RAZVOJ RAČUNARA
Abakus
Više od pet hiljada godina ljudi su koristili abakus za četiri osnovne operacije: sabiranje, oduzimanje, množenje i deljenje. U njegovoj postojbini, Kini i danas je u upotrebi. Načinjen je od drvenog rama podeljenog po dužini na dva polja različite veličine. U ram su učvršćene šipke, koje u manjem polju, nose dve, a u većem pet drvenih kuglica.

Mašina za računanje
Prvi veliki uspeh Čarlsa Bebiča bila je diferencijalna mašina koja je problem računanja vrednosti polinoma svodila na računanje razlika (diferencija).
Bebiča možemo smatrati ocem računara, pre svega, zato što je prvi shvatio principe koji i danas važe da računska mašina mora imati tri osnovna elementa:
· ulaznu jedinicu koja omogušava unošenje podataka,
· centralnu jedinicu za obradu podataka i
· izlaznu jedinicu za njihovo štampanje.

Elektronski računar
Prvi elektronski računar, izrađen u Velikoj Britaniji 1943. godine, bio je ogroman i dobio ime Kolos. Njegova dužina poredila se sa dužinom četiri autobusa. Osnovna komponenta od koje se pošlo u konstrukciji ovog računara bila je elektronska cev. Za uspešan rad ovog računara bilo je potrebno ugraditi veliki broj elektronskih cevi. Njihova veličina i broj uzrokovali su velike dimenzije računara.

Pronalaskom tranzistora stvorili su se uslovi za konstrukciju mnogo manjih računara. Tranzistor je omogućio izradu elektronskih kola na manjoj površini, smanjenje grejanja računara i mnogo manju potrošnju struje.

Razvojni put elektronskih računara išao je u pravcu smanjenja veličina svih elektronskih komponenti, pa samim tim i elektronskih kola. Međusobnim povezivanjem velikog broja elektronskih kola na podlozi male površine, stvoreno je integrisano kolo, poznato pod nazivom čip. Integrisana kola u savremenim računarima obavljaju različite funkcije kao: procesori, memorije… U najnovije vreme, konstruktori računara više pažnje posvećuju povežanju funkcija računara, ne zanemarujući rad na poboljšanju postojećih komponenti.

Lični računar
Lični (personalni) računar je elektronski uređaj za obradu informacija koje mogu biti u obliku brojeva, reči, slika  ili čak muzike.
Računar može da primi i razvrstava informacije, računa i prikaže rezultat. U veoma kratkom vremenu može da izračuna ono zašta bi čoveku bili potrebni dani. Ipak, on nije inteligentan i radi samo ono što se od njega traži.

RAČUNARSKI SISTEM

Računarski sistem predstavlja skup međusobno povezanih sredstava i postupaka koji omogućavaju obradu i iskazivanje informacija. Pod obradom podataka podrazumevaju se neophodni postupci za pretvaranje podataka u traženi iskaz.
Primera radi, da bi sačinili mini-projekat za izradu modela ili maketa potrebno je prikupiti i izabrati podatke koje ćemo uneti u računar. Zavisno od forme u kojoj se podaci nalaze, bira se uređaj za njihov unos u računar. Tako se tekst unosi preko tastature, slika preko skenera, a podatke za prikaz modela unosimo preko miša i tastature. Unos podataka i njihova obrada u računaru moguća je onda kada je u njemu instaliran odgovarajući program (softver).
Obradu podataka u računaru omogućava elektronska komponenta koju nazivamo procesor.
Rezultat obrade podataka prikazuje se na monitoru.
Kreirani dokument može se sačuvati u memoriji računara ili na “disku” i štampati pomoću štampača.

STRUKTURA RAČUNARA

Podsetićemo se o onome što ste naučili u prethodnim razredima kada je reč o uređajima koji se priključuju na računar. Oni mogu da se podele u dve grupe: ulazni uređaji i izlazni uređaji. Najvažniji ulazni uređaji su tastatura i miš, a mogu da budu i mikrofon, video kamera, skener, džojstik i dr. Najpoznatiji izlazni uređaji su: monitor, štampač i aktivni zvučnici, ali to su i mnogi drugi uređaji i mašine čijim radom se upravlja pomoću računara. Ispod je prikazan spoljašnji unutrašnji izgled računara.

