3.2. POVIJESNI RAZVOJ DRS

Od davnina koristi se niz mehaničkih uređaja i pomagala koja su čovjeku pružala pomoć pri računskim operacijama. Kako je u današnje vrijeme dominacija digitalnih računalnih sustava baziranih na elektroničkim komponentama, interesantno je upoznati se njihovim povijesnim razvojem.

Početak ere DRS datira od završetka II svjetskog rata. Izrađeno za vojne potrebe, 1945. godine pušteno je u rad prvo elektroničko DIGITALNO računalo - ENIAC, sastavljeno od približno 18000 vakuumskih elektronskih cijevi, bez radne memorije, kojemu je bio najveći problem da ostane ispravan do kraja obavljanja računske operacije, dakle gotovo nikakva pouzdanost. Vakuumske elektronske cijevi bile su osnovni aktivni element sklopova računala PRVE generacije. Zbog toga su bila glomazna i nepouzdana, zauzimala gotovo čitavu zgradu i trošila ogromnu energiju. 1947. godine isporučeno je prvo komercijalno korisničko računalo UNIVAC (UNIVersal Automatic Computer). Nekako u to doba javlja se i kompanija IBM (International Business Machines), do tada poznata po elektromehaničkim računskim strojevima. 1954. godine proizvela je računalo IBM 705 i to je početak njene dominacije u svijetu računalne tehnike; povremeno je zauzimala i preko 90% svjetskog tržišta DRS. Svojim računalima praktički su diktirali standarde računalne tehnike.

Prvi sustavi, smješteni u velikim klimatiziranim prostorima, bili su kao stvoreni za život kukaca (BUG) koji bi, šetnjom po unutrašnjosti sustava izazivali elektronički kratki spoj, a time nekontrolirane greške u izvršavanju programa. Iako buba u unutrašnjosti modernih sustava više nema, nesuvisle greške u izvršavanju programskog koda nose njihov naziv - BUG. Suprotno navedenom, debagiranje (debugging) je u osnovi pojam vezan uz čišćenje uređaja od kukaca, a pri programiranju odnosi se na otklanjanje grešaka u programskom kodu.

Otkriće tranzistora i konstrukcija prvog tranzistorskog računalnog sustava 1960. godine u kompaniji CDC (Control Data Corporation), uvod je u DRUGU generaciju računalnih sustava. Primjena tranzistora smanjila je gabarite i višestruko povećala pouzdanost. Pojavljuju se PROGRAMSKI JEZICI, prevodioci između čovjeka i računala, koji čovjeku prihvatljiviji skup komandi i naredbi prevode u binarne instrukcije računalu i time računalo čine pristupačnijim za širu uporabu.

IBM 1964. godine nudi šest modula sustava IBM 360, kojima praktički udara standarde današnje računalne tehnike. Napravljeni u integriranoj tehnici (više tranzistora u zajedničkom kućištu), predstavljaju uvod u TREĆU generaciju računalnih sustava i njihovu minijaturizaciju. Računala se već koriste za vođenje procesa po unaprijed formiranim programima. Pouzdanost računala raste, a cijena im pada. Značajan je i porast brzine rada. Primjena memorijskih elemenata već je redovita praksa.

Razvojem integrirane tehnike omogućena je minijaturizacija, povećanje proizvodnje i pad troškova, a od 1971. godine, objedinjavanjem osnovnog sklopa računala u jedan jedinstveni integrirani krug - mikroprocesor, započinje ČETVRTA generacija računalnih sustava.

