2. 1. Predmet izučavanja informatike
2. Značaj informatike u savremenom društvu
3. Istorijat razvoja računara
Savremeni elektronski racunari obrađuju velikom bryinom ogromne
kolicine informacija na razlicite nacine.Njihov nastanak vezan je za
vekovnu teznju coveka da sebi olaksa procese racunanja,ubrza ga I ucini
tacnjijim.Medjutim,kao rezultat tehnoloske konvergencije industrija
telekomunikacija,racunarstva I masovnih medija doslo je do promene
njihove osnovne uloge tako da je racunar sada postao univerzalna alatka
primenjiva u skoro svim podrucjima ljudse delatnosti.
Na kraju dvadesetog veka,informacije sve znacajnije uticu na svetsku
privredu,medjunarodne odnose I razvoj drustva u celini.Ovaj trend
nastavlja se I na pocetku ovog veka,tako da ce brzina stvaranja
informacija,njihova pristupacnost I raznovrsnost koriscenja,uticati na jos
vece promene u privredi I drustvu svih zemalja.Zahvaljujuci napredku
informacionih tehnologija stvaraju se uslovi za ulazak u informaciono
drustvo u kome ce informacije I znanje zameniti dominantan znacaj
kapitala I energije kao osnove neophodne za stvaranje novih vrednosti.
3. 1.1 Predmet izucavanja informatike
Prvi elektronski racunari pojavili su se krajem cetrdesetih godina proslog
veka I korisceni su u pocetku u vojne svrhe.Vec nekoliko godina
kasnije,pocetkom pedesetih,pocela je njihova primena I izvan vojke,prvo
za naucne I tehnicke proracune,a ubrzo zatim I za poslovne primene.S
obzirom na to da su problen=mi vezani za primenu racunara u
najrazlicitijim oblastima postajali sve slozeniji,tako su I pristupili
njihovom resavanju zahtevali drugacije poglede,sto je dovelo do razvoja
novih naucnih disciplina.
Sa razvojem racunara I njihove primene nastale su tri nove racunarke
oblasti:
•Racunarsko izinjerstvo
•Racunarske nauke
•Racunarske tehnologije
4. Predmet obrade racunara bili su podaci iz kojih su obradjivanjem nastajale
nove informacije koje su se koristile za najraznovrsnije potrebe.Posto su se
ovi podaci obradjivali automatski-primenom masine-uveden ne u upotrebu
termin automatska obrada podataka.Iz francuske reci information I
automatique nastala je rec informatique prvo kao sinonim za automatsku
obradu podataka.Francuska akademija nauka definisala je informatiku kao
“nauku o sistematskoj I racionalnoj obradi informacija kao nosilaca ljudskog
znanja I komunikacija u tehnickom,ekonomskom I drustvenom
kontekstu,prvenstveno pomocu automatskih masina”
Podaci su registrovane cinjenice,oznake ili zapazanja nastala u toku nekog
procesa.Pojam podataka je veza za fizicke simbole koji mogu da se
beleze,cuvaju,prenose I obradjuju.
Prema tome podatak doslovno oznacava cinjenicu koja moze biti u obliku
broja ,teksta ili slike I koja se kao takva pamti
Informacija je podatak koji ima znacenje u nekom kontekstu.Podaci su sirov
materijal u proizvodji informacija.Sirovi podaci retko imaju korisno znacenje
kao informacije.Informacije su podaci koji su obradjeni da bi imali
odredjeno znacenje I bili korisni.Da bi postali informacije,podaci se
obradjuju na razlicite nacine.
5. Informacija je skup cinjenica tako obradjenih I organizovanih da
predstavljaju neko obavestenje.S ove tacke gledista ,obrada podataka se
moze posmatrati kao skup aktivnosti kojima se transformisu podaci u
iformacije.
Podaci postaju informacije u momentu njegovog koriscenja.
Podaci relevantni za neku obradu cuvaju se na nekom nosiocu
podataka.Skup ovakvih podataka uskladisten na nekom nosiocu podataka
cini bazu podataka.
U nemackoj literaturi termin informatika sinonim je za racunarske
nauke,dok se za termin informatika u nasem smislu koristi slozenica
datenverarbaitung.
Predmet izucavanja informatike kao multidisciplinarne nauke razvoj
razvoj I primena informacioniih tehnologija,razvoj informacionih
delatnosti I angazovanja ljudi u obavljanju informacionih delatnosti.
Termin racunarstvo predtavlja doslovan prevod izraza computer
sciences,koji oznacava teorijske nauke vezane za razvoj arhitekture
racunarskog hardvera I softvera.
