Informatika Predavanje br - University of Belgrade P2.pdf · memoriju, tastaturu od IBM električne mašine, i vezu sa kasetofonom za $1265. •1984. Apple i IBM novi modeli •Apple

Informatika

Predavanje br.2

Razvoj računara

dr Ana Kovačević

[email protected]

Fakultet bezbednosti

mailto:[email protected]



1.4.2019. autor: dr Ana Kovačević, FB 2

Plan rada

• Istorija razvoja računara

• Savremeni računari: podela

Računari

Savremeno društvo nezamislivo bez

računarskih sistemi svuda oko nas:

– Desktop i prenosni računari, tableti, pametni

telefoni, i ugrađani računari (integrisani u

različite mašine).

– Računar mašina koja može da se programira

da izvršava različite zadatke svođenjem na

elementarne operacije nad brojevima.


Računarstvo

• Računari u današnjem smislu polovinom

XXv.

• Današnji računari su programibilni

• Davnašnja čovekova potreba

automatizacije računanja



Abakus

• Abakus oko 4.000godine p.n.e u Vavilonu, mehanički alat za računanje.

• Prvi pokušaj da se automatizuje proces brojenja.

• Abakus dozvoljava korisniku da zapamti trenutno stanje računanja dok izvršava kompleksne matematičke operacije.

• Princip vrednosti na osnovu mesta.


Blaise Pascal (1623-1662)

• Francuski naučnik

Blaise Pascal:

– 1642.g. PRVI mehanički

kalkulator: Pascaline,

koji sabira/oduzima

osmocifrene brojeve.

– pomoć ocu porezniku

– slab komercijalni uspeh

zbog viske cene, samo

Pascal može da ga

popravi.

Mehanički tkački razboj

• 1801. Žakard konstruiše prvu progamibilnu

mehaničku mašinu- mehanički tkački

razboj, koji koristi bušene kartice kao

programe za generisanje šara na tkanini.

• Svaka rupa na kartici određivala je pokret

mašine, a svaki red na kartici odgovarao je

jednom redu šare.



Charles Babage (1791-1871)

• Charles Babage “otac računarstva”: prof. matematike na Cabmbridge,

• 1812. uočio da mnoge računarske operacije se pravilno ponavljaju

• 1820. započeo razvoj Diferencijalne mašine (mehaničkog uređaja) radi izrade što preciznijih logaritamskih tablica: – 25.000 delova, pokretala se ručno..

– Prototip napravljen 1832: mogla da izračunava kvadrate i kubove šestocifrenih brojeva. Rezultat prikazan u obliku dijagrama i tabele.

– Nikad nije završena, zbog nedostatka sredstava.


Charles Babage,

1834 ANALITIČKA MAŠINA

– bazirana na diferencijalnoj mašini

– Računarska mašina opšte namene

– prvi pokušaj izrade digitalnog računara

– nije konstruisana

– programibilna (mogućnost grananja i petlje) pomoću bušenih kartica

– memorija za čuvanje podataka i

– mlin(eng.. Mill), slično današnjem CPU)

– aritmetička i upravljačka jedinica

– ulazna i izlazna jedinica (bušene kartice)

– računanje sa tačnošću do 20 cifara.


Augusta Ada King (1815-1852),

Ledi Lovelace • Ledi Lovlance, ćerka Lorda Byrona,

interpretator i promoter Babbage-ovih vizionarskih radova i analitičke mašine.

• PRVI PROGRAMER, napisala je program prema pravilima za analitičku mašinu, tj. plan upotrebe analitičke mašine

• Sugeriše korišćenje binarnog sistema.

• Prognozirala je širu primenu računara od samog računanja.


George Boole (1815-1864)

• Boole-ova alegbra

(1854)

– Bool tvorac algebre

iskaza

– binarne operacije

modeluju uniju i

presek skupova

– logika i tablice

istinitosti

A B AB

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1

Hidrogenerator

• 1900: hidrogenerator, analogni hidraulični

računar koje je mogao da rešava

određene klase diferencijalnih jednačina,

autor: Mihajlo Petrović Alas, nagrađen na

svetskoj izložbi u Parizu 1900.



