Ljudi su se oduvjek trudili kako da na najlakši način obavljaju računske operacije. Davno prije pojave računara, kakve danas poznajemo, pravili su razna pomagala koja su im pomagala pri računanju.
Prvo pomagalo za računanje bio je abak (lat. abacus) koji je star približno oko 5 000 godina. Abak je praktično i jednostavno pomagalo sastavljeno od kuglica koje su nanizane na niz nekoliko paralelnih žica. Abak je lagan, malih dimenzija, jeftin, jednostavan za proizvodnju i svakom pristupačan. Uz to, za rad sa abakom ne treba biti pismen. Na Dalekom je istoku abak ostao u širokoj upotrebi do današnjih dana dok su ga Evropljani uglavnom prestali koristiti krajem 17. stoljeća uvođenjem arapskih brojeva i računanja na papiru.
Tokom 17. stoljeća tehnologija mašina i procvat tehničkih nauka omogućavaju razvoj prvih mehaničkih mašina za računanje. Škot John Napier (1550. — 1617.) pronalazi logaritme i 1614. godine objavljuje prve logaritamske tablice. Uz pomoću logaritama množenje se može pretvoriti u sabiranje, a dijeljenje u oduzimanje što pojednostavljuje računanje.
To je omogućilo izradu logaritamskih sprava kod nas poznatih pod nazivom “šiber”. Održali su se sve do osamdesetih godina 20. stoljeća, kad su ih u potpunosti zamijenili elektronički kalkulatori.
Mehaničke mašine
Među prvim poznatim mehaničkim kalkulatorima, koji su bili sastavljeni od mnoštva zupčanika, bio je kalkulator francuskom naučnika Blaise Pascal (1623. – 1662.) kojeg je napravio davne 1642. godine. Ovaj kalkulator je mogao sabirati i oduzimati a po svom izumitelju je dobio ime paskalina. Interesantno je spomenuti da je izradu svog kalkulatora započeo kada mu je bilo samo devetnaest godina. Pomagao je u poslu svom ocu, koji je bio poreski komesar pa je tražio uređaj koji bi mu olakšao posao.
Nekoliko godina kasnije, tačnije 1671. godine, njemački naučnik Wilhelm von Leibnitz osmislio je mehaničku mašinu koja je mogla obavljati sve četiri računske operacije i čak vaditi drugi korijen.
Princip rada obje mašine je bio baziran na spregnutim zupčanicima.
1820. godine Charles Babbage (1792. — 1871.) je u Engleskoj osmislio diferencijalni stroj za računanje (engl. difference engine) koji je trebao izračunavati vrijednosti logaritma. Kako je stroj trebao biti izrađen od mnogo složenih mehaničkih dijelova, zbog tehnoloških mogućnosti toga doba i financijskih poteškoća nikada nije u potpunosti dovršen.
Sve naprave toga doba imale su jedan veliki nedostatak; mogle su izvoditi samo operacije za koje su bili napravljene.
Taj je nedostatak uočio Charles Babbage te je 1833. godine osmislio analitički stroj (engl. analytical engine) za računanje koji bi bio u stanju rješavati različite zadatke tj. trebao je da bude programibilan. To je značilo da se bez promjene građe stroja, a uz pomoću programa stroju može promijeniti način rada. Ova stroj se smatra pretečom savremenih računara. Analitički stroj je imao sve elemente savremenih računara: ulaznu komponentu, memoriju, centralnu jedinicu za obradu podataka, program i izlaznu komponentu. Pošto je stroj trebao biti sačinjen od oko 50.000 složenih mehaničkih dijelova, poluga i zupčanika, zbog tehnoloških moguċnosti toga doba nikada nije u potpunosti ostvaren. Većina ljudi oko Babbaga nije shvatala važnost njegovog rada pa je izostala potrebna finansijska pomoć.
Jedina osoba koja je doista shvatala o kakvom je stroju riječ je bila Ada Byron (Eda Bajron)(1815. —1852.), britanska matematičarka koja je pisala članke o analitičkom stroju i programe za njega. Zbog toga se Adu Byron smatra prvom programerkom pa je i jedan programski jezik nazvan po njoj (ADA).
Kad je Babbage duboko razočaran i ogorčen umro, u javnosti je bio gotovo nepoznat. Danas jedan krater na Mjesecu ima njegovo ime.
Ipak ideja, koju je Babbage dao, poslužila je kao model računara kakve danas poznajemo.
Elektromehaničke mašine
Primjena električne energije omogućila je Hermanu Hollerithu da 1887. godine izradi električni sortirni stroj (engl. tabulating machine). Ovu mašinu možemo smatrati prvom modernom mašinom za obradu podataka.
