Основи информатике - kpu.edu.rs sa predavanja... · Bulova algebra ima veliki značaj i primenu u razvoju savremenih računarskih sistema. Istorijat • Ideja računara

ОСНОВИИНФОРМАТИКЕ

УВОД У ИНФОРМАТИКУ

• Историја развоја рачунарских система• Информатичка писменост• Теорија информација• Теорија система• Системска анализа и моделирање

ОРГАНИЗАЦИЈА И АРХИТЕКТУРАРАЧУНАРА

• Организација рачунараПроцесорМеморијеУлазно-излазни уређаји

• Архитектура рачунара

СИСТЕМСКИ СОФТВЕР

Оперативни системи• Подела оперативних система• Функције оперативних система• Коришћење оперативних система• Датотеке и базе податакаПрограмски преводиоци

АПЛИКАЦИОНИ СОФТВЕР ИПРОГРАМИРАЊЕ

Математичке основе рачунара• Бројни системи• Операције са бинарним бројевима• Бинарно кодирање податакаТипови и структуре података

АПЛИКАЦИОНИ СОФТВЕР ИПРОГРАМИРАЊЕ

АлгоритамиПрограмски језици• Машински језик• Асемблерски језик• Виши програмски језициРазвој програма без програмирања

ИНФОРМАЦИОНИ СИСТЕМИ - ИСКомпоненте ИСДугорочни план развоја ИСФазе развоја ИС• Планирање• Анализа и дизајн• Имплементација• Функционисање и одржавање

АУТОМАТИЗАЦИЈАКАНЦЕЛАРИЈСКОГ ПОСЛОВАЊА УМУП-У

Циљеви аутоматизацијеХардвер за аутоматизацију

АУТОМАТИЗАЦИЈАКАНЦЕЛАРИЈСКОГ ПОСЛОВАЊА УМУП-УАпликације за аутоматизацију• Процесор текста• Табеларни прорачуни• Графички едитор• Управљање и планирање радног времена• Електронска пошта• Мултимедијалне апликације

РАЧУНАРСКЕ МРЕЖЕ

Класификација рачунарских мрежаКомуникациони хрдверКомуникациони софтверОснове рачунарске мреже МУП-аОснове Интернета

ISTORIJA RAZVOJA RAČUNSKIH SREDSTAVA I RAČUNARSKIH SISTEMA

Istorijat

• ABAKUS je korišćen pre oko 3000 godina u Aziji, na Dalekom Istoku. Koristili su ga i Stari Grci i Rimljani. Koristi se i danas.

• PRVI MEHANIČKI KALKULATOR je konstruisao francuski filozof i matematičar B. Paskal (1623 - 1662) 1642. godine. Ovaj kalkulator je mogao da obavlja samo operacije sabiranja i oduzimanja. Razvoj kalkulatora traje do današnjih dana.

Istorijat

• Lajbnic (1646 - 1716) je uradio automatizaciju aritmetičke operacije množenja, takođe na mehaničkom kalkulatoru, tako što je konstruisao kalkulator sa sistemom zupčanika.

• Lajbnicova mašina je mogla da sabira, oduzima, množi i deli brojeve koji su imali od 5 do 12 cifara.

Istorijat

• Čarls Bebidž (1791 - 1871), profesor matematike na Kembridžu - tvorac “diferencne mašine”.

• Mehanička mašina - izračunavala vrednosti polinoma i koristila se kao pomoć pri izradi matematičkih tablica.

• Analitičke mašina - nažalost nije realizovana. Međutim, najvažnija je Bebidžova ideja da potpuno automatizuje proces računanja, odnosno da se mašinom upravlja programskim putem.

• Koncepcijski “analitička mašina” je imala memoriju za čuvanje podataka, aritmetičku i upravljačku jedinicu, ulaznu i izlaznu jedinicu.

Istorijat

• BULOVA ALGEBRA je nastala zahvaljujući engleskom matematičaru Džordžu Bulu, koji je 1854. godine u svojoj knjizi “Zakoni mišljenja” objavio svoj prvi rad iz ove oblasti. Bulova algebra ima veliki značaj i primenu u razvoju savremenih računarskih sistema.

Istorijat

• Ideja računara sa relejnim elementima je stvorena 1937. godine od strane H. Ajtkena (Howard Aitken) na Hardvarskom univerzitetu.

• Implementirana 1944. godine i takav računar je nazvan automatski sekvencijalno kontrolisan kalkulator.

• Operacija množenja na ovakvom računaru je trajala oko 3 sekunde.

Istorijat

• ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator) je konstruisan 1946. godine i to je prvi računar koji predstavlja početak savremene računarske istorije.

• Implementacija računara je - primenom tehnologije elektronskih cevi.

Istorijat

• John von Neumann je predložio da se u unutrašnjoj memoriji računara pored podataka memorišu i instrukcije.

• UNIVAC-I (Universal Automatic Computer) -prvi računar koji se 1951. pojavio na tržištu sa realizovanom idejom von Neumann-a.

GENERACIJE RAČUNARA

• Razlikujemo četiri ili pet generacija računara.

• Pripadnost nekoj generaciji računara se utvrđuje na osnovu upotrebljene tehnologije.

I GENERACIJAod sredine četrdesetih do sredine pedesetih ili 1939 – 1958Klod Šenon je 1948. godine formulisao moderno shvatanje procesa komunikacije u svom radu “Matematička teorija komunikacije”.Tjuring je 1950. godine ustanovio kriterijume za Tjuringov test mašinske inteligencije.Računari I generacije su koristili tehnologiju vakuumskih cevi. UNIVAC računari i IBM računari serije 700

I GENERACIJAZasnovani su na elektromehaničkim komponentama i elektronskim cevima.Programi su pisani na mašinskom jeziku. Softverska tehnologija je bila primitivna.Nastanak asemblera koji su prevodili simboličke kodove u mašinske kodove.U svetu je bilo oko 2500 ovakvih računara koji su najčešće korišćeni u vojsci, državnim službama i naučnim institutima.

II GENERACIJAod sredine pedesetih do početka šezdesetih, (preciznije 1959 – 1964)Umesto tehnologije vakuumskih cevi korišćena je tehnologija tranzistora. Takođe, korišćen je i bolji softver. Nastaju prvi viši programski jezici i prevodioci: FORTRAN, ALGOL 60, Lisp, COBOLMemorija se realizuje na bazi magnetnih jezgara. Koristi se tehnologija diskretnih dioda i tranzistora.

II GENERACIJAUvodi se hardverska realizacija operacija u pokretnom zarezu, što je poboljšalo performanse računara.Uvode se U/I procesori.Pojavljuju se prvi elementi paralelizma u radu procesora i ostalih jedinica računara.Početkom šezdesetih godina u svetu je bilo preko 18000 računara.

III GENERACIJAod prve četvrtine šezdesetih do početka sedamdesetih godina 20. veka (preciznije 1965. –1971.)Osnovna karakteristika treće generacije računara je primena integrisanih kola umesto tehnologije tranzistora.Pojavljuju se novi programski jezici: Algol 68, Simula, C, …Počeli su da se koriste prvi telekomunikacioni sateliti.

III GENERACIJAPropusna moć računarskih sistema se povećava (broj operacija u jedinici vremena).Uvode se operativni sistemi.Primenjuju se integrisana kola, poluprovodničke komponente i poluprovodničke memorije.Počinje intenzivno korišćenje paralelizma između procesora i U/I operacija.Nastaje programski jezik B iz koga je razvijen programski jezik C.

IV GENERACIJAod početka sedamdesetih do kraja osamdesetih godina 20. vekaMemorija: 1 KB, 4 KB, 16 KB, 64 KB, 256 KB, 1MB, 4 MB, 16 MB, 64 MB, 256 MB do 1GBGustina memorijskih čipova raste.Gustina procesorskih čipova raste.LSI (Large Scale Integration) tehnologija –100 do 5 000 tranzistora po čipu

IV GENERACIJAProcesor se realizuje na jednom čipu.Memorija sa magnetnim jezgrom se u potpunosti zamenjuje poluprovodničkom memorijomDolazi do razvoja različitih arhitektura računarskih sistema sa paralelnom obradom.Razvoj programskog jezika C i operativnog sistema UNIX.Razvijaju se jezici vrlo visokog nivoa – PROLOG (deklarativni stil programiranja).

V GENERACIJAVećina autori smatra da peta generacija počinje od kraja osamdesetih.VLSI (Very Large Scale Integration) tehnologija. Odnosi se na gustinu pakovanja tranzistora i drugih elemenata integrisanog kola i njihovih međusobnih veza. Smatra se da veoma visok stepen integracije obuhvata od 5 000 do 50 000 komponenataULSI (Ultra Large Scale Integration) tehnologija.Trenutno najveća moguća gustina pakovanja komponenata (tranzistori i drugi elementi) na integrisanom kolu. "Ultra visoki stepen" nije precizno definisan, ali se obično smatra da se odnosi na integrisano kolo koje sadrži više od 100 000 komponenata.

V GENERACIJAJedinica centralnog procesora (CPU) na jednom čipu. Savremeni mikroprocesor može da sadrži preko milion tranzistora u paketu integrisanih kola čija je površina približno 1 kvadratni inč. Mikroprocesori su srce svih personalnih računara. Kada se mikroprocesoru dodaju memorija i napajanje prisutni su svi delovi, izuzev periferijskih uređaja, potrebni za računar.Operativna memorija: preko 1GB

OD SUPERRAČUNARA DO MIKRORAČUNARA

Superračunar“MainFrame” računarMiniračunariRadne staniceMikroračunari

TEHNOLOŠKI TRENDOVIParalelno procesiranje

Korišćenje više računara istovremeno za rešavanje istog problema (ili računar može da ima više procesora koji rade istovremeno).Metod obrade na računarima sa dva ili više procesora koji rade istovremeno. Paralelna obrada se razlikuje od višeprocesne obrade po načinu raspodeljivanja zadatka na raspoložive procesore.

TEHNOLOŠKI TRENDOVIParalelno procesiranje

Kod višeprocesne obrade proces se deli u sekvencijalne blokove, pri čemu jedan procesor upravlja pristupom bazi podataka, drugi analizira zadatke, a treći upravlja grafičkim izlazom na ekran. Programeri za sisteme sa paralelnom obradom moraju zadatak da podele tako da bude manje ili više ravnomerno raspodeljen između raspoloživih procesora.

TEHNOLOŠKI TRENDOVIDistribuirano procesiranje

Način obrade informacija gde posao obavljaju zasebni računari povezani preko komunikacione mreže. Raspodeljena obrada se obično kategoriše kao:• prosta raspodeljena obrada ili • prava raspodeljena obrada.

TEHNOLOŠKI TRENDOVIDistribuirano procesiranje

Prosta raspodeljena obrada deli opterećenja na računare koji međusobno komuniciraju. Kod prave distribuirane obrade, zasebni računari obavljaju različite zadatke na takav način da njihov kombinovani rad doprinosi opštem cilju. Ovaj tip obrade zahteva visoko strukturirano okruženje koje omogućava komunikaciju hardvera i softvera, zajedničko korišćenje resursa i slobodnu razmenu informacija

TEHNOLOŠKI TRENDOVI“Downsizing”

Mreže mikroračunara, kooperativno procesiranje.Pomeranje sa mainFrame i mini računarskihsistema na mikroračunarske sisteme. Seoba sa većih računarskih sistema u jednoj organizaciji, kao što su veliki računari i miniračunari, na manje sisteme, najčešće radi uštede i prelaska na noviji softver.

TEHNOLOŠKI TRENDOVI“Downsizing”

Manji sistemi su najčešće sistemi klijent/server:• sastavljeni od personalnih računara, radnih stanica i

nekih nasleđenih sistema, kao što je veliki centralni računar,

• povezanih u jednu ili više lokalnih ili regionalnih računarskih mreža

TEHNOLOŠKI TRENDOVISuperčipovi

Superčipovi – specijalni namenski čipovi

DUŽINA REČI, ŠIRINA MAGISTRALE, BRZINA TAKTA

• Dužina reči je broj bita koji mogu biti procesirani odjednom.

• Širina magistrale je broj bita koji mogu biti preneti odjednom.

• Brzina takta procesora se meri u megahercima (MHz) i gigahercima (GHz).

