1. RAČUNALNIK - osnove... · 2008. 6. 21. · 1.generacija: (do leta 1956) stikala izvedena kot elektronke in releji (releji so elektromehanska stikala, velika in težka) 2.generacija:

R A Č U N A L N I K 7

1. RAČUNALNIK

1.1. Definicija (Računalni�ki slovar, Kraynak, 1994):

Računalnik je v splo�nem vsaka naprava, ki od uporabnika sprejme podatke,

jih obdela in v določeni obliki da od sebe rezultat . . . Če naj računalnik

opravlja določena dela, potrebuje navodila, kaj naj stori . . .

... elektronska naprava za avtomatsko obdelavo (velikega �tevila) podatkov

... naprava za shranjevanje vsakovrstnih podatkov

... ena najpomembnej�ih naprav na področju prena�anja informacij

Računalni�tvo:

... veda o zgradbi, delovanju in uporabi računalnika

... veda o računalnikih in vsem, kar je v zvezi z avtomatsko obdelavo podatkov

Računalni�tvo ≠ Informatika

podatki

uporabnik računalnik (obdelava)

navodila

rezultati


Človek/uporabnik računalniku posreduje zbirko navodil, ki računalniku povedo, kaj

mora storiti.

zbirka navodil ≡ računalni�ki program

skupek programov ≡ programski sistem

Računalnik = strojna ali aparaturna oprema (hardware) � fizični del

+

programska oprema ali programje (software) � programski del.

Strojno opremo sestavljajo fizični elementi računalnika (računalnik sam, vse enote in

deli, ki so vanj vgrajeni ali nanj priključeni), programsko opremo pa navodila oziroma

programi in programski sistemi, ki se uporabljajo na računalniku (skupni izraz za vse

programe, ki se izvajajo v računalniku).

Računalnik ≡ računalni�ki sistem (sestavlja ga več funkcionalnih sklopov).

Danes: zelo hitre spremembe tehnologije;

osnovne ideje se niso kaj dosti spremenile → ideje so neodvisne od

tehnologije ⇒ za programerja je identične računalnike mogoče graditi na

veliko različnih načinov.

Računalniki se razlikujejo med seboj po velikosti, zmogljivosti, vsi pa imajo

enako funkcionalno zgradbo.

Kratka zgodovina razvoja računalnikov:

1623: nemec Schickard je izdelal napravico za se�tevanje, od�tevanje in mno�enje

�tevil, delovala je na principu zobatih koles;

1642: francoz Pascal izdelal računsko napravo (Pascalina) na principu zobatih koles,

znala je se�tevati in od�tevati;

1671: nemec Leibniz je izdelal napravo, ki je znala se�tevati, od�tevati, mno�iti in

deliti;

1834: angle� Babbage je izdelal mehanično napravo (diferenčni stroj), ki je znal

poleg računanja re�evati probleme (imela je �e pomnilnik - enoto, ki izvaja

računske opreacije, ukazi so bili posredovani preko kartic) � nedokončan;


1887: američan Hollerith je izumil luknjano kartico;

1938: nemec Zuse naredil mehanični računalnik, ki je znal računati v dvoji�kem

sestavu (binarna aritmetika) in je uporabljal aritmetiko s plavajočo vejico;

1941: nemec Zuse zgradil računalnik iz relejev � prvi delujoči programsko vodeni

računalnik za splo�ne namene;

1942: am. tovarna Bell Telephone Company izumi napravo iz relejev, ki se jo da

programirati;

1945: američan Von Neumann zasnoval prvega pravega prednika dana�njih

računalnikov (v pomnilnik shrani program in podatke, računalnik ob zagonu

opravi vse sam); izdelan je bil 1951;

1946: na University of Pennsylvania razvili ENIAC � računalnik na elektronke (70

ton), ki se uporablja samo za izračune (deseti�ki stroj);

1947: izum tranzistorjev v laboratorijih Bell;

1965: izum integriranih vezij;

1971: Intel � izum mikroprocesorja (5x5 mm, 4-bitni).

Delovanje računalnikov temelji na krmiljenju električnih signalov s stikali. Stikalo v

skladu s programskimi navodili signal prepusti ali ga zadr�i.