Njime je 1890. godine riješen problem obrade rezultata popisa stanovništva u Americi. Obrada rezultata popisa stanovništva je obično trajala nekoliko godina, a primjenom sortirnog stroja i bušenih kartica kao medija za pohranu podataka, obrada je svedena na samo tri mjeseca. Pošto je Hollerithov izum imao praktičnu korist, počela je komercijalna proizvodnja električnih sortirnih mašina.
Hollerithovi su se strojevi uskoro počeli iznajmljivati velikim firmama kao što su željeznica, osiguravajući zavodi itd., pa Hollerithova firma Tabulating Machine Company, osnovana 1896. godine, vrlo uspješno posluje. Nakon udruživanja sa nekoliko drugih firmi, 1924. godine, firma mijenja naziv u IBM (kratica od engl. International business machines) i u sljedećih pedesetak godina postaje najvećom svjetskom firmom za proizvodnju i primjenu računara.
Događaj koji je presudno uticao na nagli razvoj mašina za računanje jeste Drugi svjetski rat. Pri izradi oruđa za ratne potrebe trebalo je mnogo računati. Kako tada nisu postojali računari, ljudi su računali ručno uz pomoć mehaničkih kalkulatora. Proračuni koji su se izvodili i nisu bili toliko složeni, ali se radilo o mnogo računskih operacija koje je trebalo obaviti. Posebno je mnogo računanja bilo u balističkim proračunima za artiljerijska oruđa te pri konstrukciji aviona. Količina je potrebnog računanja tako porasla da je npr. 1944. godine u SAD broj proizvedenih topova ovisio o tome kako su brzo ljudi mogli računati. Zaraćene države, a posebno SAD, bile su spremne uložiti praktički neograničena sredstva kako bi zauzvrat dobile djelotvorne strojeve za računanje.
U Americi je Howard Aiken (1900. — 1973.) godine 1943. izradio elektromehanički računar MARK I. Taj “div” od računara bio je dugačak 17 metara, visok 2,5 metra, težio je 5 tona, a imao je približno 765 000 dijelova. Ovaj računar je bio mnogo pouzdanije u radu od svih prethodnih. Sastojao se od prekidača za unos podataka, releja, osovina i poluga. Računar je u jednoj sekundi mogao sabrati ili oduzeti tri broja. Množenje dva broja trajalo je šest sekundi, a dijeljenje malo više od petnaest sekundi. Računanje trigonometrijskih ili logaritamskih funkcija trajalo je više od minute. Glavna prednost ovog računara prema svim prethodnima bio je automatski rad, tj. mogućnost računanja složenih funkcija bez ručnog uplitanja čovjeka.
U Velikoj Britaniji je za vojne potrebe skupina stručnjaka izradila elektromehanički stroj Collossus (Kolosos) u kome su se po prvi puta pojavile elektroničke cijevi. Elektroničke cijevi su mogle obavljati istu funkciju kao i releji, ali mnogo brže jer nisu imale pokretnih dijelova. Collossus je pušten u rad 1943. godine.
Collossus je stvoren kao odgovor na njemački stroj za šifriranje vojnih poruka naziva Enigma. Bio je u stanju dešifrirati poruku šifriranu Enigmom što je saveznicima omogućilo saznati dragocjene neprijateljske informacije. Pred kraj Drugog svjetskog rata u radu je bilo deset računara Collossus. Postojanje računara Collossus je bila strogo čuvana tajna sve do kraja dvadesetog stoljeća. Važnu ulogu pri gradnji tog stroja imao je britanski matematičar Alan Turing. Upravo je Turing prvi koji je računarskim strojevima dao ime Computer od engleske riječi “to compute” (računati).
Elektromehanički računari
Računar ENIAC (kratica od engl. electronic numerical integrator and calculator), smatra se prvim elektroničkim računarom (engl. computer). Za razliku od svojih prethodnika ENIAC je bio u potpunosti elektronički računar pa je to razlog što se smatra prethodnikom savremenih elektroničkih računara.
ENIAC je dovršen i pušten u rad u novembru 1945., dakle tek nakon završetka Drugog svjetskog rata. ENIAC se sastojao od 17 468 elektroničkih cijevi, bio je težak 30 tona i trošio električne energije kao približno stotinu domaćinstava (imao je snagu 174 kW). Za ENIAC-ov smještaj bila je potrebna prostorija od 300 kvadratnih metara. Između ostalog, koristio se za proračune prve hidrogenske bombe, a bio je u upotrebi do 1955. godine. Tokom rada na ENIAC-u, uočena su dva velika nedostatka: mala memorija i moguċnost rješavanja samo dva zadatka za koje je bio napravljen (za druge zadatke trebalo je prespojiti mnogo žica i djelomično preraditi mašinu). lako je ENIAC sa današnjega gledišta računao vrlo sporo, za ono je doba bio velik doseg nauke i tehnologije. Kako brzo napreduje tehnologija, najbolje govori podatak da je danas najjeftiniji i najjednostavniji džepni kalkulator mnogo brži i većih mogućnosti računanja od ENIAC-a.
