generacije računara

PANEVROPSKI UNIVERZITET APEIRON

FAKULTET PRAVNIH NAUKA

SEMINARSKI RAD

TEMA: GENERACIJE RAČUNARA

Predmet: Informatika i računarske tehnologije

Student: Đorđe Laketić

Smjer: OPŠTE PRAVO

Br. Indeksa: 112-09/VOP

Profesor: prof. Dr. Branko Latinović

Januar 2012

Generacije računara

SADRŽAJ1.0 UVOD.............................................................................................................................................3

1.0 MEHANIČKI STROJEVI ZA RAČUNANJE............................................................................5

2.1 MEHANIČKI KALKULATORI.......................................................................................................5

1.1.1 Analitički sroj.....................................................................................................................7

2.0 ELEKTRONSKI RAČUNARI.....................................................................................................8

2.1 ELEKTRONSKA CIJEV.....................................................................................................................8

3.2 ENIAC...............................................................................................................................................10

3.2.1 Unaprijeđenja.........................................................................................................................11

3.2.2 Nastanak i razvoj (Glavne karakteristike)............................................................................11

3.0 GENERACIJE RAČUNARA...............................................................................................................13

3.1 PRVA GENERACIJA ELEKTRONSKIH RAČUNARA (1951-1958).....................................................13

3.2 DRUGA GENERACIJA ELEKTRONSKIH RAČUNARA (1959-1963).................................14

3.3 TREĆA GENERACIJA RAČUNARA (1964-1970).................................................................15

3.4 ČETVRTA GENERACIJA RAČUNARA (1971-?).................................................................16

3.5 PETA GENERACIJA RAČUNARA (1990-....)........................................................................17

4.0 ZAVRŠNI DIO.................................................................................................................................17

Literatura:................................................................................................................................................18

2


1.0 UVOD

U uvodnom dijelu osvrnuti ćemo se na rana pomagala za računanje, stonehenge (koji je korišten za računanje mjesečevih mijena), osvrnućemo se na doba mehanički strojeva za računanje, u nastavku biće spomenute generacije računara i karakteristike bitne za svaku posebno.

Računanje je staro koliko i čovječanstvo. Prvi znakovi kojima su ljudi bilježili članove plemena, stoku, zemljište, vrijeme,

urezivani su u kamenu, na drvenim stubovima i slično.

Slika 1; Prvi znakovi

Znanje računanja primjenjivalo se praktično još u starom vijeku, prije tprilike 5000 godina, u drevnom Babilonu, Sumeru, Egiptu, Kini i Indiji. Graditelji golemih piramida, hramova i drugih građevina morali su se koristiti računskim znanjima.

Prvi poznati računar u svijetu je takozvani engleski „Stonehenge“. On je omogućio još prije 4000 godina tačno predviđanje Mjesečevih mijena. Uz pomoć Mjeseca koji je bacao sjenu kamenja na tačno označena mjesta na tlu moguće je bilo predvidjeti vrijeme sledećeg punog Mjeseca te pomračenje Mjeseca.

Slika2; Šema obnovljenog Stonehenga

3


Prvi prijenosni računar je abak, (grčki abax u prevodu znači ploča za računanje). Prvi poznati abak postojao je u Babilonu prije 5000 godina.

Njime se računalo pomoću kamenčića koji su se umetali u žlijebove napravljene u pijesku. Zatim se abak razvio u oblik kao na slici koji se sastojao od okvira i razapetih žica na koje su postavljane pločice ili kuglice. Takvim su se abakom koristili u Egiptu i u Kini 2500 godina, a nešto kasnije i u antičkoj Grčkoj.

Slika3; Razne vrste abaka

Abaci se mmogu razlikovati po vrijednostima koje se dodijeljuju pojedinim stupcima i redovima. Stupci ne moraju uvijek biti potencije broja deset, nego to mogu biti potencije broja 12,16 i dr.

Slika4; Primjer izračunavanja

Zahvaljujući abaku u Kini, Mezopotamiji i Kini postoje najstariji zapisi o brojevima koji su sačuvani do današnjeg dana. Usavršeni abak i danas koriste za svakodnevno računanje nasrodi Rusije, Kine i Japana.

Slika5; Primjeri različitih znakova za brojeve

Pretpostavlja se da je dekadski sistem brojeva razvijen kod većine naroda zbog toga što su svi koristili deset prstiju za računanje.

4


2.0 MEHANIČKI STROJEVI ZA RAČUNANJE

2.1 MEHANIČKI KALKULATORI

U konstruisanju mehanički strojeva za računanje pomogao je način rada mehanički satova i njihova izrada. Mehanički računski strojevi radili su na tom principu sve do četrdesertih godina xx vijeka kada su se počeli izrađivati elektromehanički i elktronski strojevi za računanje. Nakon izuma abak ništa se u svijetu nije događalo sve do početka 15 vijeka, kada je Leonardo da Vici skicirao ideju za mehanički stroj za računanje.

