Transcript Istorijat razvoja informacionih tehnologija

RAZVOJ INFORMACIONIH TEHNOLOGIJA
Periodi u razvoju informacionih tehnologija
1) premehanički (Abakus)
2) mehanički (Pascalina, Lajbncova mašina,
Diferencijska mašina, Analitićka mašina)
3) elektromehanički (ASCC i ENIAC-Electronic
Numerical Integrator And Computer) i
4) elektronski (I, II, III i IV generacija računara)
2
1) PREMEHANIČKI PERIOD 3000 P.N.E – 1450 N.E
Prva prava sredstva za računanje nastala u Mesopotamiji i Egiptu i bila su
poznata pod nazivom Abakus (grčk. bax=ploča pokrivena prašinom).
Sastojala su se od ploče sa urezanim žlebovima po kojima su mogli da
klize kamenčići. U 13. veku u Kini je izvršeno unapređenje abakusa tako
što su žlebovi zamenjeni žicama na koje su nanizani kamenčići. Time je
mogao da služi kao sredstvo za izvođenje jednostavnih računskih
operacija. Dalje unapređenje abakusa se izvršili Japanci u 17. veku
omogućivši izvršavanje mnogo složenijih radnji.
3
2) MEHANIČKI PERIOD 1450. G. – 1840. G.
Ovaj period su obeležila računska sredstva čije su komponente
funkcionisale na mehaničkim principima. U skoro 4 veka pojavio se veliki
broj ovih sredstava koji su imali za cilj efikasnije obavljanje kako
jednostavnih tako i složenih računskih operacija.
Francuski naučnik Blez Paskal (1623-1662) je projektovao prvu mehaničku
mašinu za računanje nazvanu Pascaline.
Sastojala se od niza brojčanika koji su se pomerali uz pomoć točkića i pera.
Ova mašina je mogla da sabira i oduzima osmocifrene brojeve.
4
Nemački matematičar i filozof Gotfrid Vilhelm fon Lajbnic je unapredio
Paskalovu računsku mašinu 1673. godine.
Njegov koncept je mogao da sabira, oduzima, množi i deli brojeve
koji su imali između 5 i 12 cifara.
Lajbnicova mašina
5
Engleski profesor matematike na
Univerzitetu Kembridž Čarls Bebidž je
1832. godine napravio prototip
mašine koju je nazvao diferencijska
mašina po jednoj metodi rešavanja
jednačina.
Diferencijska mašina je imala namenu
vršenja osnovnih operacija ali
mogućnost izračunavanja kvadrata i
kubova šestocifrenih brojeva.
Mašina je funkcionisala na principu
zupčanika i poluga i pokretana je
ručno.
Najveći značaj Bebidžove mašine je
mogućnost izračunavanja iz dva
koraka pri čemu je bilo moguće
preneti rešenja izprvog koraka u
naredni.
Diferencijska mašina
6
Analizirajući diferencijsku mašinu Bebidž je 1833. godine shvatio da
ima ograničenu upotrebu zbog čega je projektovao novu mašinu
opšte namene nazvanu analitčki mašina.
Analitička mašina je posedovala deo koji nazvan memorija i koji je
mogla da čuva do 100 brojeva.
Zbog principa funkcionisanja Bebidžova analitička mašina se smatra
pretečom savremenih računara.
Na žalost, Bebidž nikad nije realizovao svoju ideju do kraja.
Analitička mašina
7
3) ELEKTROMEHANIČKI PERIOD 1840. G. – 1939. G.
Razvoj industrije krajem 19. veka zahtevao je složeniju obradu podataka. Otkriće
električne energije i razvoj elektrotehnike omogućio je razvoj računarskih sredstava
koji su elektrotehničke komponente kombinovali sa mehaničkim komponentama.
Važno otkriće za projektovanje savremenih računara je bio koncept binarnog
sistema postavljenog od strane irskog naučnika Džordža Bula (Bulova algebra).
Godine 1884. Amerikanac Herman Holerit je patentirao mašinu za tabeliranje
pomoću bušenih kartica čime je omogućeno brzo očitavanje podataka. Holerit je
zatim osnovao kompaniju koja je bila preteča IBM-a.
