1

INFORMACIJSKA I INFORMACIJSKA I

KOMUNIKACIJSKA TEHNOLOGIJAKOMUNIKACIJSKA TEHNOLOGIJA

•• Povijest razvitka obrade podat. i računalaPovijest razvitka obrade podat. i računala

•• Računalno sklopovlje Računalno sklopovlje

•• Vrste računalaVrste računala

RAČUNALO RAČUNALO -- definicijadefinicija• računalo je digitalni, elektronički,

programabilan uređaj/stroj za automatsku obradu podataka� DIGITALNI jer su svi podaci u njemu zapisani u obliku

brojeva i to 0 i 1 (binarni sustav)

� ELEKTRONIČKI jer je, u fizičkom smislu, računalo

skup elektroničkih dijelova (čipovi…)

� PROGRAMABILAN jer se jednostavnom promjenom

programa izvršavaju različiti zadaci

� AUTOMATSKI jer računalo bez ičije pomoći izvršava

naredbe koje su mu zadane

� OBRADA PODATAKA je transformacija (promjena

kao rezultat raznih operacija) ulaznih podataka u izlazne

ICT ICT -- definicijadefinicija� zbog velike uloge računalnih mreža, danas

govorimo o informacijskim i informacijskim i komunikacijskim tehnologijamakomunikacijskim tehnologijama (ICT)

� ICT se definira kao:

• široki spektar digitalnih tehnologija za elektroničku

obradu podataka/informacija i prijenos podataka na

daljinu (Informatički enciklopedijski rječnik, 2005)

• kombinacija računalne opreme, načina njenog korištenja i brzih komunikacijskih veza pomoću kojih se prenose i obrađuju podaci (tekst, zvuk, slika, video, animacije…) tj. informacije

2

Računala postoje cca 65 godina i nisu oduvijek bila

elektronička ni digitalna ni

programabilna ni automatska!

Pogledajmo kako su se tijekom povijesti razvijala računala,

a time i obrada podataka…

RAČUNALA NEKAD I DANASRAČUNALA NEKAD I DANAS

Razlikujemo ove načine obrade podataka s kojima

su povezane naprave i strojevi za obradu podataka:�ručna obrada

• abakus, glinene pločice, papirus, računanje pomoću

prstiju, kamenčića, šiba sa zarezima …

�mehanička obrada (od 17. st. do kraja 19. st.)

• mehaničke naprave i strojevi, npr. mehanički

kalkulatori (npr. Paskalina)…

�elektromehanička obrada (kraj 19. i početak 20. st.)

• uporaba električne energije za obradu podataka –

elektromehanički strojevi, bušene kartice …

• 1890. g. tabulirajući stroj – obrada podataka s

popisa stanovništva u SAD-u

�elektronička (kompjutorska) obrada (sredina 20. st.

do danas)

• od ENIAC-a pa sve do danas podatke obrađuju

elektronički uređaji tj. računala

Nač

ini o

brad

e po

data

kaN

ačin

i obr

ade

poda

taka

Prvo pomagalo za računanjePrvo pomagalo za računanje

Abacus (Kina, Babilon)

-najstarije “računalo" na

svijetu preživio je sve do

danas. Svi proračuni

potrebni za izradu prve

kineske atomske bombe

obavljeni su na njemu.

Ruč

na o

brad

a po

data

kaR

učna

obr

ada

poda

taka

3

MEHANIČKA OBRADA PODATAKAMEHANIČKA OBRADA PODATAKA

• tijekom 17. stoljeća tehnologija strojeva

omogućava razvoj mehaničkih naprava

za izvođenje aritmetičkih operacija –

mehaničkih kalkulatora

Glavni nedostatak tih naprava:

mogle su izvoditi samo one operacije za koje su bile napravljene!

Prvi mehanički stroj s mnoštvo zupčanikazupčanika koji je

mogao zbrajati i oduzimati velike brojeve izradio je

1642. godine francuski filozof i matematičar BlaisePascal nazvavši ga PASCALINA.

• Svoj mehanički kalkulator patentirao je kad je imao 26 godina!