John Napier 1612 - otkriva pojam logaritma i izdaje prve logaritamske tablice, dok već 1617 uvodi spravu poznatu pod imenom "Napierove kosti" (engl. Napier's Bones) izrađenu od slonove ili neke druge kosti koja je utemeljena na logaritmima. Glavna je novost bilo to što se množenje moglo izvoditi zbrajanjem, a dijeljenje oduzimanjem. Tako se slaganjem štapića jednog na drugi ili jednog pored drugog moglo množiti i dijeliti.

Slika5; Napierove kosti

Prema nekim izvorima, prvu mašinu za računanje napravio je Wilhelm Schickard iz Tibingena u Nemačkoj 1623. godine. Konstruisao je različite mašine kao, na primer, za računanje astronomskih datuma i za hebrejsku gramatiku. Nije poznato da li je mašinu za računanje i realizovao jer je u svojim pismima Kepleru tokom 1623 i 1624 godine slao samo nacrte za nju, uz sugestije da je koristi za računanje efermida.

5


Ocem prve računske mašine koja je mogla da sabira i oduzima unete brojeve smatra se Blez Paskal (Blaise Pascal). Ova mašina je dobila ime Paskalina.

Slika 6; Paskalina

Mehanizam mašine zasnivao se na zupčanicima sličnim današnjim brojačima na automobilu. Međutim, problemi u konstrukciji bili su mnogo veći jer se tadašnja francuska novčanica livra delila na 20 sola, a jedan sol je imao 12 denija. Do 1652. proizvedeno je pedeset mašina, ali su se one slabo prodavale, jer su korisnici upotrebu smatrali komplikovanom, pa je proizvodnja obustavljena.

Nemački naučnik Gotfrid Vilhelm fon Lajbnic (Gottfried VVilhelm von Leibnitz) 1671. je izumeo računsku mašinu, koja je napravljena 1694. godine. Ona je mogla da sabira, a posle nekih izmena da se koristi i za množenje uzastopnim sabiranjem. Lajbnic je smislio specijalni mehanizam s koračnim zupčanikom za unošenje brojeva koji se sabiraju i taj se mehanizam koristio do današnjih dana.

Slika7; Računska mašina

6


1820. godine, Čarls Havijer Tomas (Charles Xavier Thomas) napravio je prvi uspešni mehanički kalkulator koji je mogao da sabira, oduzima, množi i deli. Posle toga su mnogi pronalazači unapređivali ovaj kalkulator, tako da su oko 1890. godine ova unapređenja obuhvatala:

akumulaciju parcijalnog rezultata, uskladištavanje i automatski pristup poslednjim rezultatima (memorisanje), štampanje rezultata.

2.1.1 Analitički sroj

Charles Babbage, engleski matematičar, dao je veliki doprinos razvoju mehaničkih strojeva za računanje. Njegova zasluga u razvoju računara, zbog čega je nazvan ocem računara, ogleda se u postavljenom načelu rada računara koji se koristi i danas. On je funkcije stroja podijelio u tri dijela: pohrana, procesiranje i kontrola. Predložio je da se pohrana odnosno ono što danas nazivamo memorija podijeli u dva spremnika: jedan za brojeve (podatke) nad kojima se vrše operacije i drugi za spremanje instrukcija radi određivanja operacija koje će se vršiti nad brojevima. Prvi je, znači u mehanički stroj unio i memorijske mogućnosti i to na karticama s izbušenim rupicama.

Analitički stroj nastao je kao proširenje ideja koje je Charles Babbage oprobao u diferencijalnom stroju , s tim da je analitički stroj bio programibilan. Analitički stroj je imao je sve odlike modernih računara, što uključuje:

1. binarni sustav → svaki računar današnjice koristi takav brojevni sistem, koji se sastoji samo od jedinica i nula.

2. ulazno-izlazna jedinica (input/output unit) → jedinicu za upis podataka u računar i za ispisivanje rezultata (pisač)

3. jedinicu za pohranu podataka → Charles Babbage je zamislio korištenje bušenih kartica za svoj računar, a upravo to se kasnije koristilo za pohranjivanje podataka dok se nije otkrilo magnetno zapisivanje.

4. centralna jedinica za obradu → jedinica koja će vršiti obradu podataka5. programski jezik → analitički stroj imao je skup naredbi s kojim se upravljalo s

podacima i s funkcijama centralne jedinice.

Slika 8; Bušena kartica

7


Slika prikazuje karticu s rupicama gdje različiti uzrok rupica predstavlja različiti broj ili, ako se radi o kontrolskoj kartici, različitu naredbu. Instrukcije su bile vrlo jednostavne, npr. uzmi broj s kartice, oduzmi 1 od toga broja, idi na slijedeću karticu s instrukcijama itd. To načelo koristilo se i kod prvih elektronskih računara, čak do osamnesetih godina XX. Vijeka.

