Povijesni razvoj racunala
description
Transcript of 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
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 3
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)
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 4
Glavni fragment mehanizma
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 5
• 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
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 6
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
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 7
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
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 8
• 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.
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 9
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
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 10
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.
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 11
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)
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 12
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
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 13
Aritmometar
• Izumitelj: Charles Xavier Thomas de Colmar
• 1820. godina (19. stoljeće)
• Prvi komercijalno uspješni kalkulator
• Napravljen na temelju Pascalovog i Leinbizovog izuma
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 14
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
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 15
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 16
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 17
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
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 18
• 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.
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 19
• 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
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 20
• 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.
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 21
• 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
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 22
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”
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 23
• Danas:
– programski jezik Ada
– nagrada Ada koju dodjeljuje Britansko računalno društvo od 1998
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 24
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’
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 25
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 26
• Bušena kartica je komad papira koji sadrži krute digitalne informacije koje zastupa prisutnost ili odsutnost rupa u unaprijed definiranim pozicijama.
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 27
• Bušač je uređaj za ručno unošenje podataka u bušene kartice, za precizno bušenje rupa na mjestima određenim od strane operatora.
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 28
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 29
• Čitalo kartica
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 30
• Primjer bušenih papirnih kartica kakve su se koristile sve do polovice 20. stoljeća
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 31
• Primjer bušene papirne vrpce kakva se rabila sve do polovice 20. stoljeća
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 32
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!)
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 33
• 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. "
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 34
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 35
• 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.
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 36
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
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 37
• Z1- prvi programom upravljan elektronički stroj za računanje
• Z3 – prvi potpuno automatski programibilni digitalni stroj za računanje
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 38
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
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 39
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 40
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.
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 41
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 42
• 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…
mr.sc. Ani Grubišić – Prirodoslovno-matematički fakultet, Split 43