KAKO SU PODACI PREDSTAVLJENI U RAČUNARU?

• Koristi se binarna notacija – dva stanja 1 ili 0• Binarna cifra (1 ili 0) se zove bit.• Karakteri i simboli su predstavljeni

korišćenjem različitih kodova, kao što su:• ASCII kod, • EBCDIC kod, • UNICODE i sl.

PRIMERI PROBLEMA – PRIMENJENA TEHNOLOGIJA

• Predugo vreme odziva• Zastarela oprema• Softverske greške (“bug“-ovi)• Softver je komplikovan za korišćenje (nije “user

friendly“)• Loše projektovan softver (ne radi ono što se očekuje

da radi)• Mrežni problemi• Loše projektovana baza podataka

PRIMERI PROBLEMA – ORGANIZACIJA

• Spora promena kulture• Veština upravljanja i planiranja• Birokratske procedure• Spoljašnje okruženje – resursi, složenost,

turbulencija

Napredak tehnologije na primeru personalnih računara

Proširenje adresne magistrale

PRIMER ARHITEKTURE PENTIUM RAČUNARA

HIJERARHIJSKI SISTEM MEMORIJE

MAGNETNI DISK

Teorija informacija

Pojam informacije

• Informacija je inkrement znanja• povećanje ili doprinos skupu poznatih pojmova i činjenica

• Informacija zavisi od:• konteksta

• "Koliko je hleba prodato u pekari prošle nedelje?"

• predznanja primaoca informacije• "Tri." može da znači "tri tone", "tri vekne", itd. i treba znati da se radi o velikim količinama i sl.

Pojam informacije

• Prenos poruka (komunikacija)– način dolaženja do informacija

– vrlo složen problem, koji je danas samo delimično proučen

– discipline koje ga proučavaju:• psihologija, biologija, filozofija

• telekomunikacije

• informacioni sistemi

• druge discipline

Pojam informacije

• mozak prve osobe izvor informacija– izvor uvek karakteriše skup mogućih poruka

• vokalni sistem je predajnik

• deo prostora kroz koji se prenosi zvučni pritisak je linija veze ili kanal

• uho i odgovarajući nerv druge osobe predstavljaju prijemnik

• mozak druge osobe je korisnik

Pojam informacije:Količina informacije

• informacije su različitog značaja

• formalna mera za količinu informacije – entropija

• bit (binary digit) – jedinična količina informacije

• semantički aspekt informacija– značenje ili smisao poruka

– razlikuje se od jedne do druge osobe

– taj aspekt se ne uzima u obzir prilikom određivanja mere za količinu informacija

Pojam podatka

• U računarstvu: informacija ≠ podatak

• Podaci– sirove, nestrukturirane činjenice (npr. "Tri.")

– materijal za dobijanje informacija

– značenje zavisi od konteksta

• Svaki podatak karakterišu– simbol, opis i kontekst

Pojam podatka

• Primer• Kontekst

– Raspored predavanja za predmet Osnovi informatike– u zimskom semestru 2004/2005. godine

• Opis podataka: – Vreme: Četvrtak i Petak, X Klasa

• Simboli: – 0815‐1000 : V1, – 1015‐1200 : V2, – 1215‐1400 : V3

Pojam podatka

• Simboli – znaci kojima se zapisuju podaci– sintaksni aspekt – forma predstavljanja podataka

– semantički aspekt – značenje podataka / simbola

– pragmatički aspekt – akcije koje nastaju kao rezultat interpretacije informacije

Pojam podatka

• Organizovanje podataka u računaru– veličina podataka

– podaci u memoriji

– podaci na disku

– podaci u programima

• baze podataka– organizovane velike kolekcije složenih podataka

Pojam entropije

• Informacija je nešto što–ukida ili smanjuje neodređenost sistema, odnosno

– smanjuje neizvesnost promena.

Pojam entropije

• Za informacije se vezuju:– neizvesnost,

– očekivanje i

– pretpostavke

• Vrednost informacija raste kada verovatnoća pojavljivanja datog događaja opada

Pojam entropije

• Primer– “U januaru je padao sneg.“ – mala količina informacije

– “U avgustu je padao sneg.“ – veća količina informacije

• pretpostavka: severna polulopta, severni delovi

• manja verovatnoća – veća neizvesnost, manje očekivanje

Entropija i informacija

• Entropija– mera neorganizovanosti sistema

– mera za nered u sistemu

– mera neizvesnosti o podacima u prenetim porukama

– potpuni nered i potpuni red ne postoje

• Informacija– negativna vrednost entropije (Shannon),

– mera za red, izvesnost, organizovanost sistema

Informacije

• Informacije u svakodnevnom životu:– Obaveštenja– Objašnjenja– Prenošenje znanja– Naučne informacije – Tehničke informacije – Upravljačke informacije – Političke informacije – Logičke informacije

Poruke i informacije

• Pojedinačni podaci ne predstavljaju informacije

• Organizovanjem podatka u poruke dobijaju se informacije

• Poruka ima značenje samo kada postane dostupna korisnicima

• Značenje poruke zavisi od:– znanja primaoca– njegove sposobnosti da interpretira podatke

Podaci i informacije

• Za IS je bitno da je značenje podataka:– tačno zapisano

– preneto korisnicima bez ostavljanja mogućnosti za različite interpretacije

• Podaci postaju informacije u trenutku njihovog korišćenja– ako se prikupljeni podaci ne koriste,oni ne postaju informacije


• Informacije se dobijaju selekcijom i obradom podataka

• Obrada podataka – skup aktivnosti kojima se podaci transformišu u informacije


• Informacije se prikazuju u formi pogodnoj za korisnika:

PODACI PREDSTAVLJANJEAlfanumerički podaci Brojevi, slova i drugi karakteri

Podaci u vidu slike Grafički crteži i slike

Zvučni podaci Zvuk, šum, melodija

Video podaci Pokretne slike, animacije

Proces transformacije podataka u informacije

• Selekcija,

• Organizacija i

• Manipulacija (obrada)



Poželjna svojstva informacija

• raspoloživost

• jednostavnost

• blagovremenost

• mogućnost verifikacije

• mogućnost pristupa

• trajnost

zaštićenosttačnostkompletnostekonomičnostfleksibilnostpouzdanostrelevantnostadekvatnost

Poželjna svojstva informacija

• Neke željene karakteristike su međusobno protivrečne:– mogućnost pristupa i zaštita– zaštita i fleksibilnost– pouzdanost, tačnost, zaštićenost i ekonomičnost

• Kvalitetna informacija:– tačna, aktuelna, blagovremena, pouzdana,– u potrebnoj formi i verodostojna

Vrste informacija

• Najopštija podela– naučne

– poslovne (vrlo su obimne!)

• Praktična podela– neformalne (mišljenje, rasuđivanje, iskustvo,...)

– formalne (od interesa za IS)

Vrste informacija

• Podela prema načinu prikazivanja– dokumenti

– vizuelne informacije (dijagrami, izveštaji, grafikoni,...)

– multimedijalne informacije

• Podela na osnovu načina generisanja– eksterne (izvan sistema)

– interne (u samom sistemu)• lakše su za prikupljanje i kontrolisanje

• pouzdanije su, pristupačnije i jeftinije

Vrste informacija

• Podela prema učestalosti pojavljivanja / korišćenja– jednokratne

– periodične

– povremene

• Podela prema tome na koje se vremenske događaje ili stanja sistema odnose– statističke (informacije iz prošlosti, za ranije periode)

– kontrolne (o tekućem funkcionisanju)

– planske (o budućem funkcionisanju ili događajima)

Vrste informacija

• Podela informacija prema obimu i kvalitetu– Potpune

– Nepotpune • neizvesnost se može ublažiti zaključivanjem na bazi analogije, sličnosti, indukcije, generalizacije, iskustva,...

– Preobimne • otežavaju proces komuniciranja

• poskupljuju IS

• teško je izabrati prave informacije

• povećavaju verovatnoću donošenja pogrešnih odluka

Važna pitanja pri projektovanju IS

• ko su korisnici informacija?

• koje informacije treba generisati?

• koje informacije treba čuvati?

• koje informacije treba koristiti?

Kategorije korisnika informacija

• Ljudi koji se bave rukovođenjem, upravljanjem i planiranjem

• Ljudi koji se bave naučnoistraživačkim radom

• Ljudi koji se bave proizvodnim, poslovnim i organizacionim delatnostima

• Masovni korisnici – administracija, službenici, trgovci, đaci, studenti i dr.

Vrednovanje informacija

• Različite kategorije korisnika različito vrednuju datu informaciju

• Faktori koji utiču na vrednost informacije– njena aktuelnost

– tačnost

– pouzdanost

– mera u kojoj zadovoljava potrebe korisnika

Vrednovanje informacija

• Koeficijent tačnosti informacija:– Količnik

• broja tačnih informacija i

• broja generisanih informacija

KOMPONENTEINFORMACIONIH

SISTEMA

Osnovne komponente

• Najčešće se navode četiri osnovne komponente:• Obrada podataka,• Metode i tehnologije za transformisanje podataka u

informacije,• Sistemska analiza i• Postupci (tehnike) modelovanja.

Obrada podataka

• Prikupljanje,• Prenošenje,• Čuvanje,• Struktuiranje,• Menjanje i• Distribucija.

INFORMACIONI SISTEM

• skup procesa i operacija:– za obradu podataka i – distribuciju informacija – u okviru datog sistema (ustanova, preduzeće,

institucija, ...) • Pored toga IS uključuje:

– metode po kojima se to radi– opremu koja se u te svrhe koristi i – ljude koji se tim aktivnostima bave.

Karakteristike informacionih sistema

• Ljudi

• Oprema

• Komunikacioni medijumi

• Baze podataka

• Ulazi

IzlaziPostupciCiljeviDinamikaOgraničenjaKontrola

Upravljanje pomoću informacija

Komponente informacionogsistema

Povratna sprega – kritična za uspešnost celog sistema.

Komponente informacionog sistema

• Komponente informacionog sistema zasnovanog na radu računara:• Hardver

• Softver

• Baze podataka

• Telekomunikacije i računarske mreže

• Ljudi

• Procedure


• Hardver je oprema koja se koristi za aktivnosti ulaza, izlaza i procesiranja.• Primeri: tastature, skeneri, mikrofoni, procesori, monitori, štampači itd.

• Softver se odnosi na računarske programe koji kontrolišu operacije računarskog hardvera.


• Baze podataka – kolekcije (skupovi) činjenica i informacija organizovanih za pristup korisnika.

• Telekomunikacije ‐ elektronski prenos signala.


• Mreže su kolekcije međusobno povezanog hardvera za telekomunikacije.

• Ljudi – osobe koje kreiraju, upravljaju, izvršavaju i održavaju informacione sisteme, kao i krajnji korisnici informacionih sistema.


• Procedure – strategije, politike, pravila i metode za korišćenje informacionog sistema zasnovanog na radu računara.

• Procedure bi trebalo da obuhvate pitanja kao što su: • Koliko često raditi backup?• Šta uraditi kada nestane električno napajanje?• Šta uraditi u slučaju pada računarskog sistema?• . . .

Arhitektura i organizacija računara

ORGANIZACIJA HARDVERA RAČUNARA

• Komponente računara:• Procesor- CPU (Central Processing Unit),• Primarna memorija (glavna memorija),• Sekundarna memorija,• Ulazni uređaji,• Izlazni uređaji.

Procesor• Procesor kontroliše procesiranje instrukcija. • Računska i upravljačka jedinica računara. Jedinica

centralnog procesora je uređaj koji prevodi i izvršava instrukcije.

• Veliki centralni računari i prvi mini računari sadržali su kartice sa integrisanim kolima, koje su činile jedinicu centralnog procesora.

• Jedinice centralnog procesora na jednom čipu, poznate kao mikroprocesori, omogućile su pojavu personalnih računara i radnih stanica.

Procesor

• CPU na jednom čipu:– Motorola 68000, 68020 i 68030– Intel 8086, 80286, 80386, i486, Pentium, PentiumPro, Pentium

II, Pentium III, …

• CPU (kod mikroračunara – mikroprocesor):– pribavlja– dekodira – izvršava instrukcije– prenosi informacije na druge resurse i sa njih preko glavne

putanje za prenos podataka - sabirnice.