3.0 ELEKTRONSKI RAČUNARI

Snažniji razvoj strojeva za računanje potaknula je upotreba električne energije i pronalazak elektronske cijevi. Pojavila se i ideja o univerzalnom stroju koji bi se koristio za različite zadatke. Alan Turing razvio je teorijski model takvog stroja i prvi put za njega uporabio naziv computer. Elektronska cijev razlikuje samo dva stanja (prisutnost ili odsutnost električkog signala) te je logično uslijedio prelazak na binarni brojevni sustav. Uz upotrebu znanstvenih i tehnoloških dostignuća, 1943. završen je u strogoj tajnosti prvi elektronski računar Collosus, koji je korišten za dešifriranje povjerljivih njemačkih poruka. Tri godine poslije u SAD-u je predstavljen ENIAC, prvi računar opšte namjene koji je mogao izvoditi različite zadatke. S njim je započela era elektronskih računara.

3.1 ELEKTRONSKA CIJEV

Elektronska cijev je aktivni elektronički element čiji se rad temelji na protoku slobodnih elektrona u zrakopraznom prostoru između dvije ili više elektroda. Danas su u većini primjene elektronske cijevi zamijenjene manjim i jeftinijim tranzistorima u diskretnoj ili integriranoj izradi, međutim još uvijek se koriste u radijskim odašiljačima velikih snaga, pojačalima posebne namjene, a također i u posebnim izumima kao što su magnetron u mikrovalnim pećnicama i katodna cijev za prikaz slike u televizorima i računarskim monitorima. Slične elektronskim cijevima su i plinom punjene cijevi kod kojih osim slobodnih elektrona vodljivosti doprinose i slobodni joni npr. tiratron koji je imao primjenu sličnu današnjem tiristoru.

Zapažanje toplinske emisije potječe još od druge polovine XIX vijeka i prvi puta ga je u svom radu zapisao Frederick Guthrie, 1873. godine, premda ga je patentirao Thomas Edison 1884. godine ne uviđajući sve potencijale otkrića. Prvu elektronsku cijev diodu sa svojstvima propuštanja električne struje u samo jednom smjeru konstruirao je na samom početku XX stoljeća John Ambrose Fleming, engleski fizičar da bi odmah nakon toga Lee De Forest konstruirao svoj "audion", prvu elektronsku cijev s mogućnosti pojačanja, kasnije poznatu pod imenom trioda. Ova otkrića označila su temelje jednog novog područja elektrotehnike: elektronike. Kroz dolazeće godine elektronska cijev je tehnološki usavršavana (bolji vakuum, duža trajnost), dodavane su i izvođene nove rešetke te je elektronska cijev do šezdesetih godina XX stoljeća bila dio većine elektronskih uređaja.

Trioda je svakako prvi aktivni elektronski element sa svojstvima pojačanja. Kako se kod triode upravljačka rešetka nalazi znatno bliže katodi nego anoda, električno polje između rešetke i katode znatno je više utjecalo na veličinu anodne struje u odnosu na električno polje između anode i katode. Na taj je jednostavan način ostvareno i naponsko pojačanje elektronske cijevi. Triodi se u krug katode stavljao otpor kako bi se osigurao odgovarajući prednapon za

8


postavljanje radne tačke u najlinearnije područje radne karakteristike i izbjegla prepobuda. Trioda je u to vrijeme, međutim, bila dosta nestabilna u radu na pojavu oscilacija, a kapacitet anoda/rešetka je nepovoljno utjecao na naponsko pojačanje pojačala s elektronskim cijevima na višim frekvencijama. Te su se poteškoće pokušale riješiti ugradnjom druge rešetke kako bi ta rešetka spriječila utjecaj kapacitivne veze anoda/rešetka. Tako izvedena cijev nazvana je tetroda.

Druga rešetka tetroda imala je prema tome ulogu svojevrstnog “zaslona” i zaklanjala je upravljačku, prvu rešetku od anode. Druga rešetka spajana je na pozitivan potencijal i za izmjenične komponente uzemljena na katodu odgovarajućim kapacitetom. Tetroda je mogla osigurati dovoljnu izlaznu snagu za pobudu zvučnika ili odašiljača, mogla je raditi na višim frekvencijama i imala je znatno veći faktor naponskog pojačanja u odnosu na triodu

Pentoda je konstruirana krajem tridesetih godina prošlog vijeka i našla je široku primjenu, od komercijalnih radio prijemnika, vojnih uređaja, TV prijemnika do drugih različitih elektronskih sklopova uključujući tu nešto kasnije i prve elektronske računare izvedene elektronskim cijevima.

Zamisao o elektronskoj cijevi s dvije upravljačke rešetke koja bi “miješala” ulazne signale bila je u to vrijeme već duže prisutna u istraživačkim krugovima. Isprva je triodi naprosto dodana druga upravljačka rešetka, gdje se takva elektronska cijev nikako nije smjela smatrati tetrodom kojoj je druga rešetka bila na visokom pozitivnom potencijalu. U novoj izradi elektronske cijevi miješali su se ulazni signali pomoću dvije upravljačke rešetke i djelovanjem nelinearne prijenosne karakteristike cijevi na izlazu su se pojavili električni signali kojima je frekvencija bila jednaka zbiru, odn. razlici frekvencija ulaznih električnih signala. Međutim, kapacitivna veza između obje upravljačke rešetke bila je prevelika te su se tražila nova rješenja. Edwin Armstrong je 1918. godine ostvario efekt amplitudne demodulacije koristeći par trioda u istom kućištu elektronske cijevi ugrađene u superheterodinski prijemnik, gdje je jedna poslužila kao oscilator, a druga kao miješalo signala. U heptodi se na taj način na katodu druge elektronske cijevi dovodio električni signal oscilatora, na upravljačku rešetku primljeni signal s antene, a signal