Herman Hollerith (1860-1929)

• 1890 Hollerith-ov tabulator (jedna od prvih mašina za čitanje bušenih kartica)

– Ideja: ako se brojevi mogu izbušiti na specifičnim lokacijama na kartici, u poznatim redovima i kolonama, onda kartice se mogu mehanički računati i sortirati

– inspirisan kondukterom u vozu

– primenjeno u popisu 1890: 1god (popis 1880 – 8 godina)

– osnovao firmu za prodaju tabulatora, koja prerasta u IBM (International Business Machiness).


Bušene kartice

• IBM kartice komad čvrstog papira,

informacija predstavljena

prisustvom/odsustvom rupica u

predefinisanim lokacijama.


Alan Turing (1912-1954)

• Otac savremene računarske nauke

• Definisao prvi principe modernih računara.

• Formulisao je formalni koncept algoritama i računarstva sa Turing-ovom mašinom.

• Turing-ov test: “DA LI MAŠINA MOŽE DA MISLI?”

• Ideja se zasniva na tome da se računar smatra da misli ako može da prevari ispitivača da pomisli da vodi konverzaciju sa čovekom umesto sa računarom.

• Uređaj Univerzalna Turingova mašina: definiše šta se može, a šta ne izračunati korišćenjem standardne arhitekture računara


• Enigma “bomba” za dešifrovanje

A. Turing je razvio metod “bombe” za napad na

Nemačku mašinu za šifrovanje – Enigma

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5c/Bombe-rebuild.jpg


Konrad Zuse (1910-1995) pionir računarstva konstruisao je uređaje, Z3 (1941):

• 22-bitni programabilni kalkulator sa memorijskom i

aritmetičkom jedinicom (od rashodovanih releja)

• prvi programabilni Turingov digitalni računar opšte

namene (podržane petlje, al ne i skokovi)

• Z3 zasnovana na binarnom sistemu.

• Zuseova kompanija do 250 računara do kraja šezdesetih

godina


Konrad Zuse

• “I was too lazy to calculate and so I

invented the computer”.

• Zuse-ov računar je bio napravljen pomoću

električnih releja i vakumskih cevi.


John von Neuman (1903-1957)

• Postavio teorijske osnove aktuelne arhitekture računara

• Koncept podaci/programi su smešteni u istom prostoru; jedinstvena memorija; i danas se koristi.

• Koncept računara opšte namene

• Mogućnost modifikovanja programa.


Prva generacija (1945-1955)

• Vakumske cevi kao logička kola, velikih dimenzija (velika potrošnja elektirčne energije, veliko zagrevanje i česti kvarovi), veoma skupi.

• Osnovni memorijski uređaji: magnetni doboši.

• Programiranje – na mašinskom jeziku, u jednom trenutku – 1 program; kasnije asembler

• Ulaz bušene kartice i papirna traka, a izlaz samo na štampaču.

• Prvi realizovani računari: ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer), EDVAC, UNIVAC


Prva generacija: ENIAC

• PRVI elektronski digitalni računar.

• Konstruisan od 1943-1946; Univerzitet Pensilvanija; korišćen od 1946-1955.

• Zasnovan na vakumskim cevima (pojačavači i prekidači).

• Velikih dimenzija: ENIAC je sadržavao 17.468 vakumskih cevi, 7.200 kristalnih dioda, 1.500 releja,70.000 otpornika, 10.000 kondenzatora i oko 5 miliona ručno lemljenih spojeva

• Težak 27t, dimenzije 2,6 x 0,9 x 26m, Potrošnja: 160kW

• 10 registara: a svaki sa 10cifrenim decimalnim brojevima.

• Česti otkazi: najduže je radio bez otkaza 5 dana.


Prva generacija: ENIAC


Prva generacija

• 1950 UNIVAC I (Universal Automatic

Computer) I komercijalni računar;

namenjen za poslovne i naučne svrhe

(prodat u 46 primeraka)

• 1950: IBM – glavni proizvođač opreme za

rad sa bušenim karticama; a uskoro

konstruiše IBM Model 701, 702.