Procesor

• Jedinica centralnog procesora je čip koji funkcioniše kao "mozak" računara.

• U nekim slučajevima, ovaj termin obuhvata procesor i memoriju računara, pa čak i šire, glavnu konzolu računara (za razliku od periferijske opreme).

Procesor

Procesor ima tri komponente:• Aritmetičko-logičku jedinicu (ALU),• Upravljačku jedinicu i• Registre.

Procesor

• Aritmetičko logička jedinica izvršava aritmetičke i logičke operacije.

• Upravljačka jedinica uzima instrukcije, dekodira ih i koordinira izvršavanjem unutar procesora.

• Registri su vrsta veoma brze memorije. U njima se nalaze instrukcija i podaci u vreme dok processor izvršava instrukciju.

Procesor• Mikroprocesor: Jedinica centralnog procesora (CPU) na jednom čipu. Savremeni mikroprocesor može da sadrži preko milion tranzistora u paketu integrisanih kola čija je površina približno 1 kvadratni inč.

• Mikroprocesori su srce svih personalnih računara. Kada se mikroprocesoru dodaju memorija i napajanje prisutni su svi delovi, izuzev periferijskih uređaja, potrebni za računar.

• Današnje najpopularnije linije mikroprocesora su familija 680x0 firme Motorola, koja snabdeva liniju računara Apple Macintosh, i familija 80x86 firme Intel, koja je u osnovi svih IBM PC, PC kompatibilnih računara.

Procesor

• Programske instrukcije se izvršavaju unutar procesora.

• Instrukcije koje se izvršavaju unutar procesora nisu ekvivalentne instrukcijama programskog koda (svaka programska linija koda može biti zamenjena nizom internih programskih instrukcija).

Procesor• Mašinski ciklus se sastoji iz dva dela: faze uzimanja i faze

izvršavanja. – U prvom delu upravljačka jedinica uzima instrukciju iz glavne memorije.

Zatim se vrši dekodiranje operacionog koda tako da procesor zna šta treba da uradi. Potrebni podaci se zatim uzimaju iz memorije i smeštaju u registar/registre.

– U drugom delu aritmetičko logička jedinica izvršava instrukciju i rezultate smešta u registre.

• Većina procesora koristi “pipelining” kako bi se ubrzalo procesiranje.– Princip rada: jedna instrukcija se izvršava, druga se dekodira, treća se uzima iz

memorije.– Pentium procesor koristi dva “pipeline”-a tako da može da izvrši dve

instrukcije u toku jednog mašinskog ciklusa.

Procesor

• Mašinski ciklus traje veoma kratko. Vreme trajanja mašinskog ciklusa se meri u delovima sekunde.

• Vreme mašinskog ciklusa se može meriti brojem instrukcija koje se izvrše u toku jedne sekunde.

Procesor

• Mere za vreme trajanja mašinskog ciklusa– Mikrosekunde,– Nanosekunde,– Pikosekunde,– MIPS (Million Instrunctions Processed Per Second)

• Ranije se jedinica MIPS koristila za “mainframe” računare i super računare. Danas se MIPS koristi kao mera za brzinu procesiranja i za “laptop” računare

Procesor• Brzina takta se meri u megahercima (MHz – milion

ciklusa u sekundi). Svaki procesor proizvodi elektronske impulse u predefinisanim i konstantnim vremenskim razmacima.

• 1 Hertz je jedan ciklus (impuls) u sekundi.• Mikrokod – interne, predefinisane elementarne operacije

datog procesora. Što je veća brzina takta, veća je brzina izvršavanja instrukcija mikrokoda.

• Ne postoji direktna veza između brzine takta koja se meri u megahercima i brzine procesiranja koja se meri u MIPS-ima.

Procesor

• Faktori koji utiču na brzinu procesiranja su:• dužina reči

– broj bita koji mogu biti procesirani odjednom• širina magistrale

– broj bita koji mogu biti preneti odjednom• brzina takta procesora (clock)

– meri se u megahercima (MHz)• vreme mašinskog ciklusa,

Procesor

• Različiti procesori ne mogu da se porede direktno.• Nekoliko testova (benchmarks) za čipove je razvijeno koji

omogućavaju poređenje procesora.• Brzina procesora je takođe ograničena fizičkim

ograničenjima.• Gordon Moore (1960) – gustina tranzistora na čipu će

se duplirati svakih 18 meseci.• Moor-ov zakon je ostao tačan do današnjih dana.

Procesor

Poboljšanja u tehnologiji:• Superprovodni metali,• Galijum arsenid (GaAr),• Optički procesori.

– Korišćenje svetlosti umesto električne struje – optički procesori.

Procesor

• Poboljšanje brzine procesiranja - karakteristika skupa instrukcija mikrokoda.

• CISC (Complex Instruction Set Computers) računari - Najpre računari su imali što veći broj instrukcija na nivou mikrokoda.

• Istraživači su pronašli da za mikrokod važi 80/20 pravilo: samo 20% instrukcija se koristilo 80% vremena.

Procesor

• Počev od 80-tih godina prošlog veka RISC(Reduced Instruction Set Computers) čipovi – manji broj instrukcija na nivou mikrokoda (minimalni

skup instrukcija na nivou mikrokoda) i – bili su brži i jeftiniji od računara sa složenim skupom

instrukcija.• Primer RISC mikroprocesora - Motorolin

PowerPC čip.

Procesor

• VLIW (Very Long Instruction Word) -Alternativni pristup za poboljšanje brzine procesiranja je povećanje dužine instrukcije, umesto smanjenja broja potrebnih instrukcija.

Procesor

• Višeprocesorski sistemi – istovremeno (paralelno procesiranje) izvršavanje više od jedne instrukcije.

• Paralelno procesiranje – najteži deo nije istovremeno procesiranje podsistema, već logičko struktuiranje problema u nezavisne delove.

Memorija

• Primarna memorija se zove još i glavna memorija. U glavnoj memoriji se nalaze programske instrukcije i podaci pre i posleizvršavanja od strane procesora.

• Sve instrukcije i podaci prolaze preko memorijskih lokacija glavne memorije.

Memorija

• Memorija: Uređaj u koji se smeštaju i iz kojeg se uzimaju informacije.

• u užem smislu, odnosi se samo na brzu poluprovodničku memoriju (RAM) direktno povezanu sa procesorom.

• u najopštijem smislu i spoljni memorijski uređaji, kao što su disk jedinica ili jednica za traku

Memorija

• Operativna memorija, glavna memorija:– memorija sa direktnim pristupom (RAM); – glavno memorijsko područje opšte namene kome

mikroprocesor direktno pristupa. • Druge memorijske mogućnosti računara, kao što su

diskovi i trake - sekundarna memorija ili pomoćna memorija.

Memorija

Trajni smeštajni medijum• Medijum za zapisivanje koji zadržava zapisane

podatke u dugim vremenskim intervalima bez električnog napajanja.

• Mastilo na papiru, ali ga je teško preneti u računar. • Magnetni medijumi: disketa ili traka.

– magnetno polje vremenom isčezava (pet ili više godina).

Memorija

• Sekundarna memorija: – bilo koji medijum za smeštanje podataka različit od

operativne memorije sa direktnim pristupom, obično: traka ili disk.

Memorija

Kapacitet memorije• Bajt (B - 8 bita),• Kilobajt (KB – 1024 bajtova),• Megabajt (MB – 1024 x 1024 bajtova),• Gigabajt (GB – 1024 x 1024 x 1024 bajtova),• Terabajt (TB – 1024 x 1024 x 1024 x 1024

bajtova).

Memorija

Bitne karakteristike memorije:• Vreme pristupa,• Cena,• Kapacitet,• Pouzdanost• Portabilnost između različitih medija i uređaja.

Memorija

Metode pristupa podacima:• Sekvencijalni pristup podaci se moraju čitati istim

redosledom kao što su upisani, veoma spor metod, pristupa se samo jednom zapisu

• Direktan pristup: uređaj može direktno da pristupi željenoj memorijskoj lokaciji.

Tipovi memorije• RAM - Random Access Memory - memorija sa direktnim

pristupom • Poluprovodnička memorija koju očitava i u koju upisuje jedinica

centralnog procesora (CPU) ili drugi hardverski uređaji. • Memorijskim lokacijama može da se pristupa bilo kojim redom. • RAM - izmenljiva (reprogramabilna) memorija u koju može da se

upisuje i koja može da se očitava. • Instrukcije i podaci su uskladišteni u RAM memoriji. • Nakon prestanka napajanja sadržaj RAM memorije se bespovratno

gubi.

Tipovi memorije• Cache, keš memorija memorija velike brzine kojoj

procesor može da pristupi mnogo brže nego RAM memoriji.

• Keš memorija se obično meri u KB. • U keš memoriju se smeštaju sadržine lokacija RAM-a

kojima se često pristupa i adrese tih podataka. • Kada se procesor obraća adresi u memoriji, keš memorija

proverava da li sadrži tu adresu. Ako sadrži, podaci se predaju procesoru; ako ne sadrži, dolazi do regularnog pristupa memoriji.

Tipovi memorije

• Keš memorija je korisna kada je pristup RAM-u spor u poređenju sa brzinom mikroprocesora, jer je keš memorija uvek brža od glavne RAM memorije.

• RAM cache. Keš memorija koju sistem koristi za smeštanje i ponovno uzimanje podataka iz RAM-a.

• Segmenti podataka kojima se često pristupa smeštaju se u keš radi bržeg pristupa, bržeg u poređenju sa sekundarnim memorijskim uređajima, kao što su diskovi.

Tipovi memorije• Često korišćene instrukcije se upisuju u keš memoriju. Na

taj način se poboljšavaju performanse računara.• Prvi nivo keš memorije (Level 1) se nalazi na samom

procesoru.• Drugi nivo keš memorije (Level 2) se nalazi između

procesora i RAM memorije.• Keš kontroler (cache controller) upravlja radom keš

memorije (upisuje instrukcije i podatke i briše ih kada je to potrebno.

Tipovi memorije (RAM)

• static RAM:• zasnovana na logičkom kolu flip-flop, • zadržava infromacije samo dok je uključen napon

napajanja. • Statički RAM-ovi se obično koriste u keš

memorijama. Skraćenica: SRAM.

Tipovi memorije (RAM)• dynamic RAM (Skraćenica DRAM) : • Poluprovodnička memorija sa direktnim pristupom (RAM). • smeštaju informacije u integrisana kola sa kondenzatorima. • kondenzatori vremenom gube naelektrisanje => moraju da sadrže

logiku za osvežavanje (ponovno naelektrisavanje) čipova RAM-a. • Dok se DRAM osvežava, procesor ne može da ga čita. Ako mora da čita za vreme osvežavanja – uvodi se stanje čekanja.

• sporiji, ali se češće koriste od statičkih radi jednostavnosti– mogu da sadrže do četiri puta više podataka.


• dinamička memorija: • Sistem za smeštaj informacija čiji će sadržaj biti

izgubljen ako se isključi napajanje sistema. • Sistemi memorije sa direktnim pristupom (RAM)

su najčešća vrsta dinamičke memorije i oba, dinamički RAM (DRAM) i statički RAM (SRAM), su dinamičke memorije


• Synchronous DRAM:• sinhrona dinamička memorija sa direktnim

pristupom - SDRAM. • može da radi na većim brzinama sistemskog sata

od konvencionalnog DRAM-a – predviđa adresu sledeće memorijske lokacije kojoj treba

da se pristupi.

Tipovi memorije

Trajna memorija, stalna memorija: • Memorijski sistem koji ne gubi podatke pri

isključenju električnog napajanja. • Odnosi se na:

– operativnu memoriju, ROM, EPROM, fleš memoriju, CMOS RAM sa rezervnim baterijskim napajanjem, podsisteme diskova …

Tipovi memorije

CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) memorija

• Tehnologija od parova MOS tranzistora integrisanih na jednom silikonskom čipu.

• Obično se koriste za RAM i za prekidačke funkcije.

• Velika brzina i izuzetno mala potrošnja eneregije. • Lako ih oštećuje statički elektricitet.