Heksoda je, iznenađujuće, proizvedena nakon heptode. Razvijena je u Njemačkoj, ali od početka je bila zamišljena s odvojenim triodnim oscilatorom. Ulazni signal je doveden na prvu rešetku, rešetke 2 i 4 su, obično interno, spojene zajedno kao zakrilne rešetke kod tetrode, a rešetka 3 poslužila je kao ulaz oscilatora. Glavna je prednost bila što je ulazni signal doveden na prvu rešetku te je time povećana osjetljivost prijemnika. Slijedile su i druge kombinacije te je, na primjer, u elektronsku cijev ECH35 bio u jedno stakleno kućišteugrađen sustav trioda/hexoda.

Premda nema 5 rešetki, ova elektronska cijev bez sumnje koristi princip elektronske cijevi s pet rešetki ("pentagrid"). Dodatkom još jedne rešetke smanjena je sekundarna emisija s anode i time ostvarena dodatna energetska ušteda kod radio prijemnika na baterije koji su tada bili vrlo popularni. Bilo je raznih izvedbi, no ona vrijedna spomena je svakako Philipsova EK3 oktoda, gdje je tok elektrona oba sistema bio usmjeren u uži snop, na koji način je međudjelovanje trebalo biti potisnuto.

9


3.2 ENIAC

ENIAC je skraćenica od engleske složenice Electronic Numerical Integrator And Computer i ime je prvog programabilnog računala konstruisanog u Americi pri Univerzitetu Pensilvanija ENIAC je bio predstavljen široj javnosti 14.februara 1946 godine i radio je sve do 2.novembra 1955. god. kada je bio demontiran. ENIAC je bio unikatni proizvod i nikada nije pušten u serijsku proizvodnju

ENIAC je razvijen u Moore School of Electrical Engineering pri Univerzitetu Pensilvanija između 1943. i 1946. na osnovi projekta kojeg su razradili Dr John Mauchly i John Adam Persper Eckert, inače zaposlenici u Moore školi inženjerstva. Zbog jagme za bržim računskim strojevima tokom drugog svjetskog rata američka vojska je bila zainteresovana za bilo kakvu ideju, no ideju o elektronskom računaru zasnovanom na eletronskim cijevima mnogi su tada smatrali neostvarivom zbog niske pouzdanosti tada dostupnih osnovnih jedinica - elektronskih cijevi. Bez obzira na osnovne nedostatke i opiranje pojedinih stručnjaka toga vremena John Mauchly i Pres Eckert smatrali su da je brzina računanja koju je elektronski stroj mogao postići bio dovoljan argument za njegovu izgradnju. Bez obzira na osnovne nedostatke elektronsko računalo je puno brže nego bilo koji mehanički ili elektromehanički stroj tada dostupan ili u izgradnji (Harvard Mark I). Mauchly i Eckert smatrali su da se pouzdanost novog stroja može postići statističkom selekcijom elemenata kao i pažljivom konstrukcijom sklopova i cjelina.

Preko kapetana američke vojske Hermana Goldstina, Mauchly i Eckert uspjeli su osigurati novčanu potporu tako da je ENIAC postao službeni projekt pod nazivom W-G70-ORD-4926 s inicijalnim budžetom USD $67,000 (1943), dok je do kraja gradnje bilo utrošeno nešto manje od USD $500,000.

ENIAC je bio zamišljen kao namjenski stroj za potrebe izračunavanja balističkih tablica za topove koje je ispitivao Ballistics Laboratory u Aberdeen Proving Grounds, Maryland Pensilvanija. Nedugo nakon službenog puštanja u pogon, 1947. ENIAC je bio prebačen u Aberdeen Proving Grounds gdje je ostao sve do završetka svoga rada 1955.

Slika9; ENIAC

10


Osnovne komponente ENIAC-a bile su elektronske cijevi korištene u radio prijemnicima i ostalim elektronskim uređajima toga vremena. Svaka elektronska cijev imala je 8 nožica i ove cijevi zvale su se oktalne cijevi. Prlikom konstrucije korišteno je 7 raznih inačica elektronskih cijevi:

elektronske cijevi tipa "6SN7" korištene za bistabile koji su stvorili dekadne akulumatore-memoriju ENIAC-a

elektronske cijevi tipova "6L7", "6SJ7", "6SA7" i "6AC7" korištene su za logičke sklopove I, ILI, NE

elektronske cijevi tipova "6L6" i "6V6" korištene za slanje signala i za pojačavanje signala između sklopova sustava

Elektronske cijevi su poznate po svojoj nepouzdanosti i mnogo vremena ENIAC je proveo na popravkama zbog zamjene izgorjelih cijevi. Zato je uvedeno nekoliko novina:

