ITIDp2

2. Razvoj informacijske tehnologije

U ovom poglavlju iznosimo osnovne podatke o razvoju glavnih elemenata informacijske tehnologije, kao što su telefon, televizija, računalo i drugi. Ovo poglavlje pisano je uglavnom prema tekstovima iz Encyclopaedia Britannica; u zadnja dva odjeljka korištena je i Wikipedia. Čini se da bi trebalo biti jednostavno (i zanimljivo) sabrati kratke povijesne prikaze razvoja glavnih elemenata informacijske tehnologije, ali nije baš tako. Ako uzmemo da je relativno lako složiti se oko toga koji su elementi informacijske tehnologije najvažniji (imaju najveći učinak), onda se postavlja pitanje koji su događaji najvažniji u razvoju tih elemenata. "Izum" neke naprave obično se vezuje uz neko ime i neku godinu, ali nove naprave obično ne nastaju odjednom. Razvoj novih stvari obično traje mnogo godina i rezultat je nastojanja mnogih ljudi. Zato se često događa da različiti izvori navode različite godine kada je nešto "izmišljeno" i ističu zasluge različitih ljudi.

Kod prikaza razvoja raznih tehnoloških naprava postavlja se pitanje treba li opisivati ona tehnološka rješenja koja su bila vrlo važna za razvoj neke naprave, ali koja su kasnije prevaziđena pronalaskom novih (boljih) rješenja. S obzirom na takva i druga pitanja, razni prikazi razvoja istih elemenata su ponekad prilično različiti. Neki prikazi iznose anegdote iz života pojedinih izumitelja, drugi detaljno opisuju tehnološka rješenja koja su odavno prevaziđena, treći ne opisuju tehnologiju nego navode duge liste brojeva patenata i datuma kada su prihvaćeni, i tako redom.

Potpun prikaz povijesnog razvoja jednog elementa mogao bi ispuniti cijelu knjigu i više od toga, zavisno od toga koliko tehničkih opisa takav prikaz sadrži. Prikazi pojedinih elemenata koje ovdje iznosimo su kratki i sadrže samo osnovne podatke i opise, koji pokazuju kada su se pojavile neke zamisli i naprave, i kako je izgledao početak njihova razvoja. U ovoj skripti nema prostora za više od toga, a više od toga nije ovdje ni potrebno. Ali potrebno je znati barem nešto o nastanku i razvoju onih elemenata informacijske tehnologije koji danas oblikuju naš prostor rada i življenja, a time i nas same.

1. Telegraf

Telegraf je opisan kao naprava ili sustav koji omogućava prijenos kodiranih informacijskih sadržaja na daljinu. Takav opis obuhvaća mnoge sustave za prijenos informacija, koji su razvijeni (i korišteni) prije pojave električnog telegrafa, koji je razvijen sredinom 19. stoljeća. Ali pod pojmom telegraf obično se misli na električni telegraf.

Pojam "telegraf" nastao je od grčkih riječi "tele" (udaljen) i "graphein" (pisati). Taj pojam pojavio se koncem 18. stoljeća, kao naziv za optičke sustave za prijenos informacija (znakova) na daljinu. Ali razni sustavi za komunikaciju na daljinu postojali su i prije toga; kaže se da su takvi

1

sustavi postojali od početka povijesti, odnosno od početka života u zajednicama i razvoja raznih civilizacija. U takvim sustavima, signale (znakove) slalo se pomoću dima, vatre, bubnjeva i reflektirane sunčeve svjetlosti; koristilo se i zastave, upaljene baklje (noću) i druga sredstva.

U informacijskom sustavu se uvijek prenose signali; s druge strane, znakom nazivamo signal kojem je dodijeljeno neko značenje. Naprimjer, slova su signali na papiru ili na ekranu, kojima su ljudi dodijelili neka značenja; tako "signali" postaju "slova" (znakovi), pomoću kojih se tvore riječi i rečenice.

Optički telegrafi bili su obično postavljani na brdima, tako da njihovi signali mogu biti viđeni sa čim veće udaljenosti, te da mogu primati signale sa čim veće udaljenosti, obično sa drugih brda. Jedan takav optički telegraf razvijen je u Francuskoj 1791. godine. Taj sustav sastojao se od dviju poluga koje su se mogle kretati kružno (kao kazaljke na satu); svaka od tih poluga mogla je zauzeti nekoliko položaja; svakoj kombinaciji položaja tih dviju poluga dodijeljeno je jedno slovo ili brojka, kao njeno značenje. Na taj način moglo se prenositi "pisane poruke" na udaljenosti od deset kilometara, obično sa jednog brda na drugo. Uspostavom sustava takvih naprava, poruke su se mogle prenositi na velike udaljenosti, tako što je jedan optički telegraf prenosio primljenu poruku slijedećem optičkom telegrafu na putu prema njenom konačnom odredištu. Kaže se da je takav sustav prenosio tri slova u minuti.

Sličan sustav razvijen je u Engleskoj 1795. godine. Taj sustav sadržavao je šest "prozora" u nizu; svaki prozor mogao je biti zatvoren ili otvoren. Dakle, to je bio binarni sustav koji je zapisivao znakove sa šest "bitova"; to daje 26 kombinacija i omogućava predstavljanje 64 znaka, kao što su slova, brojke i drugi znakovi. Taj sustav za komuniciranje na daljinu bio je dobro prihvaćen u Engleskoj i u SADu.

Sredinom 19. stoljeća, optičke (vizualne) telegrafe zamijenio je električni telegraf. Razvoj električnog telegrafa odvijao se postupno, jer je taj razvoj bitno zavisio od novih saznanja u području proizvodnje struje, kao i u području elektromagnetizma (to jest, međusobne povezanosti električnih i magnetskih pojava). Nakon više neuspješnih pokušaja, prvi uspješni električni telegraf napravljen je na slijedeći način. Slanjem određenih električnih signala kroz nekoliko žica, postizalo se to da na prijemnoj strani magnetska kazaljka pokaže na odgovarajući znak (slovo ili broj). Čini se da je taj sustav radio, ali nije bio naročito učinkovit.

Bitan napredak u razvoju i primjeni telegrafa donijelo je uvođenje Morseovog načina zapisivanja znakova abecede i brojeva. Morse je bio profesor slikarstva, ali "zanimao se" za električni telegraf. Godine 1835. definirao je sustav za zapisivanje slova i brojki pomoću nizova crtica i točki. Ako točku shvatimo kao signal "0", a crticu kao signal "1", onda možemo reći da "Morseova abeceda" (kako se ponekad zove) predstavlja binarni zapis znakova obične abecede (slova, brojki i drugih znakova koji se koriste u pisanoj komunikaciji).

Točke i crtice tvorile su se (i prenosile) pomoću kratkih i dugih električnih signala iste jačine. Kratak pritisak na tipku proizvodi i šalje kratak električni signal (točku), a duži pritisak na tipku proizvodi duži električni signal (crticu). Na prijemnoj strani, takvi signali proizvode točke i crtice na pokretnoj traci papira, na slijedeći način. Električni signal prolazi kroz zavojnicu i time stvara magnetsko polje; u sredini te zavojnice nalazi se pokretni metalni pisač koji je pričvršćen na oprugu; magnetsko polje privlači metalni pisač tako da taj pisač dirne pokretnu traku papira; ako je signal kratak, onda pisač pritom napiše točku; ako je signal duži, onda pisač napiše crticu. Svakim prekidom signala, nestaje magnetsko polje, tako da opruga podiže pisač sa

2

papira.Onaj tko poznaje Morseovu abecedu može čitati takve nizove točki i crtica, kao što drugi

ljudi čitaju slova i brojeve na papiru. Ovdje se ne spominju takvi podaci, ali dobri pisači i čitači Morseove abecede mogu na taj način prenijeti velik broj (par stotina) znakova u minuti.

Morse je razvijao svoj sustav uz pomoć drugih ljudi koji su imali tehnička znanja u području mehanike i elektromagnetizma. Prva demonstracija Morseovog električnog telegrafa izvedena je 1837. godine. Godine 1843. Morse je dobio financijsku pomoć za izgradnju pokusnog telegrafskog sustava između gradova Washington i Baltimore, u dužini od 60 kilometara. Stupovi koji su nosili električne vodove bili su postavljeni uz željezničku prugu. Taj telegraf je uspješno proradio 1844. godine. Time je otpočelo dugo razdoblje dominacije električnog telegrafa u prostoru udaljene komunikacije. Telegraf je isprva služio za prijenos informacija u željezničkom prometu, ali je ubrzo postao sredstvo za prijenos svih vrsta pisanih sadržaja, od osobnih i poslovnih poruka, do novinskih izvještaja.

Godine 1861. dovršena je transkontinentalna telegrafska linija, koja je povezivala istočnu i zapadnu obalu SADa. Godine 1865. osnovana je International Telegraph Union, koja je radila na definiranju standarda u području telegrafije, s ciljem da se omogući uspostavu sustava međunarodne telegrafske komunikacije. U godinama koje su slijedile položen je prvi telegrafski kabel preko Atlantika, čime je omogućena telegrafska komunikacija između Europe i Amerike.

Morseov kodni zapis znakova abecede nije sadržavao kode za neka slova koja postoje u drugim (Europskim) jezicima, ali ne postoje u Engleskom jeziku; to su većinom slova (znakovi) koja imaju neke "dodatke" iznad sebe; godine 1851. definirana je International Morse Code, koja se uz neke manje izmjene koristi i danas u radio telegrafiji.

Električni telegraf je stalno unaprjeđivan. Omogućen je istodoban prijenos signala u oba smjera (po istoj žici), kao i istodobno (paralelno) odvijanje većeg broja telegrafskih komunikacija po istoj žici (multipleksiranje). Godine 1924. uveden je sustav nazvan Teletype; taj sustav omogućavao je pošiljatelju da tipka normalna slova abecede, koja su se prenosila (u kodnom zapisu) na stranu primatelja. Pritisak znaka na tipkovnici pošiljatelja generirao je električnu kodu toga znaka (kratke i duge signale), koja se prenosila žicom na stranu primatelja; na strani primatelja, ta koda činila je da printer napiše ono slovo koje je pritisnuo pošiljatelj. Dakle, sustav Teletype omogućavao je tipkanje na daljinu.

U toku 1930ih godina telegrafom su se prenosile i fotografije. Fotografiju se općenito prenosi tako da se je skenira "po redovima" (odozgo na dolje) i po točkama u svakom retku; zatim se kodni zapisi tih točaka prenose na stranu primatelja, gdje se iz tih zapisa proizvodi kopija izvorne slike. Međutim, razvoj informacijske tehnologije istiskivao je električni telegraf jer je donosio bolje mogućnosti komunikacije nego što ih je nudio telegraf.

2. Telefon

Telefon je naprava koja omogućava istodobnu dvosmjernu glasovnu komunikaciju; telefonski sustav je sustav koji omogućava uspostavu veze između komunikatora i prijenos sadržaja u takvoj komunikaciji. Razvoj informacijske tehnologije doveo je do toga da telefoni postanu slični računalima, kao i da računala omogućuju telefoniranje. To ne znači da je gornji opis

3

telefona postao neprimjeren; to više znači da naprave u prostoru informacijske tehnologije postaju višenamjenske. Ali telefoniranje kao usluga ostaje uglavnom isto.

Od početka 19. stoljeća mnogi su istraživali mogućnosti prenošenja govora pomoću električnih signala. Kao prvi istraživač koji je tvrdio da je takav prijenos moguć, spominje se Francuz Boursel. Godine 1861. Nijemac Reis razvio je sustav koji je mogao prenositi zvuk prenoseći električne signale između mikrofona govornika i zvučnika slušatelja. Njegova zamisao sustava bila je dobra, ali njegov mikrofon i zvučnik bili su vrlo ograničenih mogućnosti, tako da njegov sustav nije uspijevao prenijeti razgovijetan ljudski govor.

Izumiteljem telefona smatra se Alexander Graham Bell, koji je svoj patent prijavio Patentnom Uredu SADa dana 14. veljače 1876. godine. Istog dana, nekoliko sati kasnije, Elisha Gray ispunio je u tom Patentnom Uredu "upozorenje" (caveat) kojim najavljuje da namjerava prijaviti svoj patent telefona. Takvo "upozorenje" (caveat) opisuje se kao formalna i povjerljiva najava (Patentnom Uredu) s kojom istraživač obavještava da radi na razvoju novog patenta i da ga uskoro namjerava prijaviti tom Uredu. Takvo upozorenje onda daje njegovu autoru neka prava u odnosu na druge koji pokušaju (nakon tog upozorenja) patentirati istu stvar.

Dakle, istoga dana kad je Bell prijavio patent telefona, Gray je zvanično upozorio da misli to uskoro učiniti. Zanimljivo je da toga dana ni Bell ni Gray još nisu imali dovršen telefon, koji zaista prenosi ljudski govor. Ali Bell je prijavio patent, a Gray ga je samo najavio; kaže se da je Bell usto stigao nekoliko sati ranije, ali se ne kaže jesu li svoje prijave ispunili u istom gradu ili ne.

Dana 7. ožujka 1876. godine Patentni Ured prihvatio je Bellov patent, tako da se njega smatra izumiteljem telefona. Postoje rasprave o tome da li je Bellov sustav (telefon) bio zaista bolji od Grayovog, ili je bilo obrnuto. U svakom slučaju, Bellov telefon je ipak bio prvi telefon kojim je prenijet razgovijetan ljudski govor i to svega tri dana nakon što je Patentni Ured prihvatio njegov patent telefona.

Slijedeće godine počela je komercijalna upotreba telefona; prve telefonske linije uspostavljene su između ureda jedne tvrtke i ureda tvrtki koje su koristile njene usluge. Kvaliteta komunikacije preko prvih telefona bila je niska, uglavnom zbog toga što su mikrofon i zvučnik (slušalica) bili niske kvalitete. Na unaprjeđenju tih elemenata radili su mnogi; tako je Thomas Alva Edison bitno unaprijedio mikrofon. Njegov mikrofon sastoji se od jednog prostora (spremnika) u kojem se nalazi ugljena prašina; taj spremnik je pokriven membranom. Vibracije (njihanja) zraka koje stvara glas prenose se na membranu, koja prenosi te vibracije (kao pritisak) na ugljenu prašinu. Kroz ugljenu prašinu teče struja; promjenom pritiska mijenja se gustoća ugljene prašine u spremniku, a time i njen otpor protoku struje; promjenom otpora, mijenja se i jačina struje. Na taj način, vibracije glasa oblikuju jačinu struje; time se glas preslikava na električni signal koji se prenosi u slušalicu sugovornika. U toj slušalici, električni signal promjenjive jačine izaziva vibracije membrane koje su promjenjive jačine, i time proizvodi kopiju onog glasa s kojim je taj signal oblikovan u mikrofonu.

Ovakva vrsta mikrofona koristila se u telefoniji slijedećih stotinjak godina. Ugljeni mikrofoni su nakon toga zamijenjeni sa elektromagnetskima; kod te vrste mikrofona, vibracija glasa izaziva vibraciju metalne membrane u elektromagnetskom polju; ta vibracija membrane izaziva promjene elektromagnetskog polja, čime se mijenja jačina električnog signala.