Tipovi memorije• CMOS RAM: Memorija sa direktnim pristupom

napravljena korišćenjem CMOS tehnologije. • izuzetno malu potrošnju energije i visoku otpornost na

šum koji potiče od izvora napajanja. • CMOS setup:• CMOS sa baterijskim napajanjem - za smeštaj parametara

potrebnih za podizanje PC-a– konfigurisanje sistema, – pristupačan u vreme podizanja, – vrsta diska, količina memorije, konfiguracija portova, sata,

kalendar.

Tipovi memorije (ROM)• Instrukcije i podaci proizvođača hardvera se

upisuju u ROM memoriju.• Nakon prestanka napajanja, sadržaj ROM

memorije ostaje sačuvan. • Različite vrste ROM memorije omogućavaju

direktan pristup, ali u njih ne može da se upisuje.

Tipovi memorije (ROM)ROM, memorija samo za čitanje (Read-Only Memory).1. Poluprovodničko kolo u koje su tokom procesa

proizvodnje trajno instalirani kôd ili podaci. – Upotreba ove tehnologije ekonomski je opravdana samo u

slučaju proizvodnje velikog broja čipova;

2. Bilo koje poluprovodničko kolo koje služi samo kao memorija koja sadrži instrukcije ili čitljive podatke, – Podaci smešteni u memoriju tokom procesa proizvodnje ili

programiranjem

Tipovi memorije (ROM)

• PROM - Programmable Read-Only Memory• Vrsta ROM-a, • Omogućava upisivanje podataka u uređaj pomoću

hardvera poznatog kao PROM programator. • PROM se posle programiranja koristi samo za te

podatke i ne može da se reprogramira.


• EPROM: Erasable Programmable Read-Only Memory • RPROM: Reprogrammable Read-Only Memory. • Izbrisivi ROM. • Trajni memorijski čip koji se programira posle

proizvodnje. • Reprogramiraje: uklanjanjem zaštitnog poklopca sa vrha čipa i izlaganjem čipa ultraljubičastim zracima.

• EPROM skuplji od PROM - isplativ za više promena.

Tipovi memorije (ROM)• EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-

Only Memory • Električni EPROM, briše se pomoću električnog signala. • Za stabilno memorisanje u dugim periodima bez

električnog napajanja, a ujedno dopušta reprogramiranje. • EEPROM - RAM,

– Sadrži manju količinu memorije – Duže vreme za reprogramiranje – Može da se reprogramira samo ograničen broj puta


• EAROM: Electrically Alterable Read-Only Memory (električno promenljiva memorija samo za čitanje).

• PROM programator: Hardverski uređaj koji zapisuje podatke na PROM ili EPROM.

Sekundarna memorija

• Većeg kapaciteta i niže cene u odnosu na primarnu memoriju.

• Bilo koji medijum za smeštanje podataka različit od operativne memorije sa direktnim pristupom.

• Magnetna memorija: spoljna računarska memoriju koja sadrži magnetni medijum (npr. disk ili traka).

Sekundarna memorija

• Magnetni disk: – Zatvoren u zaštitno kućište - hard disk– Omotač - disketa

• Prevučen magnetnim materijalom, • Smeštanje podataka u obliku promena magnetnog

polariteta velikog broja malih odeljaka• Jedan polaritet magnetnih domena - 1, a drugi - 0 • Zaštite od magnetnih izvora koji mogu da oštete ili unište

informacije na njima.

Sekundarna memorija• Hard disk:• najčešće dve do osam nefleksibilnih ploča prevučenih

magnetnim materijalom za upisivanje podataka• glave za čitanje/pisanje• mehanizam za pozicioniranje glava • motor za obrtanje osovine. • glava kreće od 10 do 25 milionitih delova inča iznad

površine ploče • rotira brzinom od 3600 do 7200 obrtaja u minuti• mnogo veći broj podataka i brži pristup nego kod diskete.

MAGNETNI DISK

Sekundarna memorija

• RAID (Redundant Arrays of Independent Disks) sistemi – “fault tolerant”

• RAID 1 – (disk mirroring) – system sa dva magnetna diska

Sekundarna memorija Magnetna traka

• najekonomičnija vrsta sekundarne memorije, • brzina pristupa nije velika. • Tanka traka poliesterskog filma prevučena

magnetnim materijalom koji omogućava zapisivanje podataka.

• kontinualan memorijski medijum, glave za čitanje/pisanje ne mogu preskočiti na željenu tačku => sekvencijalni medij

Sekundarna memorija Papirna traka

• Papirna traka - smeštanje informacija:– nizovi perforiranih otvora– otisci običnog ili magnetnog mastila

Sekundarna memorijaCD-ROM

• Compact Disc Read-Only Memory (memorija samo za čitanje na kompakt disku):

• Veliki kapacitet (oko 650 - 720 megabajta)• Upotreba laserske optike umesto magnetnih

sredstava za čuvanje podataka. • Jeftin i rasprostranjen.

Sekundarna memorijaDVD-ROM

• Sledeća generacija tehnologije memorijskih optičkih diskova.

• Više podataka nego na CD. – Jednoslojni jednostrani DVD -4,7 GB– Dvoslojni - 8,5 GB. – Dvostrani - 17 GB

• Za čitanje - DVD plejer. – Kompatibilan i za CD-ROM

Sekundarna memorija

• Trendovi su: – Veći kapacitet,– Manji uređaji sa povećanom portabilnošću,– Više uređaja sa direktnim pristupom.

Pregled uređaja sekundarne memorije

Hijerarhijski model memorija

PRIMER ARHITEKTURE PENTIUM RAČUNARA

Arhitektura računara

Ulazni i izlazni uređaji

Komponente računara

• Procesor- CPU (Central Processing Unit),• Primarna memorija (glavna memorija),• Sekundarna memorija,• Ulazni uređaji,• Izlazni uređaji• Ulazno-izlazni uredaji.

Procesor

• Aritmetičko-logičku jedinica (ALU),• Upravljačka jedinica i• Registri

Primarna memorija

• Glavna memorija.• U njoj se nalaze:

– programske instrukcije i – podaci pre i posle izvršavanja od strane

procesora.• Glavno memorijsko područje opšte

namene kome mikroprocesor direktno pristupa.

Sekundarna memorija

• Pomoćna memorija: – Bilo koji medijum za smeštanje podataka

različit od operativne memorije sa direktnim pristupom.

– Druge memorijske mogućnosti računara, npr. diskovi i trake.

ULAZNI UREĐAJI

• Tastatura (za unos karaktera i simbola)• Miš (za selekciju i za crtanje)• Džojstik• Svetlosna olovka• Grafička tabla (grafički tablet)

ULAZNI UREĐAJI

• Skener• Čitač bar koda• Digitalni fotoaparat• Digitalna kamera• Uređaji za prepoznavanje govora

Ulazni uređaji - Tastatura

• Tastatura (keyboard)– Skup tastera koji podeseća na tastaturu

pisaće mašine – prenosi informacije od korisnika do računara

Ulazni uređaji - Tastatura• Raspored tastera na tastaturi (keyboard layout)

obuhvata:– broj tastera(današnji standard je 101 taster) i – konfiguraciju tastera

• standard u SAD je QWERTY• kod nas je QWERTZ

• Neki sistemi koriste drugačije rasporede, • Programi dopuštaju dodeljivanje tastera

znakovima u skladu sa potrebama korisnika.

Ulazni uređaji - Tastatura

• Bafer tastature (keyboard buffer)– Mali deo sistemske memorije u koji se

smeštaju poslednji otkucani znakovi.– Koristi se za memorisanje otkucanih znakova

koji još nisu obrađeni.

Ulazni uređaji –Pokazivački uređaji

• Pointing device• Ulazni uređaji za upravljanje kursorom na

ekranu:– pritiskanje dugmadi u okvirima za dijalog na ekranu, – biranje elemenata iz menija i – označavanje opsega ćelija u radnim tabelema ili – označavanje grupa reči u dokumentu.

• Pokazivački uređaj se često koristi za izradu crteža ili grafičkih oblika.

Ulazni uređaji –Apsolutni pokazivački uređaji

• Absolute pointing device • Mehanički ili fizički uređaj za pokazivanje čiji je

položaj u vezi sa položajem kursora na ekranu. • Korisnik grafičke table postavi pero u gornji

desni ugao ploče – kursor se premešta u gornji desni ugao prozora na

ekranu.• Lokacija uređaja unutar definisanog područja

uvek pridružena unapred definisanom položaju na ekranu

Ulazni uređaji –Relativni pokazivački uređaj

• Relative pointing device• Uređaj za kontrolu kursora, kao što je miš ili

kuglica za praćenje, u kome je pomeranje kursora na ekranu povezano sa kretanjem uređaja, ali ne i sa njegovim položajem.

• Korisnik podigne miša i stavi ga na drugo mesto na stolu - položaj kursora na ekranu se ne menja, (detektovano kretanje miša).

• Kada korisnik ponovo pokrene miša, kursor se pomera - kretanje miša po površini stola.

Ulazni uređaji –Pokazivački uređaji

• Najčešći pokazivački uređaj je miš – postao popularan zahvaljujući računarima

Apple Macintosh. • Ostali pokazivački uređaji su:

– Pokazivački uređaj s kuglom– Točkić– Grafičke table, – Svetlosna pera, – Džojstik

Ulazni uređaji –Pokazivački uređaj s kuglom

• Trackball• Sastavljen od kugle oslonjene na dva valjka, • Uzajamno postavljeni pod pravim uglom, • Konvertuju pokrete kugle u horizontalno i

vertikalno kretanje na ekranu. • Obično ima jedno ili više dugmadi za iniciranje

drugih akcija. • Kućište kugle za praćenje je stacionarno, a

kugla se okreće rukom.

Ulazni uređaji –Točkić

• Thumbwheel• Točak koji je ugrađen u kućište • Otkriven samo deo spoljnjeg oboda. • Okreće se prstom - kontroliše elemente na

ekranu - pokazivač i kursor. • Koriste se u kombinaciji sa:

– trodimenzionalnim džojsticima i – pokazivačkim uređajima s kuglom

• Za kontrolu aspekta dubine pokazivača ili kursora.

Ulazni uređaji –miš

• Mouse• Najčešći pokazivački uređaj. • Osnovne karakteristike:

– kućište sa ravnim dnom,– projektovano za držanje jednom rukom, – jedan taster ili više njih na gornjoj strani, – višesmerni detekcioni uređaj (obično kuglica)

na dnu i – kabl za povezivanje miša sa računarom.

Ulazni uređaji –miš

• Pomeranje miša po površini –– korisnik kontroliše kursor na ekranu.

• Miš je relativni pokazivački uređaj, – nisu definisane granice za pokrete miša i – njegov položaj na površini ne preslikava se direktno u

određenu lokaciju na ekranu. • Za označavanje elementa ili izbor komandi na

ekranu– pritisak na jedan od tastera miša pri čemu se čuje

karakteristični zvuk.

Ulazni uređaji –Mehanički miš

• Pomeranje kuglice na dnu miša– prevodi se u signale pravca.

• Korisnik pomera miša – kuglica se kotrlja okrećući par točkova

montiranih pod pravim uglovima unutar miša, • Elektronika miša prevodi električne signale

kretanja u informacije o pomeranju miša koje koristi računar.

Ulazni uređaji –Optički miš

• Optical mouse• Za detekciju kretanja koristi:

– par svetlećih dioda (LED) i – specijalnu reflektujuću mrežastu podlogu.

• Svetlosni detektori + svetlosne diode– detektuju prolazak svetlosti pokazujući smer

kretanja.

Ulazni uređaji –Džojstik

• Upravljačka palica (joystick) - pokazivački uređaji

• Uglavnom za računarske igre. • Osnovu na koju se montiraju kontrolna dugmad • Vertikalnu polugu koju korisnik pomera u bilo

kom smeru, upravljajući kretanjem objekta na ekranu

• Poluga može da ima kontrolnu dugmad. • Dugmad aktiviraju različite softverske funkcije,

generišući događaje na ekranu.

Ulazni uređaji –Džojstik

• Najčešće se koristi kao relativni pokazivački uređaj – Pomera objekat po ekranu dok se pomera

poluga,– Zaustavlja ga kada se poluga pusti.

• U industrijskim upravljačkim primenama i kao apsolutni pokazivački uređaj:– Položaj poluge preslikava u određenu lokaciju

na ekranu.

