Naprej na vsebino

Moderni računalniki pišejo človeštvu novo zgodovino

Zgodovina razvoja računalnika nas je v našem dosedanjem pregledu (v prvih dveh člankih o zgodovini računalnika) popeljala od njegovih zametkov skoraj pet tisoč let nazaj do prvih mehanskih in elektronskih računalnikov prve generacije. V današnji zgodbi pa sestavljamo in nizamo pomembne izume in napredno tehnologijo, ki nas je pripeljala do samega osrčja sodobnega računalnika moderne digitalne dobe. Vse oblike računalnikov, opisane v tem pregledu zgodovine njihovega nastanka, so se po videzu tako razlikovale, da bi med njimi samo z zunanjim opazovanjem težko potegnili vidne vzporednice.

Preberite tudi:

Zgodovina nastanka računalnikov je zgodba o vrtoglavem napredku družbe

V 19. stoletju se je na obzorju zarisal prvi moderni računalnik

Njihov namen pa je bil enak, vsi ti računalniki so se izpopolnjevali z istim ciljem: služiti človeštvu pri njegovem napredku, mu pomagati reševati zapletene matematične znanke in neznanke ter tako prispevati k oblikovanju naprednejše družbe. Današnji sodobni računalniki so temu dodali še dodatno razsežnost: globalno povezovanje, izmenjavo informacij, druženje in osebno zabavo.

Odločilni prelom na področju računalništva in nastanek modernega računalnika je omogočil nesluten razvoj elektronike in elektrotehnike. Tako so z izumom elektronk in elektronskega vezja nastajali računalniki prve generacije, napredek na področju elektronske tehnologije pa je v računalniško orbito izstrelil računalnike druge generacije. Kateremu izumu se imamo zahvaliti za ta nov skok na poti k modernim osebnim računalnikom?

Različni tipi tranzistorjev. Vir slike: Wikipedia.
Različni tipi tranzistorjev.
Vir slike: Wikipedia.

Izum tranzistorja tlakuje pot računalnikom druge generacije  

Elektronke so prinesle nov veter v računalniško zgodbo, a jih je bilo treba v računalnike vgraditi toliko, da so se ti tako segrevali, kot bi bili pečice. Nujno je bilo treba izumiti nekaj uporabnejšega. Tu pride na računalniško sceno polprevodniški elektronski element – tranzistor, ki s svojimi lastnostmi elektronke daleč prekaša: je veliko manjši, velik le nekaj milimetrov, in porablja precej manj energije ter zato proizvaja zelo malo toplote, je zanesljivejši in ima daljšo dobo delovanja. Po letu 1955 se zato razumljivo začnejo v računalnike vgrajevati tranzistorji in taki računalniki sestavljajo družino računalnikov druge generacije.

Koncept tranzistorja sega sicer nekaj desetletij nazaj, v leto 1925, ko ga je predstavil Julius Edgar Lilienfeld, leto kasneje pa so prvi delujoči tranzistor sestavili John Barden, Walther Brattain in William Bradford  Shockley v Bellovih laboratorijih v New Jerseyju. Ampak tu se pot tranzistorja še ne konča, šele leta 1947 je postal toliko zanesljiv, da je bil uporaben za vgradnjo v računalnike.

Podjetje IBM je leta 1954 predstavilo prvi računalnik, namenjen množični uporabi, ki je imel seveda vgrajene tranzistorje.

Tranzistorji MOSFET sprožili novo računalniško revolucijo

V Bellovih laboratorijih so želeli izvrstne lastnosti tranzistorjev še izboljšati. To jim je uspelo leta 1959, ko sta Mohamed Atalla in Dawon Kahng izumila kovinski oksidni polprevodniški tranzistor ali MOSFET. Ta tranzistor je bil prvi, ki so ga lahko izdelali v res miniaturni velikosti in se ga je dalo množično izdelovati za široko uporabo. Njegove odlike so bile: zelo majhna poraba energije, delovanje z nizko napetostjo in z nizkimi tokovi, zaradi česar je bil bistveno bolj energijsko učinkovit, in lažje ga je bilo integrirati na silicijevo rezino (zakaj je to ključnega pomena, bo jasno v nadaljevanju).  

MOSFET. Vir slike: Brews ohare.
MOSFET.
Vir slike: Brews ohare.

S tranzistorji MOSFET so se na široko odprla vrata enemu najpomembnejših odkritij v računalniški tehnologiji, to odkritje pa je vodilo v svet računalnikov tretje generacije.

Tretja generacija računalnikov odpira nova vrata – »krivec« je integrirano vezje

Kaj sploh je integrirano vezje in kaj pomeni za računalniški razvoj? Na hitro bi integrirano vezje lahko označili kot veliko število miniaturnih tranzistorjev na silicijevi ploščici (s kupom izhodnih žic) – čemur rečemo tudi čip. Integrirano vezje je odkril Jack Kilby v letu 1958 (leta 2000 je prejel Nobelovo nagrado za fiziko) in kmalu za njim ga je izpopolnil še Robert Noyce.

