Čovjek se oduvijek nastojao riješiti monotonih, teških i
neugodnih poslova. Isprva su to bili fizički poslovi, pa je došlo do razvoja
strojeva svih vrsta koji su zamnjenjivali čovjeka pri obavljanju manualnih
radova. Razvojem trgovine, bankarsta, tehnike i znanosti pojavila se potreba za
zamjenom čovjeka napravama ili strojevima pri obavljanju misaonih radnji,
posebice računanja. Osim uštede vremena i živaca te su naprave trebale ispravit
jedan veliki nedostatak čovjeka: pogreške u računanju. Zamisli o strojevima koji
bi čovjeku olakšali obavljanje misaonih radnji, pojavila su se istodobno s tim
radnjama, ali tehnološko i spoznajno ograničenje nije omogućilo njihovu izvedbu.
PRVA POMAGALA
Prvo poznato pomagalo za obavljanje osnovnih aritmetičkih
operacija je abak (eng. abacus), za kojega se pouzdano zna da
je u uporabi barem 5000 godina. Ta naprava, vrlo je slična
računalu s kuglicama koje je donedavno bilo u uporabi i u našim osnovnim
školama. Podrijetlo riječi abak je nepoznato, ali je moguće da potječe od grčkog
abakos, što znači tabla ili ploča. Prva abak računala sastojala su se od niza
kanala urezanih u zemlju ili pijesak i nekoliko kamenčića koji su služili za
računanje. Tek kasnije ova su se računala izrađivala od kuglica nanizanih na
šipke. Tri su se glavne vrste abaka zadržale u uporabi do danas: kineski,
japanski i uski. Kineski abak pojavio se u 13. stoljeću i
sastoji se od 13 šipki s po dvjema kuglicama u gornjem dijelu i
5 kuglica u donjem dijelu svake šipke. Japanski abak, inačica kineskog, potječe
iz 17. stoljeća, a ima 21 šipku s po jednom
kuglicom u gornjem dijelu i 4 kuglice u donjem dijelu svake šipke. Ruski abak
ima deset šipki s po deset kuglica. Abak je vrlo jednostavno i vrlo praktično
pomagalo. Lagan i malih dimenzija, jeftin i jednostavan za proizvodnju, abak je
svakom pristupačan. Za rad s abakom ne treba biti pismen i ne treba poznavati
matematičku notaciju, pa je i vrlo lako primjenjiv. Na Dalekom istoku ostao je u
širokoj uporabi do današnjih dana, dok su ga Europljani (nepravedno) izbacili iz
uporabe potkraj 17. stoljeća uvođenjem arapskih brojeva i
računanjem na papiru. Zanimljivo je da je 1946. godine održano
dvodnevno natjecanje u brzini računanja između elektroničkog računala i Japanca
K. Matzukaia koji je računao pomoću abaka. Matzukai je glatko pobijedio.
Tijekom 17. stoljeća tehnologija strojeva i
procvat tehničkih znanosti omogućava razvoj prvih mehaničkih naprava za
izvođenje osnovnih aritmetičkih operacija.
Škot J. Napier (1550.-1617.) pronalazi
logaritme i 1614. godine obajvljuje prve logaritamske tablice u
knjizi „Rabdologia“. Izum logaritma bitno je pojednostavnio
operacije množenja i dijeljenja, što su u to doba bile složene matematičke
operacije. Godine 1622. W. Oughtred (1574.-1660.) i E. Gunter
(1581.-1626.) izrađuju cirkularno logaritamsko računalo. Od 1654.
godine u uporabi su ravna klogaritamska računala ili pomična računala, u nas
popularno zvana „šiber“. Popularnost pomičnih računala naglo je porasla nakon
1850. godine kada je francuski topnički časnik A.
Mannheim (1831.-1906.) računalu dodao klizni prozorčić s oznakama. Ta
inačica pomičnoig računala nazvana je astrolab, zbog česte
primjene u astronomiji. U tom obliku pomična računala su se održala sve do
80-ih godina 20. stoljeća kad su ih u potpunosti zamijenili
elektronički kalkulatori.