Ulazni uređaji –Svetlosna olovka

• Light pen• Sastoji se od olovke povezane sa

monitorom. • Korisnik pokazuje olovkom po ekranu i

označava elemente ili bira komande pritiskanjem kontakta na bočnoj strani svetlosnog pera ili pritiskanjem površine ekrana olovkom– odgovara pritisku na taster miša.

Ulazni uređaji –Grafička tabla

• Graphics tablet• Unošenje informacija o položaju grafike

– Inženjerske, – Projektantske i – Ilustratorske aplikacije.

• Ravna, pravougaona, plastična tabla• Opremljena olovkom i senzorskom elektronikom

– O položaju olovke izveštava se računar – Podaci se prevode u položaj kursora na ekranu.

Ulazni uređaji –Skener

• Scanner • Optički ulazni uređaj • Koristi fotoosetljivu opremu za hvatanje

slike ili teksta. • Slika se konvertuje u digitalni signal • Primena:

– softver za optičko prepoznavanje znakova (OCR)

– grafički softver za obradu slike.

Ulazni uređaji –Skener

• Vrste skenera:– sa ravnom podlogom - glava skenera prelazi

preko nepokretnog skeniranog objekta– sa uvlačenjem skeniranog medijuma -

objekat se pomera ispod nepokretne glave skenera

– sa dobošem - objekt se okreće oko nepokretne glave skenera i

– ručni skeneri - korisnik pomera uređaj iznad nepokretnog objekta.

Ulazni uređaji –Skener u boji

• Konvertuje slike u digitalizovani format – u stanju je da analizira boju.

• Dubina boje zavisi od dubine bitova skenera– sposobnost da transformiše boju u 8, 16, 24 ili

32 bita.

Ulazni uređaji –Skener u boji

• Skeneri u boji visoke klase: – kada se izlaz štampa,– kodiraju informacije sa visokom rezolucijom,

• velikim brojem tačaka po inču (dpi).

• Skeneri u boji niže klase kodiraju informacije sa rezolucijom od 72 dpi:– obično se koriste za slike na ekranu računara – nisu predviđene za štampanje

Ulazni uređaji –Bar kod

• Jedinstvena šifra proizvoda, prugasti kôd (bar code)

• Specijalni identifikacioni kôd, • Skup vertikalnih pruga različitih širina, na

knjigama, proizvodima široke potrošnje i drugoj robi.

• Koristi se za brzo evidentiranje, bez mogućnosti greške, u bibliotekama, bolnicama i skladištima robe široke potrošnje.

Ulazni uređaji –Bar kod

• Binarna informacija koju očitava optički skener.

• Šifra se sastoji od brojeva, slova ili njihove kombinacije;

• Neke šifre sadrže ugrađenu proveru grešaka

• Mogu da se očitavaju u bilo kom smeru.

Ulazni uređaji –Skener bar koda

• Čitač bar koda (bar code scanner, bar code reader)

• Optički ulazni uređaj • Koristi laserski zrak za:

– Očitavanje i tumačenje bar koda - jedinstvenih šifara proizvoda,

• Primena: – Na proizvodima u samoposlugama i maloprodaji. – Specijalni kod na identifikacionim dokumentima

Ulazni uređaji –Video digitalizator

• Video digitizer• Uređaj u računarskoj grafici • Umesto glave za skeniranje - video

kamera za hvatanje video slike • Zatim podatke smešta u memoriju.

Ulazni uređaji –Uređaj za hvatanje video signala

• Video capture device• Konvertuje analogne video signale u

digitalni oblik • Memoriše ih na disku računara• Mogu i u suprotnom smeru:

– Konverzija digitalnog u analogni video signal (za video rekorderu)

Ulazni uređaji –Uređaji za prepoznavanje govora

• Sposobnost računara da razume govor• Prijem komandi i unošenje podataka

govorom.• Razvijeni sistemi prepoznaju samo

ograničen broj reči.• Problem:

– različito izgovaranje iste reči (manji), – različito korišćenje i različita značenja iste reči

u zavisnosti od konteksta (veći).

Ulazni uređaji –Uređaji za prepoznavanje govora

• Osnovni segmenti:– Mikrofon– Softver za konverziju glasa u digitalne

signale.– Softver za prepoznavanje slova i reči

• Najčešća upotreba do sada:– u medicini - za diktiranje medicinskih nalaza– zaštita od nedozvoljenog ulaska ili korišćenja

nekog uređaja - autorizacija lica.


Ulazni i izlazni uređaji

Izlazni uređaji

• Monitor (jednokorisnički sistemi)• Ekran terminala(višekorisnički sistemi)• Zvučnici • Štampač• Automatski crtač ili ploter

Izlazni uređaji - Uvod

• pixel - piksel: picture (pix) element– jedna tačka u pravolinijskoj mreži sa više hiljada

tačaka – pojedinačno se crtaju formirajući sliku koju računar

generiše na ekranu ili štampač na papiru. • Najmanji element u prikazu ili štampanju kojim

računar može da manipuliše prilikom izrade slova, brojeva ili grafike.

• Dubina - broj bitova u memoriji dodeljen svakom pikselu na ekranu.


• 1 bit – 1 piksel: monohromatski prikaz• 8 bita (1 Bajt) – 1 piksel: 256 različitih boja• 16 bita (2 Bajta) – 1 piksel: 65 536

različitih boja (High color)• 24 bita (3 Bajta) – 1 piksel: 16 777 216

različitih boja (True color)


• pixel map - pikselska mapa• Struktura podataka koja opisuje grafičku

pikselsku sliku• Karakteristike:

– boja– rezolucija– dimenzije– smeštajni format– broj bitova za opisivanje svakog piksela

Model boje

• Metod ili konvencija o predstavljanju boja u stonom izdavaštvu i grafičkim delatnostima.

• U grafičkoj i štamparskoj delatnosti boje se često određuju sistemom Pantone.

• U računarskoj grafici boje se opisuju korišćenjem nekog od više različitih sistema boja: – HSB (hue, saturation, brightness - nijansa,

zasićenost, sjajnost), – CMY (cyan, magenta, yellow - tirkiznoplava,

purpurnocrvena, žuta) i – RGB (red, green, blue - crvena, zelena, plava).

Izlazni uređaji - HSB

• Hue-Saturation-Brightness:– nijansa-zasićenost-svetloća

• nijansa - boja sa odgovarajućim položajem u krugu boja, – crvena na 0°, – žuta na 60°, – zelena na 120°, – zelenoplava na 180°, – plava na 240° i – purpurnocrvena na 300°;

• zasićenost - procent određene nijanse u boji• svetloća - procent bele u boji

Video adapter ili video kartica

• Elektronska komponenta za generisanje video signala koji se šalje preko kabla na video displej.

• Najčešće se nalazi na matičnoj ploči računara ili na ploči za proširenje.

Video memorija

• Memorija iz koje se generiše video slika, smeštena na video adapteru ili u video podsistemu.

• Ako video procesor i jedinica centralnog procesora imaju pristup video memoriji, slike se generišu modifikacijom video memorije od strane centralnog procesora.

Video memorija

• Video elektronika ima prioritet nad procesorom u slučaju istovremenog pokušaja očitavanja lokacije video memorije ili upisivanja u tu lokaciju:– zato je ažuriranje video memorije često

sporije od pristupa glavnoj memoriji.

Video bafer

• Memorija na video adapteru koji služi za memorisanje podataka koji treba da se prikažu na displeju. – Kada je video adapter u tekstualnom režimu

podaci su u obliku ASCII znakova.– Kada je u grafičkom režimu, podaci definišu

svaki piksel.

Stranica video displeja

• Deo video bafera koji sadrži jednu sliku čitavog ekrana.

• Ako je u baferu više stranica, ažuriranje ekrana je mnogo brže:– neprikazana slika može da se smesti u bafer

dok se prethodna slika prikazuje.

Boja

• Komponenta percepcije svetlosti koja zavisi od frekvencije. – Od ljubičaste na najvišim frekvencijama

vidljivog svetlosnog spektra (mali deo čitavog elektromagnetskog spektra)

– Do crvene na najnižim frekvencijama spektra.

Boja

• U računarskom video sistemu, proizvodise kombinacijom hardvera i softvera. – Softver manipuliše bitovima koji predstavljaju

različite nijanse boje – Hardver video adaptera prevodi bitove u

električne signale • Oko korisnika sjedinjava svetlosti fosfora

percipirajući jednu boju.

Grafički adapter CGA

• Color/Graphics Adapter: kolor grafički adapter• Video adapter koji je 1981. uveo IBM. • Radi u nekoliko tekstualnih i grafičkih režima:

– tekstualni režim sa 40 kolona i 25 linija sa 16 boja, – tekstualni režim sa 80 kolona i 25 linija sa 8 boja,– grafičke režim sa 640 piksela po horizontali i 200

piksela po vertikali, sa 2 boje – grafičke režim sa 320 piksela po horizontali i 200

piksela po vertikali, sa 4 boje.

Grafički adapter EGA, VGA i SVGA

• EGA: Enhanced Graphics Adapter - poboljšani grafički adapter– IBM-ov standard za video displej, uveden 1984. – Emulira Color/Graphics Adapter (CGA) i – Monochrome Display Adapter (MDA) i – obezbeđuje tekst i grafiku srednje rezolucije

• VGA: Video Graphics Adapter - video grafički adapter– sadrži video režime EGA i nekoliko dodatnih.

• SVGA: Super Video Graphics Adapter . . .

Katodna cev• CRT: Cathode Ray Tube - katodna cev• Osnova televizijskog ekrana i standardni ekran

kod mikroračunara. • Vakuumska cevi sadrži • jedan ili više elektronskih topova

– elektronski mlazevi horizontalno prelaze po unutrašnjoj strane čeone površine cevi

• Elektronski mlaz osvežava ekran 30 ili više puta u sekundi.

• Jasnoća slike se određuje brojem piksela na ekranu.

Monitor

• Uređaj na kome se prikazuju slike generisane pomoću računarskog video adaptera.

• Odnosi na video displej i njegovo kućište. • Priključen na video adapter pomoću kabla.

Monohromatski monitor

• Prikazuje slike samo u jednoj boji:– crno na belom (kao na prvim ekranima

Macintosha), – žuto ili zeleno na crnom (kao na prvim IBM)

• Poboljšana varijanta - monitor koji prikazuje promenljive nivoe jedne boje– npr. monitor sa skalom sivih tonova.

Kolor monitor• Uređaj za video prikaz projektovan za rad sa

video adapterom za prikazivanje teksta ili slike u boji.

• Ekran prevučen sa tri fosforna sloja koji daju crvenu, zelenu i plavu boju kada ih pogodi elektronski mlaz:– za dobijanje boja zajedno se osvetljavaju sva tri.

• Video kartica za kolor monitor:– za opis boja koristi velike grupe bitova (6 ili više) i – generiše analogne (kontinualno promenljive) signale – može da proizvede ogroman opseg boja

LCD monitori• Displej sa tečnim kristalima• Tečna smeša sa polarizovanom molekularnom

strukturom između dve providne elektrode:– električno polje – molekuli se uređuju u skladu sa poljem– kristalna rešetka polarizuje propuštenu svetlost

• Filter nanesen preko elektroda polarizuje svetlost

• Mreža elektroda selektivno "uključuje" ćeliju ili piksel sa tečnim kristalom zatamnjujući ga.

LCD monitori• Jedna vrsta: iza ekrana se postavlja

elektroluminescentna ploča koja ga osvetljava. • Druga vrsta u stanju da reprodukuju boju.

– ne emituju svetlost, već deluju na principu reflektovanja svetlosti od površine na različitim delovima ekrana.

– na nekim delovima se više apsorbuje, a na nekim reflektuje.

• Kvalitet slike zavisi od ugla gledanja. • Mala potrošnja energije tako da su povoljni za

prenosive računare.

LED monitori• Svetleća dioda: poluprovodnička komponenta

koja pretvara električnu energiju u svetlost– za svetlosnu signalizaciju aktivnosti diskova u

računaru, – za LED monitore.

• Efikasne - odaju malo toplote u odnosu na svetlost.

• LED monitori: veliki broj LED dioda. • Jedna dioda – jedan piksel. • Intenziteta struje <=> intenzitet svetlosti.