Cilj nastavnog predmeta informatika I racunarstvo nije izucavanje
teorijskih nauka ,nego sticanje osnovne racunarske pismenosti.
6. Racunarska pismenost ne znaci poznavanje tehnickih detalja,kako
racunara,tako I programskih proizvoda,nego stvarno znaci razumevanje
principa I primenu racunara.
Podrucja primene racunara danas su vrlo velika.
Nekada je podela prema podrucjima primene bila jednostavna:na naucnotehnicke I poslovne primene.
Danas bi podela prema podrucjima mogla da bude:
• obrada teksta
•crtanje I obrada crteza
•obrada slika
•obrada zvuka
•animacije
•obrada video zapisa
•komunikacije
•baze podataka
•multimedijalne primene
•naucno-tehnicki proracuni
•zabava I razonoda
7.
-U danasnje vreme,kada racunari ili kalkulatori stoje na gotovo svakom
stolu I kada se novi modeli objavljuju gotovo svaki dan,svima je
poznato dad a je u razvoju svakog novog modela ucestvovao ogroman
tim I da je svako u tom timu svojim idejama doprineo uspesnosti(ili
neuspesnosti) tog modela.Medjutim,da bi se doslo do danasnjih
racunara,moralo je da prodje vise od hiljadu godina.Na tom putu bilo je
mnogo ljudi,koji su,uglavnom samostalno,ili u mali grupama,radili na
razvoju masina koje bi olaksale process racunanja.Taj put je bio
trnovit,jer razvoj mnogih ideja nije mogao da bude realizovan jer
tehnologija tog vremena to nije omogucavala.Iako svi koji su
ucestvovali u tom razvoju,kao I njihove ideje,zasluzuju da budu
pomenuti,u nastavku ce biti opisani samo glavni dogadjaji koji su
uticali na razvoj racunara,kao I,nezaobilazni ucesnici u tom
razvoju.Naravno,posto su se stvari vremenski preklapale,postoje razna
misljenja o redosledu,I o autorima pojedinih pronalazaka ,tako da je
mogucno,u drugoj literaturi naici I na malo drugaciji opis dogadjaja.
8.
-U razvoju racunara znacajna su
cetiri momenta:
-pamcenje rezultata
-mehanizacija procesa racunanja
-odvajanje unosenja podataka I
automatizacija procesa racunanja
-opstije koriscenje masine
primenom programa
-Jedno od prvih pomagala koje je
sluzilo za pamcenje rezulatata
racunanja bio je abakus.Abakus je
naziv za grupu slicnih pomagala u
racunanju nalik danasnjoj
racunaljki.To jeste prva naprava
koja ima pokretne delove ali se ne
moze smatrati masinom jer
pokretni delovi nisu medjusobno
povezani I sve operacije izvodi sam
korisnik.Abakus pomaze u
racunanju ali korisnik ucestvuje u
svim detaljima operacije.On se
koristio u mnogim delovima sveta I
jos je u upotrebi u nekim
zemljama.Ne zna se tacno gde je
abakus nastao.Abakus nije imao od
nastanka svoj danasnji oblik.
9. -Ocem prve racunske masine koje je
mogla d asabira I da oduzima unseen
brojeve smatra se Blez Paskal.Ovaj
poznati matematicar naucnik I
teolog je u detinjstvu vec sa 16
godina pomagao svom ocu koji je bio
poreznik u mnogobrojnom
racunanju taksi.Da bi se oslobodio
ovog dosadnog posla poceo je 1642.
godine u svojoj 19. godini da
konstruise masinu za racunanje. Ova
masina je zavrsena posle tri godine
rada I dobila je ime Paskalina.
-Nemacki naucnik Gotfrid Vilhem
fon Lajbnic izumeo je 1671 racunsku
masinu koja je napravljena 1694.
Godine.Ona je mogla da sabira,a
posle nekih izmena sa se koristi I za
mnozenje uzastopnim
sabiranjem.Lajbnic je smislio
specijalni mehanizam sa koracnim
zubcanikom za unosenje brojeva
koji se sabiraju I taj se mehanizam
koristio do danasnjih dana.
10.
-Grofica Ada Bajron kci engleskog
pesnika lorda Bajrona,bavila se
matematikom I drugim naukama I
zainteresovala se za project analiticke
masine.Pomagala je u dokumentovanju
rada ove masine i aktivno ucestvovala u
radu na njoj I finansijski I svojim
predlozima.Predvidjala je I opstije
mogucnosti koriscenja ove masine za
grafiku I komponovanje muzike kao I
sire prakticne I naucne
promene.Predlozila je plan za
izracunavanje Bernulovih brojeva
koriscenjem ove masine.Ovaj plan
smatra se prvim programom za racunar a
ada prvim programerom.U njenu cast
jedan programski jezik opste namene je
dobio ime ada.
