Istorija računara

„Postalo je zastrašujuće očigledno da je naša tehnologija nadmašila našu (ljudsku) prirodu.“

Albert Ajnštajn

Nastanak računara vezan je za čovekovu potrebu da sebi olakša proces računanja, obrade podataka i na taj način ubrza posao kojim se bavi. Ako uzmemo u obzir da je trgovina jedna od najstarijih privrednih grana, možemo reći da je težnja čoveka za ovakvom mašinom vekovima stara. Koliko nam je računar ili kompjuter zaista doneo dobrog? Da li smo iskoristili računar za ono što nam je zaista trebalo u poslovnom svetu ili smo ga uvrstili u svaki segment našeg života? Računari su odavno prevazišli svoju primarnu namenu i skoro da ne postoji oblast u kojoj nisu našli svoju primenu.

Šta je računar i njegova preteča?

Po Websterovom rečniku, računar je bilo koji elektronski uređaj koji može da pamti, pretražuje i obrađuje podatke. Postoje i takozvane uske definicije koje predstavljaju računar kao pomoćno sredstvo za brže i lakše računanje sa manje grešaka. 

Abak (Abacus)

Posmatrajući današnje računare i razmišljajući o njihovoj istoriji, bilo mi je logično da sa istraživanjem krenem od 19. veka, međutim sama ideja kod čoveka o konstruisanju naprave za računanje stara je nekoliko hiljada godina. Tako da možemo reći da je prva preteča računara naprava koja se zove Abak (Abacus). Sama naprava po imenu Abak verovatno vam nije poznata, ali svi koji su išli u školu i bili ponosni pioniri bivše Jugoslavije, sigurno se sećaju čuvene računaljke sa prvih časova matematike koja je stajala u učionicama širom osnovnih škola. To je prva poznata sprava za računanje kod Rimljana, Grka, Kineza... Rimski abak je bio ploča podeljena na pruge ili pravougaona polja - po kojima su se pomerali kamenčići ili kuglice. Na taj način imao je osnovne računske operacije – sabiranje, oduzimanje, množenje i deljenje. Od latinskog izraza calculus – kamenčić, nastao je izraz calculare – računati. Abak se i danas koristi u nekim zemljama.

Koje su prve mehaničke preteče računara?

Vilijam Otred (William Oughtred) je bio engleski matematičar, koji je 1621. godine izmislio kružni linijski lenjir. Smatra se da je ovo prvi analogni računarski uređaj za množenje i deljenje brojeva.

Zahvaljujući Dr Franc Hameru (Franz Hammer) biografu, svet je polovinom dvadesetog veka saznao za Vilhema Šikarda (Wilhelm Schickard) nemačkog profesora koji je 1623. godine osmislio mehanički kalkulator. Mašina je mogla da sabira, oduzima, množi i deli. Dr Franc Hamer je u pismima koje je Šikard slao svom prijatelju matematičaru i astronomu, otkrio nacrt. Nažalost, ostalo je sve na planovima, smatra se da Šikard nikada nije napravio mašinu.

Šikardov nacrt

Polovinom sedamnaestog veka, Blez Paskal (Blaise Pascal) je počeo da osmišljava uređaj koji je trebalo da pomogne njegovom ocu i knjigovođama tog vremena u izračunavanju poreza. Uspeo je da napravi automatski kalkulator 1642. godine. Njegova mašina se zasnivala na zupčanicima i nazvana je Paskalina (Pascaline). Vremenom je napravio pedeset ovakvih mašina, međutim knjigovođe su odbijale da ih kupe u strahu da ne izgube svoj posao, zato što koriste nekakvu mašinu, a ne svoju glavu. Paskalina je mogla da sabira i oduzima šestocifrene brojeve. Interesantno je da se množenje i deljenje obavljalo preko niza operacija sabiranja i oduzimanja. To je prvi komercijalni kalkulator (digitron). Danas se neki primerci čuvaju u muzeju u Parizu.