MEHANIČKI KALKULATORI
Prvi poznati mehanički kalkulator izrađuje 1623. godine
njemački profesor W. Schickard ( 1592.-1635.), ali taj pronalazak
ostaje dugo nepoznat i tek je 1956. godine ponovno otkriven. Na
temelju pronađenih Schickardovih crteža, 1960. godine izrađen
je kalkulator kojim se moglo ispravno računati. Mnogo je poznatiji bio Pascalov
kalkulator, pa je slava za izum prvoga mehaničkog kalkulatora pripala velikom
francuskom znanstveniku Blaiseu Pascalu. Blaise Pascal
(1623.-1662.) bio jedan od najvećih umova koje je svijet ikad imao. U
svom kratkom životu (umro je u 39. godini) pridonio je mnogim znanstvenim
granama. Igrom sudbine rođen je 1623. godine, iste godine kad
je Schickard izradio svoj kalkulator. Prvu znanstvenu raspravu napisao je kao
šesnaestogodišnjak. Ne znajući za Schickardov kalkulator, Pascal je svoj
mehanički kalkulator izumio 1642. i patentirao ga 1649. godine.
Kalkulator, približnih dimenzija 50 cm x 10 cm x 7, 5 cm, razvio je želeći
pomoći svom ocu koji je kao državni porezni dužnosnik mnogo vremena trošio na
izračunavanje poreza. Načelo djelovanja Pascalovog kalkulatora temeljilo se na
anpravi za mjerenje prijeđena puta kočije koju je u 2. stoljeću opisao Heron iz
Aleksandrije. Na istom načelu rade brojila prijeđena puta u automobilima. Ni
Pascalov niti Schickardov kalkulator nisu bili praktično primjenjivi zbog
ograničenja tadašnje tehnologije koja nije omogućavala preciznu i pouzdanu
izradu mehaničkih dijelova kao što su zupčanici, precizni prijenosni elementi i
sl.
G.W.Leibnitz (1646.-1716.) sljedeći je veliki
izumitelj koji se ogledao u izradi mehaničkog kalkulatora. Leibnitz je znatno
pridonio napretku dvanaestak znanstvenih područja, od logike do lingvistike, a
svoj kalkulator poznat kao Leibnitzov kotač izradio je
1672. godine u Parizu.
Iako je taj kalkulator bio mnogo savršeniji od prethodnih dvaju
i mogao je obavljati sve četiri osnovne aritmetičke operacije, nije bio pouzdan
i upotrebljiv u praksi. Ograničenje je i opet bila tehnologija koja nije mogla
slijediti Leibnitzovu zamiso. Liebnitzov je bio jedan od prvih znanstvenika koji
je proučavao binarni brojevni sustav koji se primjenjuje u svim suvremenim
računalima. Sljedećih 150 godina svi pokušaji razvoja kalkulatora zasnivali su
se na Leibnitzovu kalkulatoru, ali niti jedan nije postigao širu popularnost.
Mehanički kalkulator ostali su gotovo nepoznati sve do
1820. godine, kada Thomas De Colmar razvija
komercijalno uspješan mehanički kalkulator koji je mogao izvoditi četiri osnovne
računmske operacije: zbrajanje, oduzimanje, množenje, djeljenje. Različite
inačice tog modela poznatog pod engleskim nazivom arithmometer,
proizvodile su se sljedečeh stotinu godina.
Napretkom fine mehanike otvara se mogučnost izrade pouzdanih
mehaničkih kalkulatora. Mehanički stolni kalkulatori doživljavaju najveći razvoj
na prijelazu iz 19. u 20. stoljeće. Šveđanin W.T.Odhner
konstruira uspješan mehanički kalkulator i 1874. godine počinje
proizvodnju i prodaju modela koji su mnogi kasnije kopirali. Odhnerov kalkulator
je u potpunosti zamjenio arithmometar. Amerikanac W.S. Borroughs
(1857.-1898.) godine 1886. konstruira vrlo uspješan model koji prodaje
tvrtka Arithmometer Company. Prvi mehanički kalkulator, koji je
pokretao elektromotor, proizvode se od 1920. godine.
