posredstvom upravljačke table. Nameru prethodno pomenute grupe da napravi računar sa
radnom memorijom predviđenom za smeštanje i programa i podataka opisao je 1945. godine
njen član

John von Neumann

. On je opisani računar nazvao

EDVAC

(

Electronic Discrete

Variable Automatic Computer

). U 1946. godini

John von Neumann

je, kao koautor, objavio

opis usavršene verzije računara sa radnom memorijom predviđenom za smeštanje i programa i
podataka, kasnije nazvanog

IAS

(po nazivu institucije

Institute for Advanced Study

Prinston

univerziteta, u okviru koje je pomenuti opis nastao). U ova dva rada su izloženi suštinski
principi funkcionisanja elektronskih računara opšte namene sa radnom memorijom
predviđenom za smeštanje i programa i podataka. Prvi ovakav (u punom obimu funkcionalan)
računar, pod imenom

EDSAC

(

Electronic Delay Storage Automatic Calculator

), napravila je u

Velikoj Britaniji 1949. godine grupa sa Kembridž univerziteta, koju je predvodio

Maurice

Wilkes

U 1953. godini

IBM

(

International Business Machines Corporation

, tada vodeći

proizvođač poslovne opreme, prisutan na tržištu od 1896. godine) isporučio je na tržište
Sjedinjenih Američkih Država svoj prvi elektronski računar opšte namene pod imenom

IBM

701

. Prethodno, u 1944. godini,

IBM

je napravio prvi elektro-mehanički računar opšte namene,

nazvan

MARK I

. Idejni tvorac projekta ovoga, kao i kasnije napravljena 3 računara, nazvana

MARK II

MARK III

MARK

, je

Howard Aiken

sa Harvard univerziteta. Poslednja dva

modela su bili elektronski računari opšte namene sa razdvojenim radnim memorijama za
programe i za podatke. Ovakav pristup je, po mestu nastanka, nazvan

harvardska

arhitektura

Procesori prve generacije računara su izrađivani u tehnologiji elektronskih cevi

(elektronska cev trioda je napravljena 1906. godine). Radne memorije su zasnivane na raznim
tehnologijama, pa su tako korišćene, na primer, i elektrostatičke radne memorije, kod kojih su
naelektrisanja   tačaka   na   ekranu   katodne   cevi   predstavljala   binarne   vrednosti.   Jedinice
magnetnih   traka   su   korišćene   kao   masovne   memorije.   Čitači   bušenih   traka   ili   kartica   su
predstavljali ulazne uređaje, a na mestu izlaznih uređaja su se nalazili bušači traka i kartica, kao
i štampači. Centralni položaj procesora u organizaciji je imao za posledicu da bez njegovog
učešća   nije   bio   moguć   prenos   podataka   između   bilo   koje   dve   organizacione   komponente
računara prve generacije. Za prenos podataka između radne memorije, sa jedne strane, i ulaznih
i izlaznih uređaja, odnosno, masovne memorije, sa druge strane, postojale su posebne ulazno-
izlazne naredbe. Radi njih, ukupan adresni prostor računara je podeljen na

memorijski adresni

prostor

, kome su pripadale samo lokacije radne memorije, i na

ulazno-izlazni adresni

prostor

, kome su pripadale samo lokacije koje su predstavljale ulazne i izlazne uređaje,

odnosno   jedinice   masovne   memorije.   Prema   tome,   ista   adresa   je   označavala   dve   lokacije,
zavisno   od   toga   da   li   je   interpretirana   kao   adresa   memorijskog   ili   adresa   ulazno-izlaznog
adresnog prostora. Druga interpretacija adresa je bila moguća samo u okviru ulazno-izlaznih
naredbi. Računari prve generacije su bili namenjeni prevashodno za numeričke proračune, kao
što   su,   na   primer,   računanja   tablica   trigonometrijskih   funkcija.   Ipak,   oni   nisu   podržavali
aritmetiku pomične tačke (

floating-point arithmetic

), jer je ona bila suviše komplikovana za

tehnologiju elektronskih cevi. Oni, takođe, nisu podržavali ni potprograme, a ni rukovanje
elementima nizova. Identična obrada uzastopnih elemenata niza je zahtevala ponavljanje
modifikacija mašinskih naredbi programa, radi pripremanja u mašinskim naredbama adresa
lokacija radne memorije sa vrednostima pojedinih elemenata. Računari prve generacije su
korišćeni na interaktivan način, pri čemu su programeri, posredstvom upravljačke table, bili u
neposrednoj komunikaciji sa računarom za vreme izvršavanja svojih programa. Programeri su u
početku bili upućeni na korišćenje mašinskog jezika, a kasnije i na korišćenje asemblerskog