Glavni delovi računara pomoću kojih se unose podaci, vrši njihova obrada, usmeravanje na izlazne uređaje i skladištenje su: matična ploča, procesor, memorija, jedinica za napajanje, hard disk, optički disk i video kartica.

MATČNA PLOČA
Matična ploča (Mother Board) je kičma računara na kojoj se nalaze ili su sa njom spojene sve komponente računara. Procesor, memorije, video, audio kartice i još neke komponente su montirane direktno na matičnu ploču. Hard disk i optički uređaj su povezani sa matičnom pločom odgovarajućim kablovima.
Tipična matična ploča je prikazana na slici. Glavne komponente matične ploče su: podnožje u koje se pričvršćuje procesor, dve grupe integrisanih kola (čipsetova) koji se popularno nazivaju North Bridge i Southerm Bridge, četiri utičnice (slota) za povezivanje memorijskih kartica, tri obične (PCI) uti~nice i tri brze (PCI express) utičnice u koje se povezuju kartice za proširenje (video, audio, VGA…).  Na matičnoj ploči se nalaze i: konektor za napajanje, preko koga se na ploču dovode jednosmerni naponi iz jedinice za napanje, konektori za povezivanje sa ATA i SATA uređajima i panel na kome se nalaze konektori za tastaturu, miš, štampač i dr.

PROCESOR
Procesor (CPU-Central Processing Unit) je mozak računara koji nadgleda i upravlja svim procesima u računaru. U njemu se obavljaju aritmetičko-logičke operacije, privremeno skladištenje podataka, kontrola i osnovne ulazne ili izlazne operacije. Prvi procesori su za obavljanje svakog od navedenih procesa koristili posebna integrisana kola. Vremenom, sva kola integrisana su u jedinstveno kolo, koje je, zbog relativno malih dimenzija, nazvano mikroprocesor.
Na slici je prikazan jedan savremeni procesor u kome se nalazi preko pet stotina miliona tranzistora. Svi su oni povezani u ogroman broj logičkih kola pomoću kojih se obavljaju sve matematičke i logičke operacije. Koliko je ovaj procesor složeniji od svog pretka iz 1970. godine vidi se i po tome što ima više desetina puta veći broj nožica preko kojih se on spaja sa matičnom pločom.
Kada se u svakodnevnom razgovoru pomene procesor obično se misli na procesor u računaru. Ima procesora koji se koriste i u mnogim drugim sredstvima: dečijim igračkama, uređajima u domaćinstvu, automobilima, avionima…

MEMORIJA
Memorije su komponente računara u koje se privremeno ili trajno smeštaju programi i podaci koje koristi procesor. Dele se na dve vrste: RAM i ROM. U memorije, u širem smislu te reči, spadaju hard disk, optički disk i neki drugi uređaji.

