Saturday, September 17, 2011

Istorija računara 1/3

Svi mi posedujemo dovoljno znanja da manje ili više ovladamo računarima. Svi koristimo tu „čudnu napravu“. Računare uglavnom koristimo za igre, za surfovanje internetnom, obrađujemo tekst i fotografije, ili se bavimo programiranjem. Međutim, da li smo se ikada zapitali kako su nastali računari? Ko je izumeo računare, elektronske uređaje za obradu i sladištenje podataka? Odgovor nije jednostavan. Veliki broj pronalazača je, tokom istorije računara, učestvovalo u stvaranju te komplesne mašine ili pojedinih njenih delova…

Kako je sve počelo…

Ukoliko ne računamo razna ručna računarska sredstva, poput raznih računaljki i abakusa, koji su se pojavili još u starom veku, možemo reći da je prvu računarsku mašinu napravio Blez Paskal, još 1942. godine. Za taj poduhvat se odlučio da bi pomogao svom ocu koji je bio poreznik.

Nakon 30 godina, slavni matematičar Lajbnic je izumeo mašinu koja je osim računarskih operacija sabiranja i oduzimanja, mogla da izvršava i množenje i deljenje.

U narednih 150 godina na ovom polju se ništa nije dešavalo, sve dok Čarls Bebidž (1792-1871), profesor matematike, nije izumeo diferencnu mašinu. Ova mašina, takođe mehanička, mogla je da izvršava samo matematičke operacije sabiranja i oduzimanja, a koristila se za izračunavanje tablica u pomorskoj navigaciji. Najzanimljivija stvar kod ove mašine jeste da su izlazni podaci bili upisivani na bakarnoj ploči, na sličan način na koji se danas podaci upisuju na modernim medijumima. Ipak, Bebidž nije bio zadovoljan mogućnostima mašine, tako da je nastavio razvoj, i napravio je prvu analitičku mašinu. Ona je imala četiri dela: memoriju, jedinicu za izračunavanje i ulaznu i izlaznu jedinicu zasnovane na principu bušenih kartica. Memorija je bila kapaciteta 1000 reči od po 50 decimalnih cifara i služila je za smeštanje promenljivih i rezultata. Veliki napredak u odnosu na diferencnu mašinu sastojao se u tome što je analitička mašina bila računar opšte namene. Instrukcije su se čitale sa bušenih kartica i izvršavale. Analitička mašina je bila programabilna, potreban je bio softver, a samim tim i programer. Bebidž je za taj posao najmio ženu po imenu Ada Avgusta Lovelas. Gospođa Ada je tako postala prvi programer na svetu i njoj u čast je programski jezik Ada dobio ime. Na žalost, Bebidž nikada nije do kraja realizovao analitičku mašinu zbog njene komplikovane mehaničke konstrukcije i nesavršenosti tehnologije devetnaestog veka. Ipak, njegov rad ima veliki značaj, s obzirom da i moderni računari imaju sličnu strukturu, pa se može reći da je Bebidž praotac modernih digitalnih računara.

Obzirom da su sva pomenuta računska sredstva bila mehanička, za praktične početke razvoja električnih računara navode se tridesete i četrdesete godine XX veka. Prvi veliki korak u razvoju ovih mašina načinio je nemački student tehnike Konrad Zuse koje je tokom tridesetih godina napravio niz automatskih računskih mašina zasnovanih na tehnologiji elektromagnetnih releja. Njegove mašine su uništene u bombardovanjima tokom II svetskog rata, tako da one nisu uticale na dalji razvoj u ovoj oblasti. Ipak, Zuse je jedan od pionira na ovom polju.

Nekoliko godina kasnije, Džon Atanasov a Ajova Stejt Koledža i Džordž Stibic iz Belovih Laboratorija su projektovali kalkulatore. Atanasovljeva mašina je bila jako napredna za ono vreme. Koristila je binarnu aritmetiku i imala kondenzatore kao memorijske elemente koji su se povremeno osvežavali radi sprečavanja curenja naelektrisanja. Savremeni dinamički RAM čipovi upravo rade na pomenuti način. Međutim, ova mašina nikada nije proradila zbog neodgovarajuće tehnologije tadašnjeg doba. Stibizov računar je bio primitivniji od Atanasovljevog, ali je radio ispravno. Rad ove mašine je javno demonstriran 1940. godine na konferenciji u Darmut Koledžu. U publici je bio i Džon Mokli, tada nepoznati profesor fizike na Pensilvanijskom Univerzitetu.