Druga generacija (1955-1965)

• Krajem 40.god. XX v. naučnici iz Bell-ove labaratorije pronašli su tranzistor kao poluprovodnički element i dobili Nobelovu nagradu za fiziku 1956.

• Tranzistori: – napravljeni od silicijuma,

– manjih dimenzija od elektronskih vakumskih cevi,

– manje odavanje toplote

– niža cena

• II generacija računara zasniva se na tranzistorima (od 10.000-X00.000)


Druga generacija

• Tranzistori omogućavaju da računari budu manjih dimenzija, brži, jeftiniji, manje troše el. energiju, i da budu pouzdaniji, u odnosu na I gen.

• I dalje problem pregrevanje i otkazivanje uređaja.

• Ulaz: bušene kartice/papirne trake; izlaz: monitor.

• Programiranje: asembler, i programski jezici višeg nivo (COBOL, FORTRAN);

• Primena sistemskog softvera.

• Magnetna jezgra umesto magnetnog doboša.


Druga generacija

• PDP-1 izvršava 200.000 instrukcija/s (DEC);

• Prodato više desetina PDP-1; $120.000;

• Sa PDP-1 započeta proizvodnja mini računara.

• IBM 7094.


Treća generacija (1965-1971)

• Zasnovana na tehnologiji integrisanih kola

• IBM System/360 za naučne i poslovne potrebe korisnika:

– primena istog asemblerskog jezika za računare iz iste serije

– mogućnost multiprogramiranja, bolja iskorišćenost procesora.

– operativni sistemi


Četvrta generacija računara (1971-

84) • Bazirani na MIKROPROCESORIMA

• Brži, i manji u odnosu na III gen.

• VLSI: (Very Large Scale Integration) doveli do razvoja MIKROPROCESORA (1971. Intel)

• Mini i super računara

• Povećana brzina rada, snaga, memorijski resursi; paralelno procesiranje

• Primer: Apple II, IBM PC, Commodore

• 1972: Unix operativni sistem (korišćen C)

• 1973. prvi hard disk IBM (Winchester)

• 1984: I računar sa grafičkim korisničkim interfejsom Macintosh

• IBMov personalni računar, operativni sistem MS-DOS (Microsoft).


Četvrta generiacija

• 1971 Intel – I mikroprocesor (specijalizovano integrisano kolo koje je moglo da obrađuje 4 bita podataka).

• 1975. MITS: – Altair $367-$498

(danas oko $2100),

– memorija 256 B,

– bilo je neophodno da se programira, mašinski program:

– bez tastature (unosilo se pomoću prekidača)

– bez monitora (rezultati su se čitali tumačenjem svetlećih reklama).

– za nekoliko nedelja 4000 porudžbina Altair sis.

– Među prvim kupcima Bill Gates i Paul Allen


Apple II, 1977

• BASIC programski jezik

• Displej: monitor u boji

• Memorija od 4100 karaktera

• Cena oko 1300$ (danas $4900)

• Operativni sistem u ROM-u


Izvor:

http://www.eingang.org/Lecture/advances.html

http://www.eingang.org/Lecture/advances.html


Personalni računari

• Marketinška odluka IBMa, u vezi sa prvim

personalnim računarom.

• IBM hteo nisku cenu računara: zato je

napravio računar od komponenti koje su

bile dostupne od nekoliko dobavljača.

• IBM opšti dizajn PCa učini slobodno

dostupnim svojim konkurentima (sem

BIOSa)


PC

• PC- prvi kompjuter napravljen za kućnu upotrebu: – modularan dizajn, što znači da delovi mogu

jednostavno da se dodaju arhitekturi.

– većina komponenti je došla van IBM-a.

– kada se pojavio, PC je imao 16.000 karaktera memoriju, tastaturu od IBM električne mašine, i vezu sa kasetofonom za $1265.

• 1984. Apple i IBM novi modeli

• Apple – prva generacija Macintosh-a, sa GUI (Graphical User Interface) i mišem; mnogo jednostavnije za korisnike.