GPD monitori

• Gas Plasma Display monitori sa gasnom plazmom.

• Minjaturne sijalica napunjene gasom• Poredane u redove između dve staklene

ploče. • Sijalica svetli intenzitetom proporcionalno

jačini struje.

Klasifikacija po dimenzijama

• Kao i kod TV – dimenzija dijagonale– 14", 15" – manji monitori– 17" – srednji monitori– 19", 21" – veći monitori

Rezolucija

• Finoća detalja koju u generisanju slike postižu štampač ili monitor.

• Broj piksela kod video displeja određuje se grafičkim režimom i video adapterom

• Rezoluciju video displeja definiše ukupan broj horizontalno i vertikalno prikazanih piksela. – Manje rezolucije 640 X 480, 800 X 600– Najčešća rezolucija 1024 X 768– Veća rezolucija 1280 X 1024

Kvalitet rezolucije: prikaz kruga

Podešavanje u Windows-u

Zvuk

• Zvučna kartica– ploča za proširenje na PC računarima

• Reprodukovanje i zapisivanje zvuka– WAV, MIDI, MP3, RM, AU ... datoteke – muzički CD-ROM

• Većina PC računara danas - ugrađena zvučna kartica.

Sinteza govora

• Sposobnost računara da generiše "govor", – spaja unapred zapisane (memorisane) reči, ili– računar se programira tako da generiše

glasove koji sačinjavaju reči.


Izlazni uređaji

Izlazni uređaji

• Monitor (jednokorisnički sistemi)• Ekran terminala(višekorisnički sistemi)• Zvučnici • Štampač• Automatski crtač ili ploter

Izlazni uređaji:Štampač

• Printer ili štampač:• Računarski periferijski uređaj koji smešta

tekst ili računarski generisanu sliku na papir ili drugi medijum• npr. na providnu foliju

Štampač - Rezolucija

• Finoća detalja koju u generisanju slike postižu štampač ili monitor.

• Štampači koji formiraju znakove od tačaka– rezolucija je broj tačaka po inču – dots per inch - dpi

• matrični štampači niskog kvaliteta 125 dpi• štamparska oprema 1000 dpi.• kod laserskih i ink-jet štampača 1200 dpi

Štampač - Rezolucija

• 300 X 300 “Draft” kvalitet• 600 X 600 “Normal” kvalitet• 1200 X 1200 “High” kvalitet

Štampač – kategorizacija I

• Udarni štampači fizički udaraju o papir– primeri ovih štampača su matrični štampači i

štampači s lepezom• Neudarni štampači obuhvataju sve druge

tipove štampača– uključujući laserske, ink-jet i termičke

štampače

Štampač – kategorizacija II

• Crno beli štampač• Štampač u boji ili kolor štampač

– većina njih može da proizvede i crno-beli izlaz

Kertridž sa trakom

• Ili ribon kertridž (ribbon cartridge)• Modul za jednokratnu upotrebu • Sadrži mastiljavu tekstilnu traku ili traku od

plastičnog filma prevučenog karbonom. • Mnogi udarni štampači koriste kertridže sa

trakom radi lakše i čistije zamene traka

Kertridž sa tonerom• Mastilo u prahu ili toner: pigment koji se koristi u

laserskim, LED i LCD štampačima.• toner cartridge• Zamenljivi kontejner sa tonerom za laserski

štampač ili druge stranične štampače: – neke vrste kertridža sa tonerom sadrže samo toner; – neke sav potrošni materijal:

• i toner i fotoosetljivi doboš, u jednom kertridžu

• Ketridži mogu da se koriste na svim štampačima sa istim mehanizmom za štampanje.

Tipovi štampača

• Znakovni štampači (character printer)• Odjedanput štampa jedan znak npr.:

– matrični štampači– štampač sa lepezom– štampač sa kuglom

Tipovi štampača

• Stranični štampači (page printer)• Odjedanput štampa čitavu stranicu

– npr: laserski štampač• Moraju pre štampanja da smeste u

memoriju čitavu stranicu – zahtevaju relativno veliki memorijski prostor.

Tipovi štampača

• Linijski štampač (line printer)• Štampa liniju po liniju• Obično štampani izlaz na perforiranom

papiru 11 X 17 inča. • Uređaji velike brzine i često se koriste na:

– velikim centralnim računarima– mini-računarima– mrežnim računarima– retko na jednokorisničkim sistemima

Tipovi štampača

• Matrični štampač (dot-matrix printer)• Znaci sastavljeni od tačaka:

– igličasta glava za štampanje. • Kvalitet štampe zavisi od broja tačaka u matrici

– mali tako da se vide pojedinačne tačke – veliki tako da se postigne izgled formiranih znakova.

• Kategorišu se često po broju iglica na glavi za štampanje: 9, 18 ili 24.

Tipovi štampača

• Štampač sa kuglom (ball printer)• Udarni štampač sa glavom za štampanje u

obliku lopte • Na površini ima potpuno oblikovane

reljefno uzdignute znakove. • Štampač rotira i naginje loptu radi izbora

znakova, a zatim udara loptom u traku. • Pisaća mašina IBM Selectric je radila na

istom principu.

Tipovi štampača

• Štampač sa lepezom (daisy-wheel printer)

• Koristi elemenat u vidu lepeze. • Daje jasnu, blago otisnutu štampu sa

potpuno formiranim znacima, – po kvalitetu podseća na pisaću mašinu

• Standard za visok kvalitet štampe sve do pojave laserskih štampača.

Tipovi štampača

• Štampač sa savijenom lepezom (thimble printer)

• Elemenat za štampanje - savijena lepeza• Koriste potpuno formirane znake, kao na pisaćoj

mašini - štampani izlaz kao kod pisaće mašine• Blagi otisak koji se stvara kada nosač znaka

jako udari o papir preko trake– po ovome se razlikuje od izlaza laserskih štampača

Elektrofotografski štampači

• Negativna slika primenjuje se na naelektrisani fotoosetljivi doboš

• Fotoosetljivi doboš razvija na svojoj površini uzorak elektrostatičkog naelektrisanja:– foto-negativ slike koju doboš štampa

• Toner prianja na naelektrisana područja doboša, doboš pritiska toner na papir

• Pod dejstvom toplote toner vezuje sa papirom

Elektrofotografski štampači

• Tipovi ovih štampača razlikuju se po načinu naelektrisavanje doboša.

• Ova kategorija obuhvata (zavisno od načina osvetljavanja doboša):– Štampače sa taloženjem jona– LED štampače– LCD štampače– Laserske štampače

Štampač sa taloženjem jona

• Slika se formira u elektrostatičkim naelektrisanjima na dobošu koji privlači toner i prenosi ga na papir.

• Doboš se naelektriše korišćenjem jonskih snopova.

• Koriste se u okruženjima za obradu podataka velikog kapaciteta

• Rade sa brzinama od 30 do 90 stranica u minuti

Štampač sa taloženjem jona

• Toner se spaja sa papirom metodom koji je brz i ne zahteva zagrevanje

• ali čini papir pomalo sjajnim, tako da je nepodesan za poslovnu prepisku.

• Ovi štampači daju debele, donekle nejasne znake;

• Skuplja tehnologija nego kod laserskih štampača.

LED štampač ili štampač sa LED diodama

• Light-Emitting Diode printer – štampač sa svetlosnom diodom

• Doboš naelektrisan korišćenjem svetlosnih snopova - niz LED dioda.

LCD štampač

• Liquid Crystal Display printer – štampač sa displejom sa tečnim kristalima

• LCD štampači koriste izvor hladne svetlosti - najčešće halogenu lampu

Laserski štampač

• Zasnovan na tehnologiji aparata za fotokopiranje

• Usmereni laserski zrak i rotirajuće ogledalo koriste se za iscrtavanje slike željene stranice na fotoosetljivom dobošu

• Slika se na dobošu konvertuje u elektrostatičko naelektrisanje koje privlači i zadržava toner

Laserski štampač

• Elektrostatički naelektrisan papir namotava se na doboš privlačeći toner sa doboša na papir

• Za spajanje tonera sa papirom primenjuje se toplota

• Na kraju se sa doboša uklanja naelektrisanje i sakuplja višak tonera

Laserski štampač

• Štampač pravi više kopija propuštanjem poslednjeg koraka i ponavljanjem samo koraka u kojima se primenjuje toner i radi sa papirom

• Nedostatak: manja fleksibilnost u radu sa papirom u odnosu na matrične štampače

• Linijski štampači, matrični štampači i štampači sa lepezom povoljniji sa višedelnim obrascima

Ink-jet štampač

• Mastilo vibrira ili se zagreva dok se ne pretvori u sprej, zatim se kroz sićušne otvore na glavi štampača raspršuje formirajući znake ili grafiku na papiru

• Konkurišu nekim laserskim štampačima po ceni i kvalitetu štampe, ali ne i po brzini

Ink-jet štampač

• Mastilo mora da bude veoma rastvorljivo -zapušavanje mlaznica u glavi štampača

• Na pojedinim vrstama papira daje nejasne otiske

• Lako se zamrlja ako se dodirne ili navlaži neposredno posle štampanja

Kvalitet štampe

• draft quality - kvalitet grube kopije• Nizak kvalitet štampe koji se dobija u

režimu probnog štampanja na matričnim štampačima

• Različit na raznim štampačima - od podesnog za većinu namena do gotovo neupotrebljivog

Kvalitet štampe• near-letter-quality - kvalitet približan kvalitetu

poslovne prepiske• Način štampanja na matričnim štampačima

visoke klase i laserskim štampačima• Jasniji, tamniji znaci nego pri normalnom

štampanju (grubog kvaliteta). • Bolji otisak nego kod običnog štampanja

matričnim štampačima, – ne tako čitak kao kod štampača sa potpuno

formiranim znacima (npr. štampača sa lepezom)

Kvalitet štampe

• letter quality - kvalitet prepiske, kvalitet koji odgovara poslovnoj prepisci

• Visok kvalitet štampanja• Dovoljno jasan i prikladan za upotrebu u

poslovnoj prepisci

Izlazni uredaji:Ploteri

• Uređaj koji se koristi za crtanje grafikona, dijagrama i druge linijske grafike.

• Ploteri koriste:– Pera– Elektrostatička naelektrisanja i toner

Ploteri

• Ploteri s perom crtaju na papiru ili pausu pomoću jednog ili više pera u boji.

• Elektrostatički ploteri "ispisuju" uzorak od elektrostatički naelektrisanih tačaka na papiru

• Zatim se primenjuje toner koji se spaja sa papirom u ovim tačkama

Ploteri

• Prema načinu rada sa papirom tri osnovna tipa plotera: 1. ploter sa ravnom podlogom: papir miruje, a

pero se kreće duž x i y ose2. ploter sa dobošem: namotavaju papir na

doboš 3. ploter sa valjcima za pomeranje papira

Ploter sa ravnom podlogom

• Flatbed plotter• Ploter kod kojeg se papir nalazi na ravnoj

platformi• Pero crta krećući se po papiru duž obe

ose– papir miruje, a pero se kreće duž x i y ose


• Prihvataju raznovrsnije medijume, kao što su pergament ili acetat– materijal ne mora da bude fleksibilan

• Ovaj tip je precizniji od plotera sa dobošem kod kojih se pomera papir pod perom

• Zahteva više prostora


Ploter sa dobošem

• Drum plotter• Papir je namotan na veliki obrtni doboš, pero se

pomera napred-nazad na najvišoj tački doboša. • Papir se namotava pomoću doboša tako da

poravna prvu tačku na papiru sa perom. • Doboši zauzimaju samo deo prostora koji

zahtevaju ploteri sa ravnom podlogom pri radu sa papirom iste veličine.

Ploter sa dobošem

Ploter sa dobošem

Ploter s valjkom za pomeranje papira

• pinch-roller plotter• Između tipa sa dobošem i tipa sa ravnom

podlogom• Koristi točkove od tvrde gume ili metala za

držanje papira na glavnom valjku• Nemaju ograničenja u pogledu dužine

papira sa kojim rade– prednost kod nekih aplikacija

Ploter s valjkom za pomeranje papira

Klasifikacija plotera

• Po tehnologiji izrade poloteri mogu biti:– Ploter s perom (pen plotter) – Elektrostatički ploter (electrostatic plotter)

Ploter s perom

• Klasični grafički ploter koji koristi pera za crtanje na papiru.