IBM 1981. godine izrađuje na osnovu mikroprocesora Intel 8088 / 8086 PC-XT (Personal Computer - eXtended Technology), računalo opće namjene za osobnu uporabu, već zavidne pouzdanosti, mogućnosti uporabe raznolike programske potpore, vrlo fleksibilno za svakodnevnu uporabu. Oslobađanje od licencnih prava i dostupna dokumentacija uskoro ga, kao i nešto mlađeg brata PC-AT (Personal Computer - Advanced Technology) predstavljenog 1984. godine na osnovu mikroprocesora Intel 80286, čine najprodavanijim računalnim sustavom. Razvijaju se programski jezici, koji svojom učinkovitošću sve više približavaju računala običnom čovjeku i s kojima se razvijaju moćni PROGRAMSKI PAKETI koje čovjek koristi za izradu baza podataka, projektiranje, crtanje, pisanje i drugo. Takav sustav naziva se MIKRORAČUNALNI SUSTAV, ima izvanredne mogućnosti dogradnje raznovrsnim periferijama što ga čini vrlo prilagodljivim raznim zadaćama, a u slučaju potrebe može se povezati s moćnijim sustavom ili u mrežu računala od razine omanje firme do cijelog svijeta. PC je opće priznati svjetski standard za osobna računala, naravno uvijek nadograđivan razvojem tehnologije.

Najnovija istraživanja usmjerena su na minijaturizaciju i povećanja kapaciteta memorije, razvoj umjetne inteligencije, prepoznavanje uzoraka i komunikaciju govorom. Brzina s kojom se tehnološke promijene događaju zapanjujuća je. Ne samo u području informatike, već i ostalim područjima. Minijaturizacija i enormno uvećana učinkovitost programske potpore omogućili su rast i učinkovitost usluga raspoloživih korisniku. Brzine Interneta enormno su porasle što omogućava primjenu usluga na daljinu (online) bez potrebe fizičkog odlaska u odgovarajuću institiucija, kao na primjer u banku ili u školu za pregled ocijena djeteta. Impresionira svakodnevno sve veći broj usluga (servisa) koje se nude korisniku, osobito čuvanje podataka negdje u nekom 'oblaku' Interneta (skladišta podataka - podatkovni centri), što podsjeća na doba 'mainframe' računala - korisnik i njegovi podaci nisu na istoj lokaciji - računalu. Posebno impresionira prva komercijalna izrada potpuno električnog automobila - automobil Tesla. To su obilježja PETE generacije računalne tehnologije kojoj smo svjedoci danas. Razvoj umjetne inteligencije bavi se problemom konstrukcije računalnog sustava koji će se vladati na način svojstven razmišljanjima ljudskog bića, a prepoznavanje uzoraka može se jednostavnijim jezikom objasniti kao sustav koji u skupu uzoraka traži nepoznati uzorak koji po svojstvima odgovara unaprijed zadanim značajkama.

Prema navedenim generacijskim fazama DRS bi se prema tipu mogao podijeliti na:

    1.) Veliki računalni sustav (MAINFRAME) - Jedno centralno računalo
            velike računalne moći i raspoloživosti prema korisnicima,
            kojemu se pristupa preko TERMINALA, uređaja s monitorom i
            tipkovnicom glede komunikacije sa centralnim-glavnim
            računalom, nesposobnog za samostalan rad u odsustvu
            kontakta sa centralnim računalom. TERMINAL je uređaj kojeg
            MAINFRAME OPSLUŽUJE programskom potporom da bi uopće mogao
            biti od koristi. Veliko je po gabaritima i smješteno u
            posebnu prostoriju s gotovo idealnim klimatskim uvjetima.
            Njime upravlja skupina profesionalaca.

    2.) MINI računalni sustav - Jeftinija i manje moćna računala od
               prethodnih nastala kao rezultat minijaturizacije
               računalne tehnologije. Obično su međusobno povezana
               u računalnu mrežu iako je svako namijenjeno interesnoj
               grupi korisnika koji su se za njega vezivali s
               terminalom (uobičajeno) ili samostalnim 'osobnim'
               računalom (sporadično).
               Nisu zahtijevala profesionalno osoblje glede upravljanja.

    3.) Mikroračunalni (PC) sustav - Široka lepeza računala sposobnih
                  za samostalan rad korisnika na računalu, ali povezanih
                  u lokalnu računalnu mrežu glede međusobne komunikacije
                  ili za komunikaciju s namjenskim poslužiteljima.
                  Nisu namijenjena za opsluživanje više korisnika
                  istovremeno i obradu velike količine podataka.
                  Održava ih KORISNIK.