“Nedopustivo je da pametan čovek izgubi sate računajući, ako taj proces može poveriti bilo kome ko koristi mašinu” - rekao je Gotfrid Lajbnic (Gottfried Leibniz). Ovaj gospodin je 1673. godine dizajnirao novi tip mehaničkog kalkulatora, baziranog na nazubljenim cilindrima. Danas se taj kalkulator zove Lajbnicov točak. Uređaj je pored osnovnih računskih operacija mogao da izračunava kvadratni koren. Lajbnic je zastupao ideju o korišćenju binarnog brojnog sistema, koji je danas osnova rada svih računara.
Kalkulatori su u nekoliko godina brzo napredovali, onda je u jednom trenutku nastalo zatišje. Gospodin koji je poznat po pronalasku automatskog razboja za tkanje, Žozef Žakar (Joseph Jacquard), nije direktno vezan za napredak računara, međutim, njegov razboj za tkanje je koristo drvene ploče na kojima su bile izbušene rupe. Rupe na pločama su propuštale određenu nit, a blokirale ostale. Na taj način ploče ili kartice su određivale šaru. Bile su složene jedna za drugom, menjanjem rasporeda kartica, menjale su se i šare. Iako njegov razboj nije direktno povezan sa računarima, ideja kartica se kasnije koristila za prvi mehanički metod unošenja informacija u računar. Ovaj način unošenja informacija se koristio do 1980. godine.

Razboj za tkanje - sistem kartica

Britanska vlada je 1822. godine pristala da finansira uređaj koji je osmislio Čarls Bebidž (Charles Babbage), a iste te godine uspeo je i da ga konstruiše. Preuzeo je ideju Žakara o bušenim karticama za unos podataka, a namena je bila rešavanje polinomne jednačine. 

Mašina je bila toliko osetljiva, da se više kvarila, nego što je radila. Tadašnji britanski premijer je izjavio da Bebidžova mašina jedino izračunava koliko je novca potrošeno da bi se napravila. To nije sputalo britanskog pronalazača i on kasnije razvija analitičku mašinu koja je bila dizajnirana kao pravi mehanički računar. Mašina je sadržavala pet elemenata koji su preteča savremenih računara. To su bili ulazni uređaj, medijum za smeštanje brojeva za obradu (memorija), jedinica za obradu, kontrolna jedinica koja upravlja zadacima i izlazni uređaj. Bebidžova prijateljica Augusta Ada koja je bila matematičar amater, predala mu je nacrt programa koji bi se izvršavao u analitičkoj mašini. S obzirom da je to bio prvi put da je koncept računarskog programa predložen, možemo smatrati groficu Adu, prvim programerom.

Ada je bila toliko inspirisana Bebidžovim uređajem, da je verovatno u to vreme bila jedna od retkih osoba koja je pronikla u neverovatne mogućnosti analitičke mašine. Ona je predvidela da će analitičke mašine služiti i za komponovanje muzike, ali za to je bilo potrebno da prođe čitav vek. 

Ideje o mašinama su se uvek javljale da bi olakšale čoveku i kao potreba civilizacijskom napredku. Krajem devetnaestog veka Amerika je želela da obavi popis stanovništva. Prethodni popis se radio ručno i podaci popisa su se obrađivali 7 godina. Herman Holerit (Herman Hollerith) je 1886. godine razvio mašinu za računanje koja je koristila bušene kartice za elektronsko brojanje. Neverovatno je koliko je mašina za tkanje pomogla nastanku savremenih računara. Tako 1896. godine Holerit osniva kompaniju Tabulating Machine Company, koja posle nekoliko spajanja i preuzimanja 1924. godine postaje International Business Machines (IBM). 

Elektro – mehanički računari

Alan Tjuring (Alan Turing) je još jedna od karika u lancu, zahvaljujući kome je pronađen računar. Napisao je 1936. godine rad o hipotetičkom digitalnom računaru, koji je kasnije nazvan “Tjuringova mašina”. Tjuring je tokom drugog svetskog rata bio angažovan na problemu dešifrovanja nemačkih tajnih poruka. Njegov pristup tom problemu zasnivao se na pronalaženju mašine koja će biti u stanju da reši svaki problem predstavljen nizom elementarnih operacija, a njena memorija je trebalo da bude dovoljno velika da može da skladišti instrukcije potrebne za dešifrovanje. Nemci su imali uređaj “Enigma” koja je služila za kriptovanje i dekriptovanje, a koju je osmislio inženjer Artur Šerbius (Arthur Scherbius). Tada Tjuring razvija mehanički uređaj, a onda i električni “Kolos” koji je dekriptovao poruke šifrovane Enigmom. Zahvaljujući njegovoj mašini, spašeno je hiljade života.