Več stikal ⇒ več operacij & bolj zahtevne operacije.

Trend: pomanj�evanje stikal.

Generacije računalnikov glede na vrsto stikal (časovno-razvojna):

1.generacija: (do leta 1956) stikala izvedena kot elektronke in releji (releji so

elektromehanska stikala, velika in te�ka)

2.generacija: (do leta 1964) stikala izvedena kot tranzistorji (polprevodni�ki elementi)

3.generacija: (do leta 1978) stikala kot integrirana vezja � čipi (zdru�ujejo funkcije

več tranzistorjev in drugih elektronskih elementov � uporov, kondenzatorjev, tuljav)


4.generacija: (od leta 1979) stikala kot integrirana vezja visoke gostote, sestavljena

integrirana vezja � mikroprocesorji

5.generacija: stikala so mikroprocesorji, naloga računalnikov pa ni več samo

računanje in delo s �tevili, ampak tudi logično sklepanje, delo z bazami znanja, delo s

podatkovnimi bazami, razumevanje člove�kega govora, slik, razvoj vzporednih,

večprocesorskih računalnikov, ...

6.generacija: stikala kot nevronski � bio čipi (obdobje bioračunalnikov)

Delitev računalnikov glede na njihovo zmogljivost in ceno:

1. Superračunalniki (supercomputers) � najhitrej�i računalniki, ki jih je mogoče z

obstoječo tehnologijo zgraditi; za re�evanje te�kih znanstvenih in tehničnih

problemov, ki zahtevajo zelo veliko �tevilo operacij.

2. Veliki računalniki (mainframes) � zelo zmogljivi računalniki, ki so namenjeni

re�evanju �irokega spektra različnih problemov; imajo zelo močan V/I sistem .

3. Miniračunalniki (minicomputers) � dana�nji imajo vse lastnosti velikih

računalnikov, le da niso primerni za probleme, ki zahtevajo velike podatkovne

baze ali veliko �tevilo V/I naprav.

4. Mikroračunalniki (microcomputers) � so miniračunalniki, narejeni na osnovi

mikroprocesorjev; zaradi ni�je cene so postali dostopni vsem � osebni računalniki.

1.2. Arhitektura računalni�kih sistemov ali računalni�ka arhitektura [IBM, 1964, serija računalnikov IBM 360]

Arhitektura ≡ obravnava lastnosti računalnika, ki jih vidi programer, ločeno od

fizične in logične relizacije računalnika. Je tisto abstraktno bistvo

računalnika, ki ni odvisno od načina realizacije (obravnava idejno

zasnovo in delovanje, neodvisno od načina realizacije).


Fizično različni stroji imajo lahko enako arhitekturo, na njih pa lahko tečejo isti

programi.

ORGANIZACIJA RAČUNALNIKA � se nana�a na logično zgradbo in lastnosti delov,

ki sestavljajo računalnik, ter na njihovo medsebojno povezavo, s katero je realizirana

določena arhitektura.

Neko arhitekturo je mogoče realizirati z različnimi vrstami organizacije.

Ročno računanje in računalnik

Prvotno: računalniki kot stroji za računanje

(razlogi: hitrost + odsotnost napak).

Primerjava ročnega računanja in računalnika:

Osnovni elementi ročnega računanja:

Papir � shranjevanje informacij (navodila za računanje oz. ukazi in �tevila).

Kontrolna funkcija mo�ganov � prevzema in analizira ukaze, skrbi za pravilni vrstni

red izvr�evanja ukazov.

Izvr�ilna funkcija mo�ganov � opravlja z ukazi zahtevane operacije (+, -, *, /).

Mo�gani

kontrolna funkcija

izvr�ilna funkcija

Papir

ukazi

podatki

kalkulatorji


Zgradba tipičnega računalnika danes:

Centralna procesna enota (CPE) ↔ mo�gani,

glavni pomnilnik ↔ papir (algoritem ali program in podatki).

Podobnost osupljiva !

Edina razlika:

Vhod/izhod (V/I) . . . pretvorba informacij iz strojnega jezika, v katerem dela

računalnik, v člove�ki jezik in nasprotno.