Interesantno je za napomenuti da je prvi kvar na elektroničkim računarima uzrokovala mala buba koja je ušla u računar i izazvala kratki spoj. Od tada pa do danas se greška na računarskom sistemu naziva bug što na engleskom jeziku znači buba.
Zamisao o smještanju računarskog programa u memoriju zajedno sa podacima opisao je teoretski mađarski matematičar John von Neumann. Njegova ideja o računaru kojim bi upravljao izmjenjivi program smješten u memoriji, bila je revolucionarna i zaokružila je niz važnih otkriċa koja su bila temelj daljnjem razvoju računara. Još i danas se moderni računari uglavnom grade na von Neumannovom modelu građe (arhitekture) računara.
U historiji razvoja elektronike važan je datum 23. decembar 1947. Tog su dana Walter Brattain (Voltrrr Bretn), John Bardeen(Džon Bardiin) i William Shockley(Viliam Šoklii) u SAD-u izumili tranzistor. Za to su otkriće 1956. godine dobili Nobelovu nagradu za fiziku. Tranzistor je mogao obavljati iste zadatke kao i elektronička cijev, ali je bio mnogo manji i trošio je mnogo manje energije. Uz to, cijena proizvodnje tranzistora je bila mnogo manja od cijene proizvodnje elektroničkih cijevi pa su tranzistori bili puno jeftiniji. Prvi računar za komercijalnu upotrebu, temeljen na tranzistorima, bio je UNIVAC, proizveden 1951. godine.
Događaji se zatim dešavaju vrlo brzo. Jack Kilby (Džek Kilbi) iz firme Texas Instruments izrađuje 1958. godine prototip prvog integriranog kruga. Integrirani krug ili čip(engl. integrated circuit, IC, chip) je komponenta koja na jednoj pločici poluvodiča ima više tranzistora i veznih elemenata. Takve komponente omogućavaju još veće smanjenje dimenzija, serijsku proizvodnju te sniženje cijena elektroničkih sklopova. Integrirani krugovi kao komponente uskoro ulaze u računare i oni postaju sve manji i sve brži. Danas su praktično svi elektronički uređaji sastavljeni od integriranih krugova.
Sa razvojem tehnologije sve je više elektroničkih komponenti moguće smjestiti na jednu pločicu poluvodiča. Napokon, 1970. godine nastaje mikroprocesor. To je integrirani krug kod koga je na pločicu poluvodiča površine nekoliko desetaka kvadratnih milimetara moguće smjestiti sve elektroničke elemente potrebne za rad centralne jedinice računara (engl. central processor unit). Firma INTEL 1971. godine proizvodi prvi mikroprocesor pod nazivom 4004, a ubrzo zatim i 4040. Godine 1973. ista firma proizvodi mikroprocesor 8080, prvi mikroprocesor široko prihvaćen na tržištu koji omogućuje proizvodnju malih i vrlo jeftinih računara.
INTEL je sljedećih godina bio nesumnjiv gospodar tržišta mikroprocesora sa modelima 8086, 80286, 80386, 80486, Pentium i dr.
Ubrzani razvoj mikroprocesora omogućio je pojavu i razvoj računara za osobnu upotrebu (engl. personal computer PC ). Osobnim računarima nazivaju se računari namijenjeni najprije jednoj osobi čija je cijena dovoljno niska da takav računar može kupiti čovjek prosječne platežne moći.
Osobni računari
Godine 1975. proizveden je računar Altair 8800 koji se smatra prvim osobnim računarom. Bio je zasnovan na Intelovom mikroprocesoru 8080. Ulazni uređaj su bili prekidači, a izlazni (prikaz rezultata) sijalice. Program se unosio u binarnom obliku uz pomoću prekidača, a rezultat se prikazivao kao binarni broj svijetlucanjem sijalica.
Dva prijatelja, Bill Gates i Paul Allen potaknuti pojavom Altaira 8800 za njega 1975. godine stvaraju programski jezik BASIC (engl. Beginner’s all-purpose symbolic instruction code) koji je znatno olakšao programiranje i približio računar širem krugu ljudi.
Godine 1977. izrađen je osobni računar Apple II. Imao je tastaturu, priključak za monitor i ugrađenu programsku podršku, a koštao je 2 500 američkih dolara. Interesantno je za napomenuti da je imao 16 KB RAM memorije. Vremenom računaru su dodavani različiti vanjski uređaji, npr. disketni pogon, monitor i dr.