U početku su se telefoni međusobno povezivali izravnim vezama (žicama). Zatim su

4

uvedeni "centri za (pre)spajanje telefona" (telephone switching centres). Svi telefoni u nekom području vezivali su se na pripadni centar za prespajanje. Pozivatelj je nazivao ured (na kojeg je bio izravno spojen) i tražio da njegov telefon spoje s onim telefonom s kojim želi razgovarati; spajanje se vršilo ručno u centru, spajanjem (prebadanjem) žica. Postojala je ploča sa mnogo rupa, na koje su bili vezani telefoni i na toj ploči se izvodilo spajanje pozivatelja i pozvanog.

Godine 1889. razvijena je naprava koja je u centru za prespajanje izvodila spajanje telefona pozivatelja sa telefonom pozvanog. Čini se da je za takvu automatizaciju spajanja trebalo uvesti dvije osnovne stvari. Prvo, svakom telefonu trebalo je dodijeliti jedinstvenu oznaku (broj). Drugo, svaki telefon trebao je sadržavati mogućnost da pozivatelj saopći automatu (u centru) broj onog telefona s kojim želi da ga spoji. U izvorima koji su korišteni za pisanje ove skripte nije rečeno ništa o tim stvarima, ali bez toga, automatska naprava ne bi mogla izvoditi prespajanja.

Rotacioni brojčanik (za pozivanje broja) uveden je 1896. godine. Rečeno je da se prije uvođenja rotacionog brojčanika, sustav u centru za prespajanje telefona "aktiviralo" sa jednim "dugmetom na pritiskanje" na telefonu pozivatelja. Pritom nije rečeno na koji način je pozivatelj pritiskanjem toga dugmeta saopćavao automatu u centru s kojim telefonom želi biti spojen. Ne spominje se ni mogućnost razgovora između telefona koji su spojeni na različite centre za prespajanje, ali čini se da je ta mogućnost uvedena kasnije. Jer električni signali koji prenose telefonsku komunikaciju (govor) su mnogo podložniji iskrivljenju od onih signala sa kojima se prenosi telegrafska komunikacija, tako da u počecima nisu bili mogući telefonski razgovori na velike udaljenosti.

Električni signali općenito slabe i iskrivljavaju se na putu. To se događa iz više razloga, među koje spadaju induktivna i kapacitivna svojstva (otpori) vodiča koji prenosi neki električni signal, kao i elektromagnetske smetnje u prostoru kojim se signal kreće. Zato je kod prijenosa signala na veće udaljenosti potrebno obnavljati signal na putu, naprimjer svakih nekoliko desetaka kilometara, što zavisi od vrste signala i od vrste vodiča. Prvi takvi obnavljači signala bili su elektromehanički i nisu bili dovoljno dobri (precizni) da bi omogućili telefonski razgovor sa istočne obale Amerike na zapadnu obalu.

Godine 1907. De Forest patentirao je elektronički element nazvan vakumska cijev, koji je omogućio elektroničko obnavljanje signala. Načelo rada te cijevi je jednostavno: slabi signal oblikuje jedan jači signal, koji time poprima (obnavlja) oblik slabog signala i nadomješta ga u nastavku puta, ili općenito u nastavku nekog procesa. Kaže se da vakumska cijev "pojačava" slab signal, ali točnije je reći da ga zamjenjuje jačim signalom koji poprima oblik slabijeg signala. To isto čini element tranzistor, koji je razvijen 40 godina kasnije i koji je zamijenio vakumske cijevi. Može se reći da vakumska cijev i tranzistor omogućuju da slabiji signal oblikuje novi i jači signal, na sličan način kao što pomak zatvarača na slavini "oblikuje" jačinu protoka vode. Tranzistori su mnogo manjih dimenzija i boljih performansi nego vakumske cijevi, ali prije pojave tranzistora, vakumske cijevi su bile najvažniji element svih elektroničkih naprava.

Dakle, uz pomoć obnavljača signala (na putu), koji su se zasnivali na vakumskim cijevima, godine 1915. uspostavljena je prva transkontinentalna telefonska linija u Americi, između New Yorka i San Francisca. Tom linijom se tada nije puno pričalo, jer moglo se voditi samo jedan razgovor istodobno između tih dvaju gradova. Tek razvojem prikladnih tehnika multipleksiranja, 1918. godine i nakon toga, postalo je moguće voditi više telefonskih razgovora istodobno preko

5

istog vodiča (žice). Danas kad svi stalno telefoniraju, ograničenje na samo jedan razgovor istodobno između dva velika grada, izgleda nevjerojatnim. Ali trebalo je mnogo rada i umijeća da se razviju ogromne mogućnosti komuniciranja koje danas postoje.

Telefonske veze na velike udaljenosti koristile su i radijski (elektromagnetski) prijenos signala. Takav prijenos ostvarivao se pomoću sustava antena koje su bile međusobno udaljene 40ak kilometara. Pomoću radio prijenosa ostvarena je i prva telefonska veza preko Atlantika.

Telegrafski kablovi između Amerike i Europe (položeni u Atlantik) bili su u upotrebi od 1866. godine, prije nego su razvijeni telefon i radio. Ti kablovi omogućavali su prijenos signala niskih frekvencija, kakve su dovoljne za prijenos telegrafskih signala. Ali prijenos ljudskog glasa iziskuje prijenos signala znatno viših frekvencija, kakve ondašnji transatlantski kablovi nisu mogli uspješno prenositi. Zato je prva telefonska veza između Amerike i Europe uspostavljena uz pomoć radijskih (elektromagnetskih) valova. Ta prva transatlantska telefonska veza uspostavljena je 1927. godine pomoću radijskih valova frekvencije 58,1 do 61,5 KHz; valovi tih frekvencija spadaju u klasu "dugih valova".

Radijska veza između Amerike i Europe omogućavala je ograničen broj telefonskih razgovora. Zato se stalno radilo na razvoju podmorskih kablova koji mogu prenositi telefonske razgovore na velike udaljenosti. Podmorski telefonski kablovi koristili su se od 1921. godine, ali na manjim razdaljinama; naprimjer, između SADa i Kube. Prvi transatlantski telefonski kabel postavljen je između Kanade i Škotske tek 1956. godine. Taj kabel bio je dug nešto manje od 4 tisuće kilometara i sadržavao je obnavljače signala, jer telefonski signal ne bi mogao prijeći toliki put bez da oslabi i da se iskrivi. S obzirom da je 1947. godine razvijen tranzistor, koji je mnogo manjih dimenzija nego vakumska cijev, možemo pretpostaviti da su obnavljači u tom kabelu bili napravljeni pomoću tranzistora, ali to nije rečeno u tekstu prema kojem je pisan ovaj prikaz.

Nakon prvog transatlantskog telefonskog kabela, položeno je još kablova iste namjene, koji su bivali sve većih kapaciteta (propusnosti). Jedan takav kabel može prenositi više desetaka tisuća telefonskih razgovora istodobno. To se postiže pomoću raznih metoda multipleksiranja, što ovdje znači dijeljenja kapaciteta naprava i vodiča na više komunikacija (razgovora), odnosno na više komunikacijskih kanala. Takva dijeljenja izvode se na razne načine (u vremenu i po frekventnim pojasevima) s kojima se ne možemo ovdje baviti.

Pored kablova, za transkontinentalnu komunikaciju počeli su se koristiti i sateliti, koji izvode prijenos signala uz pomoć elektromagnetskih (radio) valova. Godine 1962. lansiran je satelit Telstar, koji je omogućavao održavanje mnogo telefonskih komunikacija (razgovora), kao i transkontinentalni prijenos televizijskog programa. Satelit izvodi transkontinentalni prijenos na taj način da prima signale (elektromagnetske valove) koji se šalju na satelit sa jednog kontinenta i emitira te signale na drugi kontinent (ili u smjeru drugog kontinenta). Nakon prvog komunikacijskog satelita lansirani su mnogi sateliti iste namjene, ali sve većih prijenosnih kapaciteta.

Slabost satelitskog prijenosa u odnosu na kablove je u tome što satelit može biti više desetaka tisuća kilometara iznad zemlje, što onda bitno povećava dužinu puta signala. Udaljenost od točke A na zemlji do satelita, i od satelita do točke B na zemlji, je često višestruko veća od dužine kabela koji spaja te dvije točke na zemlji. Veća udaljenost znači duže putovanje signala, što dovodi do kašnjenja reakcije sugovornika u takvoj komunikaciji (telefonskom

6

razgovoru). Ovdje se kaže da kod satelitskog prijenosa to kašnjenje iznosi barem 1/4 sekunde, ali može iznositi i znatno više. Kašnjenje se općenito smanjuje "postavljanjem" komunikacijskih satelita bliže zemlji, ali to onda znači da se ti sateliti moraju kretati brže nego što se zemlja okreće (jer bi inače pali), što donosi neke druge probleme i dodatne zahtjeve, s kojima se ovdje ne trebamo baviti.

Fax je naprava koja prenosi tekst i statičke slike pomoću telefonskih veza. Prijenos grafičkih sadržaja bio je omogućen još koncem 19. stoljeća, primjenom telegrafske tehnologije prijenosa, ali intenzivna upotreba faxa počela je tek 1980ih godina. Prvi faxevi koristili su analogni način zapisivanja sadržaja, a prijenos skeniranih grafičkih sadržaja bio je prilično spor. Sa uvođenjem digitalne tehnologije zapisivanja sadržaja, brzina rada faxeva je bitno povećana, što je znatno doprinijelo intenzivnom širenju njihove upotrebe za slanje raznih dokumenata, posebno u poslovanju.

Fax radi na slijedeći način. Papir (sa sadržajem) promatra se kao niz poprečnih linija. Papir se kreće ispod jednog reda fotosenzora (ćelija); svaki senzor registrira (očitava) tamnost (ili svjetlost) jedne točke u danoj liniji. Rezultati koje registriraju senzori za jednu liniju zapisuju se u digitalnom obliku. Slijedi čitanje (skeniranje) slijedeće linije i tako sve do kraja papira. Digitalni zapisi rezultata "čitanja" svake od linija komprimiraju se i prenose na odredište.

Fax na odredištu čita (i interpretira) primljene digitalne sadržaje i na temelju njih piše (printa) "linije točaka"; nakon ispisa jedne linije, papir se pomiče (kreće) dalje, te se tiska slijedeća linija; niz takvih linija tvori kopiju slike koju je skenirao fax na strani pošiljatelja.

Prvi mobilni telefoni (ili "radiotelefoni") uvedeni su 1946. godine u Americi, ali upotreba tih prvih "mobitela" bila je naporna. Poziv se nije uspostavljao izravno; pozivatelj je pozivao operatera u telefonskom centru, koji je onda uspostavljao za njega vezu sa traženim brojem. Veza je bila tipa simpleks; to znači da je mogla govoriti samo jedna strana istodobno. Pritiskom na dugme na svom aparatu "zauzimalo se vezu" i stjecalo pravo govora; sugovornik je tada mogao samo slušati. Nije rečeno da li je pritiskom na svoje dugme slušatelj mogao "oduzeti riječ" govorniku, ili je slušatelj mogao zauzeti vezu tek nakon što je govornik oslobodio tu vezu (time što je prestao pritiskati svoje dugme).

Godine 1964. uveden je bolji sustav mobilne telefonije, a godine 1983. uvedena su daljnja poboljšanja toga sustava. Na razvoju mobilne telefonije radili su mnogi, u raznim zemljama. Njihovi sustavi često nisu bili međusobno kompatibilni (ni povezani), što znači da mobiteli koji su radili u jednom sustavu često nisu mogli komunicirati s mobitelima koji su radili u drugom sustavu. Tu nekompatibilnost nastojalo se otkloniti (ili prevladati) na razne načine, ali čini se da to još nije učinjeno u potpunosti.

Europska Unija (tada Europska Zajednica) uspostavila je svoj jedinstveni sustav mobilne telefonije nazvan GMS (Global System for Mobile Communications), 1988. godine. Kratki opisi dominantnih sustava bežične i mobilne komunikacije iznijeti su u predmetu (i knjizi) "Računalne mreže 1".

3. Radio

Elektromagnetski valovi (signali) šire se u prostoru brzinom od blizu 300 tisuća kilometara

7

u sekundi. Visinu njihaja vala naziva se amplitudom; amplituda vala se ciklički mijenja, od minimalne visine (nule) do maksimalne visine i natrag. Broj ciklusa (porasta i padova) koje val učini u jednoj sekundi naziva se frekvencijom toga vala; dakle, frekvencija je broj maksimuma amplitude, koje val dosegne u sekundi, jer svaki ciklus sadrži jedan maksimum amplitude. Frekvencija se označava sa f i mjeri se u hertzima (Hz); toj mjernoj jedinici dano je ime po Henrich Hertz-u, kao jednom od prvih fizičara koji su se bavili istraživanjem elektromagnetskih valova. Val koji ima jedan njihaj u sekundi, ima frekvenciju od jednog hertza; sto njihaja u sekundi znači frekvenciju od sto Hz. Postoje elektromagnetski valovi vrlo različitih frekvencija; koriste se valovi od nekoliko desetaka tisuća hertza (KHz) i od više stotina milijardi hertza (GHz), ali razni valovi imaju i daleko veće frekvencije.

Druga mjera koja se koristi kod elektromagnetskih valova je valna dužina; to je dužina (udaljenost) između dvaju maksimuma ("vrhova") amplitude. Valnu dužinu izračunava se tako, da se brzinu širenja vala (blizu 300 tisuća kilometara u sekundi) podijeli sa brojem maksimuma amplitude u sekundi (to jest, sa frekvencijom vala). Naprimjer, elektromagnetski val frekvencije 300 000 Hz (300 KHz) ima valnu dužinu 1 kilometar; naime, 300 000 km/s podjeljeno sa 300000 Hz je 1 km.

Valovi većih frekvencija imaju manje valne dužine; naprimjer, val od 300 MHz ima valnu dužinu 1 metar, a val od 300 GHz ima valnu dužinu od 1 milimetar. Vidljiva svjetlost je elektromagnetski val čija se frekvencija kreće oko 6 x 1014 Hz, što daje valnu dužinu od 0,0000005 metara (pola milijuntinke milimetra).

Gornji opis elektromagnetskih valova čini ih sličnima valovima na moru; nije sigurno koliko je takav slikovit prikaz zaista prikladan, ali je uobičajen. Ono što nas ovdje prvenstveno zanima jest to, da elektromagnetski valovi mogu služiti kao nosioci informacijskih sadržaja. Da bi valovi nosili informacijske sadržaje, njihov osnovni oblik treba mijenjati ("iskriviti") na neki od načina na koji se na osnovni val zapisuje informacijski sadržaj kojeg se želi prenijeti. Na strani primatelja sadržaja nalazi se naprava (elektronički sklop) koja prima iskrivljeni osnovni elektromagnetski val i iz njegovih iskrivljenja rekonstruira onaj informacijski sadržaj sa kojim je pošiljatelj iskrivio taj val.