Bebidž nije doživeo da ostvari svoju ideju o potpuno automatskom kalkulatoru. Moralo je da prođe 112 godina da bi se njegova ideja sprovela u delo. Jedan od pionira kompjuterske tehnologije Hauard Ajken (Howard Hathaway Aiken), studirao je fiziku na Harvardu. Na svom univerzitetu projektuje 1937. godine prvi cifarski računar sa ciljem da reši nelinearne diferencijalne jednačine. Računar završava sedam godina kasnije i naziva ga “Mark I”. Računar poznat kao “Mark I” uspešno je konstruisan zahvaljujući donaciji kompanije IBM, koja je iznosila million dolara. Osnovne komponente računara bile su mehanički koturi i elektromehanički relei. Koristio je bušene kartice. Bio je jako pouzadan, ali spor i glomazan. Imao je 765 000 komponenti, stotine kilometara žice. Bio je 4,5 tona težak, dugačak 16 metara i visok 2,4 metra.

Ajkenov kompjuter ( Howard Aiken)

Za ovu mašinu se pored napretka vezuje i još jedna zanimljivost. Moljac koji se zaglavio na jednom od releja izazvao je kvar. Grejs Huper (Grace Murray Hopper) 1944. godine uklanja prvu “bubu” i uvodi pojmove “bug” i “debuging” u računarski leksikon.

Pričom dolazimo do 20. veka i gospodina Džon von Nojmana. On je dao osnovne principe arhitekture današnjih računara. Bio je jedan od najvećih matematičara 20. veka, bavio se skoro svim oblastima matematike i učestvovao je u izradi atomske bombe. Napravio je razliku imeđu materijalnog dela računara - hardvera i softvera odnosno programskog dela računara. On 1943. godine počinje sa radom u laboratoriji Los Alamos gde 1944. zajedno sa Džonom Moklijem i Džonom P. Ekertom radi na projektu ENIJAK (ENIAC). Oni su smislili prvi potpuno elektronski računar koji je radio na osnovu unapred zadatog programa. Enijak je računar koji je bio težak 27 tona, dugačak 30 metara i zauzimao je površinu od 167 metara kvadratnih.

Elektromagnetni releji su zamenjeni vakumskim cevima. Sastojao se od 70 000 otpornika, 10 000 kondenzatora, 18 000 elektronskih cevi, 7 200 kristalnih dioda i 6 000 preklopnika. Sastavljen je od neverovatnih 5 miliona ručno zalemljenih veza. Električna snaga mu je bila 150 Kw. Programiranje se obavljalo ručno povezivanjem žica, kao kod analogne telefonske centrale. Enijak odgovara današnjem programljivom kalkulatoru.

Istorijat modernih računara je podeljen u pet generacija

Prvoj generaciji pripada računar Enijak, kao i prvi komercijalni računar UNIVAC, koga su konstruisali inženjeri elektrotehnike Džon Moušli (John Mauchly) i Džon Ekart (John Presper Eckert). Kreiran je za poslovne i administrativne primene, za brzo izvršavanje prostih računskih operacija. Računar je koristio magnetnu traku kao memorijski medijum umesto bušenih kartica. Druga generacija računara je donela pojavu tranzistora, smanjenje dimenzija, smanjenu potrošnju električne energije, povećanje brzine.

Tipičan predstavnik druge generacije je IBM 1401 koga je krasila memorija od 4KB. Treću generaciju opet predvodi IBM sa prvim tastaturama, 8-bitnom memorijom i magnetnim jezgrom. Od 1971. godine do kraja 1990. četvrta generacija donosi razvoj mikroprocesora, povećanje brzine rada i memorijskih resursa. Tipični predstavnici su IBM PC, Apple II i Apple Mac.

Inženjeri kompanije Intel su konstruisali prvi mikroprocesor 1971. godine. Bio je veličine 1 cm2 i sadržao je kompletnu logiku računara – CPU. Pojavom mikroprocesora, otpočela je mikroračunarska revolucija (pojava PC-a). Pojavljuju se stoni računari koji nisu u potpunosti zamenili velike računare, ali oni ipak doživljavaju promene. Gordon Mur (Gordon E. Moor) suosnivač kompanije Intel je rekao “Svake godine se broj tranzistora po kvadratnom inču mikroprocesora udvostručuje”.

Ova rečenica je nazvana Murov zakon. U novije vreme period dupliranja je uvećan na dve godine, a prognoze su, s obzirom na to da zakon važi već pedeset godina, da će važiti još narednih pet do sedam godina - dok ne dostigne svoj vrhunac.