ENIAC se nije nikada nikada gasio. U većini slučajeva elektronske cijevi su se kvarile prilikom zagrijavanja i dok su se hladile, zbog efekta koji se zove termalni stres. Ovom tehnikom inženjeri ENIACa trebali su promijeniti prosječno po jednu elektronsku cijev svaka dva dana.

napajanje komponenti je smanjeno 10% od nominalnog – smanjenjem napona smanjivala se opterećenost unutar elektronske cijevi i time produživao radni vijek

sve komponente su bile dostupne na prednjoj strani računala što je omogućavalo bržu zamjenu elektronskih cijevi, te omogućavalo promatranje rada računala po paljenju i gašenju pojedinih cijevi

3.2.1 Unaprijeđenja

1948 – dodan je ROM Ova modifikacija je usporila brzinu izvođenja računskih operacija za 6 puta, no ova izmjena je ubrzala programiranje. Više nije bilo nužno premještati žice za programiranje računala, te je za programiranje ENIACa bilo potrebno utrošiti sate, a ne dane ili tjedne kao prije. Ovo unaprijeđenje je povećalo iskoristivost stroja ENIAC-a.

1948 – upotrijebljene su cijevi s većom izdržljivošću

1949 – dodana je magnetska memorija veličine od 500 10-znamenkastih brojeva Pojavom elektronike završilo je doba mehaničkih i elektromehaničkih strojeva.

3.2.2 Nastanak i razvoj (Glavne karakteristike)

1939.g. pristupilo se izradi prvog elektronskog digitalnog računara na Iowa State University. Razvijali su ga John Vincent Atanasoff i Clifford Berry i nazvali ga Atanasoff i Berry Computer (ili ABC), no taj projekt nikad nije do kraja završen. 1943.g. John W.Mauchly i John Prosper Eckert sa univerziteta u Pensilvaniji Moore School započinju za vojne potrebe razvoj novog elektronskog računara ENIAC ((Electronic Numerical Integrator and Computer).

11


ENIAC je prvi elktronski računar koji je radio. Sastojao se od 17.468 elektronskih cijevi, bio je težak oko 30 tona, snake 174 kW, zauzimao je prostoriju 10x15m, ukupna zapremina bila je 100m3, izvodio je oko 300 računskih operacija u sekundi 1000 puta brže od Mark I. Ulaz i izlaz podataka tekao je preko bušenih kartica. Bio je namijenjen rješavanje balističkih problema, ali kako je završen tek 1946. godine, u izvornu svrhu nije korišten. Namjena mu je preinačena u procjenjivanje efekata atomskih napada. Postojanje ENIAC-a je objavljeno 16.02.1946. godine i taj se dan smatra početak razdoblja elektronskih digitalnih računara. Iako je ENIAC bio za tadašnje prilike vrlo brzo računalo, nije bio programibilan u današnjem smislu riječi. Tijekom rada, uočena su dva velika nedostatka ENIAC-a: mala memorija i mogućnost rješavanja samo dva zadatka za koje je bio napravljen. Za druge zadatke trebalo je prespojiti mnogo žica i djelomice preraditi stroj. Ideju o tome kako računalo može rješavati različite zadatke ovisno o programu dao je mađarski matematičar John von Neumann (1903. – 1957.), suradnik na projektu ENIAC. Njegova ideja bila je ključna za daljnji razvoj računara pa se i današnji računari uglavnom temelje na Von Neumannovoj arhitekturi.

Von Neumannova arhitektura podrazumijeva pet osnovnih jedinica:

- glavnu memorijsku jedinicu u kojoj su pohranjeni podaci i instrukcije kao i programi koji kontroliraju normalno funkcioniranje cijele arhitekture

-aritmetičko – logičku jedinicu koja vrši aritmetičke i logičke operacije

- ulazne jedinice koje služe za unos podataka u računalo iz vanjskog svijeta

- izlazne jedinice koje služe za prikaz konačnih rezultata prema vanjskom svijetu i

-kontrolne jedinice (ili upravljačke jedinice) koja nadzire i upravljaju radom svih ostalih jedinica.

Nakon ENIAC-a slijedi čitav niz elektroničkih digitalnih računala Manchester Baby i njegov nasljednik Manchester Mark 1, Ferranti Mark 1, LEO, EDSAC, EDVAC, sovjetski MESM, australski CSIRAC, te čitav niz drugih računara koje predstavljaju tzv. “nultu generaciju elektronskih računara”.

ENIVAC je imao 3300 ugrađenih cijevi, i mnoštvo drugih dijelova povezanih sa oko 80 km žice. Bio je hiljadu puta brži od tadašnjeg mehaničkog računara, čime je završile era mehanički strojeva za računanje. Mušice koje su se lijepile na vruće elktronske cijevi uzorkovale su pogreške u radu računara. Od tada pogrešku u radu računara nazivamo BUG (bug=mušica).

1947. izumljen je tranzistor. (W. BRATTEN, J. BARDEEN i W. SHOCKLEY). Tranzistor se temelji na svojstvu poluprovodljivosti silicija. Od tada do danas sva se računala temelje na siliciju i ovo se doba može nazvati silicijsko doba.