• Ploteri s perom koriste:– jedno ili više pera u boji ili flomastere sa

vrhom od fibera– crtaća keramička pera ili rapidografe

• za izlaz najvišeg kvaliteta

Elektrostatički ploter

• Stvara sliku pomoću tačaka otisnutih na papiru prevučenom posebnom emulzijom

• Papir se naelektriše elektrostatičkim putem i izlaže toneru koji prianja na tačke

• Do 50 puta brži od plotera sa perom, ali su znatno skuplji

• Modeli za kolor štampu proizvode slike nanoseći u više prolaza zelenoplavom, purpurnocrvenom, žutom i crnom bojom

Ulazno-izlazni uredaji

• Modem• Terminal• Dodirni ekran • Flash memorija

Modem

• Skraćenica za MOdulator/DEModulator. • Komunikacioni uređaj koji omogućava

računaru prenos informacija preko klasične telefonske linije

Modem

• Računar je digitalni uređaj – radi sa diskretnim električnim signalima koji

predstavljaju binarno 1 i binarno 0• Telefonska linija je analogna

– prenosi signale koji mogu da imaju bilo koju od mnogobrojnih vrednosti

• Modemi su za konverziju digitalnih signala u analogne i obrnuto.

Modem

• Prilikom predaje modemi modulišu ili utiskuju računarski digitalni signal u kontinualni signal noseće učestanosti na telefonskoj liniji

• Prilikom prijema modemi demodulišu ili filtriraju informacije iz signala noseće učestanosti i prebacuju ih u računar u digitalnom obliku

Modem

• Usavršeni modemi su u stanju da pored predaje i prijema obavljaju funkcije kao što su:– automatsko biranje– odgovaranje i – ponovno biranje

• Modemi ne mogu da rade bez odgovarajućeg komunikacionog softvera

Brzina prenosa ilitransfer rate

• Brzina kojom kolo ili komunikacioni kanal prenosi informacije od izvora do odredišta, – npr. preko mreže ili na disk jedinicu i sa disk jedinice.

• Meri se brojem jedinica informacija u jedinici vremena:– npr. broj bitova u sekundi ili broj znakova u sekundi

• Meri se kao:– osnovna brzina koja predstavlja maksimalnu brzinu

prenosa ili– srednja brzina koja obuhvata razmake između

blokova podataka kao deo vremena prenosa

Terminal ili priključak• Uređaj koji se sastoji od video adaptera,

monitora i tastature– kombinuju se u jednu jedinicu

• Jeftini i laki za korišćenje• Obavlja neznatnu samostalnu računarsku

obradu ili je uopšte ne obavlja• Priključen je na računar pomoću kablovske

komunikacione veze• Koriste se prvenstveno u višekorisničkim

sistemima za unos podataka, programa i teksta

Dodirni ekran

• touch screen• Računarski ekran projektovan ili

modifikovan za prepoznavanje mesta dodira na svojoj površini

• Dodirom ekrana korisnik vrši izbor ili premešta kursor

Dodirni ekran• Prvi tip sastoji se od mreže senzorskih linija

– mesto dodira određuje se uparivanjem horizontalnih i vertikalnih kontakata

• Drugi tip - naelektrisana površina i senzori oko spoljnih ivica ekrana – detektuje se količina električnog poremećaja i

precizno odredi mesto kontakta• Treći tip ima infracrvene svetlosne diode (LED) i

senzore oko spoljnjih ivica ekrana – One i senzori formiraju nevidljivu infracrvenu rešetku

koju prst korisnika prekida kada se približi ekranu.

Flash memorija• Silikonski čip koji se može reprogramirati• Sadržaj ostaje sačuvan i nakon isključenja

napajanja• Ova vrsta memorije je veoma skupa• Primene:

– memorisanje fotografija u digitalnim kamerama– memorisanje informacija o letu aviona u pilotskoj

kabini• Fotografije memorisane unutar flash memorije

mogu da se “download”-uju u računar, konvertuju u digitalni oblik i nakon toga edituju

Klasifikacija računara

• Opšte namene– mogu se koristiti u velikom broju različitih

aplikacija• Specijalne namene

– koriste u specijalnim aplikacijama.

Bitne karakteristike računara

• Cena• Procesorska snaga• Veličina memorije

– Primarna memorija– Sekundarna memorija

• Broj istovremenih korisnika– Jednokorisnički računari– Višekorisnički računari

Personalni računari

• Relativno mali, jeftini računarski sistemi koji se često zovu mikroračunari.

• Danas se sve više koriste i u računarskim mrežama.

Mrežni računari

• Jednostavnije i jeftinije verzije personalnih računara koji su projektovani pre svega za mrežni pristup i pristup Internetu

• Distribucija, podrška i ažuriranje softverskih aplikacija je jednostavnije korišćenjem mrežnih računara

• Zbog svoje jednostavnosti i nedostatka sekundarne memorije mrežni računari nisu fleksibilni kao personalni računari

Radne stanice

• Skuplje od personalnih računara i namenjene su tehničkim korisnicima i aplikacijama kao što je CAD (Computer Aided Design) gde se koriste intenzivni matematički proračuni

• Većina radnih stanica koristi RISC procesore• Radne stanice imaju veće monitore sa visokom

rezolucijom, bolje procesore i veću količinu RAM memorije

Multimedijalni računari

• Projektovani prvenstveno za rad sa zvukom, slikom, video zapisom, grafičkim komponentama.

• Kompresija video zapisa se koristi da bi se smanjio potreban memorijski prostor.

• Intel je razvio digitalni video čip koji ostvaruje kompresiju u odnosu 150:1.

Miniračunari

• Koriste se kada je potreban istovremen rad više korisnika.

• U malim i organizacijama srednje veličine, kao i u odeljenjima velikih kompanija.

“Mainframe” računari

• Veliki računari koji podržavaju istovremen rad nekoliko stotina korisnika

• “Mainframe” računari su veoma skupi

Super računari

• Najbrži i najskuplji• Koriste više paralelnih procesora• Ostvaruju veoma velike brzine

procesiranja

Razni standardi• Ivični konektor (edge connector)• Skup širokih, pljosnatih metalnih kontakata na

ploči za proširenje koji se umeće u slot za proširenje personalnog računara ili u konektor trakastog kabla.

• Povezuje ploču sa sistemskom, zajednički korišćenom putanjom podataka ili sabirnicom pomoću niza štampanih linija (kontakata) za povezivanje sa kolima na ploči.

• Broj ovih linija različit je za različite vrste konektora

Razni standardi

• Trakasti kabl ili pljosnati kabl (ribbon cable)

• Sadrži do 100 paralelnih provodnika za linije podataka i kontrolne linije.

• Koriste se unutar računarskog kućišta za povezivanje disk jedinica sa njihovim kontrolerima.

Razni standardi• Ploča za proširenje (expansion board)• Ožičena ploča koja se priključuje na sabirnicu

računara (glavnu putanju za prenos podataka) u cilju obezbeđivanja dopunskih računarskih funkcija ili resursa

• Tipične ploče za proširenje služe za dodavanje:– memorije, – kontrolera disk jedinica, – video podrške, – paralelnih i serijskih portova i – internih modema

Razni standardi

• Ploča za proširenje (expansion board)• Kod laptop računara računara proizvode

se u vidu uređaja veličine kreditne kartice i zovu se PC kartice (PC Cards)

• Umeću se u slot na zadnjem delu računara

Razni standardi• PCMCIA• Personal Computer Memory Card International

Association (Međunarodna asocijacija za memorijske kartice personalnih računara).

• Grupa proizvođača i prodavaca oformljena radi unapređivanja zajedničkog standarda za periferijske uređaje, zasnovane na PC kartici i odgovarajućim slotovima

• PCMCIA konektor, PCMCIA slot, PCMCIA kartica

Razni standardi

• ACME• A (or American) Company Making

Everything• Describing some X as an "Acme X"

– either means "This is insanely great"– or, more likely, "This looks insanely great on

paper, but in practice it's really easy to shoot yourself in the foot with it."

Softver (software)

• Računarski programi, instrukcije koje omogućavaju da hardver radi

• Podela po metodu distribucije:• Softverski paketi koji se distribuiraju kroz

maloprodaju• Besplatni softver i softver u javnom vlasništvu koji

se distribuiraju besplatno• Softver za probu pre kupovine (besplatno se

distribuira, ali se od korisnika zahteva da plate ako nastave da ga koriste)

Softver

• Korisnici softvera:• pojedinci • radne grupe• organizacije

• Poreklo softvera:• razvoj unutar date organizacije• kupovina i prilagodavanje • Web servisi

Sistemski i aplikativni softver

• Aplikativni softver• Sistemski softver• Hardver

• Sistemski softver • Koordinira aktivnosti hardvera i programa • Projektuje se za specifičan procesor i specifičnu

klasu hardvera • Vrste sistemskog softvera :

• operativni sistemi (OS) i • uslužni programi

Sistemski softver

Sistemski softver

• Operativni sistem • DOS• Windows• Unix• Linux• WAX Sistemski softver

Sistemski softver

• Uslužni programi• Tekst editori (EDIT, vi) • Kompajleri • Debuggeri• Grafički korisnički interfejsi

• Aplikativni softver • Izvršava zadatke zbog kojih ljudi koriste računare• Pomaže krajnjim korisnicima da uspešnije

obavljaju svoj posao ili slično• Vrste aplikativnog softvera

• Tekst procesori (MS Word for Windows) • Programi za rad sa tabelama (MS Excel)• Baze podataka i informacioni sistemi

Aplikativni softver

Softver

• Dve dodatne kategorije sadrže elemente i sistemskog i aplikativnog:• Mrežni softver: omogućava grupama računara da

komuniciraju i • Programski jezici: obezbeđuje programerima

potrebne alate za pisanje programa.

Uloga operativnih sistema

• Izvršavanje U/I funkcija• Obezbeđivanje korisnickog interfejsa• Obezbeđivanje nezavisnosti od hardvera• Upravljanje memorijom• Upravljanje procesima• Upravljanje fajlovima (datotekama)• Upravljanje pristupom sistemskim resursima

Izvršavanje U/I funkcija

• prihvatanje podataka sa ulaznih uredaja• skladištenje podataka na diskovima• slanje podataka ka izlaznim uredajima• drajveri

Obezbeđivanje korisnickog interfejsa

• interfejs zasnovan na komandnoj liniji• grafički korisnički interfejs (GUI)

Obezbeđivanje nezavisnosti od hardvera

• Aplikativni programi se mogu tako pisati da komuniciraju sa OS, a ne sa hardverom• Platformska nezavisnost, sve dok je OS isti• Pojam API (application program interface)

Upravljanje memorijom

• Razdvajanje sistemskih i aplikativnih programa u memoriji

• Zaštita sistemskih programa• Virtuelna memorija i "swap file"

Upravljanje procesima

• Proces: program ili deo programa koji se izvršava u računaru

• Time sharing: raspodela vremena ili istovremena upotreba računarskog sistema od strane više osoba. Konkurentno se izvršavaju različiti programi tako što se kombinuju delovi vremena obrade dodeljeni svakom korisniku

Upravljanje procesima

• Scalability ili skalabilnost: sposobnost adaptacije sistema pri povećanju broja korisnika ili procesa, OS određuje tu sposobnost za datu platformu

• Multitasking: istovremeni rad sa više poslova, višeprocesna obrada zadataka

Datoteka ili fajl

• Puni imenovani skup informacija, kao što je program, skup podataka koje program koristi ili dokument koji je napravio korisnik.

• Osnovna smeštajna jedinica koja omogućava računaru da razlikuje jedan skup informacija od drugog.

