio je EDVAC.Još i danas se moderni računari grade na takozvanom fon Nojmanovom modelu arhitekture računala. Po von Neumannovu modelu (slika 4), svako računar mora imati sljedeće dijelove: o ulazni dio preko kojeg se u memoriju unose podaci i instrukcije programa iz okoline o izlazni dio preko kojeg se iz memorije u okolinu prenose rezultati programa o memoriju u koju se čuvaju svi podaci i instrukcije programa uneseni izvana, kao i rezultati djelovanja instrukcija o centralnu procesorsku jedinicu(Central Procesor Unit, CPU) koja se sastoji od: - aritmetičko-logičke jedinice (Aritmetic and Logic Unit – ALU) koja izvodi aritmetičke i logičke operacije - upravljačke jedinice (Control Unit) koja prima instrukcije iz operativne memorije, i na osnovu toga upravlja aritmetičko-logičkom jedinicom, te ulaznim i izlaznim dijelovima Slika 4. Von Neumannov model računala Priprema -3- Time su postavljene sve teorijske osnove današnjih računara. Njihov dalji razvoj temeljio se na raznim tehničkim izumima koji su smanjivali dijelove računala i ubrzavali njihov rad. Najvažnije promjene događale su se u dijelovima koji su činili centralnu procesorsku jedinicu. Počelo se sa elektronskim cijevima, nakon njih su slijedili tranzistori, pa integrirani sklopovi i mikroprocesori. Unaprijeđeno je programiranje, razvijeni su viši programski jezici, a kasnije i objektni programski jezici. Razvijali su se i mediji za čuvanje podataka: od bušenih kartica preko magnetskih traka do CD-a. Personalni računari Godine 1976. dvojica mladića iz Silicinske doline, Stephan Wozniak i Steven Jobs, učinili su da računar postane dostupan i običnom čovjeku. U garaži su složili računar igrajući se mikroprocesorima. Prozvali su ga Apple, kao i kompaniju koja je proizvodila ovakve računare i programe za računare kao i dodatnu opremu. Apple je ostvario veliki uspjeh u SAD-u. . Prvi IBM PC proizveden je 1981g i ubrzo je postao standard po kojo su i druge firme dizajnirale svoje računare. Brzina procesora mu je bila 4,77MHz (danas oko 3,4 GHz) a operativna memorija 16KB (danas oko 512 MB) U tržište osobnih računara uključio se 1982. godine IBM, lansiravši svoj PC (Intelov procesor 8088, 16 KB RAM-a, koji postaje svjetski standard s operativnim sistemom firme Microsoft MS-DOS. Godine 1983. Microsoft je završio prve Windowse. Osobna računala zavladala su svijetom. - Isprobajte abakus. Na adresi http://www.amathsdictionaryforkids.com/ nalazi se interaktivni matematički rječnik. Prva riječ na popisu je abakus, možete se malo poigrati računajući na njemu. (engleski jezik) - Pogledajte istoriju računara na Internetu. Compuseum, American Computer Museum, http://www.compustory.com/ Computer History Museum; http://www.computerhistory.org/ Charles Babbage Institute; http://www.cbi.umn.edu/ Priprema -4-