12


4.0 GENERACIJE RAČUNARA

Pojam generacija elektronskih računara koristi se za označavanje različitih tipova računara s obzirom na tehnologiju njihove izrade – ugrađene osnovne elektronske elemente koji dovode do značajnih skokova u mogućnostima računara. Tako se računarima prve generacije obično nazivaju prvi računari opšte namjene zasnovani na elektronskim cijevima. Početkom šezdesetih elektronske cijevi zamjenjuju tranzistori što dovodi do pojave druge generacije računara sa magnetskim diskovima a računari postaju sve manji i brži.

Treću generaciju karakterizira pojava integriranih krugova koji zamjenjuju tranzistore. Postaje moguće multiprogramiranje (simultano procesiranje nekoliko programa) te tzv. time-sharing (više korisnika može istovremeno koristiti isti računar, pri čemu svaki radi na svom terminalu). Od 1971. do danas razvija se četvrta generacija računara koja koriste LSI (Large Scale Integration), odnosno integrirane krugove visokog stepena. Komunikacija s računarom postaje lakša i sami računari postaju jeftiniji te pristupačniji u široj upotrebi. Što će biti glavna karakteristika pete generacije računara (za koju se smatra da je započeta 1990. godine) stručnjaci se ne slažu u potpunosti, no dalji razvoj supervodiča, optički krugovi, paralelno procesiranje velikog broja procesora, te druge tehnološke inovacije čine razvoj računara najdinamičnijim područjem ljudske djelatnosti. U svakoj novoj generaciji računar postaje brži, manje se kvari, jeftiniji, tiši, troši manje električne energije i ima veće mogućnosti.

4.1 PRVA GENERACIJA ELEKTRONSKIH RAČUNARA (1951-1958)

Proizvodnjom prvih računara za masovnu upotrebu započinje prva generacija elektronskih računara. Osnovni element od kojeg se sastoje računari ove generacije su elektronske cijevi. Programi za računar pisani su u strojnom jeziku. Kao ulazni medij korištene su bušene kartice i papirna traka, a kao vanjske memorije bušene kartice i magnetski bubanj ograničenih mogućnosti. Navedeni računari su bila najmanje 1000 puta brži od elektromehaničkih računara. Najpoznatiji predstavnik ove generacije je UNIVAC 1 (engl. Universal Automatic Computer) – prvi računar koji se prodavao na masovnoj komercijalnoj osnovi, a korišten je i za popis stanovništva u SAD-u 1951.god.

UNIVAC (UNIVersal Automatic Computer) je bio prvi računar koji je ušao u komercijalnu upotrebu. Razvila ga je kompanija koju su osnovali Džon Ekert i Džon Močli, konstruktori ENIAC i EDVAC računara, koji su bili i glavni dizajneri ovog računara. Ovo je bio prvi računar od koga je proizvedeno više primeraka, od kojih je prvi instaliran 1951. u Birou za popis stanovništva SAD-a 1951. godine. Peti računar iz ove serije je koristila kompanija CBS (Columbia Broadcasting System) za predviđanje rezultata predsedničkih izbora. Na osnovu 1%-og uzorka oni su ispravno procenili da će na izborima pobediti predsednički kandidat Eisenhower (Ajzenhauer).

Ovaj računar je bio težak 29000 funti (oko 13 tona), imao je 5200 vakuumskih cevi i obavljao je 1900 operacija u sekundi, a časovnik mu je radio brzinom od 2.25MHz. Zauzimao je 35.5 metara kvadratnih prostora. Imao je memoriju na principu linija za kašnjenje, radio je dekadno (koristo je binarno kodiranu decimalnu aritmetiku), a kao memorijsku jedinicu uveo je magnetne trake.

13


Prvi UNIVAC računari su se veoma dugo koristili čak i onda kada su postali tehnološki zastareli. Biro za popis je koristio dva UNIVAC I računara do 1963. godine, a jedna komapanija za osiguranje iz SAD-a je svoj UNIVAC računar prestala da koristi tek 1970.godine, posle trinaest godina korišćenja.

U vreme nastanka računara prve generacije ušli su u upotrebu termini hardware da označe računar i svu pridruženu opremu, a programi, odnosno skup instrukcija koje upravljaju radom računara software. Softver prve generacije računara je pisan na mašinskom jeziku. Svaki računar je imao svoj mašinski jezik koji je bio usklađen sa elektronskim komponentama tog računara. Programeri koji su pisali programe na mašinskom jeziku pisali su binarni kod za beleženje instrukcija, za adresiranje memorije i za beleženje podataka. Programiranje na mašinskom jeziku bilo je veoma teško i podložno greškama. Rani računari su mogli da izvršavaju samo jedan po jedan program, a posle završetka rada jednog programa, računar je morao da se dovede u pošetno stanje da bi moglo početi izvršavanje drugog programa.