PRVA MODERNA RAČUNALA
Događaj koji je presudno utjecao na nagli razvoj elektroničkih
računala je 2. svjetski rat. Pri razvoju i konstrukciji
suvremenih oružja konstruktori su morali izvoditi složene proračune koji su
zahtijevali goleme količine računskih operacija. Pri tome nije riječ o
složenosti proračuna, nego ponajprije o velikom broju računskih operacija. Pri
tome nije riječ o složenosti proračuna, nego ponajprije o velikom broju
računskih operacija koje je trebalo obaviti. To je bilo posebice prisutno u
balističkim proračunima proračunima za topnička oruđa i pri konstrukciji
zrakoplova i letećih bombi. Količina potrebnog računanja je tako porasla da je
npr. 1944. godine u SAD-u količina proizvedenih topova ovisila
o fizičkim mogućnostima ljudi koji su obavljali računanje („ljudski
kalkulatori“).
Zaraćene su države, posebno SAD, bile spremne uložiti praktično
neograničena sredstva kako bi za uzvrat dobile djelotvorne strojeve za
računanje. SAD su bile spremne financirati gotovo svaki projekt računala koji je
obećavao razrješenje problema, pa se ubrzano počinju ostvarivati mnoge zamisli o
računskim strojevima.
Istodobno, u Europi nema pravog zanimanja za strojeve za
računanje. Nijemac K. Zuse 1936. godine u Berlinu počinje zbog
osobnog interesa graditi programabilni kalkulator, koji je trebao poslužiti
rješavanju linearnih jednadžbi. Pojam „programibilni“ znači da
se vladanje kalkulatora moglo mijenjati promjenom programa. Jedan te isti
kalkulator mogao je obavljati različite operacije, a da pri tome nije trebalo
mijenjati njegovu građu; bilo je dovoljno promijeniti program. Zuse taj potpuno
mehanički kalkulator financira vlastitim skromnim sredstvima i završava ga
1938. godine. To je bio prvi programabilni kalkulator koji se
koristio binarnim sustavom. Prvi model pod nazivom Z1, nije bio
pouzdan, ali je potvrdio ispravnost njegove zamisli. Zuse nastavlja raditi na
elektroničkom modelu Z2, ali nailazi na nerazumijevanje
njemačke vlade, koja je u ratu i nema smisla za takve projekte. Tek njegov rad u
tvornici zrakoplova na proračunu treperenja klrila zrakoplova omogućuje gradnju
elektromehaničkog kalkulatora Z3. U memoriju tog modela, koji
se sastojao od 2600 releja, čitača bušene vrpce i sklopa za upravljanje
kalkulatorom, moglo se istodobno pohraniti najviše 64 riječi, svaka riječ po 22
bita. Kalkulator je mogao pomnožiti dva broja za 2 do 5 sekundi, a zamjenjivao
je 30 žena, koje su do tada računale s pomoću stolnih mehaničkih kalkulatora.
Nakon završetka rata Zuse ne nalazi financijsku pomoć i samo svojom upornošću
uspijeva završiti model Z4, koji je naposljetku završava samo
kao zanimljiv izložak na Politehničkoj školi u Zürichu. Nekoliko godina bio je
jedini programabilni kalkulator u kontinentalnoj Europi.
ELEKTRONIČKA RAČUNALA
U Engleskoj se za vrijeme 2. svjetskog rata gradi elektronički
programabilni kalkulator pod imenom Colossus. Prvo računalo
počelo je raditi 1943. godine, a napravljeno ih je ukupno 10.
Računala su bila okružena najvećom tajnosti, a uspješno su se bavila razbijanjem
neprijateljskih šifri. Na temelju toga iskustva Englezi grade prvo posve
elektroničko računalo (s elektroničkom memorijom) pod nazivom Manchester
Mark I, koje je sadržavalo 2400 elektroničkih cijevi. Komercijalno i
praktično primjenljivo računalo pod nazivom EDSAC (engl.