Konstruktor prvog elektromehaničkog računara bio je Hauard Ejken koji je u
Holeritovu mašinu sa bušenim karticama implementirao zaboravljeni Bebidžev
koncept programabilne računske mašine. Ceo projekat je bio finansijski i stručno
potpomognut od strane IBM-a i rezultirao je konačnom realizacijom 1944. godine.
Mašina je dobila naziv ASCC (Automatic Sequence Controlled Calculator). Mašina
je bila duga 17 metara, visoka skoro 2,5 metara. U mašinu je bilo ugrađeno 800 km
žice, 750 000 delova i 3 miliona električnih spojeva.
8
4) ELEKTRONSKI PERIOD 1939. G. – DANAS
Razvoj računara sačinjenih od elektronskih komponenti je počeo neposredno
pred 2. svetski rat. Međutim, razvoj samih elektronskih komponenti koje su
uz izvesnu modifikaciju i prilagođavanje činile elektronske računare počeo je
znatno pre, početkom 20. veka.
U najznačajnija otkrića u oblasti elektronike spadaju otkriće
elektromehaničkog logičkog kola koje je patentirao Nikola Tesla 1903.
godine, zatim elektronska 7 vakuumska cev konstruisana od strane naučnika
Li de Foresta 1906. godine i flip-flop elektronskog kola konstruisan 1919.
godine.
Drugi svetski rat je predstavljao i tehnološki rat sukobljenih strana zbog čega
su veliki pomaci u računarstvu napravljeni upravo u tom periodu.
Posle drugog svetskog rata dolazi do daljeg razvoja računarske tehnike.
Era savremenog računarstva se deli na četiri ili pet perioda, popularno
generacija računara. Osnovni kriterijum za podelu predstavlja tehnologija
izrade elektronskih komponenti od kojih su računari konstruisani. Vrlo često
se u literaturi ove komponente nazivaju i logički elementi.
9
Prva generacija računara: 1939. g – 1958. g.
Računari prve generacije su koristili vakuumske cevi kao logičke elemente.
Osnovni nedostaci vakuumskih cevi su: troše mnogo električne energije,
nepouzdane (često se kvare), zauzimaju mnogo prostora i skupe su.
Ovi računari su kao ulazno/izlazne uređaje najčešće koristili bušene kartice,
papirne i magnetne trake.
Programiranje se baziralo na korišćenju mašinskog
jezika zbog čega je proces programiranja bio
mukotrpan i spor. Tek pri kraju ovog perioda su se
pojavili asembleri koji su omogućili pisanje pomoću
mnemoničkih oznaka. To je uslovilo i pojavu prvih
prevodioca (kompajlera) koji su instrukcije napisane
u asembleru prevodile na mašinski jezik razumljiv
računaru.
Najpoznatije kompanije za proizvodnju računara u
ovom periodu su bile: Sperry Rand sa serijom
računara pod nazivom UNIVAC i IBM.
Vakuumska cev
10
ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer)
Džon von Nojman je dao osnovne principe arhitekture današnjih računara. On je
napravio razliku imedju materijalnog dela računara - hardvera i softvera odnosno
programskog dela računara.
On 1943., zajedno sa Džonom Moklijem i Džonom P. Ekertom počinje sa radom
na projektu ENIJAK (ENIAC). Oni su smislili prvi potpuno elektronski računar koji
je radio na osnovu unapred zadatog programa.
Njegova proizvodnja je počela još u vreme Drugog svetskog rata, 1943. i bio u
upotrebi sve do 1955. godine. Zasnivao se na 10-cifarskoj dekadnoj reči. Težio je
30 tona, sadržao je 18.000 vakuumskih cevi, oko 70.000 otpornika i 5 miliona
zavarenih spojnica. Zauzimao je oko 167 metara kvadratnih. Za ulaz i izlaz su se
koristile bušene kartice.
11
UNIVAC (UNIVersal Automatic Computer)
Bio je prvi računar koji je ušao u komercijalnu upotrebu. Razvila ga je kompanija koju
su osnovali Džon Ekert i Džon Močli, konstruktori ENIAC računara, koji su bili i glavni
dizajneri ovog računara. Ovo je bio prvi računar od koga je proizvedeno više
primeraka.