Moć računalnog sustava usko je vezana s tehnologijom. Današnji PC nadmašuje nekadašnji MAINFRAME gotovo po svim elementima. Danas su u uz fantastičan upliv računalnih mreža u povezivanju računala i samih mreža međusobno, dva prva navedena tipa DRS bespredmetna. No ima ih još. Čemu mijenjati sustav praćenja i komunikacije s međuplanetarnom sondom VOYAGER dizajniranim prije 20 godina koji svoj posao uspješno RADI? Centralno (mainframe) računalo danas ima ulogu skladišta i poslužitelja za ogromnu količinu podataka, ili je u pitanju ekstremno moćno računalo u znanstvene ili neke druge svrhe. Više im priliči naziv SUPER-RAČUNALO kao što su IBM-ov 'Deep Blue', nešto više od tone teško RAČUNALO poznato po 'dvobojima' sa svjetskim šahovskim velemajstorima, ili njihov noviji, napredniji i vrlo moćan 'Blue Gene' SUSTAV. Svrha super-računala je ogromna računalna moć, ali se ona danas ne ostvaruje kroz jedno individualno računalo već osobitim tehnikama umrežavanja manjih računala ili računalnih sustava. Svrha korištenja jednog super-računala bila bi na primjer simulacija vremenskih prilika na Zemlji. O tome kako bi ga vojska uporabila bolje ni ne razmišljati.

Naredna slika najbolje ilustrira razvoj računalnog sustava; odnos cijene koštanja uređaja, programske potpore i održavanja tijekom proteklih godina.

Slika 3.2.1 Cijena cjelina DRS tijekom povijesnog razdoblja.

Svojstva DRS pete generacije mogu se opisati u više razina i to:

1.) Područje primjene DRS - vrlo je raznoliko; baze podataka i dokumenata, projektiranje, obrazovanje, ekspertni sustavi, upravljanje proizvodnjom i druga područja ljudske djelatnosti.

2.) Programski sustav - s elementima sačinjenim za inteligentni podsustav, podsustav za rješavanje problema i zadaća, logičko zaključivanje i rukovanje bazama znanja.

3.) Programski jezici - obuhvaćaju kreaciju komunikacije govorom, slikom, crtežom, dizajn programskog sustava prema zadaćama.

4.) Arhitektura DRS - raznolikost u povezivanju elemenata DRS, od procesora pa do specijalno kreiranih periferija u svrhu stvaranja jedinstvene namjenske cjeline; projektiranje i izrada brodova, multimedija i drugo.

5.) Ugrađena tehnologija - koja sustavu osigurava za namijenjenu zadaću prihvatljive performanse i funkcionalnost. Razvoj tehnologije omogućio je funkcionalnost do te mjere da su sustavi prihvatljivi za korištenje i običnom čovjeku.

Općenito, računala se prema namijeni dijele u dvije skupine:

        A.) PROCESNA RAČUNALA - koji vrše kontrolu odvijanja procesa,
                                kreirani za učinkovito obavljanje
                                samo jedne zadaće.

        B.) RAČUNALA OPĆE NAMJENE - kreirani za brzo prilagođavanje
                                    pri rješavanju različitih zadaća,
                                    ne tako učinkoviti kada se mjere
                                    s procesnima za istu zadaću.

Prva skupina svoju primjenu ima u industriji, najupečatljiviji primjer su automatizirane tvornice automobila. Na primjer, radnik u lakirnici automobila pritiskom na crveni botun naloži računalu da pamti pokrete mehaničke ruke kojom boja karoseriju automobila. Kad je s rezultatom zadovoljan naloži računalu pritiskom na zeleni botun da ponovi njegov postupak na slijedećim nadolazećim karoserijama. Osnovna osobina ove skupine računala je da su potpuno prilagođeni zadaći i da je upravljanje njima što jednostavnije. U opisanom primjeru nema tipkovnice ni monitora. Tu se javlja jedan naizgled beznačajan problem; tvornici treba manje radnika!