Dok su Zuse, Stibic i Atanasov projektovali automatske kalkulatore, mladić po imenu Hauard Ejken je, da bi odbranio doktorsku disertaciju na Harvardu, ručno vršio složena numerička izračunavanja. Pošto je odbranio disertaciju shvatio je važnost mogućnosti računanja pomoću mašina. U biblioteci je otkrio Bebidžov rad. Odlučio je da napravi mašinu opšte namene na bazi releja umesto mehaničkih zupčanika zbog kojih Bebidž i nije uspeo. Njegova prva mašina, Mark I, završena je 1944. godine na Harvardu. Imala je 72 reči memorije od po 23 decimalne cifre, i ciklus instrukcije od 6 sekundi. Za ulaz i izlaz su korišćene bušene papirne trake. U vreme kada je Ejken dovršio sledeću mašinu Mark II, elektromagnetni releji bili su prevaziđeni. Počelo je doba elektronike i doba elektronskih digitalnih računara.

Prva generacija računara

Motiv za ubrzani rad na elektronskim računarima bio je II svetski rat. Tokom jednog dela rata nemačke podmornice su pravile pustoš među britanskim brodovima. Komande i podaci o kretanju savezničkih brodova su slati iz Berlina putem radio veze. Britanci su bili u mogućnosti da prisluškuju radio poruke, ali je problem bio što su one bile šifrovane. Da bi se vršilo dešifrovanje, bilo je potrebno vršiti veliki broj izračunavanja, a sve je to moralo da bude obavljeno vrlo brzo pošto se radio poruka uhvati. Britanska vlada je oformila tajnu laboratoriju u kojoj je napravljen elektronski računar nazvan COLOSSUS. U projektovanju mašine učestvovao je i čuveni engleski matematičar Alen Tjuring. COLOSSUS je proradio 1943 godine, i može se reći da je to bio prvi elektronski računar.

Osim što je izazvao uništenje Zuseovog rada, i podstakao konstruisanje COLOSSUS-a, rat je uticao na razvoj računarstva i u Americi. Vojsci Amerike je bilo potrebno izračunavanje različtih tabela, a ručno izračunavanje je zahtevao određeno vreme i bilo je podložno greškama. Već pomenuti Mokli, koji je bio upoznat sa radom Atanasova i Stibica, je predložio izradu elektronskog računara. Predlog je prihvaćen, i Mokli i njegov student Ekert su počeli da rade na elektronskom računaru koga su nazvali ENIAC. Ovaj računar se sastojao od 18000 vakuumskih cevi i 1500 releja. ENIAC je bio težak 30 tona i zauzimao je veličinu odbojkaškog igrališta. Za množenje dva broja računaru su bile potrebne 3ms. Mašina je završena 1946. godine kada je bilo prekasno da se upotrebi u svrhu za koju je originalno bila namenjena. Međutim, kako je rat bio završen, Mokli i Ekert su organizovali letnju školu sa ciljem da objasne svoj rad kolegama. Ova letnja škola predstavlja početak eksplozije interesovanja za izgradnju velikih računara.

Nakon tog istorijskog trenutka mnogi drugi istraživači se počeli sa proizvodnjom računara. Prvi naredni računar bio je EDSAC izgrađen 1949. godine na Univerzitetu Kembridž u Velikoj Britaniji, čiji je autor bio Moris Vilks. Sledili su JOHNIAC napravljen u firmi Rand Corporation, ILLIAC napravljen na Univerzitetu u Ilinoisu, MANIAC iz Los Alamos Laboratory i WEIZAC sa Vajcmanovog instituta u Izraelu.

U međuvremenu, jedan od učesnika ENIAC projekta, Džon fon Nojman je započeo rad na sopstvenoj verziji EDVAC-a, koju je nazvao IAS računar. Nojman je zaključio da je programiranje računara pomoću velikog broja prekidača i kablova sporo i teško, i da je bolje program predstaviti u digitalnom obliku u memoriji računara. Ova arhitektura, kao i IAS mašina koju je fon Nojman izradio u saradnji sa Hermanom Goldštajnom, imala je ogroman uticaj na dalji razvoj računara.

Otprilike u isto vreme kada je Nojman pravio IAS mašinu, istraživači na MIT-u su takođe pravili jedan računar. Taj računar zvan Whirlwind I.

IBM kompanija koja je tada proizvodila bušače kartica i mašine za sortiranje kartica je finansirala jedan deo projekta Hauarda Ejkena, sve do 1953. godine kada su proizveli računar sa oznakom 701. Godine 1958. IBM je proizveo svoj poslednji računar sa vakumskim cevima - mašinu sa oznakom 709.

No comments:

Post a Comment