Pri obeh srečamo naslednje elemente:

1. procesor, ki zna izvr�evati ukaze;

2. pomnilnik, ki hrani ukaze in podatke;

3. pot, po kateri se prena�ajo informacije med procesorjem in pomnilnikom.

Centralna procesna enota

kontrolna enota

aritmetično logična enota

Glavni pomnilnik

ukazi

operandi

registri

vhod/izhod


1.3. Osnovni principi delovanja računalnika Računalnik je narejen v skladu s von Neumann-ovo arhitekturo.

Von Neumannov računalni�ki model/stroj =

teoretični model računanja + resnični stroj.

Von Neumannov je vsak stroj, ki izpolnjuje naslednje pogoje:

- sestavljajo ga trije osnovni deli: CPE, glavni pomnilnik in V/I sistem;

- je stroj s shranjenim programom � program je shranjen v glavnem

pomnilniku in vodi delovanje stroja;

- ukazi programa se izvajajo zaporedno eden za drugim.

Zgradba tipičnega von Neumannovega računalnika:

1. Centralno procesna enota (CPE) ali osrednja obdelovalna enota ali procesor

ali danes najpogostej�a oblika mikroprocesor (CPU � Central Processor Unit):

ima osrednjo vlogo v računalniku, saj se skoraj vse dogajanje odvija v CPE ali

pod njeno kontrolo (dana�nji računalniki imajo �e druge procesorje ali

koprocesorje za posebne funkcije).

CPE

KE

ALE

Glavni pomnilnik

registri

V/I sistem

� V/I naprave


Osnovna naloga: iz glavnega pomnilnika jemlje ukaze in jih izvr�uje.

Delimo jo na kontrolno ali krmilno enoto (KE), aritmetično logično enoto (ALE)

in registre.

Kontrolna ali krmilna enota skrbi za pretok podatkov in ukazov - za

prevzemanje ukazov in operandov ter aktiviranje ustreznih operacij, ki se v večini

primerov izvajajo v ALE.

KE vsebuje krmilno vezje in vodilo. Krmilno vezje po vodilih prena�a ukaze in

podatke iz pomnilnika v procesor in nazaj. Vodilo so več�ični vodi. Biti se po

vodilih prena�ajo v skupinah.

Aritmetično logična enota opravlja vse aritmetične in logične operacije. Osnova

so preprosta elektronska vezja, ki zmorejo opravljati odločitve in primerjave,

imenujemo pa jih logična vrata (tri osnovna logična vrata: IN, ALI in NE).

Sodobna integrirana vezja vsebujejo več tisoč logičnih vrat IN, ALI in NE ter

njihovih kombinacij. Tem vezjem pravimo se�tevalniki.

Register je ena ali več povezanih pomnilni�kih celic, v katere je mogoče shraniti

neko vrednost. Registri so pomnilne celice, usposobljene za računanje

(elementarne operacije). Procesor v registre prena�a �tevila, s katerimi bo računal,

po izračunu pa v njih ostanejo rezultati.

CPE so zgrajene iz digitalnih elektronskih vezij, ki tvorijo digitalni sistem. Danes:

digitalna vezja, iz katerih je zgrajena CPE, so najpogosteje na enem samem čipu

→ mikroprocesor.

Mikroprocesor je CPE, zgrajena na eni (silicijevi - Si) plo�čici (čipu) ali več v

celoto sestavljajočih (Si) plo�čicah.

(Namesto Si plo�čic se danes uporabljajo tudi drugi materiali.)

Mikroračunalnik je računalnik, ki za svojo CPE uporablja mikroprocesor.


shema mikroračunalnika ali mikroprocesorskega sistema

Najpogosteje se mikroprocesorji delijo po dol�ini besede (�tevilu bitov), ki jo

hkrati prena�ajo in obdelujejo: 1-bitni, 4-bitni, � , 16-bitni, 32-bitni, 64-bitni, �

S �tevilom bitov označujemo največje �tevilo bitov, ki jih mikroprocesor lahko

naenkrat obdeluje: dalj�a dol�ina besede ⇒ večja procesna moč.

Zmogljivost računalnika se tradicionalno meri predvsem z zmogljivostjo

procesorja ali CPE. Biti bi moralo tako: pri uravnote�enem računalniku morata

biti zmogljivost pomnilnika in V/I usklajena z zmogljivostjo procesorja.