Druga skupina je najraširenija u projektnim i uredskim prostorima, obrazovnim institucijama i kod kuće. Koristi se za obradu teksta, tabličnu kalkulaciju, u knjigovodstvenim servisima, projektiranje zgrada, brodova, igru, učenje, komunikaciju i pretraživanje baza znanja putem mrežnog servisa, te u svim drugim segmentima za koje postoji odgovarajuća programska potpora (a ima je dosta) i potrebiti dodaci računalu koji uvećaju njegove mogućnosti u ovisnosti o namijeni (mjerna kartica, modem, mrežna kartica, glazbena kartica i drugo). Komunikacija s računalom uobičajeno se vrši preko tipkovnice i monitora. Danas se prepoznaju kao džepna računala (palmtop), prijenosna računala (laptop), mala prijenosna računala (netpad), uredska računala (desktop), i tko zna u kakvoj još 'pad' ili 'top' verziji.

Što bi trebala biti računala ŠESTE generacije? Danas smo svjedoci svakodnevne i uobičajene nazočnosti Interneta (mrežna infrastruktura + usluge) i sveopćeg povezivanja računala u mrežu. Za očekivati je posvemašnju kompjuterizaciju i ogroman rast računalne moći, i opću prisutnost 'nevidljive' inteligentne mreže računala koja voze auto prema želji korisnika, prate njegovo zdravlje pomoći osjetila ugrađenih u robi i automatski zovu ljekara ako je potrebno. U tijeku je eksplozija računalne snage zbog nadasve učinkovite minijaturizacije osnovnih računalnih sklopova. Računalna inteligencija sve se više razvija i polagano se povezuje sa čovjekovim umom.

Današnja namjenska računala i uređaji koje nadziru, kao čovjekoliki roboti, vide i čuju mnogo bolje od čovjeka, ali ne razumiju što su što to vide i čuju. No umjetna inteligencija zasigurno je sve bolja. Već se može se uskladiti s čovjekom, što dokazuju razni umetci koji se mogu ugraditi u čovjeka, pa i u mozak, da se učinci neke zloćudne bolesti umanje kao epilepsija i slične. Virtualni svijet sve nam je bliži i normalniji bilo od igara pa do 'druženja' s rodbinom kojoj su članovi kilometrima udaljeni. Nekoliko tisuća računalnih entuzijasta i 'zaluđenika' danas se je preraslo u par miliona aktivnih učesnika virtualnog svijeta u kojem proživljavaju virtualne maštarije na različite načine. Virtualna faza je prva faza ovladavanja umjetnom inteligencijom. Rezultat - strojevi koji bi nam ispunjavali svaki hir.

Izvadak iz jedne futurističke novele; .... Kada su znanstvenici konačno po završetku izrade računala uključili njegovo napajanje, računalo je proradilo. Postavili su mu pitanje - 'Ima li Boga?'. Nakon par sekundi tišine, najednom se istopi sklopka za uključivanje računala i njegovo napajanje preusmjerilo se je na samo računalu poznati izvor i uslijedi odgovor - 'Sada ima!' ..... Čeka li nas u doglednoj budućnosti 'Teminator' ili 'Matrix'? Možda je šesta generacija već započela.

SAŽETAK:

Računalo opće namjene tipa PC sve je učestaliji dio okoliša čovjeka kod kuće i na poslu. Razvoj tehnologije omogućio je integraciju velike računalne moći u relativno mali volumen uz vrlo povoljnu cijenu. Vremenom je programska potpora u tolikoj mjeri sofisticirana da je moguće njeno korištenje bez velikih znanja o načinu rada cjelokupnog računalnog sustava, te uporabu računala posve približava običnom čovjeku. Stupanj zanimanja korisnika ili potreba da ovlada pojedinim elementima računalnog sustava glavni su čimbenici koji određuju koliko će elemenata DRS korisnik u svojim saznanjima obuhvatiti. Njihovu međusobnu ovisnost zorno prikazuje sljedeća slika.