Val kojeg se iskrivljuje naziva se nosivim valom, a proces iskrivljavanja toga vala naziva se modulacijom; proces preuzimanja informacijskog sadržaja sa moduliranog vala naziva se demodulacijom. Postoje tri osnovne vrste modulacije, odnosno zapisivanja informacijskih sadržaja na nosivi val: amplitudna, frekventna i fazna. Kod amplitudne modulacije informacijski sadržaj zapisuje se mijenjanjem ("iskrivljivanjem") amplitude nosivog vala; kod frekventne modulacije, informacijski sadržaji zapisuju se mijenjanjem (variranjem) frekvencije nosivog vala; kod fazne modulacije sadržaji se zapisuju na nosivi val stvaranjem faznih pomaka na tom valu. Ovdje se ne trebamo baviti podrobnijim opisima tih metoda modulacije; bitno je da se na strani pošiljatelja (odašiljača) informacijski sadržaji zapisuju na nosivi val njegovim moduliranjem, te da se na strani primatelja (prijemnika) informacijski sadržaji "čitaju" sa vala procesom demoduliranja. Na taj način, "na val" se mogu zapisati govor, slike i druge stvari; val prenosi te zapise do udaljenog prijemnika, koji "čita" zapise sa vala i reproducira ih kao govor, slike i druge sadržaje.

Elektromagnetske valove se često naziva radio valovima. Radio valovi su elektromagnetski valovi u jednom malom rasponu frekvencija, dok elektromagnetski valovi imaju vrlo širok raspon frekvencija. Vidljivo svjetlo je isto tako elektromagnetski val; frekvencija toga vala je

8

mnogo veća od frekvencije onih valova koji se koriste u radijskoj komunikaciji. U nastavku koristimo oba dva pojma, radijski i elektromagnetski valovi; u ovom prikazu, ti pojmovi označavaju istu stvar.

Elektromagnetski valovi su prvo korišteni za prijenos podataka u telegrafiji; dakle, za bežični prijenos telegrafskih signala. Jedan od prvih istraživača mogućnosti upotrebe elektromagnetskih valova za prijenos informacijskih sadržaja bio je Marconi. Godine 1901. Marconi je uspio prenijeti Morseovu kodu slova "s" pomoću elektromagnetskog vala ("radio vezom") preko Atlantika. Godine 1897. osnovana je tvrtka Wireless Telegraph and Signal Company, koja je kasnije postala Marconi's Wireless Telegraph Company.

U to vrijeme radio valovi koristili su se za komunikaciju između kopna i brodova na moru, ali komunikacija se odvijala u obliku prijenosa poruka zapisanih pomoću Morseove abecede. Primjena radio valova za prijenos glasa (govora) započela je tek 1915. godine; tada se radijski (bežični) prijenos počeo koristiti u telefoniji, kao sredstvo za prenošenje telefonskih razgovora.

Tekstovi o "počecima radija" nisu naročito precizni; pod naslovom "Radio" u Britannici se nalazi desetak članaka u kojima je iznijeto mnogo toga, ali nije rečeno tko je "izmislio" ono što se danas naziva "radio". Kao i većina drugih stvari, radio nije izmišljen odjednom, nego je nastajao postupno i u njegovu stvaranju sudjelovali su mnogi ljudi, koji su napravili razne korisne stvari. Različiti članci ističu značaj različitih pojedinaca; čini se da među najzaslužnije za razvoj radija spadaju Marconi i Tesla.

U grupi članaka pod naslovom "Broadcasting" (emitiranje), kaže se da je "emitiranje zvuka" započelo "oko 1920. godine", dok je emitiranje televizijskog programa "započelo 1930ih godina". U toj grupi članaka se dalje kaže da je prvi radijski program "pokusno"emitiran 1906. godine. U tom programu odsvirane su dvije glazbe, pročitana je jedna pjesma i održan je jedan kraći razgovor. Kaže se da su taj pokusni program čuli "operateri bežičnih sustava na brodovima u krugu od nekoliko stotina kilometara". Radijski program tada još nije postojao i nitko nije imao radio (koji nije ni postojao); zato su taj program mogli čuti jedino operateri bežičnih telegrafa ili telefona. Da bi ga oni mogli čuti, taj program trebao je biti emitiran na frekvenciji na kojoj su radili ti bežični sustavi (uglavnom između kopna i brodova), ali u Britannici nije rečeno niša o tome.

Pokusni radijski program iz 1906. godine izgleda zanimljivo, ali ne kaže se koliko su takvi pokusi bili rašireni i česti. Umjesto toga, slijedi tvrdnja da su nakon završetka Prvog svjetskog rata (1918. godine) ukinuta mnoga ograničenja prava korištenja (emitiranja) radijskih valova. Dakle, mogućnosti korištenja radijskih valova bile su zakonski ograničene. Po ukidanju tih ograničenja, mnogi "amateri" počeli su istraživati mogućnosti emitiranja radijskog programa. Ta pokusna emitiranja primali su ti isti amateri, jer drugi ljudi (osim nekih operatera telegrafskih i telefonskih sustava) nisu imali čime primati te programe. Amateri su pokušavali napraviti odašiljače radijskog programa, kao i prijemnike toga programa.

Kaže se da je David Sarnoff bio prvi koji je 1916. godine najavio mogućnost da jednog dana "radijski prijemnik bude u svakom domu". Sarnoff je kasnije postao jedan od vodećih ljudi radijskih i televizijskih kuća u Americi.

Kaže se da je prva "komercijalna" radio stanica proradila 1920. godine u SADu. Valjda

9

se sa "komercijalna" (commercial) ovdje htjelo reći da nije bila "amaterska" kao one stanice o kojima smo govorili iznad. Vjerojatno nije bila komercijalna u smislu da je emitirala puno reklama, jer kaže se da je emitirala glazbu i vijesti. Ali rečeno je da su prve radio stanice ostvarivale prihode time što su promicale (ili posjedovale) proizvodnju i prodaju radijskih prijemnika. Dakle, te stanice su ipak bile komercijalne, kao i sve drugo u kapitalizmu.

Pored promicanja prodaje radija, ubrzo je uvedeno i intenzivno reklamiranje raznih drugih proizvoda na radiju, tako da su reklame ubrzo postale "glavno sredstvo uzdržavanja" radio stanica u SADu, a tako će kasnije biti i drugdje.

Nakon što je započelo emitiranje radijskog programa, radio stanice množile su se vrlo brzo. Od 1920. do 1922. godine u SADu su izdane dozvole za rad 564 radio stanice.

Prvi radijski prijemnici sastojali su se od elektroničkih elemenata koji se nazivaju otpornici, kondenzatori, zavojnice i vakumske (elektronske) cijevi; imali su zvučnik i dugmad za upravljanje radom prijemnika. Najvažniji elementi u tom sklopu bile su vakumske cijevi. Vakumsku cijev razvio je De Forest 1906. godine (patentirao ju je 1907. godine). Ta cijev omogućava pojačavanje vrlo slabog zapisa informacijskog sadržaja kojeg sa nosivim valom prima radijska antena. Proces pojačavanja informacijskog sadržaja, iz tog slabog signala (sa nosivog vala) proizvodi jak signal istog sadržaja, kojeg zvučnik pretvara u govor (glas) i glazbu.

Godine 1947. razvijen je element nazvan tranzistor, koji ima istu ulogu kao i elektronska cijev, ali je mnogo manjih dimenzija i boljih performansi. Tranzistor je bitno doprinio brzom razvoju raznih elektroničkih naprava, a tako i radijskih prijemnika. Vakumske cijevi bile su raznih veličina; one u radijima i televizorima bile su velike kao prst; tranzistori mogu biti vrlo sitni, poput zrnca, ili mnogo manji (posebno u integriranim sklopovima); tranzistori ujedno troše mnogo manje struje nego vakumske cijevi. Primjenom tranzistora postalo je moguće napraviti prijenosne radijske prijemnike malih dimenzija s baterijskim napajanjem. Takvi radijski prijemnici nazvani su "tranzistorima", prema onim elementima koji su omogućili njihovu proizvodnju.

Brzom razvoju elektroničkih naprava, kao i elektroničke industrije, doprinijele su i nove tehnologije izrade elektroničkih sklopova. U početku su se elementi koji tvore jedan elektronički sklop međusobno povezivali (spajali) žicama. Umjesto takvog, "ručnog povezivanja", razvijena je tehnologija "tiskanih sklopova". Na nosivoj ploči na kojoj se formira određeni sklop, određeno je mjesto za svaki element toga sklopa. Za svaki od tih elemenata, ploča sadrži mjesta (rupe) u koja ulaze njegovi kontakti (spojne točke); na ploči su napravljene ("otisnute") veze između kontakata svih elemenata koji u tom sklopu trebaju biti povezani. Na taj način, izrada elektroničkog sklopa svodi se na to da se odgovarajući elementi "poslažu" na svoja mjesta na pripadnoj tiskanoj ploči (kao podlozi) i da se kontakti tih elemenata pričvrste na ploču, obično lemljenjem na drugoj strani tiskane ploče kroz koju prolaze kontakti elemenata.

Koncem 1960ih godina razvijena je tehnologija integriranih sklopova (ili krugova). Umjesto da se elementi slažu na ploče sa utisnutim vezama među njima (kako je to objašnjeno iznad), kod integriranih sklopova proizvode se kompaktni "blokovi" koji sadrže sve elemente koji tvore jedan sklop; u procesu proizvodnje takvog "bloka", ti elementi se ujedno povezuju na način na koji trebaju biti povezani u tom sklopu. Takav sklop često se naziva čip; riječ "chip" ima više značenja; jedno od njih je iverak. Integrirani sklopovi proizvode se tako, da se slojevi odgovarajućih materijala nanose jedan iznad drugog; na taj način formiraju se elektronički elementi (tranzistori i drugi), kao i veze među tim elementima. Takvi integrirani sklopovi mogu

10

sadržavati više milijuna elemenata i mogu obavljati razne funkcije i operacije, od mjerenja i zapisivanja (pohranjivanja zapisa podataka), do mnogih vrsta složenih računanja i pretraživanja.

4. Snimanje zvuka

U četvrtom poglavlju kritiziramo Wikipediu; ovo poglavlje pisano je većinom prema člancima iz Britannice, pa ćemo ovdje kritizirati tu enciklopediju. Naprave za snimanje i reprodukciju zvuka opisane su skromno; isto vrijedi za nosioce zapisa i za metode zapisivanja i reprodukcije zapisa.

Pojam "gramophone" javlja se u nazivima raznih tvrtki, ali naprava "gramophone" nije opisana u Britannici; pretpostavljamo da je to zbog toga što u engleskoj literaturi dominira pojam "phonograph" za ono što mi nazivamo "gramofon". S tim u vezi, u jednom rječniku kaže se da riječ "gramophone" spada u Britanski Engleski, a da "phonograph" spada u Američki Engleski; u drugom (Engleskom) rječniku kaže se da je "gramophone" Francuski oblik onoga što se u Engleskom zove "phonograph". To ne bi trebalo biti pitanje rječnika, nego toga kako su pojedini izumitelji nazivali svoje naprave koje su razvijali. Počelo se sa "fonografom", ali kasnije su uvedene bitne tehničke promjene, kao i naziv "gramophone"; tehničke promjene su prihvatili svi, ali novi naziv očito nisu.

Nezavisno od tih pojmovnih pitanja (o kojima Britannica ne kaže ništa), prikazi tehnologije za snimanje zvuka i prikazi povijesnog razvoja raznih naprava, u Britannici su prilično skromni, kako na razini tehničkih opisa, tako i na razini povijesnih podataka. U grupi članaka pod nazivom "snimanje glazbe" (music recording) navode se imena bezbroj glazbenika koji su snimali glazbu (za gramofon), nazivi glazbe koju su snimali (u početku većinom klasiku), kao i nazivi mnogih tvrtki koje su snimale gramofonske ploče. Ali opisi naprava za snimanje su oskudni i nepotpuni. U ovom odjeljku pokušali smo sastaviti osnovne opise nekih od tih naprava i iznijeti podatke o vremenu njihova nastajanja.

Godine 1877. Thomas Alva Edison napravio je fonograf, što bi ovdje značilo prvi "gramofon". Govoreći na razini načela, ta naprava radila je na slijedeći način. Zvuk izaziva vibracije jedne membrane. Na drugoj strani membrane pričvršćena je igla. Igla dodiruje površinu jednog valjka koji se okreće i pomiče u stranu. Površina toga valjka je relativno meka; naprimjer, valjak može biti prekriven voskom.

Vibracije membrane, izazvane zvukom, prenose se na iglu koja urezuje brazdu u površinu valjka, koji rotira i pomiče se u stranu. Na taj način "snimka" vibracija zvuka urezuje se u površinu valjka. Tako snimljen zvuk može se reproducirati na slijedeći način. Iglu koja je pričvršćena na membranu, treba postaviti na početak brazde na valjku, koja je nastala u procesu snimanja. Tada treba okretati valjak istom brzinom i na isti način kako se okretao od snimanja. Na taj način oblik i dubina zapisa na valjku, koji su nastali kod snimanja, izazivaju vibracije igle, a time i vibracije membrane, tako da membrana sad proizvodi zvuk koji je jednak onom sa kojim je ta brazda na valjku bila napravljena.

Uzgred, Britannica ne spominje pomicanje cilindra u stranu. Ako bi cilindar bio dovoljno velikog opsega da cijela snimka stane na jedan njegov opseg, onda pomak u stranu ne bi bio potreban; u suprotnom, pomak je potreban, tako da se nove brazde prave pored onih koje su već napravljene (a ne preko njih).

11

Godine 1987. godine - dakle, deset godina nakon izuma fonografa - Emil Berliner zamijenio je cilindar sa ravnom pločom. Umjesto da igla urezuje trag u rotirajući cilindar, ovdje igla urezuje spiralni trag na ravnoj ploči koja rotira. Igla se polako pomiče bliže središtu rotacije, i tako stvara jednu spiralu zapisa sa kojim se zapisuje zvuk, kako je to činjeno na cilindru. Berliner je svoju novu napravu za snimanje i reprodukciju zvuka nazvao "gramofon" (gramophone). Međutim, u Američkom engleskom zadržan je naziv "phonograph", a čini se da taj naziv prevladava i u Britanskom engleskom. Može biti da je to zato što je Edison previše ugledan da bi se mijenjalo naziv kojeg je on uveo, ali tehnička promjena koju je uveo Berliner je prilično značajna. Cilindar i ploča služe istoj svrsi, ali ploča je mnogo pogodnija iz više razloga.

Ovdje se o fonografu i gramofonu govori kao o napravama koje omogućuju snimanje i reprodukciju zvuka. U svakom slučaju, zapisi na površini ploče čine snimku zvuka prenosivom; dakle, ploča sa snimljenim sadržajem može se "vrtiti" na bilo kojem gramofonu. Proizvodnjom mnogo kopija jedne ploče, ista snimka može se istodobno "vrtiti" na mnogim mjestima, tako da mnogo ljudi može slušati istu glazbu (snimku) na mnogim mjestima (širom svijeta). U načelu, to vrijedi jednako za ploče i valjke, ali ploče su praktičnije za proizvodnju (kopiranje) i za rukovanje, tako da su prevladale u praksi.

