Računalo

Izvor: Vidipedija
Skoči na: orijentacija, traži

Računalo, kompjuter, kompjutor, lat.: computare računati je složen uređaj koji služi za izvršavanje zadanih matematičkih operacija koje se mogu izraziti u numeričkom ili logičkom obliku. Računala se kao složeni strojevi sastoje od računalnih sklopova/komponenti od kojih svaki sklop ima unaprijed određenu funkciju te međusobnim djelovanjem u stanju su obraditi informacije prema unaprijed određenim uputama. Princip univerzalnog računalnog stroja je da u takvom stroju istovremeno koegzistiraju informacije koje treba obraditi i upute za obradu tih istih informacija.

Danas se smatra da je računalo u principu stroj koji prema unaprijed zadanim uputama ili instrukcijama uvezanim određenim redoslijedom u program izvodi 4 osnovne operacije: unos podataka, obradu podataka, prikaz rezultata te pohranjivanje podataka.



Teorija računalnih strojeva prije nastanka prvog univerzalnog računala

"Vratimo se analogiji računalnih strojeva... Moguće je pokazati da samo jedan jedini osobiti stroj takve vrste može obavljati zadatke svih njih. Zapravo, on može služiti kao model bilo kojeg drugog stroja. Taj osobiti stroj možemo nazvati univerzalnim strojem" citat, Alan Turing, 1947

Leibniz - prva teoretska zamisao univerzalnog računalnog stroja

Georg Wilhelm Leibniz (r. 1646, Leipzig) imao je viziju univerzalnog stroja za računanje složenih matematičkih operacija. Sanjao je o enciklopedijskom, univerzalnom umjetnom matematičkom jeziku kojim bi se moglo izraziti svako područje znanja te o pravilima izračunavanja koja bi otkrila sve logičke veze među izraženim iskazima. Ideja mu je bila stvoriti stroj koji može obavljati sve izračune i pri tome osloboditi ljudski um za kreativno mišljenje. Leibniz je tvorac notacije integralnog i diferencijalnog računa kojom se još i danas služimo, a koja je omogućila da se komplicirano računanje izvodi uz manje utrošenog vremena i razmišljanja.

Babbage - idejni tvorac prvog mehaničkog računala

Zamišljeni, ali nikad konstruirani analitički stroj Charlesa Babbagea trebao je izvoditi numeričke izračune za izračunavanje zadanih matematičkih operacija.

Prvo mehaničko računalo u praksi

Tkalački stan izumitelja J.M.Jacquarda još je u 18. stoljeću mogao tkati tkaninu s uzorkom prema točno određenoj specifikaciji utisnutoj na bušenim karticama. Ovaj stroj je svakako poslužio kao temelj kasnijoj razradi sličnih ideja poput analitičkog stroja kojeg je zamišljao Babbage.

Univerzalno "logičko" računalo u praksi

Colossus/Kolos

Za potrebe dešifriranja Enigme, njemačkog uređaja da šifriranje poruka, angažiran je Alan Turing kako bi kreirao stroj koji bi kriptoanalitičarima mogao skratiti vrijeme potrebno za dešifriranje gotovo nemoguće velikog broja mogućih rješenja, ali ponajviše za izračun mogućih postavki Enigme određenog dana. Za te potrebe konstruiran je stroj nazvan Bomba koji je to uspješno uspio odraditi. Sasvim slučajno radeći za Britansku vojsku došao je do saznanja da koristeći vakumske cijevi može napraviti izuzetno brz stroj jer su se, za razliku od elektročnih releja u cijevima, elektroni kretali gotovo brzinom svjetlosti. pod vodstvom J.Neumanna i T.Flowersa kreirano je prvo automatsko električno računalo nazvano Colossus koje se satojalo od 1500 vakumskih cijevi. Izračune koje je obavljalo to računalo bilo je logičke prirode. Presretane njemačke poruke u obliku perforirane trake ubacivane su u stroj pomoću izuzetno brzog čitača trake. Zrake svjetlosti koje su prolazile kroz čitač bile su hvatane pomoću fotoelektričnih ćelija koje su signal prenosile Colossusu.

ENIAC

ENIAC je sa svojih 18.000 vakumskih cijevi bio tehnološko čudo tog vremena (40. godine 20. stoljeća)) i bio je prvo automatsko digitalno računalo izvedeno na temelju istraživanja fizičara dr. Johna Vincenta Atanasoffa sa Sveučilišta Iowa, SAD. Za njegov smještaj bila je potrebna cijela jedna prostorija. Glavni inžinjer ENIAC-a bio je John Presper Eckert ml. koji je inzistirao na visokom standardu izrade samog stroja te komponenti koje su se u njega ugrađivale, što mu je dalo potrebnu pouzdanost po kojoj je bio poznat. ENIAC je vršio aritmetičke operacije na brojevima decimalnog sustava.

EDVAC

Već usporedo s razvitkom i kontrukcijom ENIACA počelo se raditi na savršenijem logičkom računalu nazvanom EDVAC koji se temeljio na teoriji Turingovog univerzalnog stroja. Napisana je prva ideja u obliku Nacrta izvještaja o EDVAC-u od strane John von Neumanna, tzv. Draft verzija izvještaja "Report on the EDVAC". Ovaj stroj koristio je binarni sustav notacije za izračune. EDVAC je bio nepotpun u ideji na mnogo načina pa je otvorio put realizaciji daljnjih projekata koji su obilježili sljedeće razdoblje razvoja računala kao što je Turingov ACE (Automatic Computing Engine).

ACE - Turingov univerzalni stroj u primjeni

Ovaj stroj bio je zamišljen od Turinga, da za cijenu od 11.200 funti bude sposoban obraditi bar 10 osnovnih logičkih zadataka, od kojih dva po prvi puta nisu bili numerički, već se radilo o igri šaha i jednostavnih slagalica. To je ovom stroju po prvi puta dalo obrise svenamjenskog/univerzalnog stroja za kojim se tragalo još od Leibnizovih teorija. Nakon dugo godina odgađanja u Nacionalnom labaratoriju za fiziku u SAD-u (NLP), na kojem je Turing radio, napravljena je jedna funkcionalna verzija ACE nazvana Pilot ACE koja je radila godinama i dokazala Turingovu ideju univerzalnog stroja. Ona u ovom obliku nije zaživjela masovnu proizvodnju, no dala je temelje mikroprogramiranju i RISC arhitekturi (Reduced Instruction Set Computing), gdje se na čipu koristi minimalan skup instrukcija, a daljnja funkcionalnost se dobiva programiranjem - što je bila osnovna filozofija Turingovog ACE-a.

Vanjske poveznice