17. st. i MEHANIČKI KALKULATORIMEHANIČKI KALKULATORI

Meh

anič

ka o

brad

a po

data

kaM

ehan

ička

obr

ada

poda

taka

Tridesetak godina kasnije njemački matematičar

Gottfrid Wilhem von Leibniz usavršava kalkulator

tako da može: +, -, * i / .

(1646. - 1716., Njemačka)

LeibnizovLeibnizov KALKULATORKALKULATOR

Meh

anič

ka o

brad

a po

data

kaM

ehan

ička

obr

ada

poda

taka

4

Nedostatak prvih računalnih strojeva uočio je

Charles Charles BabbageBabbage te je 1833. godine osmislio

univerzalni strojuniverzalni stroj za računanje koji bi bio u

stanju rješavati različite zadatke. Podijelio je

funkciju stroja u dijelove:

� dio u koji se unose podaci,

� dio koji je računao – ”mlin”,

� “skladište” tj. dio koji pamti podatke i poseban

dio koji pamti naredbe

� dio koji je prikazivao rezultate,

� dio koji je govorio računalu što da radi –

program!

19. st. i IDEJA PRAVOG RAČUNALAIDEJA PRAVOG RAČUNALA

Meh

anič

ka o

brad

a po

data

kaM

ehan

ička

obr

ada

poda

taka

C. C. BabbageBabbage –– ANALITIČKI STROJANALITIČKI STROJ

-nalazi se u Science Museum u Londonu

-napravljen prema originalnim nacrtima C. Babbagea

Meh

anič

ka

obra

da

podat

aka

Meh

anič

ka

obra

da

podat

aka

� Pronalazak električne struje omogućio je

Hermanu Hermanu HollerithuHollerithu da 1887. godine izradi

električni tabulirajući stroj koji je mogao

prilično brzo zbrajati, ali nije mogao rješavati

složenije zadatke.

� Ovim je strojem 1890. godine riješen problem

obrade rezultata popisa stanovništva u

Americi čija je obrada obično trajala nekoliko

godina.

� Primjenom ovog stroja i bušenih kartica na

koje su se pohranjivali podaci, izrada izvješća

svedena je samo na mjesec dana. Ele

ktro

meh

anič

ka o

brad

a po

data

kaE

lekt

rom

ehan

ička

obr

ada

poda

taka ELEKTROMEHANIČKA OBRADA PODATAKA

5

TABULIRAJUĆI ili SORTIRNI STROJTABULIRAJUĆI ili SORTIRNI STROJ

Ele

ktro

meh

anič

ka o

brad

a po

data

kaE

lekt

rom

ehan

ička

obr

ada

poda

taka

Hollerithov izum imao je i praktičnu korist pa je

započela komercijalna proizvodnja ovih strojeva.

On je ujedno jedan od osnivača IBM-a.

Jacquardove kartice za spremanje

uzoraka pletenja tkanine .

Bušene kartice za pohranu podataka

Bušene kartice za

računala su izašle

iz upotrebe tek

oko 1980 - tih

Hollerithova

kartica za

popis

stanovništva.

Ele

ktr

om

ehan

ička

obra

da

podat

aka

Ele

ktr

om

ehan

ička

obra

da

podat

aka

http://www.youtube.com/watch?v=UzaCLjjk00o

POVIJESNI RAZVOJ RAČUNALAPOVIJESNI RAZVOJ RAČUNALA

http://www.youtube.com/watch?v=NwxMuxRqwJY

1. DIO

2. DIO

6

� Pojavu pravih preteča suvremenih računala

pratimo neovisno u Europi i SAD-u, a potaknuo

ih je II. svjetski rat:

� balistički proračuni, proračuni za konstrukciju

zrakoplova, letećih bombi…

� U Engleskoj je matematičar Alan Turing za

vrijeme 2. svjetskog rata izradio

elektromehanički stroj CollossusCollossus kojim je uspio

dešifrirati njemačke poruke poslane elektromeh.

strojem za šifriranje EnigmaEnigma.

� NEDOSTATAK: Ti su strojevi mogli raditi samo

operacije za koje su bili napravljena!