Britannica ne iznosi mnogo pojedinosti o gramofonu, ali o pločama iznosi mnoštvo podataka. Ploče su se s vremenom mijenjale, po veličini (u centimetrima), po broju okretaja u minuti, i po dužini snimke (u minutama). Konkretne veličine ovdje nisu važne, ali zanimljivo je slijedeće: tokom nekoliko desetljeća, proces snimanja zvuka, kao i proces reprodukcije tih snimki, izvodili su se čisto mehaničkim postupcima i samo mehaničkim sredstvima. To znači da nisu korišteni ni električni mikrofon (kod snimanja), ni električno pojačalo i električni zvučnik (kod reprodukcije). Mehaničke vibracije proizvodile su snimku (na način kako je to opisano ranije); kretanje igle po snimci (ploči) proizvodilo je mehaničke vibracije membrane koja je time reproducirala snimljeni zvuk. Električni mikrofon (za snimanje) i električni zvučnici sa pojačalom (za reprodukciju snimki) uvedeni su tek sredinom 1920ih godina. To izgleda prilično kasno, s obzirom da je De Forestova vakumska cijev (iz 1907. godine) omogućila da se bitno poboljšaju snimanje i reprodukcija zvuka. Zacijelo su postojali razlozi zbog kojih te stvari nisu učinjene ranije, ali se ti razlozi ne spominju.

Gramofon i gramofonske ploče bili su glavno sredstvo za proizvodnju glazbe kod kuće (po vlastitom izboru), kao i na javnim mjestima sve do 1980ih godina. Tada su ih postupno istisnule magnetske trake, posebno kasete sa magnetskim trakama. Magnetske kasete sa glazbom su nakon toga istisnuli "kompaktni diskovi" (CD), koje istiskuju diskovi još mnogo većih kapaciteta. Magnetske kasete sa video sadržajima (video kasete) isto tako istiskuju razni diskovi ogromnih kapaciteta.

Prije nego je uveden mikrofon, snimanje ploča bilo je prilično zahtjevan proces, a kvaliteta snimki bila je prilično niska. Prije nego je uvedeno pojačalo signala (koji nastaje vibracijom igle na ploči), zajedno sa električnim zvučnikom koji te pojačane signale pretvara u zvuk, reprodukcija zvuka sa ploča bila je relativno niske kvalitete. Ali usprkos tome, snimalo se i slušalo puno glazbe. Podsjetimo, da je gramofon (ili fonograf) nekoliko desetljeća bio jedina "glazbena naprava", sve do početka emitiranja radijskih programa 1920ih godina. Dakle, ono što smo ovdje nazvali relativno niskom kvalitetom, tada je bila najkvalitetnija glazbena zabava koju su mogli imati u

12

svom domu oni koji nisu mogli unajmiti žive glazbenike.Kaže se da su od 1880ih godina dalje, na javnim mjestima postavljani "fonografi" koji su

omogućavali snimanje zvuka. Britannica koristi istu riječ "phonograph" za Edisonov fonograf (sa valjkom) kao i za Berlinerov gramofon (sa pločom). Nije izvjesno kako su izgledali ti "fonografi" za snimanje na javnim mjestima. U svakom slučaju, za snimiti nešto, naprimjer pjesmu, trebalo je ubaciti kovanicu u taj automat. Britannica ne opisuje pojedinosti. Nije rečeno da li je fonograf za snimanje bio ujedno i gramofon koji može odsvirati neku odabranu ploču. Ne kaže se što je bilo dalje sa snimkom (pločom) koju je osoba snimila; da li se ta snimka reproducirala na licu mjesta, ili je izvođač odnosio svoju snimljenu ploču sa sobom i onda je reproducirao na drugim mjestima, ili je dao nekom kao poklon.

Od godine 1902. dalje, slavni operni pjevač Enrico Caruso puno je snimao pjesme pomoću fonografa; dakle, snimao je gramofonske ploče. Te snimke su se razmnožavale i prodavale onima koji su posjedovali gramofone. Tehnika snimanja ploča i kvaliteta snimki, kao i tehnika i kvaliteta reprodukcije sadržaja tih snimki, s vremenom su se stalno poboljšavale. Negdje je rečeno da su se ploče slavnih pjevača prodavale u milijunima primjeraka, ali Britannica to ovdje ne spominje. U svakom slučaju, ploče su se prodavale jer spominje se "tržište", ali ne kaže se kolika je bila veličina toga tržišta. To je važno zato što prodaja ploča pokazuje i razmjere prodaje gramofona, odnosno pokazuje kvantitativno širenje informacijske industrije.

Do bitnog porasta kvalitete snimki, kao i kvalitete (i snage) reprodukcije, došlo je 1920ih godina, kada je u proces snimanja uveden električni mikrofon. Otprilike u isto vrijeme uvedeni su električno pojačalo i električni zvučnik, što je bitno popravilo kvalitetu (i snagu) reprodukcije snimki sa gramofonskih ploča. Ali u isto vrijeme, gramofon i gramofonske ploče dobili su veliku konkurenciju: radio. Naime, radio je nudio glazbu (sa ploča) i razgovor, praktički besplatno i bez ikakvog napora. Prednost gramofona je što slušatelj može sam birati koju glazbu će slušati.

Da se informacijske sadržaje može snimati pomoću magnetskih sredstava pokazano je 1900. godine, kada je Valdemar Pulsen uspio snimiti ljudski govor na komad čelične žice. U desetljećima koja su slijedila, razvijene su mogućnosti i metode snimanja svih vrsta informacijskih sadržaja na magnetske nosioce zapisa tih sadržaja. Kao nosioci korišteni su magnetska traka, magnetski bubanj, magnetski diskovi raznih vrsta (fiksni i prijenosni) i drugi nosioci na koje se informacijske sadržaje zapisuje magnetiziranjem nekog sredstva.

Zapisi na magnetskim nosiocima podataka mogu se reproducirati, a mogu se i brisati, tako da se na iste nosioce mogu upisati novi sadržaji. Magnetski nosioci napravljeni su od plastike ili sličnog materijala, na kojeg je nanijet sloj nekog materijala koji se lako magnetizira i dobro "drži" magnetske zapise. Nosioc zapisa (naprimjer, traka) obično prolazi ispod glave za snimanje; kroz glavu prolazi električni zapis informacijskog sadržaja kojeg se snima; taj električni signal stvara magnetsko polje, koje magnetizira površinu magnetskog nosioca zapisa. Na taj način protok električnog signala kroz glavu za snimanje stvara magnetski zapis na magnetskom nosiocu (koji prolazi ispod te glave). Reprodukcija snimke izvodi se na obrnut način: magnetski zapisi koji su snimljeni na nosiocu, prolaze ispod glave za čitanje i time induciraju u glavi električne signale koji omogućuju reprodukciju informacijskih sadržaja koji su zapisani sa tim magnetskim zapisima.

13

Kaže se da su Nijemci razvili tehniku snimanja zvuka na magnetsku traku u toku Drugog svjetskog rata. Napravu koja je omogućavala magnetsko snimanje i reprodukciju zvuka nazvali su magnetofon. Magnetske trake i magnetofoni postali su konkurencija pločama i gramofonima; koncem 1960ih godina, magnetofoni i magnetske kasete bili su u širokoj upotrebi u informacijskoj industriji (u proizvodnji radijskog programa) i u domaćinstvima (kao izvori glazbe).

Otvoreni kolutovi magnetskih traka zamijenjeni su kasetama koje sadrže magnetske trake. Tako su i magnetofoni dobili ime "kasetofoni". Kasetofoni su bili jednostavni za rukovanje, laki i prenosivi; ugrađivani su u automobile i na druga mjesta. Ti kasetofoni korišteni su većinom za reprodukciju glazbe, ali omogućavali su i snimanje zvučnih sadržaja sa raznih izvora, uključujući izravno snimanje zvuka pomoću mikrofona.

Godine 1956. razvijena je naprava za snimanje i reprodukciju video sadržaja na magnetske trake. Tako su nakon malih audio kazeta, uvedene i veće video kazete koje su sadržavale filmove i druge snimke.

Magnetska traka korištena je za snimanje digitalnih zapisa podataka u prvim komercijalnim računalima; prvim takvim računalom smatra se Univac I koji je proizveden 1951. godine; to računalo koristilo je magnetsku traku kao vanjski (trajni) nosioc podataka.

U toku 1960ih godina, magnetski diskovi počeli su istiskivati magnetske trake, kao trajne nosioce zapisa digitalnih podataka u računalnim sustavima. Prednost diskova pred trakama je u tome što omogućuju brži (izravan) pristup podacima, bez premotavanja kao kod trake. Ali trake su općenito jeftini nosioci podataka, i velikih su kapaciteta, tako da se često nađe neka tehnologija koja koristi trake (raznih oblika) za trajna arhiviranja ogromnih količina informacijskih sadržaja.

Godine 1980. razvijen je "kompaktni disk" (compact disc - CD). Na taj disk se mehanički zapisuju digitalni zapisi informacijskih sadržaja; ti zapisi su mehaničke "točke" koje se stvaraju na određenom sloju površine diska. Te zapise onda čita glava koja ima laser čija zraka prepoznaje mehaničke "točke" na kompaktnom disku. Takvi diskovi mogu biti namijenjeni jednokratnom zapisivanju, ili omogućuju višestruko pisanje (po istoj površini).

Kompaktni diskovi (CD) istisnuli su magnetske kasete u području glazbe. Novije vrste diskova (DVD i drugi), koji su višestruko većih kapaciteta nego CDi, istiskuju (ili su istisnuli) magnetske kasete u području filmova i drugih video sadržaja (video kazete).

Zapisi informacijskih sadržaja mogu biti analogni ili digitalni. Analogan zapis izravno preslikava oblik onog sadržaja kojeg zapisuje. Naprimjer, analogni zapis zvuka svojom jačinom (veličinom, izgledom signala) izravno pokazuje (ili odražava) kretanje jačine i frekvencije zvuka kojeg zapisuje. Analogni magnetski zapis zvuka je proizvod (i "slika") električnog signala kojeg proizvodi mikrofon i čiji oblik odražava "oblik zvuka".

Digitalni zapisi su brojčani zapisi kretanja određenih veličina. Digitalni zapis zvuka proizvodi se na taj način da se uzorkuje onaj električni signal kojeg (preko mikrofona) proizvodi zvuk. Veličina svakog uzorka zapisuje se jednim brojem. Uzimanjem velikog broja uzoraka u sekundi, dobiva se niz brojčanih zapisa njihovih veličina (visina). Taj niz brojeva (vrijednosti) onda omogućava reprodukciju onog električnog signala čijim je uzorkovanjem nastao taj niz brojeva. Takav električni signal onda omogućava reprodukciju onog zvuka koji je proizveo (preko mikrofona) taj električni signal.

14

Kvaliteta digitalnog zapisa (i reprodukcije) zvuka zavisi od broja uzoraka koji se uzimaju u jednoj sekundi i od preciznosti zapisa veličine tih uzoraka. Jedan standard kod digitalnog snimanja zvuka je da se uzima 41100 uzoraka u sekundi i da se veličinu svakog uzorka zapisuje sa 16 bitova. To znači da za zapis jedne sekunde glazbe treba zapisati na CD (41100 x 16) bitova; to jest, 657600 bitova, ili 82,2 KB (jedan bajt ima 8 bitova). Postoje i standardi za zapise više kvalitete; naprimjer, kod uzorkovanja zvuka, uzorci se mogu zapisivati sa 24 bita, što onda omogućuju veću preciznost zapisa.

Danas dominira digitalno zapisivanje svih vrsta sadržaja. Standardni diskovi tipa CD omogućuju zapis 700 MB, tako da omogućuju prilično kvalitetne i duge zapise glazbe. Ovdje smo većinom govorili o zapisivanju i reprodukciji zvuka, ali na kompaktne diskove mogu se zapisivati sve vrste informacijskih sadržaja. Nadalje, CDi već pomalo spadaju u stare tehnologije (nosioce) jer razvijeni su i razvijaju se novi nosioci podataka koji imaju višestruko veće kapacitete.

5. Fotografija i film

Fotografiju se opisuje kao zapis informacijskog sadržaja koji "pokazuje izgled" nekog objekta, pri čemu je taj zapis napravljen "uz pomoć svjetla" ili neke slične radijacije. Pojam "fotografija" nastao je iz grčkih riječi "photos" (svjetlo) i "graphein" (pisati, crtati); dakle, fotografija je slika nacrtana (zapisana) pomoću svjetla.

Prve fotografije napravio je Nicephore Niepce 1826. godine. Sa Niepceom se udružio Daguerre, koji je znatno unaprijedio početnu tehnologiju pravljenja fotografija. U počecima je za napraviti fotografiju bila potrebna duga ekspozicija (nekoliko sati); to znači da je snimani objekt morao mirovati više sati pred otvorenim objektivom kamere. Zbog toga se u početku snimalo samo statične objekte, prirodu, zgrade i slično.

Dakle, fotografija nastaje na taj način što svjetlo (koje se odbija od nekog objekta) ulazi u kameru i djeluje na neku podlogu čime na toj podlozi svjetlo stvara sliku predmeta od kojeg se odbija. Ako je podloga (u kameri; "film") male osjetljivosti, onda kamera treba ostati otvorena dugo vremena; to vrijeme naziva se ekspozicijom. Za to vrijeme objekt treba mirovati, jer se inače na podlozi neće stvoriti jasna slika (ili se neće stvoriti nikakva slika objekta).

Tehnologija snimanja (osjetljivost filma i drugo) je slijedećih godina bitno unaprijeđena, tako da se puno snimalo ljude (portrete malih dimenzija). Ali kamere još uvijek nisu bile dovoljno "brze" da mogu snimati objekte u pokretu. S vremenom je trajanje ekspozicije stalno smanjivano, tako da je postalo moguće snimati i objekte u pokretu.

Fotografije rađene tehnologijom (kemijskim postupkom) koju je razvio Daguerre nisu bile pogodne za reproduciranje (razmnožavanje); svaka fotografija bila je napravljena samo u jednom primjerku. Henry Fox Talbot razvio je novu tehnologiju izrade fotografija, kojom je otklonjena ta slabost. Kod te tehnologije najprije se proizvodi "negativ" fotografije (kod kojeg su tamne površine svijetle, i obrnuto); iz tog negativa se onda može proizvesti velik broj "pozitiva" kao konačnih fotografija.

Filmska snimka, koja se naziva "slikom kretanja" (motion picture) nastaje na taj način da se snimi niz "slika mirovanja" (neke situacije) i da se te slike zatim projeciraju istim redom i

15

istom brzinom kojom su bile snimljene. Od broja snimki u sekundi uvelike zavisi kvaliteta "slike kretanja"; nijemi film je radio sa 16 snimki u sekundi; kasnije je kao standard uvedeno snimanje (i projiciranje) sa 24 snimke u sekundi, ali taj broj varira.

Prvu filmsku kameru napravio je William K. L. Dickson, koji je radio u laboratorijima tvrtke Edison Company; dakle, radio je za (ili kod) Edisona, koji ga je "zadužio" da radi na razvoju takve naprave. U svom radu na razvoju filmske kamere Dickson je koristio rezultate (saznanja) koje su prije toga postigli drugi istraživači, koji su eksperimentirali sa brzim snimanjem niza fotografija konja u galopu i ptica u letu. Dicksonova filmska kamera nazvana je kinetograf i patentirana je 1893. godine.