11. Elektromehanicki racunari
Vannevar Bush sa saradnicima
konstruisao je 1925. godine na
Masacuteskom institutu za
tehnologiju analogni
racunar.Iako je imao elekrticni
motor ,ovaj racunar je bio u
sustini mehanicka
masina.Model je kompletiran
1942. godine I koriscen je
prvenstveno za resavanje
porcijalnih diferencijalnih
jednacina u vojne svrhe.
Conrad Zuse zapoceo je 1934.
godine u Nemackoj rad na
konstrukciji racunarskih
masina.Razvio je jednu za
drugom racunarske masine
z1(mahanicku),z2(elektromeha
nicku).
Prvi racunarski bag (bug)
12. Alan M.Turing je 1936,za vreme boravka na univerzitetu Prinston
formalizovao notaciju za izracunavanja I prilagodio notaciju algoritama
izracunavanju funkcija.Turingova masina je definisana tako da moze da
izracuna svaku funkciju cija se vrednost moze izracunati.
Howard H. Aiken zapoceo je 1937. godine izradu doktorske
disertacije.Zbog vrlo dugih proracuna poceo je da radi na konstrukciji
racunarske masine poznate pod imenom Harvard Mark 1.U ovom projektu
mu je pomogla firma IBM kako finansijski tako I sa svojim
inzinjerima.Masina je bila zasnovana na elektromagnetnim
relejima.Zavrsena je 1944 godine.Imala je ulazni I izlazni
uredjaj,memoriju,aritmetiki I upravljacki organ.Ulazni podaci I instrukcije
unedeni su pomocu busene papirne trake ili pozicioniranjem
prekidaca.Radila je sa dvadesetocifrenim brojevima brzinom od 3 operacije
u sekundi.U memorijskoj jedinici moglo je da se uskladisti 60 brojeva.Bila
je glomazna .Koristila se do 1959.godine.Prilikom jedne demonstracije
masina je prestala da radi.Razlog je bio nocni leptir koji je usao u
relej.Odatle potice termin za greske u programima-BAG(BUG)
13. Elektronski digitalni racunari
Prvi elektronski digitalni racunar projektovao je 1939.godine John
J.Atanasoff)uz pomoc svog studenta poslediplomca Kliforda Berija na
univerzitetu Ajova.Masina je nazvala ABC.Nije bila nikada kompletirana a
projekat je napusten 1942. godine.
Za vreme drugog svetskog rata ukazala se potreba za izradom balistickih
tablica za nove vrste artiljerijskih oruzja.U tu svrhu angazovani su brojni
studenti I sluzbenici koji su za izracunavanje koristili analogne racunare I
kalkulatore.Ubrzo je zakljuceno da na taj nacin posao ne moze da zavrsi ni
brzo,ni tacno,pa je 1942. godine angazovan tim sa univerziteta Pensilvanija ,da
napravi racunar za automatsko izracunavanje balistickih podataka.Projekat je
ENIAC.
ENIAC je bio prvi uspesan elektronski racunar opste namene.Kod njega
program nije bio uskladisten u centralnojo memoriji,ali je mogao da izvodi
operacije elektronskom brzinom.Masina je programirana da izvrsava operacije
ukljucivanjem I iskljucivanjem kablova I prekidaca a prema potrebi I
prelemljivanja zica sto je trajalo I nekoliko dana kada je racunar reprogramiran
za resavanja novog problema .
16. Pocetak komercijalne proizvodnje
Kao sto je vec opisano ,prvi elektronski digitalni racunari razvijani su
za vojne primene.Godine 1946. Mauchly I Eckert napustaju univerzitet
I osnivaju sopstvenu firmu sa namerom da iskoriste svoje iskustvo I
proizvode I prodaju racunare za poslovne primene.Zbog finansijskih
problema ovu kompaniju je otkupila kompanija Remigdon Rand 1950.
I vec u februaru 1951 godine isporucen je prvi racunar.Ove firme
UNIVAC statistickom birou I koriscen za obradu rezultata poreza
stanovnistva.Proizvedeno je jos petnaest ovakvih racunara pre nego
sto je ovaj model zamenjen novim modelom ovaj racunar je bio prvi
racunar koji je koristio magnete trake.Bio je je u upotrebi do 1963
godine.