ELEKTROMEHANIČKI STROJEVI ZA ŠIFRIRANJEELEKTROMEHANIČKI STROJEVI ZA ŠIFRIRANJE

Ele

ktro

meh

anič

ka o

brad

a po

data

kaE

lekt

rom

ehan

ička

obr

ada

poda

taka

ELEKTRONIČKA RAČUNALA I ELEKTRONIČKA RAČUNALA I NJIHOVE GENERACIJENJIHOVE GENERACIJE

Obrada podataka temelji se na kontroliranom protoku

elektrona kroz osnovne elektroničke elemente

1. generacija: Početakelektroničke obrade podatakaelektroničke obrade podataka

Amerikanci Johnu Mauchlyui Presper Eckert konstruirali

su 1945. godine ENIACENIAC(Electronic Numerical

Integrator and Calculator),

prvo računalo temeljeno na

elektronskim cijevimaelektronskim cijevima.

RAČ

UN

AL

A 1

. GE

NE

RA

CIJ

ER

AČ

UN

AL

A 1

. GE

NE

RA

CIJ

E

7

ENIACENIACENIAC je bio pravi elektronički

gorostas: teško oko 30 tona, imalo je

18000 elektroničkih cijevi, smješteno u

dvorani površine 1500 m2.

RAČ

UN

AL

A 1

. GE

NE

RA

CIJ

ER

AČ

UN

AL

A 1

. GE

NE

RA

CIJ

E

DOPRINOS J. DOPRINOS J. vonvon NEUMANNNEUMANN--aa

� Tijekom rada ENIAC-a uočeni su njegovi veliki nedostaci, a rješenje je dao JohnJohn vonvonNeumann Neumann � ideja o postizanju programibilnosti, a time i

univerzalnosti računala tako da računalo ima:

� izmjenjiv program koji se čuva u radnoj memoriji računala (RAM)

�� razdvajanja podataka od programarazdvajanja podataka od programa

�� odvajanje obrade podataka od odvajanje obrade podataka od upravljačkih procesa upravljačkih procesa u računalu u računalu

�� I današnja računala (PCI današnja računala (PC--i) imaju J. i) imaju J. vonvonNeumannovuNeumannovu građu!!!građu!!!

RAČ

UN

AL

A 1

. GE

NE

RA

CIJ

ER

AČ

UN

AL

A 1

. GE

NE

RA

CIJ

E

Prva elektronička računalaPrva elektronička računala

• građena su za znanstvene svrhe

� 1951. započinje primjena računala u komercijalne svrhe � UNIVAC 1UNIVAC 1 (Universal Automatic Computer)

� primjena na brojanju stanovništva USA

� kompjutori prve generacije bili su velikih dimenzija, glavna pažnja na centralnom procesoru

� njihova era traje do 1957. godine

RAČ

UN

AL

A 1

. GE

NE

RA

CIJ

ER

AČ

UN

AL

A 1

. GE

NE

RA

CIJ

E

8

� 1948. g. je prekretnica za daljnji razvoj računala � u SAD-u su izumili tranzistortranzistor.

� U odnosu na elektroničku cijev tranzistor se manje grijao i bio pouzdaniji u radu.

� To je dovelo do smanjivanja dimenzijaračunala, njihove stabilnosti u radu i jeftinije izrade.

2. generacija2. generacija

RAČ

UN

AL

A 2

. GE

NE

RA

CIJ

ER

AČ

UN

AL

A 2

. GE

NE

RA

CIJ

E

Druga generacija računala Druga generacija računala (1957. (1957. –– 1964.)1964.)

• Karakteristike:1. temeljni elementi izgradnje tranzistori,

2. dimenzije su mnogo manje,

3. povećava se sigurnost i pouzdanost rada,

4. povećava se brzina izvođenja računskih operacija,

5. orijentirani komercijalnim obradama,

6. primjena assemblerskih programskih jezika,

7. grupna obrada podataka,

8. obrada za potrebe računovodstva.