Računari pete generacije (1984-

1990) – CILJ - računar za širu upotrebu sa performansama

super računara i veštačkom inteligencijom

– Povećanje broja CPU- većina projekata nije uspela

– Jeftinije radne stanice (SUN, Intelx86) sa paralelnom arhitekturom

– Poluprovodnička memorija postaje standard

– Veća primena individualnih radnih stanica, LAN i WAN i distribuiranog okruženja

– Razvija se RISC (Reduced Instraction Set Computer) tehnologija CPU

– RAM memorija znatno jeftinija


Macintosh (1984)

GUI, ikone, itd

Desktop –

radna

površina

Upotreba miša

Model: M0001

Introduced: January 1984

Price: US$2495

CPU: Motorola 68000, 7.83 Mhz

RAM: 128K, later 512K

Display: 9-inch monochrome screen

512x342 pixels

Ports: Two DB9 serial ports

Printer port

External floppy port

Storage: Internal 400K SSDD floppy

optional external floppy ($495)

OS: Macintosh GUI

(graphical user interface)


Šesta generacija 1990- do danas

• INTEGRACIJA INTERNETA i

KOMUNIKACIONIH TEHNOLOGIJA

– paralelno procesiranje

– veoma brzi čipovi

– sistemi vrlo malih dimenzija/visokih performansi

– integracija prenosa video zapisa, govora i podataka

– primena veštačke inteligencije i ekspertnih sistma

– generisanje virtuelne realnosti

– primena satelitskih linkova


Šesta generacija računara

• Tim Beners Lee 1991: WWW

• Sve veća primena: ugrađenih “nevidljivih”

računara u raznim vrstama

uređaja...Predviđanja: računari će biti svuda

prisutni, u raznim vrstama proizvoda…


Generacije računara

• Moor-ov zakon, još od 70-tih godina XXv. na svakih 18 meseci se udvostručuje broj tranzistora koji se smeštaju u centralni procesor.

• Svaka generacija ima glavnu karakteristiku tehnološki stepen razvoja koji fundamentalno menja način na koji računari funkcionišu.

• Svaka nova generacija: smanjenje cene računarskih komponenti, dimenzija računara, povećanje brzina rada čitavog sistema, porast pouzdanosti, kao i promenu principa korišćenja računara.


Savremeni računari

• Savremni računari višenamensko, prilagodljivo sredstvo neograničene namene.

• Današnji računar zasniva se na osnovnom planu Analitičke mašine Babagge-a. Uzima informacije na ulazu i dajući druge informacije na izlazu.


Podela računara

• Prema računarskoj moći:

– super računari

– mainframe računari

– mini računari

– radne stanice

– personalni računari (mikro računari)

– ugradivi računari


Super računari

• Najbrži računari.

• Izuzetno skupi i koriste se za specijalizovane aplikacije matematički zahtevnih preračunavanja.

• Primer: Silicon Graphic-Cray

• Primena za simulacije i modelovanje kompleksnih sistema; npr. vojne probe, vremensku prognozu, animiranu grafiku.

• Osnovna razlika između super računara i mainframe je što kod super računara se izvršava nekoliko programa što je moguće brže, dok mainframe koristi snagu da izvši više programa konkurentno.


Mainframe Mainframe veliki i moćni računari, sa ciljem da

budu pouzdani; opslužuju stotine ili hiljade korisnika simultano.

Mainfraime može da podrži više simultanih programa, dok je super kompjuter brži sa 1 programom.

Mogućnost konkurentne obrade aplikacija

Poseduju dosta memorije i prostora na diskovima, a na njih su priključeni uglavnom neiteligentni terminali.

Koriste se u velikim organizacijama (što su banke i avioprevoznici) za velike računarske poslove

Danas razlika između “small mainframe” i mini kompjutera je maglovita, u zavisnosti kako proizvođač želi da oglašava mašinu.


Mini kompjuteri

• Mini kompjuter je kompjuter srednje

veličine, između radne stanice i

mainframe-a.

• U opštem slučaju, mini kompjuter je sistem

za multiprocesiranje sposoban da podrži

od 4-200 korisnika simultano.


Radne stanice

• Radne stanice: – Po snazi između PC i mini računara.