4.2 DRUGA GENERACIJA ELEKTRONSKIH RAČUNARA (1959-1963)

Godina 1947. bila je presudna prekretnica za daljnji razvoj računara zbog otkrića tranzistora (Bardeen, Brattain, Shockly). Upotreba tranzistora je dovela do smanjenja dimenzija i cijene računara uz istodobno povećanja njihove pouzdanosti. U odnosu na elektronsku cijev tranzistor je bio neusporedivo manjih dimenzija, manje se grijao i bio je pouzdaniji u radu. Glavni princip rada tranzistora temelji se na svojstvima poluvodiča, tipično silicija. Razdoblje druge generacije računala trajalo je od 1959. do 1964. godine i u tom su vremenu razvijeni osnovni programski jezici koji olakšavaju upotrebu računara i njihovu primjenu u poslovne svrhe. Za razliku od prve generacije, druga generacija racunara je bila itekako manja jer je koristila tranzistore. Glavna namjena ovih racunara je bila u atomskoj industriji, za kontrolu komplikovanih elektrana, postrojenja itd. Glavni predstavnici su IBM 7030 te LARC.

Slika10; IBM 7030

IBM 7030 također poznat kao Stretch, IBM je bio prvi tranzistorovani super racunar. Prvi je isporucen na Los Alamos u 1961. Originalan po cijeni od 13,5 milijuna dolara, njegov neuspjeh da ispuni svoje agresivne performanse procjenjuje prisiljenje cijena se spustila na samo 7,78 milijuna dolara i povlacenje iz prodaje.

14


4.3 TREĆA GENERACIJA RAČUNARA (1964-1970)

Treća generacija računara obuhvata računare koji su se pojavili vremenu između 1965. i 1964. Treća generacija računara koristi integrirane sklopove kao osnovnu tvornu jedinicu za izradu računara. Kada je na poluvodič smješten veći broj tranzistora i veznih elemenata, nastao je integrirani krug (engl. integrated circuit, IC, chip). Prvi radni integrirani krug nezavisno jedan od drugoga razvili su Jack Kilby dok je radio za tvrtku Texas Instruments i Robert Noyce iz tvrtke Farichild Semiconductors. Isprva je integrirani krug objedinjavao malo sastavnih dijelova (niski stupanj gustoće elektroničkih elemenata), ali je s vremenom taj broj elemenata rastao (povećanje gustoće).

Racunari trece generacije mogli su da izvrše oko milion operacija u sekundi. Treca generacija racunara dovela je do razvoja operativnih sistema kao grupe programa koja upravlja i nadgleda rad racunarskog hardvera. Sa operativnim sistemom koji nadgleda memoriju racunara, postalo je moguce istovremeno izvršavanje više programa (eng. multitasking). Umesto grupisanja podataka u pakete, treca generacija racunara omogucava obradu na liniji (eng. on-line processing) gde se ulazni podaci direktno unose u racunar i njegov odgovor se "trenutno" dobija. Ovakva vrsta obrade dovela je do razvoja nove vrste aplikativnog softvera. Na primer, za stovarišta je razvijen softver za prijem narudžbi koje se odmah obraduju. Aviokompanije su razvile sisteme za on-line rezervaciju i kupovinu karata.

Slika 11; integrisano kolo

Za programiranje racunara korišteni su viši programski jezici. Korištenje ovih jezika eliminisalo je potrebu da programer za svaki racunar uci njegov asemblerski jezik. Tako je 1957. godine nastala prva verzija jezika FORTRAN (od FORmula TRAnslaion). Jezik je ušao u široku upotrebu šezdesetih godina, a njegove novije verzije koriste se do današnjih dana. FORTRAN je omogucavao da se u jednom programskom iskazu zada složeno matematicko izracunavanje, jer jednom programskom iskazu odgovara više mašinskih instrukcija.

15


4.4 ČETVRTA GENERACIJA RAČUNARA (1971-?)

Četvrta generacija računara obuhvata računare koji su se pojavili od 1971. do danas. Četvrta generacija računara koriste mikroprocesor kao osnovnu jedinicu za izradu računara.Američka tvrtka Intel 1970. godine proizvodi prvi mikroprocesor (engl. microprocessor). Mikroprocesor je pločica poluvodiča na koju su smješteni svi elektronski elementi potrebni za rad središnje jedinice računara (engl. central processor unit). Kenbak–1 je bio prvi mikroračunar koji imao mikroprocesor. Izrađen je u Americi 1971. godine u seriji od svega 40 komada.

Godine 1973. stvoren je lični računar Xerox Altos, ali se moglo nabaviti samo u dijelovima. 1975. godine proizveden je računar koji se smatra prvim ličnim računarom – Altair 8800. Altair 8800 je bio zasnovan na Intelovom mikroprocesoru 8080, a umjesto ulaznih i izlaznih uređaja imao je samo sklopke i žaruljice. Prvo sastavljeno, komercijalno, stolno, lični računar pojavio se 1977. godine – bio je to računar Apple II. Apple II je imao tastaturu, priključak za monitor i ugrađene programe, 16 KB RAM, a cijena mu je bila 2500 $.

Tvrtka Apple 1984. godine proizvela je prvi lični računar s grafičkim operacijskim sistemom pod nazivom Lisa. Sljedeći model je bio prvi od mnogih Macintosha, računalo s grafičkim korisničkim sučeljem i mišem. Tijekom svog razvoja tvrtka Apple je uvela mnoge inovacije (Firewire, WiFi) i trendove koje mnoge tvrtke slijede ili oponašaju.