Uz kameru je trebalo napraviti i neku napravu koja omogućava gledanje (projeciranje) snimljenog filma. Nakon što je napravljena filmska kamera (koja snima film), čini se da je bilo relativno lako napraviti projektor, koji projicira snimljeni film (na platno) tako da ga ljudi mogu gledati. Ali takav projektor nije napravljen odmah; umjesto toga Dickson je uz filmsku kameru napravio napravu pomoću koje je film mogla gledati samo jedna osoba istodobno. Ta naprava za gledanje filma nazvana je kinetoskop. Tehničkim pojedinostima Dicksonove naprave za snimanje filma (kinetografa) i naprave za gledanje filma (kinetoskopa) ne možemo se ovdje baviti.

Filmove se ubrzo počelo snimati za komercijalne namjene. Kinetoskope se postavljalo u razne prostorije na javnim mjestima (trgovine i slično) tako da su ljudi mogli gledati te filmove. Kaže se da je ulaznica za pogledati filmove u prostoriji sa pet kinetoskopa koštala 25 centi. Kinetoskop je mogao "vrtiti" bilo koji film, ali čini se da je svaki kinetoskop u takvoj prostoriji prikazivao jedan film. Filmovi su tada bili kratki (par minuta ili manje), tako da je svaki gledatelj mogao brzo "odgledati" filmove na svih pet kinetoskopa.

Prvi pravi filmski projektor napravili su braća Lumiere 1895. godine u Francuskoj; svoju napravu nazvali su kinematograf. Pritom je kinematograf braće Lumiere omogućavao snimanje i projiciranje filmova; dakle, bio je filmska kamera i filmski projektor.

Dicksonova filmska kamera (kinetograf) bila je vrlo teška (blizu 500 kilograma). Zato se pomoću te filmske kamere snimalo uglavnom one događaje koji su se mogli izvoditi u studiju, ispred fiksne filmske kamere. Tako su snimani igrokazi, neke stvari iz cirkuskih programa, i slično.

Kinematograf braće Lumiere težio je manje od deset kilograma i bio je lako prenosiv. Zato je njihova kamera-projektor bila pogodna za snimanje raznih događaja na terenu. Tako su filmovi snimani kamerama braće Lumiere bili većinom "dokumentarni".

Početkom 20. stoljeća počinju se snimati filmovi sa kojima se pokušava stvoriti neki ugođaj (a ne samo "dokumentirati" neki događaj) i ispričati neku priču. Snimanje više nije samo snimanje postojećih događaja, nego se događaji počinju namjerno "proizvoditi", zato da bi se snimio film, odnosno da bi se ispričalo (stvorilo) neku zanimljivu "filmsku priču". Filmovi su naišli na dobar prijem javnosti, tako da je 1908. godine u SADu već bilo deset tisuća prostora ("dvorana") u kojima su se prikazivali filmovi. Ti prostori su često služili za druge namjene, ali su se u njima ujedno prikazivali filmovi.

Filmovi su još uvijek bili kratki, obično do 15 minuta trajanja, ili maje. Jedna "filmska predstava" trajala je oko sat vremena projekcije; u okviru takve predstave prikazalo se nekoliko filmova. Cijena ulaznice za jednu filmsku predstavu iznosila je 10 centi; napomenimo da je dolar (cent) tada vrijedio mnogo više nego danas. Inače, dužina filma bila je određena veličinom jednog

16

koluta filma, koji se mogao postaviti na projektor; kasnije su uvedeni duži filmovi koji su bili snimljeni na nekoliko (oko pet) kolutova.

U to vrijeme je u SADu "u kino" dolazilo 26 milijuna posjetitelja tjedno, što izgleda vrlo mnogo; valja spomenuti da tada još nisu postojali televizija i radio; postojale su samo ploče i film. Godine 1916. u SADu je već bilo 21 tisuću prostora za prikazivanje filmova; pritom su mnogi od tih prostora bile prave kino dvorane. Da bi se privuklo bogatiju publiku, mnoge od tih dvorana bile su luksuzno opremljene, tako da su nazivane "filmskim palačama" (movie palaces) i "palačama snova" (dream palaces). Kaže se da su tako nazivane zbog svoje luksuznosti, ne zbog sadržaja filmova koji su u njima prikazivani.

Prvi filmovi bili su "nijemi"; nisu proizvodili nikakav zvučni sadržaj. Uvođenje zvuka uz film odvijalo se postupno i na razne načine. Uz filmove se obično sviralo na klaviru, ali u boljim dvoranama svirale su i veće grupe svirača.

Godine 1926. uveden je poseban sustav nazvan vitaphone, koji je izvodio glazbu sa ploče, pri čemu je ta glazba bila "sinkronizirana" sa radnjom na filmu. Kaže se da je ta naprava razvijena zbog toga što siromašnija kina nisu imala dovoljno novaca da plaćaju žive svirače (ili barem jednog pijanistu) da sviraju uz film.

Vitafon je proizvodio glazbu uz film; slijedeći korak bio je snimanje zvuka na film. Na taj način postizala se bolja sinkronizacija radnje na filmu i prateće glazbe, ali time je ujedno stvorena mogućnost da se snimi govor na film. Naprava koja je omogućavala snimanje glazbe i govora na film zvala se movieton, a uvedena je u upotrebu 1928. godine.

Prvi filmovi bili su crno-bijeli; paralelno sa radom na uvođenju zvuka u/na film, radilo se i na uvođenju filmova u boji. Taj proces odvijao se prilično dugo, uz mnogo pokušaja i djelomičnih uspjeha. Godine 1929. počela je široka proizvodnja filmova u boji, ali boje nisu bile naročito kvalitetne; godine 1932. kvaliteta boja je znatno poboljšana. Tehnologiju snimanja s kojom je znatno poboljšana kvaliteta boja razvila je tvrtka Technicolor Corporation; ta tehnologija koristila se slijedećih nekoliko desetljeća, tako da se za filmove govorilo da su "u tehnikoloru".

Tehnologija snimanja i proizvodnje filmova razvijala se (i razvija) se dalje; ali cilj ovog kratkog povijesnog prikaza je da iznese osnovne podatke o počecima onih naprava i tehnologija koje su danas postale normalan dio prostora rada i življenja.

6. Televizija i video

Prikazi razvoja televizije u Britannici i Wikipediji iznose prilično različite pojedinosti; u ovom prikazu pokušali smo sabrati neke osnovne elemente u jednu cjelinu. Naziv "televizija" dolazi od grčkog "tele" (daleko) i od latinskog "visio" (pogled). Možemo reći da se sa televizijom htjelo omogućiti gledanje udaljenih događanja, ali u počecima njena razvoja cilj je bio ostvariti prijenos (na neku udaljenost) bilo kakvih "slika pokreta".

Televizijska slika prenosi se na taj način da se skeniraju statičke snimke "po linijama", odozgo na dolje. Čim veći je broj takvih linija, tim kvalitetnija može biti reprodukcija skenirane snimke. Sve točke jedne linije mogu se skenirati istodobno sa jednim nizom senzora koji je dug koliko i linija. Zapisi skeniranih linija svake snimke prenose se od izvora na odredište, gdje se

17

iz tih zapisa linija onda proizvodi kopija izvorne snimke.Prema istom načelu prenose se slike na faxu, ali kod televizije je potrebno skenirati,

prenijeti i reproducirati određen broj takvih snimki u sekundi, da bi se stvorilo "sliku pokreta". Zbog velike brzine procesa "slaganja linija" i točaka u linijama, ljudsko oko ne vidi taj proces, nego vidi samo dovršen proizvod: snimku. Tvorbom i prikazivanjem dovoljno velikog broja takvih snimki u sekundi, stvara se "sliku pokreta", kao kod filma. Ljudsko oko ima određenu inerciju: ako se proizvodi 15 ili više "sličnih snimki" u sekundi, onda oko ne vidi te snimke kao zasebne, nego vidi jednu "sliku kontinuiranog pokreta".

Dakle, može se reći da televizijski sustav koristi načela koja su već bila poznata kod faxa (skeniranja) i kod filma (proizvodnja određenog broja snimki u sekundi). Problem je u tome što te dvije stvari nije bilo lako ujediniti. Trebalo je skenirati snimke vrlo brzo, prenositi ih vrlo brzo i reproducirati ih vrlo brzo. Ondašnja tehnologija nije još mogla činiti to dovoljno brzo.

Razvoj sustava koji omogućava prijenos "slika pokreta" (ili "pokretnih slika") na daljinu odvijao se zajedno sa razvojem drugih tehnologija koje smo opisali u ovom poglavlju. Televizija se pojavila relativno kasno u širokoj upotrebi, ali proces skeniranja slika na izvoru, njihova prenošenja i njihova reproduciranja na odredištu, definirao je (i patentirao) Paul Nipkow još 1884. godine u Njemačkoj. Britannica kaže da je Nipkow patentirao "potpun televizijski sustav"; na razini načela rada, ali trebalo je proći mnogo godina da se razviju dovoljno dobra tehnološka rješenja, koja će omogućiti praktičnu primjenu televizijskog prijenosa i široku upotrebu televizije.

Televizijski sustav kojeg je patentirao Nipkow sadržavao je mehaničku napravu za skeniranje (i reprodukciju) snimki. Skeniranje se vršilo po poprečnim linijama snimke i po točkama tih linija. Skeniranje se izvodilo pomoću rotirajućeg diska, koji je imao rupice poredane u spiralu, od vanjskog ruba diska prema njegovom središtu. Snimka se nalazila iza tog diska; bila je znatno manja od diska i nalazila se iza njegovog gornjeg dijela. Rotiranjem diska, svaka njegova rupica skenirala ("vidila") je jednu poprečnu liniju snimke (to jest, jednu usku poprečnu traku), i tako od vrha snimke prema dnu. Rupe bliže vanjskom obodu skenirale su gornje dijelove snimke, a one bliže središtu "vidjele" su donje dijelove snimke.

Takvo mehaničko skeniranje i reprodukcija nisu mogli ostvariti kvalitetan prijenos slike pokreta. U razdoblju od 1923. do 1932. godine razvijen je postupak elektroničkog skeniranja snimki (na izvoru) i elektroničke reprodukcije snimki (na odredištu). Tako je 1932. godine televizija bila "potpuno elektronička"; dakle, mehanički (rotirajući) elementi zamijenjeni su elektroničkima.

Godine 1897. K. F. Braun razvio je u Njemačkoj katodnu cijev sa fluorescentnim ekranom. To je cijev iz čijeg se dna emitiraju "zrake elektrona" prema ekranu (na drugoj strani) s kojim ta cijev završava; pritom je ekran prekriven slojem fluorescentnog materijala. Zrake emitirane iz dna cijevi "pogađaju" fluorescentni ekran i time "crtaju" vidljive sadržaje na ekranu. Na taj način, elektronske zrake "pišu i crtaju" vidljive informacijske sadržaje na ekranu. Kaže se da je 1907. godine Boris Rosing prvi upotrijebio katodnu cijev za reprodukciju prenijetih grafičkih sadržaja; nije rečeno zašto Braun to nije učinio ranije. U svakom slučaju, katodna cijev je važan element na putu do razvoja "prave televizije".

Intenzivniji razvoj televizije počinje u drugoj polovici 1920ih godina. Razni oblici prijenosa "slika pokreta" izvođeni su od 1925. godine dalje, ali to još nisu bili "pravi prijenosi", nego pokušaji

18

nalaženja tehničkih rješenja koja bi bila dovoljno dobra da omoguće prave (praktički upotrebljive) prijenose takvih slika.

Kao početak "postojanja televizije", Britannica navodi 1926. godinu. Tada je J. L. Baird izveo prvu "demonstraciju prave televizije", koja je vršila prijenos pokretnih slika elektroničkim putem. Ne kaže se da li je taj prijenos bio bežičan, ali to ovdje nije važno; televizijski prijenos može se vršiti i pomoću kablova. U svakom slučaju, taj televizijski prijenos bio je vrlo skromne kvalitete. Prenosilo se jednu "pokretnu sliku" (siluetu) koja je bila nacrtana sa 30 crta; prenosilo se 10 snimki u sekundi, što je stvaralo pokret, ali skokovit; ekran na prijemnoj strani bio je velik svega nekoliko centimetara i slika na ekranu je jako podrhtavala.

Ipak, ta demonstracija prijenosa "slike pokreta" bila je prvi prijenos takve vrste. Čini se da je silueta (od 30 crta) koju se prenosilo izgledala poput "crtanog lutka"; prenošenjem deset (različitih) snimki u sekundi stvaralo se pokret (kao kod crtanog filma). U svakom slučaju, ta demonstracija prijenosa pokreta potakla je daljnja istraživanja na unaprjeđenju te mogućnosti, odnosno na razvoju televizijskog sustava prijenosa slika pokreta.

Wkipedija kaže da je "prva praktička primjena televizije bila u Njemačkoj", gdje je 1929. godine počelo "redovito emitiranje televizijskog programa". Ne spominje se koliko je taj program bio "redovit" i rasprostranjen, ni koliko je ljudi tada posjedovalo televizijski prijemnik da mogu primati taj program. Olimpijske igre koje su održane u Berlinu 1936. godine, prenosila je Njemačka televizija. Britannica navodi da se 1929. godine i u Engleskoj počelo sa "nekim pokusnim emitiranjima" televizijskih sadržaja. Nadalje, Britannica kaže da je 1935. godine u Njemačkoj počelo "redovito emitiranje televizijskog programa". To bi značilo da ono "redovito emitiranje" iz 1929. godine, koje navodi Wikipedia (iznad), nije bilo baš redovito.

Gospodarska kriza 1930ih godina i početak Drugog svjetskog rata, omeli su brži razvoj i širenje televizije u svijetu. Do naglog širenja televizije došlo je nakon Drugog svjetskog rata. Za vrijeme rata, istraživanje i gospodarstvo bavili su se razvojem i proizvodnjom onih sredstava koja su izravno služila ratovanju. Po završetku Drugog svjetskog rata trebalo je naći "nove poslove" za velike proizvodne kapacitete koji su razvijeni za ratne potrebe; razne naprave za domaćinstvo, uključujući televiziju, bile su jedan od glavnih prostora u kojeg su usmjerene te proizvodne snage.

Kaže se da je redovito emitiranje "komercijalnih" televizijskih programa u SADu započelo 1948. godine. Od tada dalje, televizija je postala sredstvo javne komunikacije i zabave, koje ima najveći utjecaj na oblikovanje pojedinačne i društvene svijesti ljudi širom svijeta. Televizija pokazuje ljudima "stvarnost svijeta", a tu stvarnost u velikoj mjeri i stvara sa svojim izborom i interpretacijom događaja koje prikazuje. Televizija "pokazuje" ljudima što je "važno", kao i što je "dobro", a što je "zlo". Točnije rečeno, televizija je sredstvo pomoću kojeg razni nosioci moći prikazuju stvarnost u skladu sa svojim ciljevima i promiču svoje interese.

Televizija je dugo bila glavni izvor (ili sredstvo) zabave za većinu ljudi širom svijeta; nova tehnološka sredstva umanjuju njenu ulogu na tom planu, ali uloga televizije kao izvora zabave je i dalje vrlo velika, vjerojatno veća od uloge koju imaju druga sredstva.