Slika 3.2.2 Slojevi računalnog sustava.

Parametrima i načinom pristupa sklopovlju (hardware) upravlja BIOS (Basic Input / Output System), osnovni sustav za nadzor rada sklopovlja. Kako je BIOS prvi sloj oko sklopovlja, njegovo 'razumijevanje' komponenti sustava i njihov usklađeni rad od velikog su značaja i to je osnovna zadaća BIOS-a. Kvalitetan BIOS sa svojom programskom potporom predstavlja dobro riješen prometni sustav 'građevine', bez slijepih ulica. Operativni sustav preko BIOS-a omogućava korištenje sklopovlja kao jedinstvene funkcionalne cjeline i osigurava ispravan rad programske potpore (software) koja koristi usluge operativnog sustava. U osnovi, programska potpora ne oslanja se izravno na resurse koje prikazuje BIOS. Programska potpora, već prema zadaći i dizajnu, omogućava da korisnik od računala dobije rezultate temeljem unesenih podataka.

Dakle, male programske rutine i zapisi u BIOS-u predstavljaju vezu prema sklopovlju, a veza između BIOS-a i operativnog sustava su UPRAVLJAČKI PROGRAMI (DRIVER-i). Loše napisan upravljački program za neki od uređaja može uzrokovati nestabilnost ili nefunkcionalnost cijelog računalnog sustava. Nedostatak upravljačkog programa odmah se uoči ako je u pitanju grafička ili glazbena kartica. Proizvođači sklopovlja glede veće zarade prodaju svoja sklopovska rješenja i drugim firmama, ali njihovi upravljački programi obično ne podržavaju proizvode druge firme. Na primjer originalni upravljački programi negdašnje firme ATI rade samo uz njihove proizvode ali ne rade uz proizvod njihovog partnera SAPPHIRE koji za isti grafički čip ima svoje upravljačke programe ali znatno lošije napisane. Na prvi pogled manja cijena njihovog partnera vrlo je povoljno rješenje. Ali ako se nešto jeftino proda zašto se kasnije mučiti dogradnjom upravljačkih programa za postojeće ili nove operativne sustave?

Prosječan korisnik vrlo često ne mora da poznaje više od načina korištenja programske potpore te osnovnih elemenata kako će preko operativnog sustava aktivirati po uključivanju računala. No ako će se baviti implementiranjem programske potpore u sustav mora se znati služiti i operativnim sustavom i ponekad pojedinim elementima BIOS-a, a ako pak izrađuje programsku potporu mora poznavati i elemente BIOS-a i sklopovlja. Unaprijeđena zamjena za BIOS je UEFI (Unified Extensible Firmware Interface), nova specifikacija koja definira programsko sučelje između operativnog sustava i sklopovlja računala. UEFI pruža niz tehničkih prednosti u odnosu na tradicionalni BIOS sustav kao: mogućnost za pokretanje OS s diskova velikog kapaciteta, neovisnu arhitekturu o CPU i upravljačkim programima, fleksibilan okoliš što uključuje mrežne mogućnosti te modularni dizajn. Izvorno UEFI je prijedlog firme Intel koji je podržalo je više od 140 tehnoloških firmi, članica ustanovljenog UEFI konzorcija, upravo zbog poboljšanja interoperabilnosti OS-a i sklopovlja računala glede prevladavanja ograničenja BIOS-a. Naravno, kompatibilnost sa standardnim BIOS-om je potpuno očuvana. Mogući izgled UEFI / BIOS sučelja prikazuje slika 3.5.36. UEFI BIOS podrobnije je obrađen u Primjeru XII uz opis Z97 chipset-a.

Kojim redom i u kojoj mjeri će korisnik svladavati pojedine razine ovisi o njegovoj profesionalnoj orijentaciji. Osobama kojima će u budućnosti informatika biti posao podjednako su važni svi prikazani slojevi te su nadalje postupno obrađeni.