Prvi računalnik, ki je bil zgrajen na osnovi silicijevega integriranega vezja, je vodil astronavte na Luno. Sestavili so ga posebej za Apollov program.

Izum integriranega vezja je računalnike v temelju pretresel in spremenil: postali so hitrejši, manjši, močnejši in cenejši. V nasprotju s prejšnjimi računalniki so ti računalniki tretje generacije že imeli tipkovnico in zaslon. In vsem nam je jasno, v katero smer to pelje, kajne?  

Čipi oziroma integrirana vezja so bili v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja torej temeljna stopnica, s katere smo se vedno hitreje vzpenjali proti vedno manjšim in bolj mobilnim računalnikom ter tako z nesluteno hitrostjo potovali vedno globlje v digitalno družbo, v kateri so se naša življenja bistveno spremenila – poslovno in osebno. In kako malo časa smo se imeli pripraviti na to!

Mikroprocesor. Vir slike: Pctown.
Mikroprocesor.
Vir slike: Pctown.

Sodobni računalniki so preplavili svet – v njihovem osrčju pa so mikroprocesorji

Tehnologija se seveda ni zadovoljila z doseženim, razvoj je drvel naprej in z novo izboljšavo integriranih vezij zapečatil našo usodo in obrnil novo stran v človekovi zgodovini. Zgodili so se mikroprocesorji – strokovnjakom je prvič v zgodovini uspelo ogromno, celo na milijone tranzistorjev umestiti na eno samo integrirano vezje, na en čip. 

Z mikroprocesorjem so se vse logične in matematične operacije, pomnilnik, program in programske kode ter komunikacijski kanali, kar je bilo prej vse na več procesorjih v računalniku, ki so bili med seboj povezani – vse to se je znašlo na enem drobnem čipu. Leta 1971 je prišel na trg prvi mikroprocesor, ki je bil na voljo za široko porabo – Intelov čip 4004. Poleg zmogljivih računalnikov za poslovno uporabo in tudi superračunalnikov se je začela množična proizvodnja osebnih računalnikov, namenjenih za osebno uporabo. Na trgu so se znašli Applovi in IBM-ovi osebni računalniki. 

Računalnik Apple 1, ki so ga razvili Steve Wozniak, Steven Jobs in Ron Wayne. Vir slike: Getty, Science&Society Picture Library.
Računalnik Apple 1, ki so ga razvili Steve Wozniak, Steven Jobs in Ron Wayne.
Vir slike: Getty, Science&Society Picture Library.

Izum mikroprocesorja je na sceno zavihtel računalnike četrte generacije, računalnike, ki so postali tako majhni, da smo jih lahko postavili na mizo in ki jih v neštetokrat izboljšanih različicah (prenosniki, pametni telefoni, tablice) uporabljamo še dandanes. Niso pa se spremenili samo tehnično, računalniki za osebno uporabo so z iznajdbo interneta v devetdesetih letih našli čisto posebno mesto v življenju sodobnega človeka.

Postali so naše okno v svet, naša povezava s soljudmi, naši osebni zavezniki, na voljo vsak hip – ponoči in podnevi, naši osebni svetovalci in na neki način celo prijatelji. Brez digitalizacije si ne znamo več zamišljati vsakdana, saj nam je ogromno prinesla – ves svet nam je podarila na krožniku. Novim generacijam bo osnovno orodje, prek nje bodo zasidrale nova znanja in pokazale človeštvu nove poti.

Saj pravijo, da so na obzorju že računalniki pete generacije, ki še čakajo, da jih razvijemo, z naprednimi računalniškimi mikroelektronskimi tehnologijami, ki bodo omogočale vzporedno obdelavo podatkov in precej hitrejše računanje, pa z  nanotehnologijo, umetno inteligenco, kvantnim računanjem. Tako da zgodba o zgodovini računalnikov še nikakor ni končana …

Izjava o avtorstvu in omejitvi odgovornost: Ta prispevek je del skupnega projekta Wilfried Martens Centra za evropske študije (WMSCES) in Inštituta dr. Antona Korošca (INAK). Projekt sofinancira Evropski parlament.Informacije in stališča v tem članku so avtorjevi in ne odražajo nujno uradnega mnenja institucij Evropske unije/Wilfried Martens Centre for European Studies/Inštituta dr. Antona Korošca. Zgoraj omenjene organizacije ne prevzemajo odgovornosti za informacije in stališča, izražena v tem članku, ali kakršnokoli naknadno uporabo informacij, ki jih vsebuje.

Prispevek v angleškem jeziku je dostopen na spletni strani Inštituta dr. Antona Korošca.

Subscribe
Notify of
guest
0 Komentarji
Inline Feedbacks
View all comments

Prijava na e-novice