"Snimač video kaseta" (video cassette recorder - VCR) je naprava koje omogućava snimanje video i audio sadržaja na magnetsku kazetu; ista naprava omogućava i reprodukciju snimljenih sadržaja. Snimanje video sadržaja na magnetsku kasetu i reprodukcija snimljenih sadržaja izvode se prema načelima koje smo opisali u odjeljku o snimanju zvuka. Ali ovdje su

19

razvijene metode zapisivanja video sadržaja (ne samo zvuka) pomoću magnetskih signala koji se zapisuju na traku. "Video rekorder" (kako se obično naziva) omogućava snimanje programa sa televizije i njegovu naknadnu reprodukciju. Isto tako omogućava gledanje filmova sa magnetskih kazeta.

Video rekorder razvijen je 1960ih godina. Prvi proizvod te vrste, koji je bio namijenjen širokoj upotrebi, uvela je na tržište tvrtka Sony 1969. godine. Slijedila su daljnja poboljšanja te naprave, tako da je video rekorder bio u širokoj upotrebi 1970ih godina i nakon toga. Video kasete (i rekordere) istiskuju kompaktni diskovi (CD) i druge vrste diskova velikih kapaciteta. Kod tih diskova koristi se digitalno zapisivanje informacijskih sadržaja.

Britannica kaže da se zapisivanje binarnih signala na CD (kod digitalnih zapisa) izvodi "utiskivanjem nizova točki na kompaktni disk". Taj opis nije naročito precizan; čitanje takvih zapisa sa CDa izvodi se pomoću laserske zrake koja raspoznaje ta "utisnuća" i tako čita takve zapise. Učitani digitalni zapisi prenose se u napravu koja te zapise reproducira kao audio ili video sadržaje, zavisno od toga koji su sadržaji sa njima bili zapisani.

Godine 1995. Philips i Sony uveli su novu vrstu diska, koji je nazvan "digitalni videodisk" (DVD). Standardni kapacitet CDa je 700 MB, dok DVD ima kapacitet od 4,7 GB. DVD je istih dimenzija kao i CD, ali standardni čitač CDa ne može čitati DVD diskove; s druge strane, čitači DVDa obično mogu čitati CDe. Tako velik kapacitet pogodan je za pohranu digitalnih zapisa video sadržaja (filmova), koji iziskuju znatno veći prostor od digitalnih zapisa zvučnih sadržaja.

Veći kapaciteti diskova postižu se većom preciznošću zapisa (manjim dimenzijama "točki" i manjim razmacima među njima), kao i novim metodama zapisivanja sadržaja na diskove. Nosioci podataka se intenzivno razvijaju, tako da danas postoje nosioci vrlo velikih kapaciteta. U području nosioca digitalnih video zapisa spominju se diskovi tipa VideoCD, DVD i HD (High Definition Videodisc).

Pored memorijskih kapaciteta, kod takvih diskova bitna je brzina zapisivanja podataka (na disk), kao i brzina čitanja podataka (sa diska). Kvalitetniji zapis svake snimke sadrži više bitova; da bi se te takav zapis moglo prenositi na disk, potrebno je da disk omogućava brzo zapisivanje, jer inače snimka (sa izvora) "odlazi dalje". VideoCD omogućava brzinu pisanja/čitanja od oko 1 Mbps, DVD omogućava brzinu od oko 5 Mbps, a HD omogućava brzinu prijenosa od oko 20 Mbps. Veća brzina prijenosa omogućava veću kvalitetu snimki, kod snimanja kao i kod reprodukcije snimke.

Postoji mnogo formata (struktura zapisa) u kojima se zapisuju (i komprimiraju) video sadržaji, ali čini se da u širokoj upotrebi dominiraju varijante poznatog formata MPEG (spominju se MPEG-2 i MPEG-4).

7. Računala

Računalo ili kompjuter opisuje se na mnogo načina, ali su takvi opisi često nepotpuni ili neprikladni. Jedan od razloga za to je taj što postoje računala raznih vrsta i što računala obavljaju mnoge operacije (procese), tako da je teško reći što je ono što neku napravu čini računalom, kao i zašto druge naprave to nisu. Recimo ovdje ovako: računalo je sustav koji može izvoditi razne procese sa raznim vrstama podataka; pritom su ti procesi i oblici podataka unaprijed definirani

20

pomoću računalnih programa, ali je raznolikost procesa (programa) koje računalo može izvoditi, kao i raznolikost oblika podataka sa kojima može raditi, praktički neograničena. Stroj za pranje rublja isto tako izvodi unaprijed definirane (programirane) procese, ali raznolikost i promjenljivost tih programa je neuporedivo manja nego kod računala. Osim toga, posao toga stroja je da pere robu, a ne da obrađuje podatke. S druge strane, posao računala je da obrađuje podatke raznih vrsta; ti podaci mogu onda upravljati radom raznih strojeva, ali to je stvar upotrebe rezultata računanja.

Računalo se sastoji od materijalnih dijelova koje nazivamo hardverom i od softvera (programa). Hardver obuhvaća sve materijalne dijelove sustava, od tipkovnice do elektroničkih sklopova i diskova. Softver je zajednički naziv za programe. Postoje mnogi programski jezici u kojima se mogu pisati programi. Programi se obično pišu u tekstualnom obliku; mogu se pisati na papir (a zatim unijeti u računalo), ali programi se obično pišu pomoću računala i zapisuju se u neku od memorija računala.

Zapisi u memorijama računalnog sustava mogu biti nizovi stanja napona, nizovi magnetskih "točkica", ili nizovi fizičkih "izobličenja" na površini nosioca zapisa, zavisno od vrsta memorije. Minimalnu jedinicu zapisa nazivamo bitom; niz bitova (obično 8) čini bajt; jedan bajt je obično prostor u kojeg se može zapisati jedan znak (slovo); nizovi znakova tvore riječi, od kojih se tvori stavke (rečenice) i programe.

Softver upravlja radom hardvera. Pored softvera i hardvera, postoje i podaci; to su informacijski sadržaji raznih vrsta, koje računalo obrađuje i proizvodi.

Proces obrade podataka definira se izradom programa, koji precizno definira svaki korak (operaciju) nekog procesa rada sa podacima, kao i oblike podataka sa kojima taj proces radi. Računalnu obradu podataka često se naziva i automatskom obradom podataka; ovdje se pod "automatizmom" misli to, da hardver sam izvršava (bez intervencije čovjeka) onaj proces koji je definiran sa programom koji upravlja njegovim radom. Ali svaka operacija takvog "automatskog rada" je precizno određena svojstvima konkretnog hardvera i naredbama koje tvore program koji upravlja radom toga hardvera (ili kojeg taj hardver izvodi) u danom trenutku. Dakle, računala ne rade ništa "automatski" u smislu da rade "sama od sebe"; svaka operacija i svaki proces trebaju biti precizno definirani da bi ih računalo izvelo na način koji služi nekoj svrsi.

Ljudi su oduvijek računali, a odavno su počeli i smišljati automate. Prvi impresivni automati bili su razni mehanički satovi, kakvi su se počeli graditi u 13. i 14. stoljeću. Vrijeme se mjerilo na razne načine davno prije toga; mehanički satovi iz spomenutog razdoblja bili su posebno zanimljivi jer njihovi mehanizmi nisu samo mjerili protok vremena, nego su ujedno pokretali razne druge stvari. Pokretali su model sustava planeta; pokretali su osobe, često likove božanskih osoba i likove ljudi koji im se klanjaju; pokretali su svirače koji su usto i svirali. Sve to bilo je izrađeno, pokretano i upravljano mehanički. Ali ti satovi-automati radili su uvijek isto: izvodili su uvijek iste procese, proizvodili su iste scene i zvukove.

Wikipedija kaže da je 1206. godine Al-Jazari izradio jedan sat-automat kojeg se može smatrati prvim programabilnim analognim računalom. Ta programabilnost nije opisana, ali to bi trebalo značiti da se taj automat moglo na neki način unaprijed "programirati" kako da se ponaša, odnosno kakav proces ("predstavu") da izvodi. Takve tvrdnje o "prvim računalima" su uvijek stvar interpretacije i drugi se često ne slažu s njima. U svakom slučaju, programabilnost je glavna

21

odlika strojeva koje nazivamo računalima. Zato je Al-Jazarijev sat-automat nazvan prvim računalom; da li je taj stroj bio analogan ili digitalan, to je ovdje manje bitno.

Danas sve izgleda programabilno, od strojeva za pranje rublja na dalje. To ne znači da su sve naprave postale računala, ali to znači da sve više naprava sadrži neke elemente računalnog sustava.

Prvi programabilni strojevi u proizvodnji bili su tkalački strojevi. Kaže se da je 1801. godine Joseph M. Jacquard uveo sustav za upravljanje radom tkalačkog stroja, koji je omogućavao da se stroj programira na način da "automatski" plete vrlo složene uzorke platna. Rad toga tkalačkog stroja programiralo se pomoću sustava rupa na traci koja je upravljala njegovim radom: raspored rupa određivao je način rada stroja. Jacquard je kasnije zamijenio bušenu traku (koja se ponekad prekine) sa sustavom bušenih kartica. Taj tkalački stroj naziva se pretečom računala, jer se pomoću bušenih traka i bušenih kartica vršilo unos programa i podataka u računala, u ranim fazama njihova razvoja. Kažemo u ranim, a ne u prvim, jer se sa prvim računalima upravljalo na razne načine, često i sa prespajanjem određenih veza (žica); spomenimo da prikazi tih računala redovito propuštaju precizno opisati te stvari.

Kaže se da je 1837. godine Charles Babbage definirao prvo potpuno programabilno mehaničko računalo, koje je nazvao analitičkim strojem (analytical engine). Babbage se redovito navodi kao začetnik razvoja i gradnje računala; s time u vezi spomenimo slijedeće.

Navođenje točne godine "definiranja" prvog računala je problematično, jer Babbage je radio na razvoju svog stroja cijeli život i mijenjao je njegovu strukturu. Drugo, Babbageov stroj nije dovršen (nije proradio) za njegova života; prema njegovim nacrtima, mehaničko računalo sastavio je netko drugi mnogo kasnije, zato da vidi da li bi Babbageovo mehaničko računalo zaista radilo dobro; navodno se pokazalo da to računalo radi dobro. Babbageovo računalo bilo je mehaničko jer tada još nisu postojali elektronički elementi od kojih se takav stroj moglo sastaviti. Ali u to vrijeme počeli su se razvijati takvi elementi. Podsjetimo da je 1837. godine izvedena demonstracija Morseovog električnog telegrafa, što znači da su neki električni elementi počeli nalaziti upotrebu, makar i kao dopuna mehaničkih naprava.

Navodi se više razloga zašto Babbage nije uspio dovršiti svoje računalo. Neki kažu da je previše mijenjao njegov oblik (strukturu), tako da nije stigao dovršiti proizvod. Kaže se da nije imao dovoljno novaca da ga dovrši; mehaničke elemente trebao je netko izrađivati; nije dovoljno samo zamisliti stvar na dobar način. Treći kažu da je Babbageov stroj bio previše složen i da je zahtijevao vrlo preciznu izradu mehaničkih dijelova, kakvu nije bilo moguće postići sa alatima onoga doba. Ne kaže se da je porast interesa za elektromehaničke naprave doveo do pada interesa za Babbageov mehanički stroj, ali to je mogao biti jedan od razloga da Babbageov stroj ne bude napravljen. Naime, mogućnosti elektromehaničkih naprava pokazivale su da sama mehanika vjerojatno nije najbolje sredstvo za razvoj računalnog stroja.

Prve bušene trake služile su za upravljanje radom strojeva (posebno tkalačkih). Koncem 1880ih godina, Herman Hollerith upotrijebio je takve trake za zapisivanje podataka i za unos podataka u proces računanja. U potonjem slučaju, stroj čita bušenu traku, ali njene sadržaje ne interpretira kao naredbe o tome što/kako treba da radi, nego ih interpretira kao podatke koje treba obraditi na način koji je definiran s nekim programom. Sam program (sa kojim se definiralo proces obrade podataka) mogao je isto tako biti unijet u stroj pomoću bušene trake, ali to ovdje nije bitno.

22

Ovdje je bitno da su unijeti sadržaji interpretirani kao podaci koje treba obraditi; to jest, sa kojima treba nešto izračunati.

Hollerith je u početku koristio bušenu traku, ali je zatim prešao na bušene kartice. Za upotrebu takvih kartica trebalo je napraviti stroj koji buši kartice; to može biti stroj sličan većem stroju za pisanje, koji ispod pisanog broja (znaka) buši stupac rupica (na kartici) sa kojim se taj broj (znak) zapisuje ("kodira") na način koji može čitati neka naprava; takvi strojevi zvali su se bušilice. Trebalo je napraviti i stroj koji čita bušene kartice i pročitane sadržaje (podatke) unosi u računalo; takav stroj nazivao se čitačem kartica.

Računalni sustav kojeg je razvio Hollerith pokazao se vrlo učinkovitim kod obrade podataka koji su sakupljeni kod popisa stanovništva 1890. godine u SADu. Hollerithova tvrtka koja je izvela tu obradu podataka, postala je nakon toga "jezgra" oko koje je razvijena tvrtka IBM.

Alan Turing smatra se začetnikom računarske znanosti. Turing je 1936. godine definirao teorijski model računalnog stroja, koji je kasnije nazvan Turingov stroj, odnosno Turingov univerzalni stroj jer takav stroj može izračunati sve što je izračunljivo. To nije bio nacrt stroja prema kojem bi bilo prikladno napraviti računalo, nego je to bio čisto teorijski model jednog programabilnog automata koji može izračunati sve što je izračunljivo. Pitanje što je sve izračunljivo je problematično, ali sa tim pitanjem se ovdje ne možemo baviti. Dakle, Turingov stroj je jedan matematički model, koji je bitan u teorijskom smislu, ali nije prikladan za izravnu realizaciju.

Postoji više kandidata za naziv prvog "pravog računala" koje je zaista radilo; kod svakog od tih kandidata ističe se neko svojstvo zbog kojeg ga netko može smatrati prvim pravim računalom. U nastavku navodimo glavne kandidate za taj naziv: Z3, Colossus i ENIAC.

Konrad Zuse napravio je (u Njemačkoj) seriju "Z strojeva"; povijesni prikazi o tome nisu naročito precizni. Kaže se da je Zuseov stroj Z1 napravljen 1936. godine; za njegov stroj Z3, koji je dovršen 1941. godine, kaže se da je bio "prvo pravo računalo koje je zaista radilo". Taj stroj koristio je binarnu aritmetiku (dakle, računao je sa binarnim zapisima brojeva) i bio je u znatnoj mjeri programabilan. Inače, binarni brojevni sustav definirao je Leibniz još 1703. godine. Prvi kalkulator (ne računalo) koji je radio sa binarnom aritmetikom napravio je George Stiblitz 1937. godine.

Kaže se da je Zuse razvio i prvi prototip visokog programskog jezika, kojeg je nazvao Plankalkul. Na koncu Drugog svjetskog rata, Zuse je radio na razvoju svog računala Z4. Nakon rata Zuse je radio za tvrtku IBM, a kasnije za tvrtku Rand Corporation.