RAČ

UN

AL

A 2

. GE

NE

RA

CIJ

ER

AČ

UN

AL

A 2

. GE

NE

RA

CIJ

E

� 1959. g. nekoliko stotina tisuća tranzistora i otpornika uspjelo se smjestiti na malu pločicu poluvodiča tj. silicija

� nastao je čipčip ili integrirani krugintegrirani krug� dolazi do serijske proizvodnje i sniženja

cijena elektroničkih sklopova

� računala postaju manja i brža

� razvijaju se viši programski jezici

� korištenje većeg broja terminala i daljinske obrade podataka

� multiprogramming � istovremena neovisna obrade podataka uporabom nekoliko programa

3. generacija3. generacija

RAČ

UN

AL

A 3

. GE

NE

RA

CIJ

ER

AČ

UN

AL

A 3

. GE

NE

RA

CIJ

E

9

� Američka tvrtka Intel 1971. godine proizvodi prvi mikroprocesormikroprocesor� to je pločica silicija dimenzija 5x5 mm na

koju su smjestili sve elektroničke elemente potrebne za rad središnje jedinice računalarad središnje jedinice računala(eng. Central Processor Unit = CPU)

– uporaba visokointegriranihvisokointegriranih krugovakrugova

� Bio je to revolucionaran izum koji je potpuno izmijenio daljnji tijek razvoja informatičke tehnologije!!!

4. generacija4. generacija

RAČ

UN

AL

A 4

. GE

NE

RA

CIJ

ER

AČ

UN

AL

A 4

. GE

NE

RA

CIJ

E

PRVA OSOBNA RAČUNALAPRVA OSOBNA RAČUNALA

• Ubrzani razvoj mikroprocesora omogućio je pojavu osobnih računalaosobnih računala.

• 1973. g. izumljeno je prvo osobno računalo(Xerox Alto), ali se moglo nabaviti samo u dijelovima.

• 1976. Apple I: Stephan Wozniak i Steven Jobs

• Prvo kompletno osobno računalo pojavilo se 1977.godine - bilo je to Apple II računalo.

• U Europi se javljaju i druge tvrtkeproizvođači malih računala: Commodore, Atari, Spectrum,…

RAČ

UN

AL

A 4

. GE

NE

RA

CIJ

ER

AČ

UN

AL

A 4

. GE

NE

RA

CIJ

E

Svjetsku su popularnost osobna računala stekla tek 19811981. godine kada je tvrtka IBMproizvela PC Junior računaloPC Junior računalo.

IBM PC Junior imao je procesor koji je radio na radnom taktu 4,77 MHz, sa 16 kB RAM memorije i nije imalo čvrsti disk nego samo disketnu jedinicu kapaciteta 160 kB.

Iako su te značajke smiješno Iako su te značajke smiješno

male u odnosu na današnja male u odnosu na današnja

računala, IBM PC Junior računala, IBM PC Junior

otvorio je vrata sveopćoj otvorio je vrata sveopćoj

popularnosti i upotrebljivosti popularnosti i upotrebljivosti

računala.računala.

RAČ

UN

AL

A 4

. GE

NE

RA

CIJ

ER

AČ

UN

AL

A 4

. GE

NE

RA

CIJ

E

10

1981. MS DOS operacijski sustav:

znakovno sučelje, jednozadaćnost

1983. Microsoft je završio prve

Windows-e koji tada još nisu bili

operacijski sustav (“leže” na DOS-u)!

1993. prvi Windows operacijski

sustav!

Sa razvojem programa temeljenih na grafičkom korisničkom sučelju, osobna

računala zavladala su svijetom.

RAČ

UN

AL

A 4

. GE

NE

RA

CIJ

ER

AČ

UN

AL

A 4

. GE

NE

RA

CIJ

E NEŠTO I O SOFTVERU…NEŠTO I O SOFTVERU…

Računala postaju sve manja, brža i sa sve većim mogućnostima, a mikroprocesori nalaze široku primjenu u svim industrijama i

svakodnevnoj uporabi

RAČ

UN

AL

A 4

. GE

NE

RA

CIJ

ER

AČ

UN

AL

A 4

. GE

NE

RA

CIJ

ER

AZ

VO

J R

AČ

UN

AL

AR

AZ

VO

J R

AČ

UN

AL

A

11

Peta generacija računalaPeta generacija računala(1982. (1982. �� 2020----…)…)

Projekt računala 5. generacije započeo je 1980-tih. god. u Japanu

• mnogo-procesorska mikroračunala koja djeluju integralno (superračunala)

• osnovni elementi su super visoko integrirani krugovi (čipovi)

• izuzetno velika brzina paralelne obrade podataka

• govorni ulaz i izlaz (razumijevanje prirodnog jezika)

