Prvo računalo na svijetu (kako se zvalo, kada je nastalo i povijesni pregled)

Potreba za stvaranjem pomagala koje bi ljudima olakšalo brojanje i računanje te im omogućilo izvedbu aritmetičkih zadataka seže daleko u prošlost.

Još od pojave svima znanog abaka u Aziji tijekom razdoblja od 2700. do 2300. godine pr. Kr. započeo je razvoj ljudske misli usmjeren na pokušaj da se izradi koncept računala kao stroja koji samostalno obavlja zadatke.

Govorimo li o računalu kakvo danas poznajemo, prvi sličan model koji je imao atribut široke upotrebe pojavit će se tek tijekom Drugog svjetskog rata.

Počeci razvoja ideje

Dobivanje jasnije slike o značenju prvog računala na svijetu i samog dolaska do njegovog izuma može se ostvariti jedino putem poznavanja povijesnih okolnosti koje su mu prethodile.

Iako su i u ranijim razdobljima postojali mnogi izumi koji su samo dali poticaj daljnjem razvoju računala, 17. stoljeće označava početak razdoblja koje je isključivo vezano za mehanička računala. Još jedan element koji 17. stoljeću daje dodatnu važnost su začeci formiranja distinkcije „kalkulator-računalo“.

Škotski matematičar John Napier je, prema podacima iz Hrvatske enciklopedije, početkom 17. stoljeća sastavio prve logaritamske tablice koje su bile korisne za računanje kompleksnih matematičkih operacija (1).

Nekoliko godina nakon Napiera pojavljuje se njemački matematičar Wilhelm Schickard koji je 1623. godine izumio prvi mehanički kalkulator koji je izvodio računske operacije.

Napierovo otkriće omogućilo je početak primjene logaritama koji su pojednostavili i proširili mogućnosti primjene matematičkih funkcija, a Schickardov kalkulator potaknuo je razvoj mehaničkih strojeva.

Jedan od prvih koji će u narednim godinama nastati je mehanički stroj Blaisea Pascala iz 1642. godine koji je omogućio brži način rješavanja operacija zbrajanja i oduzimanja.

Tijekom narednih godina intenzivirat će se rad na razvoju mehaničkih računala kako bi se procesi izvođenja matematičkih operacija automatizirali te postali kompleksniji.

Približavanje pojmu „računala“

U tom kontekstu jedna od najvažnijih godina u razdoblju razvoja mehaničkih računala je 1822. kada je engleski izumitelj Charles Babbage izradio nacrt tzv. „diferencijalnog stroja“ (Difference Engine) čija je funkcija bilo računanje logaritama unutar logaritamskih tablica.

Stroj je računao funkcije te je navedene vrijednosti automatski ispisivao unutar tablica na papiru. S njime se zapravo automatizirala izrada logaritamskih tablica koje su se poglavito koristile za potrebe navigacije.

Babbage radi još jedan korak naprijed i izrađuje „analitički stroj“ (Analytical Engine). Revolucionarnost ovog stroja je u činjenici što je omogućio promjenu operacije putem promjene naredbe na bušenim karticama koje su se koristile za pohranu računalnih podataka.

Babbageov „analitički stroj“ smatra se kao prva ideja modela računala u današnjem smislu riječi i zbog toga ga neki danas smatraju ocem računala.

S Babbageovim izumima distinkcija između kalkulatora i računala postajala je sve jasnija. Kalkulator je mogao obavljati samo aritmetičke operacije, dok je računalo imalo mogućnost obavljanja aritmetičkih i logičkih operacija te je zbog toga zahtijevalo i veće kapacitete.

Dolazak novog razdoblja

Kraj 19. stoljeća ujedno će predstavljati i kraj razdoblja mehaničkih računala. Ono što je donijelo veliku promjenu kod rada na novim računalima je izum električne energije koji je bio ključan za daljnji razvitak.

Zbog toga se novo razdoblje u razvoju računala naziva  i razdobljem elektromehaničkih strojeva, a na vremenskoj lenti dostupnoj na portalu Informatičke igre  može se vidjeti kako je trajalo od 1890. do 1946. godine (2).

Izum s kojim je započelo navedeno razdoblje je sortirni stroj za bušene kartice američkog statističara i izumitelja Hermana Holleritha iz 1890. godine. Hollerith je također zaslužan za osnivanje tvrtke IBM 1924. godine.

U prvoj polovici 20. stoljeća zatim su zaredali još neki izumi od kojih je potrebno spomenuti prvi programibilni kalkulator „Z3“ Konrada Zusea iz 1938., prvo elektromehaničko računalo „Mark I“ Howarda Aikena iz 1943. te „Collosus“ Alana Turinga iz 1943. koji je predstavljao računalo s prvom upotrebom elektromehaničkih cijevi.

„Eniac“ – prvo računalo na svijetu

Prethodno navedeni izumi su vrlo važni i predstavljaju moderne prototipe računala, no niti jedno od njih nije imalo status računala za opću upotrebu.

Ovaj atribut steći će računalo „Eniac“ i postati prvo elektroničko računalo široke upotrebe. Enciklopedija Britannica navodi kako je „Eniac“ (Electronic Numerical Integrator and Computer) prvo programibilno elektroničko i digitalno računalo opće namjene (3).