Ovaj računar je bio težak oko 13 tona, imao je 5.200 vakuumskih cevi i obavljao je
1.900 operacija u sekundi. 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.
Prvi UNIVAC računari su se veoma dugo koristili čak i onda kada su postali
tehnološki zastareli (sve do 1970. g.)
12
Druga generacija računara: 1959. g. – 1964. g.
Drugu generaciju računara obeležila je primena tranzistora kao osnovnih logičkih
elemenata. Tranzistor je razvijen 1947. g. a njihova primena u računarskoj industriji
je počela 1959. godine. Za razliku od vakuumske cevi koje su funkcionisale na
principu kretanja elektrona kroz vakuum tranzistori su sačinjeni od čvrstog
provodnika. Bili su mnogo manji po veličini, pouzdaniji, trošili manje električne
enegije a i izrada je bila znatno jeftinija što je drastično smanjivalo cenu celog
računara.
Drugo značajno otkriće koje je obeležilo ovu generaciju računara je magnetno
jezgro koje se koristilo kao unutrašnja memorija. Ovaj uređaj se sastojao od
gvozdenih jezgara koja bi se namagnetisala propuštanjem električne struje.
Osnovne prednosti primene magnetnih jezgara je veća brzina od prethodnih
rešenja ali i mogućnost čuvanja podataka i po prestanku električnog napajanja.
Magnetna jezgra
Računari druge generacije su imali i naprednije
rešenje za trajno čuvanje podataka. Iako je prvi
magentni disk konstruisan 1957. godine masovna
upotreba je počela sa računarima II generacije.
Drugu generaciju računara je obeležio i razvoj viših
programskih jezika i odgovarajućih prevodilaca kao
što su FORTRAN, ALGOL-60, COBOL, itd. Pojava
viših programskih jezika je označila početak
savremenog razvoja softvera.
13
Treća generacija računara: 1965. g. – 1971. g.
Dalji razvoj se kretao u smeru sve efikasnijih
računara što je podrazumevalo sve veći broj
komponenti (tranzistora, otpornika itd). Kako ove
komponente nisu bile zanemarivih veličina a
potrebe narasle na nekoliko desetina hiljada istih,
proizvođači su se našli u problemu. Da bi se ovi
problemi prevazišli, došlo se na ideju da se
komponente prave ne od parčića silicijuma već na
parčetu silicijuma. Na taj način su nastala
integrisana elektronska kola poznata kao čip, čime
je započela era mikroelektronike.
Čip
Primena čipova donela je čitav niz prednosti:
• Cena izrade čipa je znatno manja od cene izrade tranzistora. Kasnije je
tehnologija izrade čipova je postala još ekonomičnija i efikasnija.
• Međusobno rastojanje elektronskih komponenti je drastično smanjeno pa je i
putovanje elektrona drastično manje čime je postignuta veća brzina računara,
• Veze u integrisanim kolima su mnogo pouzdanije nego kod lemljenih komponenti,
• Integrisana kola troše manje električne energije i manje se greju,
• Računari postaju manji čime je stvorena mogućnost konstruisanja računara za
lične potrebe.
14
Četvrta generacija računara: 1972. g. – 1987.g.
Dalji razvoj tehnologije kretao se u smeru sve veće integracije integrisanih kola tj. sve
većeg broja integrisanih kola koja su bila obuhvaćena jednim čipom.
Razvoj tehnologije integrisanih kola doneo je napredak ne samo u razvoju
memorijskih već i procesorskih čipova. Tako je 1971. godine u kompaniji Intel
konstruisan prvi mikroprocesor koji je sadržao sve komponente CPU-a na samo
jednom čipu.
U domenu razvoja programskih jezika i softvera takođe je bilo značajnog napretka.
Jedno od najznačajnijih je razvoj programskog jezika C od strane Denisa Ričija 1972.
godine. Autor jezika, Denis Riči, i njegov kolega Tomson su kasnije koristili jezik C za
pisanje verzije operativnog sistema UNIX.