• umjetna inteligencija, ekspertni sustavi i robotika• neuronske mrežeR

AČ

UN

AL

A 5

. GE

NE

RA

CIJ

ER

AČ

UN

AL

A 5

. GE

NE

RA

CIJ

E

RAČUNALNO SKLOPOVLJE RAČUNALNO SKLOPOVLJE (HARDWARE) I (HARDWARE) I

NJEGOVI DIJELOVINJEGOVI DIJELOVI

RAČUNALO RAČUNALO

• hardver (sklopovlje) + softver (programi)

• možemo ih klasificirati prema:

• namjeni – univerzalni i specijalni

• principu rada – danas su uglavnom digitalni

• arhitekturi – J. von Neumannova arhitektura i

posebne arhitekture (npr. kod superračunala)

• kapacitetu, brzini i opsegu poslova:

– mikroračunala – stolna i prijenosna

– miniračunala

– velika računala (mainframe)

– superračunala

12

RAČUNALO I NJEGOVI DIJELOVIRAČUNALO I NJEGOVI DIJELOVI• univerzalni stroj jer obavlja različite vrste poslova

ili zadataka, ovisno o programu koji se koristi:

– prihvaća podatke = ulazne jedinice

– obrađuje podatke tj. s njima vrši niz operacija =

(mikro)procesor

– sprema/pohranjuje podatke = memorija

– rezultate prikazuje korisniku (informacije) = izlazne jedinice

informacije informacijeulazne

jedinice

izlazne

jedinice

Funkcionalna shema računalaFunkcionalna shema računala-- J. von Neumann J. von Neumann --

GR

AĐ

A R

AČ

UN

AL

AG

RAĐ

A R

AČ

UN

AL

A

Dijelovi osobnog računala (PCDijelovi osobnog računala (PC--a)a)

Ulazne jedinice:

- tipkovnica

- miš

- mikrofon

- skener

- web kamera…

Sistemska jedinica- kućište- matična ploča

- procesor

- memorija (RAM i ROM)

- dodatne kartice

Izlazne jedinice:- monitor- pisač

- zvučnici,

- LCD projektor…

Središnji dio

Periferni dio Periferni dio

GR

AĐ

A R

AČ

UN

AL

AG

RAĐ

A R

AČ

UN

AL

A

13

Ulazne jediniceUlazne jedinice

Funkcija:

- Informacije kojima barata

čovjek ili drugi uređaj

pretvaraju u računalu

razumljiv oblik

Izlazne jediniceIzlazne jedinice

Funkcija:

- omogućuju prikaz rezultata

obrade podataka u čovjeku

razumljivom obliku

Monitor i grafička karticaMonitor i grafička kartica

CRT ili monitor sa

katodnim cijevima

LCD ili monitor sa

tekućim kristalima

Dimenzije ekrana u inčima

Piksel – zaslonska točkica

Rezolucija zaslonaFrekvencija osvježavanja

GRAFIČKA KARTICA

14

Pisač / štampačPisač / štampač

MATRIČNI (IGLIČNI ) LASERSKITINTNI (INK JET)

Razlučivost ispisa – broj

ispisanih točkica po 1 inču (dpi)

Zvučnici i zvučna karticaZvučnici i zvučna kartica

Funkcija zvučne kartice:

- priključivanje zvučnika i mikrofona

-pretvaranje analognih audio

podataka tj. zvuka u digitalne

(mikrofon) i obratno (zvučnici)

-mogućnost povezivanja s kućnim

glazbenim linijama

SistemskaSistemskajedinicajedinica

Funkcija:

- sadrži sve važne

dijelove račun. koji

trebaju biti zaštićeni

unutar kućišta

15

Unutrašnjost kućišta Unutrašnjost kućišta

Strujno napajanje

(Power Supply)

Utori za proširenja

(Expansion Slots)

Dodatne kartice

(Expansion Cards)

Matična ploča

(Motherboard)

Hladnjak i procesor

(Cooler, CPU)

Čvrsti disk

IDE kablovi

Matična ploča (Matična ploča (MotherboardMotherboard))-- srce računalasrce računala --

Podnožje za

procesor

Podnožja

za RAM

memoriju

Matična ploča je središnji dio

svakog računala.