Osnovna čelija RAM memorije je u obliku integrisanog kola. To je RAM kapaciteta 128 MB. Veći kapaciteti se ostvaruju tako što se više integrisanih kola montira na jednu štampanu pločicu. Ova memorija povezuje se sa matičnom pločom na jednom od četiri slota koji su obeleženi na slici. Na slici je i jedna savremena memorijska kartica kapaciteta 4 GB. Integrisana kola se ne vide, jer su preko njih postavljeni hladnjaci. Oni su neophodni, jer ova kola rade sa većim brzinama učitavanja i čitanja podataka, pa se znatno zagrevaju.
Šest memorijskih kartica koje su postavljene u slotove na matičnoj ploči, prikazane su na slici desno. Kapacitet ove RAM memorije je 24 GB. Kada se računar isključi, sve što je bilo upisano u RAM-u biva obrisano, mada postoje rešenja RAM-a koja ne gube sadržaj po prestanku napajanja – NVRAM.
Posebna vrsta RAM-a je keš memorija. Koristi se za ubrzavanje pristupa radnoj memoriji, što ubrzava rad računara.
ROM se razlikuje od RAM-a po tome što njen sadržaj može samo da se čita i ne briše se po isključenju računara. U njega su smešteni programi koji su od vitalnog značaja za rad računara. Ti programi su računaru važni koliko su čoveku važne funkcije mozga koje regulišu disanje, rad srca i sl. Najvažnije grupe programa koji se nalaze u ROM-u su START-UP i BIOS. START-UP programi vrše sve operacije koje su potrebne da bi računar, od trenutka uključenja, postao spreman da prihvati prvu korisnikovu komandu. Ovaj proces se često naziva „podizanje sistema”. Grupu koja čini BIOS (Basic Input/Output SYSTEM) čine programi koji na najnižem nivou upravljaju raznim ulaznim i izlaznim uređajima. U starijim računarima BIOS je bio smešten u posebno integrisano kolo na matičnoj ploči. U savremenim računarima on je integrisan u čipset South Bridge.
Na matičnoj ploči postoje dve grupe, od po tri konektora (slota) obeleženih sa PCI i PCI express. Ovi konektori obezbeđuju potpuno otvorenu arhitekturu računara, po čemu su najzaslužniji što su RS računari postali toliko popularni i prosto isključili sve njihove prethodnike kao: Atari, ZX81, Spectrum, Comodore i dr. Preko PSI se povezuju različiti spoljašnji uređaji. Povezivanje se ostvaruje preko odgovarajućih kartica koje se postavljaju na matičnu ploču, čime se dobijaju računarski sistemi vrlo raznovrsnih namena. Tako se, na primer, monitor povezuje sa računarom odgovarajućom video karticom, diskovi preko kontrolera diskova, izuzetno kvalitetan zvuk se postiže upotrebom audio kartica, u spoljašnje računarske mreže računar se priključuje preko modemskih kartica… Postoje i kartice preko kojih se na računar priključuju razne mašine za obradu materijala, alarmni sistemi i dr.

Video kartica ima kontakte za spajanje sa kontaktima slota na matičnoj ploči. Metalni deo kartice se pomoću zavrtnja, pričvršćuje za kućište računara, tako da se konektori za spoljnje uređaje nalaze na zadnjoj strani računara. Najvažniji od njih je VGA (Video Graphics Array) konektor za priključenje monitora.
Video kartica je vrlo važna za ljubitelje računarskih igrica i profesionalce koji se bave obradom fotografije. Za njih se, više puta u toku godine, pojavljuje na tržištu nova, moćnija kartica. Za prosečnog korisnika, kartica koja ide uz računar je sasvim dovoljna.

MODEM
Modem je uređaj pomoću koga se ostvaruje veza preko telefonske linije između dva ili više udaljenih računara. Princip rada modema zasniva se na postupku modulacije i demodulacije.

U modemu, priključenom na računar iz koga se šalju podaci, postupkom modulacije se logičke nule i logičke jedinice pretvaraju u promenljive električne napone čije su učestanosti 1200 Hz ili 1800 Hz. Logička nula je 1200 Hz, a logička jedinica je 1800 Hz.
U modemu računara koji prima podatke, postupkom demodulacije, od promenljivih napona ponovo dobijaju logičke nule i logičke jedinice.
U novije vreme, modemska veza računara je zamenjena ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) vezom koja postiže značajno brzu razmenu informacija.

Za ostvarivanje ove veze koristi se uređaj kojim se postiže istovremeno korišćenje telefonske linije za funkcije Internet servisa i razgovor telefonom.

HARD DISK
Hard disk (tvrdi disk) služi za trajno učitavanje, očitavanje i čuvanje velike količine podataka i po isključenju računara.

To je izvodljivo time što je osnovna memorijska ćelija hard diska magnetni dipol, minijaturni stalni magnet koji kada se jednom namagnetiše ostaje u tom stanju. Naime, pri snimanju, magnetna glava stvara na površini metalnog diska mikroskopski sitne trajne magnete. Rasporedom polova magneta određuje se logička nula i logička jedinica.

Disk se izrađuje od aluminijuma ili stakla i sa obe strane je presvučen tankim slojem feromagnetnog materijala. Iznad i ispod diska su po jedna ručica, na čijim vrhovima su elektromagnetne glave za učitavanje i očitavanje. Disk se okreće velikom brzinom, a ručica se pomera tako da se glava kreće duž poluprečnika diska stižući do bilo koje tačke na površini diska koji se obrće. Magnetne glave ne dodiruju disk, već lebde na malom rastojanju od gornje površine diska. Otvaranje ove strane diska nikako ne sme da se čini zbog štetnog uticaja prašine iz vazduha na disk.
Sa druge strane diska se nalazi elektronska jedinica hard diska. Ako se hard disk pokvari, sve što prosečan serviser može da uradi je da zameni elektronsku jedinicu.