Prva Generacija
Kljucna karakteristika prve generacije bilo je koriscenje vakumskih
cevi kao aktivnih elemenata.Ovi elementi su bili veliki,cesto velicine
17. Kucnih sijalici.Troslili su mnogo elektricne energije I proizvodili veliku kolicinu
toplote.Druga karakteristika ove generacije bila je memorija za skladistenje
programa I podataka.Razvijane su razne vrste memorija kao,na primer,magnetne
trake I dobosi.Cilj je bio razvoj brze I jeftinije memorije.
Ove masine su bile vrlo skupe za kupovinu ili iznajmljivanje,a bile su skupe I za
koriscenje zbog troskova odrzavanja I programiranja.Racunari su se uglavnom su se
nalazili u velikim racunarskim centrima u industriji,drzavnim ustanovama ili
privatnim laboratorijama o njima je brinulo mnogo osoblja za podrsku programera.
Jedan oblik koriscenja je bila paketna obrada podataka.
Druga generacija
Druga generacija obuhvata racunare proizvedene krajem pedesetih I u prvoj
polovini sezdesetih godina.Ova generacija zasnovana je na tranzistorima.Iako je
tranzistor otkriven 1948 godine do 1959 nije bilo tehnologije I proizvodnih metoda
za njihovo koriscenje u racunarima.Racunari druge generacija zadrzali su oko
10.000 pojedinih tranzistora koji su se rucno pricvrcivali na ploce I povezavali sa
drugim elementima zicama.Tranzistori su imali nekoliko prednosti nad
elektronskim cevima.Bili su jeftiniji,brzi,manji trosili manje elektricne energije I
razvijali manje toplote.Prvi komercijali racunar koji je koristio tranzistore bilo je
Philso Transac S-2000 ali najveci uspeh u to vreme postigao je I INM sa racunarom
1401.Ova masina se tako dobro prodavala da se broj racunara u svetu udvostrucio a
Ibm postao vodeci proizvodjac racunara.
18. Treca generacija
Glavno tehnolosko unapredjenje racunara trece generacije racunara bila je primena
integrisanih kola.Godine 1959 napravljen je prvi planarni tranzistor sastavljen od
jednog elementa.Godine 1961 napravljeno je integrisano kolo od cetiri tranzistora u
jednom cipu.Uvodjenjem integrisanih kola LSI integralnih kola sa visokim
stepenom integracije omogucilo je proizvodnju cipova sa hiljadama
tranzistora.Osim toga,u ovoj generaaciji magneti diskovi su zamenili magnetne
trake u koriscenju za skladistenje programa I podataka.
Cetvrta generacija
Dok oko prve tri generacije racunara nije bilo neslaganja,posle toga ima mnogo
neslaganja.Posle trece generacije racunara bilo je mnogo poboljsanja ali ne tako
fundamentalnih kao sto su razlike izmedju elektronskih cevi,tranzistora I
integrisanih kola.Iako neki smatraju da su danasnji racunari peta,oa cak I sesta
generacija,ipak vecina se slaze da je ovaj period samo poboljsanje postojacih
tehnologija I da se radi stvarno o cetvrtoj generaciji.Jedini znacajan napredak je
vrlo velika integracija koja je omogucila stvaranje mikroprocesora,specijalnog tipa
integtrisanih kola koja predstavljaju osnovu danasnjih racunara.
19. Superracunari
Pod imenom superracunari obicno se smatraju racunari velikih mogucnosti I
brzine obrade cija konstrukcija nije zasnovana na fon Nojmanovoj arhitekturi vec
na paralelizaciji racunarskog procesa.Namenjeni su za naucno-tehnicke
proracune sa ogromnim brojem racunarskih operacija.Ovi racunari se proizvode u
malom broju primeraka,jer je podrucje njihove primene ograniceno,a I zahtevaju
specijalne uslove koriscenja I odrzavanja(hladjenje vodom ili tecnim azotom)
Personalni racunari
U cilju smanjenja broja komponenti za elektronske kalkulatorekoji su se pojavili
krajem sezdesetih godina,Marcijan Hof zaposlen u kompaniji intel dolazi na ideju
da napravi cip koji bi imao sve osobile centralnog procesora tadasnjih
racunara.Takav cip proizveden je 1971 I nazvan je mikroprocesor.To je bio
cetvorobitni procesor I nosiio je oznaku 4004.Godinu dana kasnije ista kompanija
je proizvela novi,osmobitni,procesor 8008.Pored intel-a I druge kompanije su
pocele da proizvode mikroprocesore.Prvi personalni racunar mits altair pojavio se
1975. godine.Projektovali su ga Ed Roberts I Bill Yates I bio je namenjen
hobistima.Steve Jobs I Stephen Wosniak su se takodje iz hobija bavili racunarima
.Oni su u jobsovoj garazi razvili racunar I nazvali ga apple i racunar se prodavaood