Na njoj se nalaze:

• mikroprocesor• unutarnja memorija• kartice za proširenja

Sve to, kao i druge dijelove

matične ploče povezuju sabirnicesabirnice.

SABIRNICESABIRNICE su tanki vodovi kojima “putuju podaci i signali do

svih dijelova matične ploče!

ZADACI:

1. Obrađuje podatke,

2. Upravlja i nadzire radom cijelog računala.

Procesor Procesor -- MicroprocessorMicroprocessor ((CPUCPU))-- mozak računalamozak računala --

Takt rada određuje brzinu mikroprocesora,

a danas iznosi po nekoliko GHz

16

MEMORIJA

Unutarnja-

primarna

Vanjska-

sekundarna

RAM ili radnakapacitet MB-GB

ROMkapacitet u KB

Magnetska Optička

Čvrsti disk

- kapacitet od

nekoliko stotina

GB

Diskete

- kapacitet

1.44 MB

CD-ROM,

CD-R,

CD-RW

- kapacitet

700 MB

DVD-ROM,

DVD-R…

- kapacitet

4.7 GB i više

Unutarnja memorija – brza,

nalazi se na matičnoj ploči,

neophodna u računalu!

Vanjska memorija: prenosiva,

spora, veliki kapacitet, malih

dimenzija, podaci postojani…

Flashkapacitet MB-GB

-služi za pamćenje programa i podataka

-razlikuje se po karakteristikama:

�brzina, kapacitet, način čitanja i pisanja podat…

KAPACITET MEMORIJEKAPACITET MEMORIJE

8 1024 1024 1024

BITBIT BAJTBAJT KBKB MBMB GBGB

BITBIT je najmanja količina informacije (0 ili 1)

- jedno od samo dva moguća stanja

BAJT BAJT (BYTE) je najmanji kapacitet memorije

- niz od 8 binarnih znamenki

- omogućuje zapisivanje jednog znaka (bilo kojeg

sa tipkovnice) u memoriju računala (ASCII kod –

standard za zapisivanje znakova u memoriju računala)

VRSTE RAČUNALA VRSTE RAČUNALA (1)(1)

Prema brzini i kapacitetu obrade podataka računala dijelimo na:

• Mikroračunala (Microcomputers)– zasnovana na mikroprocesoru � osobna računala (PC)

– namjena: kućna i uredska uporaba

– podjela prema veličini:• stolna ili desktop

• prijenosna: laptop, notebook, ručna računala kao što su dlanovnici (palmtop) i PDA (Personal Digital Assistant), tableti

• pametni telefoni

– podjela prema proizvođačkom standardu:• IBM kompatibilna i Apple

• Mala računala (Minicomputers)– za potrebe upravljanja procesima

– danas ne postoji stroga granica između ove vrste računala i PC-a

17

VRSTE RAČUNALA VRSTE RAČUNALA (2)(2)• Velika računala (Mainframe)

– često imaju veći broj procesora; velika snaga i brzina obrade podataka

– to su središnja računala (serveri) u velikim informacisjkim sustavima na koja se priključuje veliki broj terminala i PC-a

• Superračunala (Supercomputers)– najbrža računala na svijetu, koriste najnapredniju

tehnologiju i imaju posebnu arhitekturu– imaju po nekoliko desetaka tisuća mikroprocesora

paralelno spojenih u cjelinu

– PRIMJENA: svemirska istraživanja, vojna (npr. simulacije detonacija nuklearnog oružja) i avio industrija, medicina, meteorologija (analiza satelitskih snimki i predviđanje vremenskih pojava i prognoza), projektiranje modela molekula, nuklearne fuzije, kriptoanaliza …

– prva superračunala potječu iz 60-ih, a njihov tvorac Seymour Cray

VRSTE RAČUNALAVRSTE RAČUNALA

SUPERRAČUNALASUPERRAČUNALA

Trenutačno najbrža superračunala su:

– IBM-ov Blue Gene koji ima čak 32.768

procesora, a postiže brzinu od 280,6 TFLOPS-a

(Tera = 10^12 FLOPS-a)

– IBM Roadrunner koji je probio granicu od

jednog petflopsa (točnije 1105 petflopsa), što

iznosi jedan trilijun kalkulacija u sekundi

podaci od veljače 2009.