Rad na „Eniacu“ započet je i dovršen 1943. godine, a samo računalo koristilo se do 1955. godine.

Njegovi izumitelji bili su američki fizičar John Mauchly te američki inženjer John Presper Eckert Jr. Oni su zajedno sa svojim kolegama na sveučilištu u Pennsylvaniji vodili ovaj projekt koji je bio financiran od strane vlade.

Projekt je također nastao kao potreba za nadogradnjom informacijskih kapaciteta vojnih aktivnosti SAD-a tijekom Drugog svjetskog rata, a sličnu sudbinu imala su i neka ranije spomenuta računala.

Tadašnje ratno vrijeme potaknulo je veliki broj inovacija, a mnoge koje su vezane uz računala isključivo su bile namijenjene bržoj obradi podataka i bržem procesuiranju informacija u vojne svrhe.

Ono što je odvajalo „Eniac“ od svih sličnih računala je da se radilo o stroju za rad koji je izvodio veliki broj kalkulacija te se lako mogao reprogramirati za druge zadatke.

Koristio je dvadeset akumulatora (kontrolirani od strane posebnih jedinica) pomoću kojih se izvodilo do 385 operacija u sekundi.

Neki podaci o „Eniacu“ iz današnje perspektive izgledaju nevjerojatno:

• bio je težak oko 30 tona
• troškovi njegove izrade su se s početnih 150.000 dolara popeli na 400.000 dolara
• imao je preko 18.000 vakuumskih cijevi
• zauzimao je oko 90 m2 prostora
• imao je preko 10.000 kondenzatora, 6.000 sklopki 1.500 releja
• potrošnja električne energije išla je preko 170 kW
• soba u kojoj se nalazio morala je imati svoj samostalni sustav ventilacije radi zaštite od pregrijavanja.

Karakteristike računala kakvo danas poznajemo

Osnovna namjena „Eniaca“ bilo je izračunavanje vrijednosti za topničke domete. Za tu funkciju koristio je priključnu ploču za komuniciranje naredbi sa strojem.

Jednom kad su naredbe bile procesuirane tj. programirane, računalo je putem brze elektroničke obrade podataka provodilo zadatke.

Kod „Eniaca“ se radilo o znatnoj uštedi vremena u odnosu na sve ostale modele računala tog razdoblja jer su mnoga od njih i dalje koristila čitače bušenih kartica za pohranu podataka, što je značajno usporavalo cijeli proces.

Jedini problem korištenja priključnih ploča kod „Eniaca“ bio je u situacijama kada su programeri htjeli raditi na novoj vrsti zadataka.

„Eniac“ se tada morao kompletno gasiti na nekoliko dana kako bi se mogla napraviti drugačija konfiguracija žica na priključnoj ploči.

Bez obzira na to što je ovaj način rada otežavao i produžio vrijeme obavljanja drugih vrsta zadataka, s njim je „Eniac“ zapravo postao prvo računalo na svijetu za opću upotrebu.

Napravimo li poveznicu s Babbageovim „analitičkim strojem“, „Eniac“ je na isti način koristio uvjetno grananje te su mu se na isti način mogle davati različite naredbe, ovisno o vrijednosti pojedinačne točke unosa. „Eniac“ je zbog toga bio fleksibilan stroj koji se mogao reprogramirati za različite korisnike.

„Eniac“ nije bilo računalo s pohranjenim programima i više se može promatrati kao zbirka elektronskih komponenti koja se kontrolirala putem elektroničkih kabela.

U kasnijim godinama na „Eniacu“ su napravljene određene nadogradnje koje su uključivale korištenje jednostavnih „read-only“ programskih mehanizama koji su koristili funkcijske tablice za pohranu memorije.

Iako „Eniac“ nije imao u današnjem smislu riječi procesor i memoriju, način njegovog funkcioniranja približio ga je arhitekturi Johna von Neumanna, američkog matematičara, koji je 1945. godine ustanovio model prema kojem funkcioniraju sva današnja računala – ulazne i izlazne jedinice, radna i vanjska memorija, upravljačka te aritmetičko-logička jedinica.

Pročitajte još i ovo:

Mjerenje brzine interneta

Vraćanje mobitela na tvorničke postavke

Zaključak

Razvoj ideje o računalu koje će automatski obavljati zadatke i matematičke operacije umjesto čovjeka imao je tijekom povijesti mnoge važne trenutke, no računalo koje poznajemo u današnjem smislu riječi prvi put je započelo svoj rad s dolaskom „Eniaca“ 1943. godine.

„Eniac“ je imao mogućnost reprogramiranja te obavljanja različitih naredbi koje su nadilazile sve dotadašnje modele drugih računala i otvorio je put općoj upotrebi računala.

„Eniac“ je postavio temelje za razvoj moderne industrije računala prema von Neumannovoj arhitekturi gdje mehanički dijelovi ne usporavaju procese i pokazao je kako je računalstvo s velikim brzinama i kapacitetima rješavanja operacija zaista moguće uz primjenu adekvatne tehnologije.