Prvi iz grupe računara IBM PC pojavio se 1981. godine. Većina današnjih osobnih računara na neki je način potomak IBM PC-a. Prvi IBM PC je imao procesor koji je radio na radnom taktu 4,77 MHz, a imao je i disketnu jedinicu kapaciteta 160 KB.
Kada je IBM projektirao svoj računar, posao izrade operativnog sistema prepustio je maloj i dotada nepoznatoj firmi Microsoft čiji su osnivači bili Bill Gates i Paul Allen.
Firma Microsoft je napravila operativni sistem pod nazivom MS DOS (eng. Microsoft Disc Operating System ). Taj je operativni sistem postao najrasprostranjeniji operativni sistem za osobne računare.
Na samom početku pristup računarima je bio ograničen. Razlog je bio što ih je bilo malo, bili su vrlo skupi i što je raditi sa njima znalo vrlo malo visokostručnih ljudi. Veliki korak u popularizaciji računara učinili su operativni sistemi sa grafičkim korisničkim okruženjem koji komuniciraju sa korisnikom slikovnim simbolima. Upotreba takvih operativnih sistema je znatno ubrzala i olakšala učenje i rad sa računarima pa su oni postali pristupačni velikom broju ljudi koji više nisu morali biti stručnjaci.
Firma Apple je 1983. stvorila prvi osobni računar sa grafičkim korisničkim okruženjem pod nazivom Lisa, a kod sljedećeg modela, Macintosha, po prvi je put korišten miš kao pokazni uređaj. Računar je doživio veliki uspjeh jer je rad sa njim bio mnogo lakši i prirodniji nego sa računarima bez miša i bez grafičkog korisničkog okruženja.
Firma Microsoft je odgovorila razvojem svog operativnog sistema sa grafičkim korisničkim okruženjem koji je dobio naziv Windows. Taj je operativni sistem u svojim raznim verzijama danas najrasprostranjeniji operativni sistem za osobne računare.
Početkom 1990-ih mnogi su imali osobne računare koje su pokušavali na razne načine povezati kako bi mogli razmjenjivati informacije. Osobni računari su u to doba postali dovoljno jeftini i dovoljno snažna da je zamisao o njihovom povezivanju postala praktično ostvariva. Sistem koji je na relativno jeftin i sa gledišta korisnika jednostavan način povezao računare naziva se internet. lako je postojao i prije, početkom 1990-ih internet postaje vrlo popularan. Početkom 21. stoljeća internet je bez sumnje najvažnije tehnološko dostignuće sa još nesagledivim posljedicama za ljudsko društvo. Internet je sistem koji povezuje računare diljem svijeta, i to na takav način da je njegova upotreba jeftina i jednostavna. Prvi put u historiji čovječanstva moguće je jeftino i jednostavno komunicirati bez obzira na udaljenost i geografski položaj. Prvi je put moguće brzo, jeftino i jednostavno doći do najrazličitijih informacija. Prvi je put moguće, praktično besplatno, objaviti svoje misli cijelom čovječanstvu, bez obzira na to kakve su i bez opasnosti da će ih netko cenzurisati. Internet je zato označio početak novog doba, u kojem će računarska tehnologija zbližiti ljude više nego što je to ikome dosad uspjelo.
Internet je stvorio uslove za razvoj mnogih novih tehnologija i procvat novih firmi. Navedimo samo dva primjera.
Porastom količine informacija dostupnih na internetu bilo je sve teže u mnoštvu podataka pronaći traženu informaciju. Studenti univerziteta Stanford u SAD-u Larry Page (1973.) i Sergey Brin (1973.) osnovali su 1998. godine firmu Google. Njihov je glavni proizvod bio sistem za pronalaženje informacija na internetu. Program za pretraživanje web stranica je bio rezultat njihovog istraživačkog rada na univerzitetu.
Sistem je bio pun pogodak i uskoro je Google postao najpopularniji sistem za pronalaženje informacija na internetu. Početkom 2020. godine firma Google je na tržištu vrijedila više od 160 biliona američkih dolara!
Student univerziteta Harvard u SAD-u Mark Zuckerberg (1984.) želio je omogućiti druženje na internetu pa je stvorio web stranice i prikladne programe za međusobno dopisivanje, razmjenu tekstova i slika, stvaranje interesnih grupa i sl. Na samom početku je sistem bio namijenjen samo dijelu studenata Harvarda, zatim svim studentima Harvarda i na kraju svima starijim od 13 godina bez obzira gdje se nalaze. Korisnici su se mogli povezivati u skupine prema interesima, školi koju pohađaju, rodbinskim vezama ili nekom drugom kriteriju.
Sistem je javno objavljen 2004. godine na web stranicama pod nazivom Facebook. Sredinom 2020. godine Facebook ima oko 2,6 milijardi korisnika a vrijednost firme je bila oko 622 milijarde američkih dolara!