Zmogljivost procesorja merimo na različne načine. Pogosto jo izra�amo s

�tevilom ukazov, ki jih izvr�i v časovni enoti. Primer: enota MIPS (Million

Instructions Per Second).

Zmogljivost procesorja določa �tevilo bitov informacije, ki jo hkrati obdeluje in

njegova hitrost. Splo�no je odvisna od:

- urine periode ali frekvence ure: izvajanje ukazov poteka v natančno

odmerjenem ritmu, ki ga določa ura; hitrost ure je podana s frekvenco �

�tevilo taktov na sekundo, izra�ena v MHz

- �tevila urinih period na ukaz: ukazi se različno dolgo izvajajo

- �tevila ukazov, v katere se prevede dani program.

Napaka, ki jo delamo: računalnik z vi�jo frekvenco ure je hitrej�i od tistega z

ni�jo.

Generator urinih

imuplzov

Mikroprocesor V/I enote

RAM pomnilnik

ROM pomnilnik


Hitrost procesorja je podana s �tevilom izvr�enih elementarnih ukazov na

sekundo in je navadno manj�a od hitrosti ure.

Hitrost računalni�kega sistema lahko povečamo z večjim �tevilom procesorjev.

2. Glavni pomnilnik (primarni ali hitri pomnilnik): v njem so ukazi in operandi,

ki jih uporablja CPE. Realiziran je v obliki integriranih vezij (polprevodni�ki

pomnilnik).

Splo�no delimo pomnilnike na trajne in delovne.

Trajni pomnilniki (ROM pomnilniki):

ROM � Read Only Memory je v računalnik vgrajen bralni pomnilnik, v katerem

so zapisane informacije, ki so nujno potrebne za delovanje računalnika (navodila

in podatki, ki jih računalnik potrebuje za svoje osnovno delovanje).

Te informacije so trajno zapisane.

Poznamo različne izvedbe (določene so z izvedbo konkretnega računalni�kega

sistema): PROM (Programmable ROM) je prazen in ga je mogoče s posebnimi

napravimi sprogramirati, EPROM (Eraseble PROM) je tak ROM, katerega

vsebino je mogoče zbrisati, s posebnimi napravami pa ponovno sprogramirati.

Posebne vrste ROM je BIOS (Basic Input Output System) � osnovni vhodno

izhodni sistem, v katerem je zapisan program za nadzor osnovnih funkcij

osebnega računalnika. Naloga BIOS-a je nenehen nadzor in upravljanje

posameznih računalni�kih sklopov (tipkovnica, zaslon, rač. pogoni, tiskalnik,...).

Zaslonski BIOS je program za krmiljenje prikaza na zaslonu.

Delovni pomnilniki (RAM pomnilniki):

Vsebina teh pomnilnikov se ob izklopu računalnika izgubi.

Namenjen je tekočemu delu z računalnikom � v njem rač. hrani ukaze in podatke

tekoče obdelave.

RAM � Random Access Memory je pomnilnik z naključnim (neposrednim)

dostopom.


Da lahko rač. izvr�i program, ki je shranjen na pomnilni�kem nosilcu (npr. disku),

nalo�i program v RAM. Pri izvajanju tega programa procesor jemlje ukaze

neposredno iz RAM-a in jih prena�a v svoje registre, kjer jih izvr�i. Vmesne

rezultate tudi spravlja v RAM.

Če je program večji od RAM-a ali če je vmesnih rezultatov več kakor RAM-a:

operacijski sistem (osnovni program za upravljanje z rač. sistemom) program

funkcionalno razkosa in kose iz pomnilni�kega nosilca prena�a v RAM skladno s

potekom programa.

Zmogljivost RAM-a je zelo pomembna (navadno ga lahko nadgrajujemo).

Vsaka večja količina podatkov, ki jih mora obdelati kaka komponenta rač., lahko

bistveno upočasni delovanje rač. To velja tudi za V/I enote, zato imajo �tevilne

V/I naprave lasten RAM (v napravi ali na kartici, ki napravo krmili).