Slika 12, mikroprocesor

Tokom 80-ih godina započeo je “bum” koji je doveo do pojavljivanja ličnih računara u gotovo svakom domu. Najveću ulogu tu su odigrali računari ZX Spectrum i Comodore 64, te kasnije računari Atari i Amiga. Pet godina nakon prve verzije Applea, 1980. tvrtka IBM proizvodi lični računar komercijalnog naziva IBM PC. IBM PC je imao procesor koji je radio na radnom taktu 4,77 MHz, 16 KB RAM memorije, a nije imao čvrsti disk nego disketnu jedinicu kapaciteta 160 KB. Zbog svoje otvorene arhitekture pokrenulo je cijelu industriju kompatibilnih strojeva, te je IBM PC arhitektura zbog svoje dostupnosti najraširenija računarska arhitektura.

16


4.5 PETA GENERACIJA RAČUNARA (1990-....)

Obuhvata računare koji su se pojavili nakon 1990. godine. Ova generacija i dalje koristi mikroprocesore. Razvoj ide prema umjetnoj inteligenciji, prepoznavanju glasa i paralelnim procesorima. U to slobodno možemo ubrojati robote, neki roboti su sposobni sami odluèiti neke stvari (ali ipak ograničeno).

Robot je uređaj za pomoć ljudima u svakodnevnom životu koji obavlja zadatke umjesto čovjeka. Robotika je nauka koja se bavi robotima. Riječ robot potječe iz češkog jezika, a prvi ga put spominje češki pisac Karel Èapek u svojoj drami (R.U.R.). U Americi 1958. godine, a kasnije i Rusiji sastavljeni su prvi roboti Scart i Maša. Prvog hrvatskog robota sastavio je ing. Branimir Makanec zajedno s grupom mladih stručnjaka 1966. godine. Robotika je danas najviše primjenjivana u automobilskoj industriji a njena najveća središta su u Japanu, Kini, Americi i Europi.

5.0 ZAVRŠNI DIO

Od davnina covjek ima potrebu za računanjem,te se javljaju razna pomagala koja bi olakšala racunanje. Abak (abakus) najstarije je poznato pomagalo za racunanje. To je usvari primitivna racunaljka,starosti oko 2500 godina koja se koristila u raznim civilizacijama. Cak je i danas u upotrebi u azijskim zemljama. U 17.vijeku pojavljuju se prvi mehanicki automatski uredaji. Prva takva mašina je izgubljena, a sastavio ju je Wilhelm Schickard. Blaise Pascal je nekoliko godina kasnije konstruirao mašinu koja je mogla sabirat i oduzimati. Naprednija mašina pojavljuje se krajem 17.vijeka,mogla je izvodit sve cetiri racunske operacije. Konstruirao ju je Gottfried Wilhelm von Leibniz. Pricip rada svih ovih mašina bazirao se na župcanicima slicno kao u satnim mehanizmima.Za daljni napredak racunara zaslužan je Charles Babbage kojeg smatraju „ocem racunara“. Prvi je predložio koncept mašine koja odgovara današnjim. Nakon puno izgubljenih godina rada i ogromne kolicine izgubljenog novca, Babbage odustaje od projekta 1833. godine. Bio je ispred svog vremena nekih stotinjak godina,te nije odustajao od daljih misli te krece u razvoj tkz . analiticke mašine,te se smatra da se tad rodio princip rada racunara. Trebala je posjedovat memoriju za smještanje podataka kao i izlazne jedinice za prikaz rezultata,dok su se programi trebali ispisivat na bušene papirne kartice. Medutim ova Babbageova mašina bila je preglomazna,te nikad nije realizirana.

U današnje doba tzv. savremeno doba razvoj računara i računarske tehnologije drastično se povećava tj. iz dana u dan imamo nove izume, samo još uvijek čekamo vrhunac vještačke inteligencije. Ko zna možda jednog dana i u našim domovima sve bude robotizovano.

Da li je to dobro ili loše???

17


Literatura:

http://www.lecad.unze.ba/nastava/INFORMATIKA/Info3-Racunari%20i%20Njihova%20Primjena/Info3_2.pdf

http://hr.wikipedia.org/wiki/ENIAC

http://www.gimnazija-paracin.edu.rs/index.php?option=com_content&view=article&id=6&Itemid=18

http://bs.wikipedia.org/wiki/Prva_generacija_ra%C4%8Dunara

http://generacije-racunara.vacau.com/

http://www.google.com/cse?cx=003714436511272670876%3Acv2g-w-yuci&ie=UTF-8&q=rayvoj+racunara&sa.x=0&sa.y=0#gsc.tab=0&gsc.q=razvoj%20racunara

http://www.singidunum.ac.rs/

18

http://www.singidunum.ac.rs/



http://generacije-racunara.vacau.com/

http://bs.wikipedia.org/wiki/Prva_generacija_ra%C4%8Dunara

http://www.gimnazija-paracin.edu.rs/index.php?option=com_content&view=article&id=6&Itemid=18

http://hr.wikipedia.org/wiki/ENIAC



generacije računara

Documents