Electronic Delay Storage Automatic Calculator) Englezi grade 1949.
godine.
U to su vrijeme još tehnološki posve ravnopravni s
Amerikancima. No na njihovu žalost, ubrzo napuštaju istraživanja i njihovo
financiranje i zauvijek zaostaju za Amerikancima.
Zanimljivo je spomenuti da je engleski matematičar Alan
Turing sa sveučilišta Cambridge u svom radu "Hypotetical
Machine" opisao ustrojstvo modernog računala (memoriju, CPU i dr.).
Njegov je rad bio posve teorijske naravi i Turing nikada nije pokazao zanimanje
za gradnju računala prema navedenom načelu.
 U SAD-u se istodobno rađa računalo pod nazivom
ENIAC (engl. Electronic Numerator, Integrator, Analyzer and
Computer), koje se općenito smatra prvim elektroničkim računalom (engl.
computer). Razvijeno je na relativno malom i neuglednom američkom sveučilištu
Moore School na prijedlog Johna W. Mauchlya.
Iako je prijedlog podnesen 1942. godine, ostao je nezapažen sve
dok američka vojska 1943. godine nije sklopila ugovor s tim sveučilištem o
njegovu razvoju. Glavni inženjer projekta bio je Presper Eckert
Jr., a Mauchly i Eckert smatraju se očevima modernih
računala. Usprkos kasnijim nesporazumima zbog patentnih prava, ta su dvojica
stvaralaca svojom sposobnošću, znanjem i naporom zaslužni za početak modernog
doba elektroničkih računala. Kad je riječ o gradnji ENIAC-a,
svakako valja spomenuti J.V.Atanasoffa, koji je prvi osmislio
ideju suvremene građe računala (način na koji je građena većina suvremenih
računala i mikroprocesora), i velikog matematičara dvadesetog stoljeća Johna von
Neumana, koji je teorijski obradio i sistematizirao tu građu. Skupina koja je
radila na ostvarenju projekta ENIAC bila je pod velikim
pritiskom vojske, koja je hitno trebala računalo za potrebe izračunavanja
putanja topovskih projektila, pa se na projektu radilo danonoćno.
ENIAC je dovršen i pušten u rad u
studenome 1945. godine, dakle tek nakon završetka 2.
svjetskog rata. Sastojao se od 17468 elektroničkih
cijevi, bio je težak oko 30 tona i imao snagu
174 kW. Između ostaloga, ENIAC je služio za
proračune prve hidrogenske bombe, a bio je u uporabi do 1955. godine.
Uskoro započinje razvoj sličnih računala različitih naziva,
primjerice EDVAC-a, ILLIAC-a, i dr. Sva su imala elektroničke
cijevi i građena su najčešće u sklopu sveučilišta, a financirala ih je vlada
SAD-a.
PRVA RAČUNALA NA TRŽIŠTU
Mauchly i Eckert u međuvremenu osnivaju
vlastitu tvrtku za proizvodnju elektroničkih računala, ali ubrzo zapadaju u
nepremostive financijske teškoće i prisiljeni su prodati tvrtku. Kupila ih je
tvrtka Remington Rand, a Mauchly i Eckert
ostaju glavni konstruktori i grade prvo uspješno komercijalno
elektroničko računalo pod nazivom UNIVAC.
Za razliku od prvih primjeraka računala ostalih proizvođača
koji su bili građeni za vojnu upotrebu, UNIVAC se prodavao
poslovnim tvrtkama i proizvelo ih se ukupno 46. Prvi primjerak računala
UNIVAC I isporučen je u ožujku 1951. godine
Uredu za popis stanovništva SAD-a.
Uz veliku promidžbu računalo UNIVAC je 1952.
godine upotrijebljeno za predviđanje rezultata predsjedničkih izbora u
SAD-u. Na temelju samo 7 posto izbrojenih glasova računalo je predvidjelo točan
rezultat izbora. To je uveliko pridonijelo popularizaciji računala i pobudilo
zanimanje za njih.