Drugi pomnilniki oz. pomnilni�ki nosilci (do katerih procesor nima neposrednega

dostopa):

! Pomo�ni pomnilniki: namenjeni samo shranjevanju informacije, ne pa

njenemu pretvarjanju v zunanjemu svetu dostopno obliko. Cena enote informacije

v pomo�nem pomnilniku je veliko ni�ja kot cena v glavnem pomnilniku + nudi

obstojnost in prenosljivost shranjene informacije.

! Predpomnilnik (cache): je majhen in hiter pomnilnik, ki ga priključimo med

CPE in glavni pomnilnik (lahko tudi drugje). Cache ≡ varen prostor za skrivanje

ali hranjenje stvari; stvari, ki se hranijo v predpomnilniku, so deli vsebine

glavnega pomnilnika.

! Navidezni pomnilnik (virtual memory): je ena od strategij za dodeljevanje

pomnilnika. Le-to je potrebno, ko je glavni pomnilnik premajhen. Danes je razlog

za uporabo takega pomnilnika v bistveno ni�ji ceni enega bita pomo�nega

pomnilnika v primerjavi z glavnim pomnilnikom.

Trinivojska pomnilni�ka hierarhija, ki je pri dana�njih računalnikih zelo pogosta:


- pri �tirinivojski hierarhiji sta dva nivoja predpomnilnika

Dva parametra, ki sta za hitrost delovanja rač. sistema zelo pomembna:

1. čas dostopa do pomnilnika � čas, ki je potreben, da pridemo do podatka, ki je

zapisan na pomnilni�kem nosilcu (pri gl. pomnilniku je ranga ns, pri disku pa

ms).

2. čas prenosa podatkov iz pomnilnika � čas, ki je potreben za prenos podatka

iz pomnilnika.

Za zmogljivost računalnika pa je zelo pomembno tudi, da se iz glavnega

pomnilnika v CPE in nazaj lahko prenese dovolj velika količina informacije.

Ozko grlo, ki lahko nastane, re�ujemo najpogosteje na dva načina:

1) delitev glavnega pomnilnika na ukazni in operandni

istočasno branje ukaza in operanda

2) ozko grlo raz�irimo s predpomnilnikom (ali z metodo, ki se imenuje

pomnilni�ko prepletanje).

CPE predpom-

nilnik glavni pom.

pomo�ni pom.

Glavni pom.

CPE

ukazi in operandi

ukazni pom.

operandni pom.

CPE

ukazi operandi


Glavni pomnilnik je skladi�če bitov. Videti je kot enodimenzionalno zaporedje

pomnilni�kih besed, od katerih ima vsaka svoj enoličen naslov:

dol�ina besede je tu 8 bitov

Vsaka pomnilni�ka celica hrani 1 bit informacije.

�tevilo celic v besedi = dol�ina pomnilni�ke besede (1 � 64 bitov). 8 bitov = 1

byte (bajt)

Vsak bit ima lahko stanje 0 (nizko stanje) ali 1 (visoko stanje).

Vsebina pomnilni�ke besede se lahko spreminja, naslov pa ne.

Procesor ima neposreden dostop do vsakega pomnilni�kega naslova � procesor je

s pomnilnikom povezan samo z vodili (elektronskimi potmi), brez posredni�kih

naprav.

3. Vhodno/izhodni sistem (V/I sistem): v CPE in glavnem pomnilniku je

informacija shranjena v obliki, ki zunanjemu svetu ni dostopna.

V/I sistem je zato namenjen prenosu informacij v zunanji svet ali iz zunanjega

sveta.

Sestavni del V/I sistema so V/I naprave [tipkovnica, prikazovalnik, telefonska

linija, �], ki pretvarjajo informacijo iz oblike, ki jo uporablja CPE, v neko drugo

obliko, ki je primerna za človeka ali drugega uporabnika [stroje, merilne

instrumente].

Nekatere V/I naprave slu�ijo kot pomo�ni pomnilnik [magnetni disk, optični disk,

�].

Pomnilni�ke besede

.

.

.

0 1

N-2 N-1

Naslovi

7 6 5 4 3 2 1 0

Pomnilni�ke celice (biti)


V/I naprave omogočajo izmenjavo informacij med računalnikom in njegovim

okoljem. Vhodne naprave informacijo spremenijo v računalniku razumljivo

obliko, izhodne naprave pa v človeku razumljivo obliko.