EVOLUCIJA ARHITEKTURE RAČUNARA

jezika. Već kod računara prve generacije brzinu procesora, odnosno broj izvršenih mašinskih
naredbi u jedinici vemena, ograničavala je samo raspoloživa tehnologija, dok je brzinu radne
memorije,   odnosno   broj   pristupa   njenim   lokacijama   u   jedinici   vremena   ograničavala   cena
raspoloživih   tehnologija.   Primena   najskuplje   tehnologije   je   bila   i   ostala   prihvatljiva   kod
procesora,   ali   ne   i   kod   radne   memorije,   jer   je   procesor   sastavljen   od   neuporedivo   manje
komponenti nego radna memorija. To znači da se već kod računara prve generacije javila
ozbiljna disproporcija između brzine procesora i brzine radne memorije (da se i ne pominje
disproporcija   brzine   procesora   i   brzine   ostalih,   mehanički   zasnovanih   organizacionih
komponenti računara prve generacije). Ozbiljna mana računara prve generacije je bila njihova
slaba iskorišćenost.

Nju su uzrokovali:

interaktivni način rada (dok je programer ispravljao greške u svom programu, računar je
bio uglavnom neiskorišćen),

modifikovanje programa u toku njihovog izvršavanja (što je zahtevalo punjenje programa
pre svakog novog izvršavanja) i

učešće procesora u prenosu svakog podatka između bilo koje dve organizacione
komponente računara prve generacije (u toku čega je, zbog radnog čekanja, procesorsko
vreme neracionalno korišćeno).

1.3. PERIOD OKO 1960. GODINE

Tehnološku osnovu računara druge generacije su činili diskretni poluprovodnici

i magnetne jezgrice (

magnetic core

). Tranzistori su napravljeni 1948. godine, a magnetne

jezgrice su napravljane 1949. godine. Diskretni poluprovodnici su istisnuli elektronske cevi, jer
su imali nižu cenu, bili manji, brži i pouzdaniji, a imali su i manju potrošnju energije i manje
toplotno zračenje. Magnetne jezgrice su istisnule do tada korišćene memorijske tehnologije, jer
su omogućile pravljenje većih i pouzdanijih radnih memorija po nižoj ceni. U tehnologiji
magnetnih jezgrica binarne vrednosti su predstavljala dva stanja magnetizacije prstena,
napravljenog od magnetnog materijala, kroz koji su prolazili električni provodnici. Svaki bit je
predstavljen jednom magnetnom jezgricom. Selekciju reči omogućuju provodnici reč

, a pisanje

i čitanje bita omogućuju provodnici bit

. Pisanje jedinice u bit “j” reči “i” je podrazumevalo

prevođenje odgovarajuće magnetne jezgrice u željeno magnetno stanje. Do toga je dolazilo ako
se i kroz provodnik reč

i kroz provodnik bit

u zadanom smeru propusti struja, čija jačina je bila

jednaka polovini vrednosti neophodne za željenu magnetizaciju. Čitanje ovako predstavljenih
bita reči “i” se sastojalo od propuštanja struje magnetizacije kroz provodnik reč

u suprotnom

smeru od onog koji je korišćen za pisanje i od interpretacije stanja provodnika bit

. U ovim

provodnicima se indukovala struja, ako se pri čitanju menjalo stanje magnetizacije magnetne
jezgrice, pa je čitanje bilo destruktivno. Ovakvu memoriju je karakterisalo ne samo

vreme

pristupa

lokaciji (

access time

), nego i vreme u kome su se mogla napraviti ovakva dva

uzastopna pristupa, a koje je nazvano

vreme ciklusa

(

cycle time

). Vremenu pristupa je

EVOLUCIJA ARHITEKTURE RAČUNARA

jedan od sabiraka nalazi u posebnom registru procesora, nazvanom akumulator, gde se smeštao
(akumulirao) i zbir. Ili, za naredbe sabiranja nula-adresnih računara se podrazumevalo da se
oba sabirka nalaze na vrhu steka, gde se odlagao i zbir. Za jedno-adresne računare, kao što je
bio, na primer,