– Moćni stoni računari

– Namenjene krajnjim interaktivnim aplikacijama

• Trenutno: radne stanice se odnose na moćne višeprocesorske računare, koji su u stanju da rade sa 3D grafikom, manipulacija multimedijalnim podacima, video zapisima i zvukom.

• Imaju snažan grafički podsistem, velike i kvalitetne monitore sa visokom rezolucijom i moćne grafičke kartice.


Personalni računari (mikro

računari) • Manji, relativno jeftini računari za

individualnog korisnika

• Bazirani na mikroprocesorskoj tehnologiji

• Primena: obrada teksta, gledanje filmova,

video sadržaja, igranje, programiranje...


Prenosivi računari

• Laptops (lap- krilo)

• Notebooks

• PDAs (personal digital assistant, )


Ugrađeni računari

Računari posebne namene - namenjeni

isključivo za unapred specificirane zadatke

• Kontrola temperature i vlažnosti

• Monitoring rada srca

• Monitoring kućnog sistema obezbeđenja od

provale, ...


Veštačka inteligencija

• Pojam uveden 1956. John McCarthy (MIT).

• Primena: – teorija igara (npr. šah, DeepBlue (IBM) pobedio Kasparova)

– ekspertni sistemi: razvoj računarskih programa koji samostalno odlučuju u realnom životu (npr. postavljanje dijagnoze).

– obrada prirodnog jezika (računar “razume” pitanje)

– neuronske mreže: sistemi koji simuliraju inteligenciju

– robotika: programiranje računara na taj način da se obezbedi pokretanje i akcija komponenti sistema na osnovu pobude koja stiže putem senzora za čula (tj. da se sistemom upravlja onim što sistem vidi, čuje ...).



Informatika i etika

Implikacije: Socijalna i etička pitanja

Personalna privatnost ugrožena centralizovanim bazama podataka i računarskim mrežama

Rizik od kriminala zasnovanog na visokoj tehnologiji i teškoćama zaštite osetljivih podataka

Teškoće u definisanju i zaštiti intelektualne svojine u uslovima digitalnog doba

Rizik od otkaza računarskih sistema

Opasnost od automatizacije i dehumanizacije rada


Etički kodeks

(Computer Ethics Institut ) Computer Ethics Institut je kreirao svoj etički kodeks:

(http://computerethicsinstitute.org):

1. Ne koristi računar da povrediš drugoga

2. Ne mešaj se nepozvan u tuđ rad na računaru

3. Ne njuškaj po tuđim datotekama

4. Ne koristi računar da bi lažno svedočio

5. Ne koristi računar da bi krao

6. Ne koristi komercijalni softver koji nisi platio

7. Ne koristi tuđe računarske resurse bez odobrenja ili nadoknade

8. Ne prisvajaj sebi zasluge za tuđu intelektualnu svojinu

9. Razmisli o posledicama koje će program koji pišeš ili sistem koji projektuješ imati na društvo

10. Koristi računar samo na način koji ne ugrožava druge

http://computerethicsinstitute.org/


Zaključak

• Evolucija računara od hipotetičke Analitičke

mašine (iz XIXv.) do modernih računara.

• Promena u svim sferama života.

• Računari danas u svim oblicima i veličinama, u

zavisnosti od zadataka.

• Računarska mreža (Internet) povećava

mogućnosti računara.

• Računari ugrožavaju privatnost, bezbednost a

možda i naš individualni način života.


Literatura

• Dejan Simić: Osnove informaciono-komunikacionih tehnologija, FON 2011.

• Filip Marić, Predrag Janičić: Programiranje 1, Matf 2017

• Milan Milosavljević, Mladen Veinović, Gojko Grubor: Informatika, Singidunum 2009.

• Ron White: How computes work, Que 2007.

• http://www.computerhistory.org/babbage

• http://www.eingang.org/Lecture

• www.webopedia.com

http://www.computerhistory.org/babbage

http://www.eingang.org/Lecture

http://www.webopedia.com/

Informatika Predavanje br - University of Belgrade P2.pdf · memoriju, tastaturu od IBM električne mašine, i vezu sa kasetofonom za $1265. •1984. Apple i IBM novi modeli •Apple

Documents