Britansko računalo Colossus razvijeno je 1943. godine, za ratne potrebe. To računalo nije bilo naročito programabilno jer je bilo namijenjeno izvođenju samo jednog posla: dešifriranju šifriranih poruka Njemačke vojske (bilo je to vrijeme Drugog svjetskog rata). Kaže se da je na tom poslu radio i Alan Turing, kao i da je Colossus bio izrazito uspješan u dešifriranju poruka. Ali s obzirom da je to računalo bilo namijenjeno izvođenju samo jedne vrste posla, neki ga ne smatraju "pravim računalom", jer pravo računalo treba omogućavati izvođenje raznih vrsta obrade podataka.

Godine 1943. u Ballistic Research Laboratory u SADu, počeo je rad na razvoju računala ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer), koje je dovršeno koncem 1945. ili početkom 1946. godine (postoje različiti podaci). Računalo ENIAC koristilo je dekadsku

23

aritmetiku (ne binarnu); za to računalo se kaže da je bilo prvo pravo elektronično računalo opće namjene. To da je bilo opće namjene trebalo bi značiti da taj stroj nije bio namijenjen izvođenju nekog specifičnog posla (kao što je to bio Colossus), nego da se ga je moglo programirati da izvodi razne procese računanja i da je tako mogao izvoditi širok spektar obrada podataka. Ali u nastavku se kaže da je kod ENIACa promjena programa uključivala i ručno prespajanje žica, a to nije ono što se obično naziva programiranjem.

Za računala koja smo spomenuli iznad, nije naveden precizan opis na koji način ih se programiralo, na koji način se u njih unosilo podatke, ni na koji način su ta računala ispisivala rezultate svojih računanja. Program se općenito sastoji od definicija oblika podataka i od naredbi koje kazuju koje operacije treba izvoditi sa kojim podacima. Programski jezici u kojima se pišu programi, slični su prirodnom jeziku, ali u počecima nije bilo tako. Kaže se da je Zuse definirao prototip prvog (visokog) programskog jezika, ali ne kaže se na koji način je Zuse komunicirao sa svojim strojevima: kako ih je programirao, kako je unosio u njih podatke, kako je stroj ispisivao rezultate svog rada (računanja).

Rasprave oko toga koje je računalo bilo prvo "pravo računalo" vode se upravo oko pitanja komunikacije čovjeka i računala. Dakle, o tome u kojoj mjeri se moglo programirati rad nekog računala i na koji način se to činilo; kako su se unosili (učitavali) podaci i iznosili (prikazivali) rezultati. Prikazi prvih računala govore vrlo malo o tim stvarima. Temeljno svojstvo strojeva koje nazivamo računalima je upravo velika mogućnost programiranja načina njihova rada. Zato postoje tvrdnje da prvim pravim računalom treba smatrati tek računalo ESDAC, koje je razvijeno 1949. godine u Velikoj Britaniji i koje je po tom pitanju sadržavalo daleko veće mogućnosti nego računala koja smo naveli iznad.

John von Neuman, u svom tekstu First Draft of a Report on the EDVAC ("Prva skica izvještaja o EDVACu") definirao je 1945. godine osnovnu strukturu računalnog sustava. Takvu strukturu prihvatili su drugi koji su radili na razvoju računala; ta osnovna struktura održala se do danas, tako da se današnja računala nazivaju "von Neumanovim" računalima. Prema von Neumanovom modelu računalnog sustava, računalo treba omogućiti da se u njega pohrani program (ili više programa). Rad računala se onda odvija na taj način da jedna jedinica čita pohranjeni program i upravlja radom hardvera. To konkretno znači da hardver izvodi one operacije koje su zadane (definirane) naredbama toga programa. Računalo EDVAC (iz von Neumanovog izvještaja) je omogućavalo pohranjivanje (zapisivanje) programa; u to vrijeme, računala sa takvim načinom rada razvijali su i drugi u Americi i Engleskoj.

Spomenimo da se već odavno radi na razvoju računala koja se zasnivaju na modelu neuronskih mreža i masovnom paralelnom procesiranju (kako to radi mozak); neki takva računala nazivaju Darwinovim računalima. Na mogućnost razvoja takvih računala ukazao je već von Neuman, ali ta vrsta računala ne nalazi široku primjenu; postoje mišljenja da takav model računala nije (i neće biti) prikladan za široku upotrebu, zbog razloga s kojima se ovdje ne možemo baviti.

Prva računala bila su glomazna. ENIAC je težio 30 tona i zauzimao je prostor jedne gimnastičke dvorane; sadržavao je preko 17.000 vakumskih cijevi i 70.000 otpornika. Ti elementi bili su međusobno povezani sa desecima tisuća žica. Današnja računala imaju mnogo više elemenata i veza, koji (zajedno) izvode iste vrste operacija, ali su ti elementi mnogo manjih

24

dimenzija. To je postignuto novim načinima (tehnologijama) izrade elektroničkih elemenata, kao i novim načinima međusobnog povezivanja tih elemenata.

Prva računala su razvijana i korištena uglavnom za vojne potrebe, za razna zahtjevna i opsežna računanja, za izračunavanja trajektorija projektila i slično. Gospodarske tvrtke dugo vremena nisu pokazivale interes za računala, koja su tada bila relativno vrlo skupa. Prvo komercijalno računalo proizvedeno je 1951. godine i zvalo se UNIVAC-1.

Sredinom 1950ih godina, računala su postala normalnim industrijskim proizvodom, ali nisu bila u masovnoj upotrebi. U razdoblju od 1945. godine do konca 1955. godine u svijetu je bilo proizvedeno svega 250 računala. Ogromna većina tih računala bila je namijenjena državnim ustanovama, prvenstveno vojnim i istraživačkim; samo su neke tvrtke u tom razdoblju odlučile kupiti tu novu vrstu stroja. Osim što su ti strojevi bili skupi, tada još uglavnom nije postojao prikladan softver za one obrade podataka koje se obično izvode u gospodarstvu i poslovanju.

Glavni element u gradnji prvih računala bile su vakumske cijevi (koje su uvedene 1907. godine). Tranzistor je razvijen 1947. godine, kada su računala još bila u ranoj fazi razvoja. Prvo tranzistorsko računalo izrađeno je 1953. godine, ali vakumske cijevi koristile su se u izradi računala desetak godina nakon pojave tranzistora; vakumske cijevi su s vremenom ipak zamijenjene tranzistorima. Time su računala postala mnogo manjih dimenzija, brža i pouzdanija u radu (bilo je manje kvarova), jeftinija u proizvodnji i trošila su mnogo manje energije.

Podaci o počecima izrade integriranih sklopova variraju, od konca 1950ih godina, do početka 1970ih godina. Jedan integrirani sklop sadrži velik broj osnovnih elemenata, koji su međusobno povezani na takav način da tvore jednu cjelovitu jedinicu koja izvodi određene operacije. Dakle, pomoću posebnih kemijskih procesa, umjesto zasebnih elektroničkih elemenata, proizvode se "blokovi" koji sadrže velik broj međusobno povezanih elemenata, koji kao cjelina (sklop) obavljaju određene operacije i procese obrade podataka.

Broj elemenata u integriranim sklopovima stalno raste i doseže više milijuna. Integrirani sklop koji sadrži cijelu procesnu jedinicu računala (CPU) naziva se mikroprocesor. Kaže se da je prvi integrirani sklop napravljen 1957. godine, a da je prvi mikroprocesor proizvela tvrtka Intel 1971. godine.

Električni elementi i sklopovi postaju stalno sve manjih dimenzija i sve učinkovitiji; njihova masovna upotreba omogućila je velik pad njihove cijene. Integrirani sklopovi koji izvode razne upravljačke operacije (procese) počeli su se ugrađivati u mnoge naprave, od raznih aparata za domaćinstvo i igračaka na dalje. Jeftiniji i učinkovitiji elementi od kojih se sastoje računala doveli su do stalnog opadanja cijena računala u odnosu na njihove rastuće performanse.

Sredinom 1970ih godina počelo se razvijati mala računala; početkom 1980ih godina počelo je naglo širenje takvih računala, poznatih pod nazivom "osobno računalo". Današnji mobiteli imaju sve više osobina računala; "napredniji" mobiteli su više računala nego telefoni.

Prva "mala računala" zvala su se mikrokompjuteri. Prvo takvo računalo napravljeno 1975. godine, a zvalo se Altair. Stephen Wozniak i Steven Jobs osnovali su 1976. godine tvrtku Apple Computers; njihova mikroračunala Apple I i Apple II postigla su ogroman komercijalni uspjeh.

25

IBM je proizveo svoje mikroračunalo 1981. godine i nazvao ga osobnim računalom (personal computer - PC); to je onda postao opće prihvaćen naziv za mala računala. IBMovo osobno računalo bilo je uvelike sastavljeno od dijelova koje su za IBM proizvodili drugi proizvođači, što je olakšavalo kopiranje IBMovog računala od strane drugih proizvođača širom svijeta. Time je IBM gubio tržište za svoj proizvod, ali je na taj način njegovo osobno računalo postalo svjetskim standardom u području osobnih računala.

Skup programa koji upravljaju izvođenjem operacija svih jedinica računalnog sustava, naziva se operacijskim sustavom. Paul Allen i Bill Gates, koji su izradili operacijski sustav za prvo mikroračunalo Altair, osnovali su 1975. godine tvrtku Microsoft. Godine 1980. IBM je dao tvrtki Microsoft da izradi operacijski sustav za njegovo buduće osobno računalo. Time počinje nagli rast tvrtke Microsoft, čiji su se softverski proizvodi intenzivno širili zajedno sa osobnim računalima, onima od IBMa, kao i njihovim kopijama ("klonovima").

Tvrtka Apple Computers proizvela je 1984. godine računalo Macintosh, koje je bilo prvo računalo sa kojim se moglo komunicirati (upravljati) pomoću grafičkog sučelja sa ikonama. Time je ujedno počela široka upotreba miša, na čijem su razvoju radilo ranije, ali nije bio u široj upotrebi.

U počecima, za osobna računala nije postojalo mnogo aplikacijskog softvera, tako da ljudi nisu imali mnogo razloga da ih kupuju. Ali razvoj dobrih uređivača teksta pretvorio je osobno računalo u izvrstan pisaći stroj, koji omogućava lako ispravljanje, kopiranje i slično.

Slijedio je razvoj brojnih drugih programa za osobna računala, posebno programa za razna računanja i za igre. Razvoj i širenje Interneta otvorili su jedan ogroman prostor primjene osobnih računala.

Temeljno svojstvo računala kao strojeva je to da njihovim radom upravljaju programi. Ukratko, program je niz stavaka (napisanih u nekom programskom jeziku) sa kojim se definiraju oblici podataka i zadaju operacije koje se izvode sa tim podacima. Stavci programa nazivaju se i naredbama programa. Grupe stavaka nazivaju se procedurama. Program se izvodi tako, da se izvode njegovi stavci i procedure; pritom neki stavci pokreću izvršenje operacija, a drugi pokreću izvršenje procedura.

Programi mogu biti kratki i sastojati se od svega nekoliko stavaka, ali mogu biti i veliki i sadržavati više milijuna stavaka. Softverski sustavi (proizvodi, alati) obično se sastoje od više tisuća programa, koji su povezani u jednu cjelinu; pritom svaki od tih programa izvodi neki određeni dio procesa kao cjeline. Među takve softverske sustave spadaju operacijski sustavi, uređivači teksta, web preglednici i mnogi drugi softverski alati.

Jedan opsežan sustav može pisati velika grupa programera više godina. Tako veliki sustavi uvijek sadrže i poneku grešku. Greške sa nastoje otkriti i otkloniti u postupku razvoja i testiranja programa, ali poneka greška ostane neotkrivena. Greška ne mora imati nikakav naročit učinak, ako se nalazi u dijelu programa koji provjerava da li je nastupilo neko stanje koje ne nastupa praktički nikad (ali takva provjera je potrebna, ako takvo stanje može nastupiti). Greške u programima nazivaju se "bugs" ("bube", stjenice; neispravnosti).

Programi se pišu u visokim programskim jezicima, koji su obično bliski prirodnom jeziku (to jest, jeziku kojim govore ljudi). Bitna osobina programskih jezika je da su precizno definirani na razini sintakse (oblika zapisa) i na razini semantike (značenja stavaka), što prirodni jezik često nije.

26

Prije izvođenja, izvorni program (pisan u visokim programskom jeziku) prevodi se na strojni jezik onog stroja na kojem se program treba izvoditi. To prevođenje izvodi poseban program koji se naziva prevodilac ili kompajler (compiler). Postoje jezici koji se nalaze između visokih programskih jezika i strojnih jezika; ti jezici nazivaju se asembleri. Asembleri su jezici "bliski strojnim jezicima", ali su još uvijek čitljivi ljudima jer se u njima operacije zapisuju pomoću kratica (ADD, SUB, JUMP, ...). Izvorni program može se prevesti na neki asembler; taj zapis programa može se zatim prevesti na strojni jezik; program koji izvodi takvo prevođenje naziva se asembler.

Program napisan u nekom visokom programskom jeziku može se prevoditi na različite asemblere i strojne jezike, tako da isti izvorni program može raditi na različitim računalima (hardverima). Različiti prevodioci prevode isti izvorni program na različite strojne jezike. Različita računala imaju različite strojne jezike, tako da programi koji su prevedeni na strojni jezik mogu raditi samo na onom računalu (stroju, hardveru) za kojeg su prevedeni.

Računalo se sastoji od određenog broja "osnovnih elemenata". Zavisno od toga što se uzima kao "osnovni element", u računalu može biti mnogo milijardi takvih elemenata. Ako računalo promatramo na visokoj razini apstrakcije, onda možemo reći da se takav stroj sastoji od slijedećih komponenti: (1) aritmetičko-logička jedinica (arithmetic logic unit - ALU), (2) upravljačka jedinica (control unit), (3) memorije (radne i trajne), (4) ulazne i izlazne jedinice (input/output units - I/O), i (5) sustav veza (busses) koji povezuje te komponente.

ALU, upravljačka jedinica i neki dijelovi memorije ("registri"), zajedno sa vezama među njima, uzeti zajedno tvore središnju procesnu jedinicu (central process unit - CPU). Ta jedinica se često proizvodi kao jedan integrirani sklop, koji se naziva i mikroprocesor.

Mikroprocesor izvodi naredbe programa; programi se nalaze u memoriji sustava; podaci dolaze sa ulaznih jedinica (tastature, miša, diskova, ...), a odlaze na izlazne jedinice (ekran, printer, diskove, ...).

Upravljačka jedinica čita stavke prevedenog programa (u radnoj memoriji) i na temelju njih upravlja radom hardvera; to znači, radom CPUa, kao i prijenosom podataka sa ulaznih jedinica i na izlazne jedinice.

ALU (iz CPU) izvodi operacije računanja i uspoređivanja vrijednosti. Razne jedinice računalnog sustava često imaju svoje mikroprocesore, koji vrše neka specifična računanja za potrebe rada tih jedinica. Takve procesore sadrže naprimjer I/O jedinice.