Period od početka poslednje decenije 20. veka pa do danas obeležio je značaj razvoj
telekomunikacionih mreža i tehnologija. To se posebno odnosi na razvoj interneta i
world wide web-a koji su doneli potpuno nove tehnike kako u razvoju softvera i
hardvera, tako i savremenog poslovanja.
15
Peta generacija računara: od 1990. g.
Peta generacija je zasnovana na konstrukciji paralelne arhitekture koji
omogućavaju istovremeni rad više kompjutera (procesora) na rešavanju
određenog zadatka.
Šestu generaciju kompjutera (neurokopjuteri) karakteriše razvoj
neuronskih mreža koje bi trebalo da istovremeno obrađuju veliki broj
informacija korišćenjem više hiljada porocesora što liči na rad ljudskog
mozga.
16
MIKRORAČUNARI
1973.g. Intel 8080, 8-bitni mikroprocesor
1975.g. prvo računar Altair 8800
1976.g. Apple I
1977.g. 32-bitno računar VAX (DEC), Apple II
1981.g. Operativni sistem Microsoft DOS
1982.g. Intel 80286 poznatiji kao 286 prvi procesor koji je
mogao izvoditi programe pisane za njegove prethodnike
1984.g. Macintosh
1985.g. Microsoft Windows
MIKRORAČUNARI - MIKROPROCESORI
1985.g. 32-bitni mikroprocesor Intel 386TM sadržavao je
275,000 tranzistora i bio je "multi tasking," tj. mogao je
izvršavati više programa u isto vrijeme.
1979-88.g. super računala CDC - Control Data Corporation (Cyber
203, Cyber 205, Cyber 960)
1972.-85.g. super računala Cray Research Comp. (Cray-1, Cray XMP, Cray-2, Cray Y-MP)
1989. Intel 486TM označava stvarni prelazak s računara upravljanih
komandama operacijskog sustava na računare upravljana
mišem ili srodnim uređajima. Imao je ugrađen matematički
koprocesor, koji je višestruko ubrzava računanje kompleksnih
matematičkih funkcija
NOVI MIKROPROCESORI
1993. Intel Pentium® omogućuje ugradnju "realnog svijeta"
u računar (govor, muzika, rukopis, digitalna fotografija)
1995. Intel Pentium® Pro (aplikacije za 32-bitne servere i
radne stanice). Pentium® Pro procesor sadrži oko 5.5
miliona tranzistora.
1997. Intel Pentium® II sastoji se od 7.5 miliona
tranzistora, a dizajniran je za djelotvorno procesiranje
video, audio i grafičkih podataka.
1998.The Pentium® II XeonTM dizajniran je da bi
poboljšao rad srednjih i jakih servera i radnih stanica.
NOVI MIKROPROCESORI
1999. Intel Celeron® namijenjen je poboljšanju programa za
tržište (igre, edukacija)
1999. Intel Pentium® III ima ugrađene nove funkcije koje
dramatično poboljšavaju svojstva programa za obradu
digitalne slike, 3-D prikaza, audio i video zapisa,
prepoznavanja govora, što se obilno koristi u kretanju po
Internet mreži. U njega je ugrađeno oko 9.5 miliona
tranzistora, a korištena je 0.25-mikronska tehnologija.
1999. Pentium® III XeonTM poboljšava rad servera i radnih
stanica. Dizajniran je za multiprocesorske sustave.
NOVI MIKROPROCESORI
2000. Pentium® 4 (filmovi profesionalne kvalitete,TV preko
Interneta, video, govor i 3D grafika u realnom vremenu,
brzo enkodiranje muzike za MP3. Sastoji se od 42
miliona tranzistora, a izveden je u 0.18 mikronskoj
tehnologiji.
2001. Intel® XeonTM namijenjen je za radne stanice s dualprocesorom, te multi-procesorskim serverskim
konfiguracijama koje stižu uskoro.
2001. Intel® ItaniumTM procesor je prvi u porodici 64-bitnih
produkata iz Intela. Namijenjen je high-end, enterpriseclass serverima i radnima stanicama. Nova arhitektura
zasnovanana Explicitly Parallel Instruction Computing
(EPIC) design tehnologiji