MALA RAČUNALA
I dok su IBM I UNIVAC bavili razvojem i
prodajom velikih računala, koja su zbog visoke cijene mogle kupiti samo vlade
pojedinih država ili velike tvrtke, K. H. Olsen 1957. godine
osniva tvrtku DEC, Digital Equipment Corporation.
Osjetivši potrebu za malim i pristupačnim računalima, primjerenima jednostavnim
problemima malih i srednjih tvrtki, Olsen se odlučuje za
proizvodnju malih računala namijenjenih industrijskom upravljanju. Budući da je
radio na projektu SAGE, osnovnu koncepciju i iskustvo prenio je
na prvo računalo tvrtke DEC koje se pojavilo
1959. godine pod nazivom PDP-1.
Godine 1963. DEC proizvodi model
PDP-8, prvo malo, komercijalno uspješno računalo. Cijena tog
računala iznosila je 18 000 USD-a, pa su prvi put i male tvrtke
mogle kupovati i upotrebljavati računala.Godine 1977. DEC
proizvodi 32-bitovno malo računalo pod nazivom VAX, koje
postiže velik komercijalni uspjeh. Porodica VAX tračunala bila
je tako uspješna da ih je u 5 godina prodano više od 10 000
komada. Računala su iz laboratorija i "posvećenih" prostora najvećih
tvrtki ušla u široku uporabu. Praktično neometana u području malih računala sve
do potkraj 70-ih godina, tvrtka DEC doživljava
nevjerojatan rast i 1983. godine ima 78 000 zaposlenih.
POJAVA MIKROPROCESORA I OSOBNIH RAČUNALA
Razvojem tehnologije sve se više elektroničkih komponenata može
smjestiti na pločicu poluvodiča. Napokon su se, 1970. godine,
svi osnovni elementi računala mogli smjestiti na samo jednu pločicu poluvodiča
veličine nekoliko desetaka četvornih milimetara, pa je tako nastao
mikroprocesor. Jednostavno rečeno, to je računalo na jednoj pločici poluvodiča.
Tvrtka INTEL te godine tržištu nudi prvi mikroprocesor pod
nazivom 4004.
Godine 1973. ista tvrtka proizvodi
mikroprocesor 8080, prvi 8-bitovni mikroprocesor, uvelike
prihvaćen na tržištu jer omogućuje proizvodnju malih i vrlo jeftinih računala.
INTEL je sljedeće desetljeće i pol bio gospodar tržišta
mikroprocesora s modelima 8086, 80286, 80386, 80486 te modelom
Pentium.
Osobno računalo koje je doista otvorilo put osobnoj uporabi
računala bilo je računalo tvrtke Apple, posebno model
Apple II. U Europi su tu ulogu imala računala Sinclair
Spectrum i Commodore C64. Zbog vrlo niske cijene bila su pristupačna
praktično svakome, što je omogućilo široku računarsku naobrazbu.
Računalo IBM PC koje se pojavilo 1981.
godine konačna je prekretnica kojom započinje vladavina osobnih
računala. Otada im neprestano raste snaga i snizuje se cijena.
PROGRAMI
U prvih 20-ak godina od pojave elektroničkih
računala bilo je malo računala, a pristuop njima dopušten samo odabranoj skupini
visokostručnih ljudi. Šira uporaba računala zahtijevala je pojednostavljenje
uporabe i postupka programiranja. Ponašanje računala određuje se programom
(slijedom naredbi) primjenjenim na to računalo, pa je zato u njega prije bilo
kakvog smislenog rada bilo potrebno unijeti program. U prva se računala program
unosio ručnim prespajanjem kontakata na za to predviđenoj ploči. Svaki novi
program značio je ponovno prespajanje. Velik je napredak bio unos programa
posredstvom bušene papirne vrpce ili, poslije, magnetskih vrpci u memoriju
računala. U početku su se svi programi pisali tzv. strojnim jezikom, što je bio
vrlo dugotrajan i kompliciran postupak, razumljiv samo stručnjacima koji su vrlo
dobtro poznavali rad računala. Strojnim se jezikom izravno upravlja pojedinim
dijelovima računala i zato je potrebno dobro poznavati njegovu građu i način
rada. Potreba za programskim jezikom razumljivim i onima koji nisu stručnjaci za
računala i koji ne zahtijeva poznavanje njihova rada, uvjetuje razvoj prvog tzv.