CPU može izvoditi mnogo procesa (programa) "istodobno"; CPU to obično radi na taj način da izvodi svaki od tih programa jedan djelić sekunde, i tako u krug. S obzirom da CPU izvodi više milijardi osnovnih operacija u sekundi, za korisnike to izgleda kao da se svi ti programi izvode istodobno. Ali CPU u svakom trenutku izvodi samo jedan od tih programa. Takav način rada naziva se rad sa podjelom vremena (time-sharing), ili "izvođenje više zadataka" (multitasking).

Neka računala imaju više CPUa, što omogućava da se jedan proces podijeli na više dijelova koji se izvode istodobno (paralelno), svaki dio procesa na jednoj CPU. Takav način rada naziva se multiprocesiranje (multiprocessing). Da bi se neki proces mogao izvoditi kao niz paralelnih dijelova toga procesa, struktura toga procesa treba biti takva da omogućava takvu podjelu procesa i takav paralelizam u radu. Multitasking je relativno normalan način rada; multiprocessing je rjeđa vrsta rada (procesa); takve procese je teže definirati.

27

Kaže se da postoje tisuće programskih jezika. Neki od tih jezika pogodni su za definiranje raznih vrsta procesa obrade podataka; za takve jezike kažemo da su opće namjene. Mnogi programski jezici oblikovani su na način koji je pogodan za definiranje nekih specifičnih vrsta obrade nekih specifičnih podataka; naprimjer, za obradu slika ili zvuka, ili za izradu web stranica. Neki poznati jezici opće namjene su BASIC, C++, Java i drugi. Neki jezici specifične namjene nazivaju se skriptnim jezicima; među poznate jezike takve vrste spadaju PHP, JavaScript i drugi.

8. Internet

Internet je sastavljena mreža globalnih razmjera, koja se sastoji od mnogo mreža različitih vrsta. Svaka od tih mreža može raditi zasebno (unutar svojih granica), ali u sastavljenoj mreži Internet, ove mreže su podmreže od sastavljene mreže Internet koja omogućava komunikaciju između čvorova koji pripadaju njenim različitim podmrežama.

Globalna komunikacija na razini sastavljene mreže Internet ostvaruje se pomoću dva osnovna protokola koji definiraju i ostvaruju funkcioniranje Interneta. To su protokoli IP (Internet Protocol) i TCP (Transmission Control Protocol). Tim nazivima nazivaju se formalne definicije procesa i podataka, kao i softver koji realizira te definicije i time omogućava rad Interneta. IP protokol definira jedinstven sustav adresiranja čvorova na globalnoj razini Interneta i proces nalaženja puta između udaljenih čvorova u mreži. TCP vodi računa o uspješnosti (ispravnosti) prijenosa sadržaja između komunikatora.

Računala koja se nalaze "na rubu mreže" nazivaju se domaćinima (hosts); na tim računalima rade programi koji pružaju korisnicima "usluge Interneta"; takvi programi nazivaju se serverima (ili opslužiteljima). Računala koja ostvaruju prijenos sadržaja kroz mrežu, nazivaju se usmjerivačima (routers). O računalnim mrežama i o Internetu govori se u predmetima "Računalne mreže (1 i 2)"; ovdje ne možemo iznositi podrobnije opise računalnih mreža.

O povijesti Internata ispričane su mnoge priče. U SADu postoji (ili je postojala) agencija za tehnološka istraživanja, koja se naziva ARPA (Advanced Research Projects Agency). Agencija ne izvodi istraživanja, nego pokreće i financira "napredne" istraživačke projekte, pod čime se ovdje misli na istraživanja i razvoj nekih novih stvari. ARPA ima "urede" koji se bave istraživanjem raznih stvari. Jedan od tih ureda je IPTO (Information Processing Technology Office); taj ured bavi se projektima razvoja komunikacijskih sustava. Jedan od takvih sustava bila je računalna mreže ARPANET, iz koje je kasnije nastala računalna mreža Internet.

Koncem 1969. godine ostvarena je prva veza između dvaju udaljenih računala u okviru sustava koji je trebao postati mrežom ARPANET; zato se ta godina uzima kao početak rada mreže ARPANET, čiji naziv dolazi od naziva agencije ARPA i od riječi "net" (mreža). Do konca 1971. godine u ARPANET je uključeno 15 računala iz raznih dijelova SADa.

Računalne mreže razvijale su se na više mjesta i na njihovom razvoju radilo je mnogo ljudi. Glavne elemente u razvoju mreže ARPANET - protokole IP i TCP - razvili su Vinton Cerf i Robert Kahn u razdoblju od 1973. do 1983. godine. TCP i IP su isprva bili jedan protokol, ali je taj protokol kasnije razdijeljen na dva dijela; za to su postojali razlozi jer protokoli TCP i IP obavljaju dvije različite funkcije. U vrijeme njihovog razvijanja, ti protokoli bili su u upotrebi ali

28

su još dorađivani.Od 01.01.1983. godine, TCP i IP protokol radili su na svim domaćinima mreže ARPANET,

tako da je par tih protokola (TCP/IP) postao drugi naziv za tu računalnu mrežu. Protokol IP radi na svim čvorovima računalne mreže (na domaćinima i na usmjerivačima), dok TCP radi samo na domaćinima, jer se na tim čvorovima izvode procesi upravljanja prijenosom.

Godine 1983. Ministarstvo obrane SADa, koje je pokrenulo i financiralo razvoj računalne mreže ARPANET, izgradilo je novu računalnu mrežu za vlastite potrebe, nazvanu MILNET. Stvaranjem nove mreže MILNET, postojeća mreža ARPANET predana je sveučilištima i istraživačkim institucijama. Kaže sa da je tada mreža ujedno nazvana ARPA-INTERNET.

Godine 1990. Vlada SADa zadužila je agenciju NSF (National Science Foundation) da upravlja mrežom ARPA-INTERNET. Troškovi održavanja te rastuće mreže postajali su sve veći, tako da je NSF pristupila njenoj privatizaciji. Privatizacijom računalne mreže pojavili su se privatni davatelji Internet usluga (Internet service provider - ISP), koji su ujedno investirali u novu opremu i u gradnju novih linija.

Nakon privatizacije računalne mreže ARPA-INTERNET, njen daljnji razvoj određivali su ekonomski interesi njenih vlasnika, tako da je ta računalna mreža prešla granice SADa i počela se širiti svijetom. U tom procesu, naziv ARPA-INTERNET zamijenjen je kraćim nazivom Internet.

Računalna mreža Internet se u početku koristila za prijenos raznih sadržaja, posebno pisanih poruka. Veliki poticaj širenju Interneta u svijetu dao je razvoj World Wide Web sustava. Razvoj toga sustava započeo je Tim Berners-Lee na institutu CERN u Ženevi početkom 1990ih godina.

Ukratko, taj sustav omogućava oblikovanje web stranica koje sadrže razne vrste sadržaja. Te stranice nalaze se na web serverima i dostupne su svim korisnicima web sustava u svijetu. Tako je Internet postao prostor svih vrsta javne komunikacije, više nego osobne.

Preglednik (browser) je softver koji traži određenu web stranicu od servera na kojem se stranica nalazi, prihvaća tu stranicu od tog servera, i prikazuje njen sadržaj na ekranu gledatelja (tražitelja stranice). Prvi preglednik napravili su Robert Caillian i Berners-Lee 1990. godine. Taj preglednik pušten je u javnost 1991. godine; nakon toga preglednike su počeli pisati razni proizvođači softvera. Jedan on najpoznatijih preglednika (bio) je Netscape Navigator, koji je pušten u javnost 1994. godine. Slijedeće godine pušten je u javnost Internet Explorer, a zatim i brojni drugi preglednici.

Pored preglednika, za rad sa Internetom bitna je i tražilica (search engine). To je sustav koji nalazi one web stranice koje sadrže neki zadani pojam. Postoji mnogo tražilica; jedna od starijih je AltaVista; najpoznatija je Google.

Oblikovanjem osnovne strukture mreže Internet i razvojem te mreže upravlja organizacija (ili korporacija) ICANN, koja ima sjedište u mjestu Marina del Rey u Kaliforniji. Kratica ICANN dolazi od Internet Corporation for Assigned Names and Numbers (Internetska korporacija za dodijeljena imena i brojeve). Tim nazivom htjelo se reći da ta korporacija dodjeljuje (vršne) domene internetskih adresa zadanim administrativnim područjima. Vršne domene se obično dodjeljuju državama, osim u slučaju SADa, koje imaju šest takvih domena. Naprimjer, da bi Hrvatska bila uključena u sastavljenu mrežu Internet, ICANN treba uvesti vršnu domenu "hr" i dodijeliti je Hrvatskoj. To praktički znači da svi čvorovi na području Hrvatske, koji su uključeni u mrežu Internet, dobivaju IP adrese čiji završni (ili "vršni") dio glasi "hr".

29

Tekstualne IP adrese koriste korisnici, dok je interni zapis svake takve adrese jedan niz od 32 bita; zato uz dodjeljivanje "imena" ide i dodjeljivanje "brojeva". Inače, u novoj verziji IP protokola (IPv6), ta je adresa produžena na 128 bitova, ali to ovdje nije bitno.

Tehničkim pitanjima rada i razvoja Interneta bavi se organizacija IETF (Internet Engineering Task Force - radna grupa za inženjering Interneta). IETF radi pod nadzorom ICANN, kao najvišeg (i jedinog pravog) tijela koje upravlja Internetom. IETF se bavi razvojem glavnih protokola Interneta, kao i raznih tehničkih elemenata koji su bitni za rad Interneta. Kaže se da toj grupi može pristupiti svatko tko svojim znanjem može doprinijeti njenom radu. Članove te grupe uvelike čine predstavnici onih tvrtki koje proizvode hardversku i softversku opremu za Internet; sudjelovanjem u radu te grupe, mogu utjecati na razvoj i mijenjanje protokola, uvođenje novih elemenata i usluga u tu mrežu, i druge stvari.

Pored IETFa, postoji i IRTF (Internet Research Task Force - radna grupa za istraživanje Interneta). Ta radna grupa bavi se istraživanjima koja su vezana uz rad i utjecaje računalne mreže Internet, kao i pitanjima novih mogućnosti razvoja te mreže. Dakle, IETF se bavi uglavnom tehničkim pitanjima, dok se IRTF bavi pretežno idejnim i strateškim pitanjima.

Korporacijom ICANN upravlja "međunarodni odbor direktora", ali kaže se da najveći utjecaj na rad ICANNa ima vlada SADa.

Godine 2005. osnovan je IGF (Internet Governance Forum - forum za upravljanje Internetom). Kaže se da je zadatak toga foruma da raspravlja o pitanjima vezanim za Internet, ali nije rečeno da li taj forum ima ikakve ovlasti odlučivati, ili može samo sugerirati da se nešto učini, dok odluke može donositi i provoditi u praksi samo ICANN.

Računa se da je 2010. godine Internet koristilo dvije milijarde korisnika širom svijeta.

9. Tri napomene

1. Nove tehnologije obično nalaze primjenu znatno teže nego što to može izgledati nakon što neke od tih tehnologija postignu komercijalni uspjeh i nakon što se život bez tih tehnologija počne činiti "nezamislivim". Naprave kao što su telegraf i telefon bile su sporo prihvaćane; računalnoj mreži Internet trebalo je nekoliko desetljeća da postane široko korištena. Nakon što se neka tehnologija uspije nametnuti, onda se obično širi brzo i intenzivno, ali počeci novih stvari su često spori i teški.

Počeci su izrazito teški i za tvrtke. Ljudi poznaju samo one uspješne tvrtke, ali onih drugih ima mnogo više. Rečeno je da od devet tvrtki koje se osnuju u Dolini silicija (Kalifornija), osam tvrtki propada u toku prve godine rada. Neke tvrtke propadnu nakon toga, a samo vrlo rijetke postaju vrlo uspješne, bogate i slavne.

2. Postoje stavovi da razvoj tehnologije određuje (determinira) razvoj društva i tok povijesti. Nova tehnička otkrića, od kompasa i tiskarskog stroja, do raznih oružja, televizije i mobitela, oblikuju način života ljudi i društvene odnose, kao i povijesna kretanja na globalnoj razini. Oni narodi koji imaju učinkovitija tehnološka sredstva, obično iskorištavaju ili uništavaju tehnološki slabije narode i nameću im svoju kulturu. Takav nazor, koji ističe kako tehnologija determinira (određuje) život ljudi, društvene odnose i povijesna kretanja, naziva se tehnološkim

30

determinizmom.Postoje i suprotni stavovi, koji tvrde da nagnuća ljudi i društvenih zajednica određuju

razvoj novih tehnologija. Takav stav nema ustaljeni naziv; možemo ga nazvati društvenim determinizmom, ili bolje psiho-socijalnim determinizmom. Naprimjer, zagovornik tehnološkog determinizma reći će kako je izum kompasa "donio" duge plovidbe (preko oceana), otkrića novih kontinenata, osvajanja, kolonijalizam, i slične stvari. Zagovornik društvenog determinizma reći će da je ljudska želja za putovanjem i osvajanjem dovela do razvoja kompasa, kao i do gradnje velikih brodova i raznih sredstava za navigaciju, ratovanje i osvajanje. Ovdje smo mnijenja da je psiho-socijalni determinizam bliži istini. Ne osvajaju (neki) ljudi druge zemlje samo zato što imaju oružje, nego grade oružje zato što žele osvajati.

3. Postoje stavovi da je razvoj informacijske tehnologije u drugoj polovici dvadesetog stoljeća revolucionarno promijenio životni prostor ljudi, način njihova rada i življenja. Pritom je ta revolucionarna promjena donijela ljudima mnoge povoljne i mnoge nepovoljne novosti: otvorila je ljudima velike mogućnosti, ali je ujedno postavila pred njih velike zahtjeve.

Postoje i suprotni stavovi, koji tvrde da razvoj suvremene informacijske tehnologije nije revolucionaran događaj (ili povijesno razdoblje), nego da je to samo jedan korak u linearnom razvoju Zapadne civilizacije. Naime, u toj civilizaciji već nekoliko stoljeća stalno raste utjecaj i učinak znanosti i tehnologije, tako da promatrano u tom kontekstu, novije razdoblje nije donijelo revolucionarne promjene u taj prostor.

Za svaki od tih dvaju stavova mogu se naći valjani argumenti; o tim i sličnim pitanjima, postoje brojne rasprave s kojima se ovdje ne trebamo baviti. Ovdje smatramo da evolucijsko viđenje razvoja znanosti i tehnologije (u zadnja tri stoljeća) bolje odražava stvarno stanje stvari.

Nadalje, smatramo da su stariji elementi informacijske tehnologije, kao što su telefon, film i televizija, donijeli veće psihološke i društvene promjene nego što su to učinili Internet i mobitel. Naprimjer, mogućnost razgovora s nekim na drugom kontinentu bio je mnogo veći događaj nego što je to mogućnost razgovora u pokretu. Internet je beskrajno šarenilo sadržaja, od kojih ogromna većina nije naročito zanimljivaa, a nije ni kvalitetna. S druge strane, film je omogućio ljudima da gledaju i slušaju ljude koji su živjeli negdje daleko ili su umrli davno. To ipak izgleda uzbudljivije nego današnji "tvitovi" i slične stvari.

+

31