IBM 7094

, vezan je pojam

akumulatorske arhitekture

(

accumulator

architecture

), a za nula-adresne računare, kao što je bio, na primer,

Burroughs B5000

, vezan je

pojam

stek arhitekture

(

stack architecture

). Skup naredbi računara sa akumulatorskom

arhitekturom   obavezno   je   sadržao   i   naredbe   za   rukovanje   akumulatorima,   a   skup   naredbi
računara sa stek arhitekturom obavezno je sadržao i naredbe za rukovanje stekom. Smanjenje
broja   adresa   u   mašinskom   formatu   naredbe   je   smanjivalo   veličinu   memorije,   potrebne   sa
smeštanje   mašinskih   naredbi,   ali   je,   istovremeno,   uzrokovalo   i   povećanje   broja   mašinskih
naredbi u programu, jer su bile neophodne dodatne mašinske naredbe, na primer, za smeštanje
podrazumevajućih   operanada   u   akumulator   ili   u   stek.   Prema   tome,   efekat   smanjenja   broja
adresa u mašinskim formatima naredbi je poništavalo povećanje broja mašinskih naredbi u
programu.

Za računare druge generacije je vezana pojava programskih jezika visokog

nivoa, kao što su:
1.

FORTRAN

(

FORmula TRANslation

, čiji razvoj je od 1954. do 1957. godine obavila grupa

koju je predvodio

John Backus

, a koju je finansirao

IBM

) i

COBOL

(

COmmon Business Oriented Language

, čiju specifikaciju, završenu 1959.

godine, je nadzirao

CODASYL

Conference On Data

SYstems Languages

Programski jezici visokog nivoa su ponudili uopšteni programski model

računara (druge generacije) tako omogućili njihovo programiranje bez poznavanja detalja
njihovog funkcionisanja. Programski jezici visokog nivoa su zahtevali postojanje kompajlera,
koji su programe, pisane programskim jezicima visokog nivoa, prevodili u mašinski oblik.
Zahvaljujući kompajlerima, programi, pisani programskim jezicima visokog nivoa, su postali
prenosivi sa računara na računar. Takođe, pojavile su se biblioteke često korišćenih
potprograma i linkeri, namenjeni za spajanje nezavisno kompiliranih programa i potprograma.

Ograničena veličina radne memorije računara druge generacije je terala

programere da samo deo izvršavanog programa i samo deo obrađivanih podataka drže u radnoj
memoriji, a ostatak u masovnoj memoriji. Radi toga su razvijene i posebne tehnike za

preklapanje

(

overlaying

) delova programa, čije istovremeno prisustvo u radnoj memoriji nije

bilo potrebno. Na ovaj način radna i masovna memorija su tretirani kao dva nivoa

memorijske

hijerarhije

, kojom je upravljao korisnički program, tako što je inicirao prebacivanje svojih

delova sa jednog nivoa memorijske hijerarhije na drugi.

Oslanjanje samo na programske jezike visokog nivoa, i iz toga proizašlo

nepoznavanje detalja funkcionisanja računara druge generacije, je onemogućilo programere da
ove računare koriste na interaktivan način, uobičajen za računare prve generacije. To je imalo
za  posledicu  da  je nestao  jedan  od  uzroka  neracionalnog  korišćenja  računarskog  vremena.
Umesto   interaktivnog   načina   rada,   za   računare   druge   generacije   je   uvedena   praksa   da
programeri svoje programe, pripremljene na bušenim karticama, predaju operaterima (osoblju,
zaduženom   za   opsluživanje   računara).   Operateri   bi   prikupljene   programe   jedan   za   drugim
puštali na izvršavanje (

batch processing

), a rezultate njihovog izvršavanja, na primer, u obliku

štampanih izveštaja, zajedno sa bušenim karticama, vraćali programerima. Na ovaj način,
računar je bio zaposlen dok god je bilo korisničkih programa, spremnih za izvršavanje. Radi