Preko vhodnih naprav posredujemo računalniku podatke, preko izhodnih naprav

pa računalnik posreduje rezultate obdelav teh podatkov.

V/I naprave navadno predstavljajo fizično največji del računalnika.

Osnovni način delovanja V/I sistema je prenos podatkov med glavnim

pomnilnikom in V/I napravami. V nekaterih primerih se podatki prena�ajo tudi

neposredno med CPE in napravami.

Izvedbe vhoda in izhoda so lahko različne:

1) Programski vhod/izhod: z V/I napravo komunicira CPE � vsak podatek se

prebere iz pomnilnika v CPE in se prenese v napravo ali obratno. Prenos je

realiziran s programom. Slabost: počasnost.

2) Neposreden dostop do pomnilnika (DMA): V/I naprava komunicira

neposredno z glavnim pomnilnikom � vsak podatek se pi�e iz pomnilnika v

napravo ali bere iz naprave v pomnilnik. Prenos je realiziran s posebno

napravo � DMA krmilnik.

Navadno srečamo obe izvedbi.

V/I sistem sestavljajo tri komponente:

V/I naprave ali periferne naprave,

krmilniki V/I naprav,

programi za izvajanje V/I operacij.

V splo�nem lahko V/I naprave razdelimo v dve skupini:

1) naprave, ki so namenjene prenosu informacije med CPE in glavnim

pomnilnikom na eni strani ter zunanjim svetom na drugi strani (tipkovnica,

zasloni, tiskalniki, risalniki, telekomunikacijske linije, �). Te naprave

slu�ijo kot sredstvo, preko katerega računalnik komunicira z zunanjim


svetom, iz katerega dobiva programe in podatke in v katerega po�lje

rezultate;

2) pomo�ni pomnilniki [magnetni diski raznih vrst]: slu�ijo za shranjevanje

informacije, pa tudi za komuniciranje z drugimi računalniki (npr. diskete,

CD-ji, magnetni trakovi, prenosni diski, �).

Vsaka naprava je na vodilo priključena preko krmilnika naprave (device

controller). Osnovna naloga krmilnika je, da omogoča prenos podatkov v napravo

in iz nje. Krmilnik je lahko trivialen (register brez sposobnosti procesiranja

informacije) ali specializiran računalnik s fiksnim programom, ki je prilagojen

posebnostim naprave in ki skrbi za podrobnosti pri prenosu podatkov.

Fizične realizacije krmilnikov se od naprave do naprave in od proizvajalca do

proizvajalca močno razlikujejo:

- preprosti krmilniki so pogosto vključeni v samo napravo;

- zapleteni krmilniki so pogosto samostojne enote, na katere običajno lahko

priključimo več naprav;

- del krmilnika je fizično v istem ohi�ju kot CPE ali V/I procesor in glavni

pomnilnik (vmesnik � interface), drugi del je samostojna enota ali v istem

ohi�ju kot naprava; oba sta povezana s kabli.

vodilo

krmilnik1

krmilnik i

registri . . .

V/I naprava 1

V/I naprava n

V/I naprava . . .


V/I naprave priključimo s kabli v vtičnice računalnika. Vtičnice so lahko:

• zaporedne ali serijske: prena�ajo signale zaporedoma, drugega za drugim

(modem, mi�ka);

• vzporedne ali paralelne: prena�ajo signale hkrati, v skupinah (tiskalnik).

Če naprave ni mogoče neposredno priključiti na računalnik (npr. glasbene

instrumente MIDI), moramo v računalnik vgraditi ustrezno kartico, ki nas oskrbi

tudi z ustrezno vtičnico.

1.4. Prenosne poti

CPE, glavni pomnilnik in V/I sistem je potrebno povezati ⇒ pove�emo jih s

prenosnimi potmi, po katerih se prena�ajo podatki.

Različne izvedbe prenosnih poti (lastnosti prenosnih poti in njihovo �tevilo) zelo

močno vplivajo na zmogljivost računalnika.