Višeg jezika, FORTRAN-a. Naredbe tog jezika bile su mnogo
razumljivije i prihvatljivije od naredbi strojnog jezika.
FORTRAN je razvijen u tvrtki
IBM, a razvojnu je skupinu vodio John Backus.
Oblikovanje tog jezika trajalo je od 1953. do sredine 1957.
godine a bio je ponajprije namijenjen rješavanju matematičkih problema
(engl. FORTRAN-FORmula TRANslation). Pokazalo se da je to
upravo ono što treba korisnicima, pa se uskoro razvijaju i ostali viši jezici,
kao npr. poslovni jezik, COPBOL (engl.Common
Business-Oriented Language), tehnički jezik, ALGOL (engl.
ALGOrithmic Language), jezik za učenje programiranja, BASIC
(eng. Beginner All-purpose Symbolic Instruction Code).
Programski jezici i programi osobito su važan dio računala i
često je vrijednost programa veća od vrijednosti samog računala. Programe za
velika i mala računala najčešće je izrađivao njihov proizvođač. Pojavom osobnih
računala pojavilo se mnogo neovisnih tvrtki koje su izrađivale programe za
osobna računala i nudile ih na tržištu.
 Jedna od najvećih tvrtki koja se isključivo bavi izradom
programa jest američka tvrtka Microsoft Corporation. Osnovao ju
je William Gates 1975. godine, a prvu je zaradu ostvarila
programom BASIC prevoditelja (engl. BASIC
interpreter) za malo računalo Altair 8800.
Microsoft je tržištu ponudio mnoge uspješne programe za osobna
i kućna računala, npr. BASIC, C, C++, MS WORD, EXCEL, MS-DOS i
dr. Dva su programa bila presudna za početni razvoj tvrtke
Microsoft: BASIC I MS-DOS. Početkom 90-ih
godina veliku popularnost doživljava program Microsoft
Windows, kojim je tvrtka nastavila uspješan razvoj.
VRSTE RAČUNALA
Računala se mogu podijeliti prema različitim svojstvima, jedna
od mogućih podjela je glede snage ili moći:
MIKRORAČUNALA – računala najmanje snage. Među
njima razlikujemo kućna i osobna računala koja se odlikuju većim mogućnostima.
RADNE STANICE – računala namijenjena
opsežnijoj obradi podataka, a odlikuje se velikom brzinom obrade podataka,
znatno većom radnom i ostalom memorijom od mikroračunala te odličnim
mogućnostima grafičkog prikaza podataka. Radne stanice najčešće se rabe za
obradu slikovnih podataka, kao npr. crteža, shema, nacrta i sl.
MALA RAČUNALA – računala namijenjena
istodobnom posluživanju više korisnika, a imaju snagu obrade podataka kioja
znatno prelazi mogućnosti prvih dviju skupina. Rabe se kada se traži velika
brzina obrade velike količine podataka.
VELIKA RAČUNALA – računala najveće snage od
svih do sada spomenutih i koriste se kada ostale vrste računala ne mogu
zadovoljiti potrebnu brzinu obrade podataka. Relativno visoka cijena ograničava
uporabu velikih računala samo na velike tvrtke.
SUPERRAČUNALA – najsnažnija računala koja se
člesto odlikuju posebnim tehnološkim rješenjima i namjenskom arhitekturom.
Proizvode se pojedinačno, a cijena im je tako visoka da su često dostupna samo
vladama pojedinih zemalja (vojna primjena) ili najvećim svjetskim tvrtkama.
|