OPTIČKI UREĐAJI
Optički uređaji se koriste za čitanje optičkog medija.
U prvim godinama korišćenja PC računara za čuvanje i prenos podataka i programa koristile su se flopi diskete kapaciteta do 1 Mb. Kasnije je ulogu čuvanja preuzeo hard disk, a diskete su prvenstveno korišćene za prenos podataka iz jednog računara u drugi. Međutim, vremenom su programi postajali sve veći i počeli da se isporučuju u obliku programskih paketa. Diskete su imale nedovoljan memorijski kapacitet za praktičnu upotrebu i zamenjivane su kompakt diskovima (CD).

Prvi uređaj sa optičkim diskom je bio CD ROM. Nastao je na osnovu sličnog uređaja koji se koristio za audio reprodukciju digitalno snimljenog zvuka (CD DA – Compact Disc Digital Audio). Koristio se samo za čitanje podataka (programi, muzika, igrice, filmovi…) sa kompakt diska.
Vrlo brzo pojavili su se uređaji koji su mogli i da upisuju podatke na kompakt disk. Kako su se razvijali optički uređaji, tako su počeli da se proizvode i diskovi većih kapaciteta od kompakt diskova – DVD, Blu-rej disk.
Princip rada optičkog uređaja, slika a, je prikazan na slici b . Motor M2 pomera lasersku glavu za upisivanje-čitanje konstantnom brzinom duž poluprenika diska. Drugi motor, M1, okreće disk ali tako da mu se ugaona brzina povećava dok se glava približava centru diska.

Na ovaj način postiže se da svaki delić diska koji se nađe ispod laserske glave ima istu brzinu. Pri snimanju, laser nagoreva ili ne nagoreva površinu diska pri čemu se stvara trag u obliku spirale (slika v). Nagorele tačkice na spirali su logičke nule, a nenagorele – logičke jedinice. Pri čitanju, laser prati trag. Jača svetlost odbija se od površine diska na mestima koja nisu nagorela laserom. Ova svetlost usmerena je ka fotodiodi i na njenom izlazu se dobijaju logičke nule i logičke jedinice.

JEDINICA ZA NAPAJANJE
Jedinica za napajanje (Power Supply) je deo računara koji obezbeđuje električnu energiju za napajanje svih delova računara: matične ploče, kartica, hard diska, optičkih uređaja i dr. To je stabilisan ispravljač na čiji se ulaz dovodi napon mreže od 220 V, a na čijim se izlazima dobijaju jednosmerni naponi od: +3,3 V; +12 V; -12 V; +5 V; -5 V ili drugi naponi.

Jedinica za napajanje je smeštena u metalnu kutiju koja se postavlja u gornji zadnji deo kućišta računara. Ne otvarajte poklopac kućišta računara jer u nekim delovima računara postoji napon koji je opasan po život!

INTERFEJS KOLA
Večina ljudi računare koristi za pisanje i obradu teksta, rad sa tabelama, crtanje različitih slika i slične poslove. Ali postoje i drugi primeri primene računara. Pomoću različitih pretvarača, na računare se dovode podaci o temperaturi, jačini svetlosti, o postojanju dima, o položaju objekata, brzini kretanja tela i slično. Oni, u skladu sa odgovarajućim programom, uključuju ili isključuju klima uređaje, električno osvetljenje, uređaje za gašenje požara, motore mašina… Za priključenje pretvarača na računar, kao i uređaja čijim radom računar upravlja, neophodna su posebna elektronska kola koja se nazivaju-interfejs kola.
Kao primer, na slici je prikazana električna šema jednog interfejsa.
Kada iz računara u kome je odgovarajući program, na gornji kraj otpornika dođe napon od + 5 V, tranzistor se ponaša kao zatvoren prekidač, tada kroz prijemnik teče struja. Ovu struju stvara baterija od 4,5 V, a ona teče od pozitivnog kraja baterije, kroz prijemnik, kroz tranzistor do negativnog kraja baterije.