Sistem datoteka ili file system

• Ukupna struktura imenovanja, smeštaja i organizovanja datoteka u operativnom sistemu

• Sistem datoteka se sastoji od datoteka, direktorijuma i infomacija koje su potrebne za pronalaženje i pristup ovim elementima

• Prevodi zahteve za rad sa datotekama iz aplikativnog programa u zadatke niskog nivoa, koje razumeju drajveri za upravljanje disk jedinicama

Upravljanje fajlovima (datotekama)

• Organizacija podataka na disku i u memoriji• Adresiranje fajlova• Fizička lokacija fajlova• Obrada više istovremenih zahteva za pristupom

istom fajlu

Kataloška struktura

Upravljanje pristupom sistemskim resursima

• Zaštita od neautorizovanog pristupa podacima i programima• Username, password• Kriptografska zaštita

• Povezivanje sa drugim računarima u mreži• Sve više OS to podržava

Jezgro OS

• Kernel ili jezgro operativnog sistema• Deo sistema koji upravlja memorijom,

datotekama i periferijskim uređajima, održava vreme i datum, pokreće aplikacije i raspodeljuje sistemske resurse

• Komandni interpreter

Glavni delovi OS

• Menadžer procesa (process manager)• Menadžer fajlova (file manager)• Menadžer memorije (memory manager)• Menadžer U/I operacija (I/O manager)• Jezgro OS

Klasifikacija prema nameni i tipu korisnika

• Pojedinac• OS za personalne računare i radne grupe

• Radna grupa• Mrežni OS

• Preduzeće• OS za srednje i velike (mainframe) računare

• Potrošačka elektronika• OS u raznim računarski kontrolisanim uređajima

Personalni Za radne grupe Za preduzeća Za potrošačku el.

MS-DOS

Windows 95, 98

Pocket PC

Windows NTradna stanica

Windows NT server

Windows NT server

Windows XP Windows XP Windows XP

Unix Unix Unix

Linux Linux Linux

MAC OS X MAC OS X MAC OS X

Solaris Solaris Solaris

Uslužni programi

• Personalni • Kompresija podataka• Screen saver• Detekcija virusa

Uslužni programi

• Radne grupe • Detaljni izveštaji o aktivnostima računara radne

grupe i statusima korisničkih naloga• Korišćenje izvora neprekidnog napajanja za

“shutdown“ računara radne grupe kada nestane el. energija

• Izveštaji o neuspešnim korisničkim pokušajima “log-on“-a

Uslužni programi

• Preduzeća• Softver za arhiviranje podataka• Softver za poređenje sadržaja datoteka i

identifikaciju razlika• Izveštaji o statusu određenog računarskog posla

Aplikativni softver

• Klasifikacija prema nameni i tipu korisnika• pojedinac

• procesiranje teksta, rad sa tabelama, baze podataka, grafika,...

• radna grupa• elektronska pošta, grupno planiranje, timski rad,...

• preduzeće• kadrovska evidencija, obračun plata, obrada

narudžbenica,

Aplikativni softver –tipični primeri

• Procesiranje teksta – MS word• Rad sa tabelama – MS excel• Rad sa bazama podataka – oracle, SQL server• Rad sa grafikom – corel draw, visio• Upravljanje projektima – MS project• Upravljanje finansijama – managing your

money• Online servisi – AOL, compuserve

Aplikativni softver

• Serverska aplikacija• aplikacija iz koje se uzimaju podaci ili usluge

• Klijentska aplikacija• aplikacija koja prihvata podatke ili koristi usluge

• Kolekcije aplikacija• neintegrisane (problem sa formatima podataka)• integrisane (podržavaju čitav proces proizvodnje)

Razvoj softvera

• Programski jezici:• Nižeg nivoa (asemblerski jezici, PL/M,...)• Višeg nivoa (c, java, c#,...)• Prilikom izbora programskog jezika bitno je

razumevanje karakteristika jezika

Internet

Računarske mreže

• Za potrebe internih komunikacija i računarskih obrada, računari se povezuju u mreže– Korišćenjem fizičkih veza: LAN mreže (Local

Area Network)– Pomoću komunikacionih linija WAN mreže (Wide

Area Network)– Ograničene samo na svoje plaćene članove i

koriste vlastite komunikacione standarde VAN (Value Added Networks)

Internet

• Premostiti razlike između mreža i omogućiti međusobnu komunikaciju– Internet predstavlja takvo sredstvo

• Dvostrani komunikacioni sistem sa mogućnošću slanja ciljnih poruka pojedincima

• Veliki značaj u mogućnosti dvostranih komunikacija tipa mnogi–prema–mnogima (many–to–many)

Internet

• Skraćenica za internetwork (mreža mrežâ)• Skup računarskih mrežâ koje mogu da budu različite, • Povezane mrežnim prolazima koji obavljaju prenos

podataka i konverziju poruka sa protokola predajnih mreža na protokole prijemnih mrežâ

• Globalni skup mreža, rasprostranjenih širom sveta, i mrežnih prolaza koji koriste skup TCP/IP protokola za međusobnu komunikaciju

Internet

• Glavni oslonac - okosnica sastavljena od komunikacionih linija za prenos podataka velikim brzinama između značajnih čvorova ili glavnih računara

• Sastoji se od hiljada komercijalnih, administrativnih, obrazovnih i drugih računarskih sistema koji prosleđuju podatke i poruke

Internet

• Jedan ili više čvorova Interneta može da se isključi bez ugrožavanja Interneta kao celine ili zaustavljanja komunikacija na Internetu, jer ga ne kontroliše jedan računar ili mreža

• Održavanje komunikacionih sposobnosti čak i u slučaju havarije ili ozbiljnog pada sistema u nekim komponentama mreže

ARPANET

• Internet nastao od decentralizovane mreže, poznate kao ARPANET (Advanced Research Projects Agency of the U.S. Defense Department)

• ARPANET je 1969. godine stvorilo Ministarstvo odbrane SAD radi osiguravanja komunikacija u slučaju atomskog napada

• Kasnije su druge mreže, (BITNET, Usenet, UUCP i NSFnet) povezane sa ARPANET-om

IAB i IETF• Ne postoji centralni autoritet koji upravlja Internetom • Grupe čije se mišljenje uvažava:

– IAB (Internet Architecture Board) odgovoran za održavanje interoperabilnih standarda za komunikacije preko Interneta i adresiranje

– IETF (Internet Engeneering Task Force) radne grupe za rešavanje operacionih i kratkoročnih tehničkih problema

• Sve mreže povezane na Internet moraju da slede uputstva i odluke IAB-a i IETF-a

• Ignorisanje preporuka koje su donela oba ova tela uslovljava isključivanje sa Interneta

Internet - mehanizam za transfer informacija

• Dva ključna faktora koja su uslovila da Internet postane glavni mehanizam za transfer informacija i obavljanje komercijalnih transakcija su: – distribuiranost– otvorenost

Distribuirano okruženje

• Distribuirano kompjutersko okruženje sastoji se od više računara koji su u stanju da međusobno komuniciraju i zajednički izvršavaju određeni zadatak

• Obrnuta varijanta: centralni računar – Korisnici šalju komande i primaju rezultate pomoću

terminala povezanih za centralni računar– Sve obrade na centralnom računaru (hostu)– Terminali samo za slanje instrukcija i prikazivanje rezultata

Distribuirano okruženje

• Svaki povezani računar može da služi i kao server i kao klijent

• Snaga - povezanost računara svakog sa svakim• Svaki računar povezan u mrežu može biti

provajder sadržaja, a ne samo za razgledanje Web-a

Servisi Interneta

• Internet je stekao ogromnu popularnost zahvaljujući servisima koje nudi

• Podela servisa na Internetu:• bazični• javni informacioni• diskusioni• konferencijski• servisi za pretraživanje

Servisi Interneta

• Većina sevisa se uopšte ne koristi zato što su integrisani u neke nove, najčešće različite pojavne oblike dva najmasovnije korišćena:– e-mail i – Web

• Sinhroni servisi: učesnici moraju istovremeno biti prisutni na Internetu

• Asihroni servisi: korisnici ne moraju biti istovremeno aktivni na mreži

Bazični servisi

• Elektronska pošta (E-mail):– Lična i poslovna komunikacija preko Interneta,

razmena poruka elektronskim putem– U prilogu tekstualne poruke mogu se slati različiti

multimedijalni sadržaji– Komunikacija asihrona– Poruka koja je stigla smešta se u poštansko

sanduče, primalac je može čitati naknadno

Bazični servisi

• Telnet (Telecommunications network) – Omogućava pristup udaljenom računaru i interaktivan rad

na njemu

• FTP (File Transfer Protocol) omogućava prenos datoteka između udaljenih računara– Da bi se uspostavilaveza sa FTP serverom može biti

potrebno unošenje korisničkog imena i lozinke– Smer renosa: sa FTP servera ka korisnikovom računaru

(download) i obrnuto (upload)– Komande se zadaju preko Web interfejsa

Javni informacioni servisi

• Gopher, servis za hijerarhijsko organizovanje i pretraživanje tekstualnih informacija

• WWW (World Wide Web) ili Web, servis za hipertekstualno organizovanje i pretraživanje multimedijalnih informacija– Multimedijalni sadržaji smešteni na Web servere

dostupni su korisnicima Interneta preko Web browsera - univerzalnog korisničkog interfejsa, koji interpretira HTML dokumente preuzete sa servera

Diskusioni servisi

• Lista elektronske pošte (Mailing list):– Automatizovano slanje elektronske pošte na više

adresa– Poruka se šalje svim zainteresovanim korisnicima,

jer poruka poslata “listi ” automatski ide svim njenim članovima

– Interesno grupisanje korisnika– Listu ažurira vlasnik liste ili se koriste

specijalizovani programi koji automatski ažuriraju promene na listi

Diskusioni servisi

• Diskusione grupe (Newsgroup) – Javne hijerarhijski organizovane grupe– Poruke se ne prosleđuju automatski: korisnici

pristupaju na sopstveni zahtev– Prednost u odnosu na liste elektronske pošte:

pretplatnik pristupa samo kada želi i izbegava pretrpavanje njegovog poštanskog sandučeta neželjenom poštom (junk mail)

Konferencijski servisi

• IRC (Internet Relay Chat): omogućava tekstualnu konverzaciju većeg broja korisnika preko Interneta u realnom vremenu

• Telefoniranje preko Interneta (Internet Phone): glasovno komuniciranje korisnika Interneta uz korišćenje mikrofona i zvučne kartice

• Videokonferencije (Videoconferencing): omogućavaju i vizuelnu komunikaciju primenom video kamere i mikrofona

Servisi za pretraživanje

• Archie: pretraživanje anonimnih FTP servera, na osnovu naziva datoteke ili njenih osobina

• Veronica: pretraživanje informacija sadržanih u naslovima iz menija Gophera

• WWW serveri za pretraživanje (Yahoo!, AltaVista, Google):– Specijalizovani serveri za pretraživanje Web

sadržaja na Internetu

WWW• Web omogućava korisnicima da pretražuju različite

sajtove u jednom pristupu:– Koristi skokove pomoću hipertekstualnih veza na druge

Web strane• Omogućava prenošenje i prikazivanje i netekstualnih

datoteka, tj. video i audio zapisa• Programski jezik HTML (HyperText Markup

Language), omogućava svakome da napravi sopstvenu Web stranu– Tako se postaje ne samo primalac informacija već i

provajder sadržaja

Adresiranje• Svaki računar na Internetu ima jedinstvenu numeričku (IP)

adresu, koja se sastoji od dva dela • identifikator mreže i • identifikator računara

• Radi lakšeg snalaženja uvedena su određena pravila za simboličke adrese

• Sufiksi u SAD:• com – komercijalne institucije• edu – obrazovne institucije• org – neprofitne organizacije• mil – vojne institucije• gov – vladine institucije• net – mrežna administracija i provajderi

Adresiranje

• U većini zemalja i kod nas sufiksi za komercijalne i akademske domene drugačiji

• U našoj državi koriste se sledeći sufiksi:• ac – akademski domen• co – komercijalni domen

Adresiranje

• U svim državama izuzev SAD adresezavršavaju sufiksom koji označava konkretnudržavu:• rs – Srbija• de – Nemačka• fr – Francuska• ca – Kanada• uk – Velika Britanija

Adresiranje

• Nivo hijerarhije domena opada s desna u levo• rs –domen Srbije• ac.rs – akademski domen Srbije• etf.bg.ac.rs – domen za Elektrotehnički fakultet u

Beogradu

Documents

Основи информатике - kpu.edu.rs sa predavanja... · Bulova algebra ima veliki značaj i primenu u razvoju savremenih računarskih sistema. Istorijat • Ideja računara