200 sastavljenih racunara.Godine 1977 predstavljaju novi model appl 2 koji je
20. Ukljucivao tastaturu ,napajanje I mogao da generise grafiku u boji.
Godine 1983 kompanija apple computers je uvela racunar lisa koji je bio laj za
rad.Njegovo koriscenje je bilo zasnovano na grafickom okruzenju I pokazivanje na
komande u obliku slicica I menija na ekranu pomocu misa.Ovaj racunar je imao
ogranicen uspeh ali je otvorio put razvoju apple-a macintosha koji je napravio
prodor u ovom polju.U prvoj poloviini pojavio se veci broj kompanija koje su
proizvodile personalne racunare.
21. Racunarski sistem
Racunarski sistemi,odnosno racunari,jesu elektronske masine koje obradjuju
ulazne informacije I iz njih proizvode izlazne informacije.U pocetku su se
racunari koristili uglavnom za slozene numericka racunanja ali se ubrzo njihova
primena prosirila na skoro sve oblasti ljudske delatnosti tako da je u njihovim
jezicima prvobitno ime racunari zamenjeni imenom masine za obradu
podataka.Za resavanje bilo kog problema postupak resavanja mora najpre da se
rasclani na najjednostavije korake a zatim da se svaki od tih koraka napise
odgovarajuca naredba koju racunar mora da se izvrsi.Ovakav postupak naziva se
programiranje a skup instrukcija za racunar napisan za izvrsenje neke obrade
naziva se program.Ljudi koji pisu programe za racunar nazivaju se programeri.
Racunari opste namene mogu da ucitaju razlicite programe I njihovim
izvrsavanjem resavaju razlicite probleme.Racunari za specijalne namene imaju
ugradjene programe za resavanje samo onih problema za koje je racunar
namenjen.
Sa stanovnistva broja korisnika koji mogu istovremeno da koriste isti
racunar,racunari se dele na visekorisnicke I jednokorisnicke.Kod visekorisnickih
sistema postoji centralni racunar,kojiposluzuje sve korisnike.Medjutim sa naglim
razvojem I masovnim koriscenjem personalnih racunara visekorisnicki racunari
su u velikoj meri izgubili svoju prethodnu ulogu I njihovo koriscenje je danas
veoma ograniceno.
22. Sa stanovnistva broja naredbi koje racunar izvrsava u jednom trenutku
vremena,racunari se dele na
•serijske ili SISD
•paralelne ili SIMD
Serijski racunari u jednom trenutku vremena mogu da izvrse jednu naredbu nad
samo jednim podatkom u memoriji.Najveci broj racunara koji su u upotrebi,su
ovog tipa.
Paralelni racunari mogu u jednom trenutku vremena da izvrse idtu naredbu nad
vecim brojem podataka u memoriji.
Teorijdki postoje jos dve grupe.MIMD ili ultraracunari koji u jednom trenutku
izvrsavaju vise naredni nad razlicitim podacima.Cetvrta grupa MISD,gde bi se u
jednom trenutku izvrsavalo vise naredbi nad istim podatkom,prakticno je
neizvodna.
Imajuci u vidu da je racunarski sistem samo masina koja radi po odredjenom
programu,moze se reci da je svaki racunarski sistem sastoji od dve komponente
•same masine-racunarskog hardvera I
•programa po kojem racunar radi-racunarskog softvera.
23. Izraz hardver oznacava fizicke uredjaje racunarskog sistema ,odnosno sve one
delove koji se vide I mogu da se ditaknu.Ovaj izraz je nastao zbog velicine prvog
racunara ENIAC koji je zauzimao prostor od 10x20m2 I tezio 30t.
S obzirom na to da je racunar potpuno neupotrebljiv bez programa po kojima
radi,ova druga komponenta racunarskog sistema dobila je ime softver kao
suprotnost od hardware.
Struktura hardvera racunarskog sistema
Tipicni racunarski sistem sastoji se od
•centralne(unutrasnje)memorije
•aritmeticko-logicke jedinice
•kontrolne jedinice
•jedinica spoljne memorije
•ulaznih jedinica
•izlaznih jdinica
Funkcionalna organizacija racunarskog hardvera prikazana je na slici.