Da se Murov zakon da primeniti i na druge tehnologije, uvideli bi da bi odavno svet izgledao kao u filmovima naučne fantastike. Današnji računar, računar pete generacije koristi široka populacija, ne trebaju nam specijalna uputstva za rukovanje, možemo ga spakovati u torbu, nadograđivati i mnogo je jeftiniji nego pre samo 20 godina, da ne idemo dalje u prošlost. Peta generacija donosi nam i veliki broj CPU istovremeno primenjenih na izvršavanje programa, računarske mreže, mobilno, prenosivo računarstvo, veštačke inteligencije, koriščenje kvantne fizike i nanotehnologije. 

Velikani našeg podneblja i njihov doprinos računarskoj revoluciji

Mihailo Petrović – čuveni Mika Alas, bio je matematičar, naučnik, profesor, preteča kibernetike, osnivač beogradske matematičke škole, akademik, ali i književnik, alas i violinista... Jedan je od srpskih velikana koji su pripadali svetskoj naučnoj eliti.

Na Svetskoj izložbi u Parizu 1900. godine naučnoj javnosti je prikazao hidrointegrator, odnosno prvi analogni hidraulični računar u svetu, i za taj izum bio je nagrađen - neki podaci kažu zlatnom, a neki bronzanom medaljom izložbe. Petrović je 1907. godine bio nagrađen diplomom društva matematičara u Londonu. Dr Draga Trifunović je 1980. godine izvršio rekonstrukciju Petrovićevog hidrointegratora. Taj rekonstruisani integrator se nalazi u kabinetu za matematiku Šumarskog fakulteta u Beogradu.

Jedan od najpoznatijih svetskih pronalazača i naučnika, Nikola Tesla, dao je svoj doprinos i u računarskoj revoluciji. Patentirao je logičko kolo AND, koje se nalazi u svim računarima. Do ovog otkrića došao je razvijajući sistem za daljinsko upravljanje. Mnogi Teslini pronalasci se primenjuju i danas kao osnova savremene tehnološke civilizacije. Tesla je 1900. godine osmislio „Svetski sistem“, naučni rad u kome je tadašnjim tehničkim rečnikom opisao ono što danas nazivamo internetom, GPS-om, mobilnom telefonijom.

Prvi kompjuteri sa područja bivše SFRJ

„Galaksija“ se vodi kao prvi domaći računar za najširi krug korisnika. Konstruisao ga je gospodin Voja Antonić u svojoj kućnoj radio-nici. Popularnost je stekao kroz časopis „Galaksija“ i na taj način došao u domove ljudi koji su skupili hrabrost da ga kupe i sami naprave. Kasnije je komercijalnu verziju „Galaksije“ proizvodio „Zavod za učila i nastavna sredstva“ u saradnji sa „Elektronikom inženjering“.
Ovaj kompjuter se koristio u mnogim školama i važi za najpopularniji domaći računar svih vremena.

CER (Cifarski Elektronski Računar) je serija ranih računara bazirana na elektronskim cevima i tranzistorima, koje je proizvodio Institut Mihajlo Pupin tokom 1960-tih i 1970-tih godina. CER-10 - 1960, prvi jugoslovenski digitalni računar konstruisan u SFRJ, projektovan je u Institutu „Vinča“ a završen 1960. godine u Institutu Mihajlo Pupin. Radio u zgradi SKNE-Tanjug za potrebe Savezne vlade SFRJ od 1963-67. godine.

TIM-100 je razvijen sredinom 1980-tih godina u Institutu Mihajlo Pupin u Beogradu. Serija TIM mikroračunara je realizovana posle uspešne serije računara CER i sistema HRS-100. Rukovodioci brojnog tima autora bili su dr Dragoljub Milićević i dr Dušan Starčević. TIM-100 je višekorisnički višeprocesni mikroračunar namenjen prvenstveno šalterskoj upotrebi. Pojavio se na tržištu najpre u beogradskim poštama 1985. godine. Ukupno je proizvedeno oko 1 000 računarskih sistema TIM-100 za PTT Srbije.

TIM 100

Računarska tehnologija svetlosnom brzinom grabi napred. Ono što je danas novo, sutra je već zastarelo i potpada pod istoriju. Da li su nam nove tehnologije pomogle i poboljšale komunikaciju ili su u tolikoj ponudi nas učinile asocijalnim. Računarska revolucija i dalje traje. Koliko daleko će otići i da li će zaista nadmašiti našu ljudsku prirodu, ostaje da vreme pokaže.