Pri mikro in miniračunalnikih srečamo največkrat eno samo prenosno pot � vodilo

(bus). Prenosno pot, ki jo tvori vodilo, si delijo vse enote, ki sestavljajo računalnik.

Fizično je vodilo mno�ica povezovalnih linij (�ic), po katerih potujejo električni

signali (navadno so realizirana v obliki tiskanega vezja).

Za veliko vodil obstajajo standardi, ki omogočajo, da je nanje mogoče priključiti

enote različnih proizvajalcev.

vodilo

CPE

Glavni pomnil

nik

Krmilnik V/I

naprav

Krmilnik V/I

naprav . . .

V/I napr. V/I napr. V/I napr.


Ena prenosna pot ≡ v nekem trenutku se izvaja največ en prenos.

Kapaciteta prenosne poti = največje mo�no �tevilo prene�enih besed v sekundi.

1.5. Predstavitev informacije v računalniku

Računalnik = stroj, ki obdeluje in spreminja informacijo.

Informacija lahko nastopa v dveh različnih pojavnih oblikah: diskretni in zvezni.

• Digitalna ali diskretna informacija obsega končno �tevilo vrednosti (pri diskretni

funkciji je zaloga vrednosti �tevna).

• Analogna ali zvezna informacija obsega neskončno �tevilo vrednosti (pri zvezni

funkciji so zaloga vrednosti realna �tevila).

Digitalno informacijo računalniku posredujemo direktno, analogno pa je potrebno

spremeniti v digitalno � postopek digitaliziranja (vstopni analogni signal računalnik

ne meri neprekinjeno, ampak v določenih časovnih razmikih). �tevilo meritev, ki se

izvedejo v eni sekundo, predstavlja frekvenco vzorčenja: večja je frekvenca

vzorčenja, bolj je ta informacija podobna izvorni.

Za pretvorbo analognega signala v digitalnega in nasprotno se uporabljata posebni

napravi: analogno-digitalni pretvornik (AD-pretvornik) in digitalno-analogni

pretvornik (DA-pretvornik).

Ti dve napravi sta lahko samostojni ali pa sta vgrajeni v kako drugo napravo (npr. za

pretvorbo zvoka v digitalen zapis in nasprotno imamo elektronsko vezje, ki se

imenuje zvočna kartica).

Za neposredno obdelavo analognih informacij uporabljamo analogne računalnike.

Digitalen računalnik je neodvisen od vrste podatkov in ga uporabljamo pri re�evanju

najrazličnej�ih nalog.

Informacija je razdeljena v nekaj osnovnih tipov, ki jih računalnik razlikuje in

obravnava na ustrezen način.


Pomnilni�ka beseda je osnovna enota za hranjenje informacije v računalniku. Njena

dol�ina je odvisna od namenov, za katere je računalnik zgrajen (dolge/kratke besede �

numerično računanje/poslovni podatki).

Predstavitev informacije oziroma oblika, v kateri je informacija shranjena, je odvisna

od njenega pomena.

Osnovni tipi informacije v računalniku:

Kodiranje informacije

Kodiranje ≡ predstavitev informacije z dogovorjenimi znaki (npr. pisava, Morsova

abeceda).

Računalnik je digitalna elektronska naprava, zato mu moramo informacijo

posredovati v obliki impulzov ⇒ vsako informacijo zapi�emo z nizom bitov, pri

čemer 1 pomeni tokovni ali napetostni sunek, 0 pa odsotnost sunka.

1 BIT (Binary DigiT)= osnovna enota za merjenje informacije.

Posamezen bit prenese le majhen del informacije, zato bite zdru�ujemo v večje

skupine. Vsaka skupina bitov pomeni določeno �tevilo ⇒ v računalniku informacije

zapisujemo s �tevili.

Informacija

Ukazi

Operandi

�tevila

Nenumerični operandi

deseti�ka

fiksna vejica

plavajoča vejica

logične spremenljivke

znaki

predznačena nepredznačena enojna natančnost dvojna natančnost


• Kodiranje pisnih znakov - nizov (nenumeričnih operandov)

Pri kodiranju pisnih znakov se je potrebno odločiti za:

- obseg in nabor znakov (koliko znakov kodirati in katere),

- s kolikimi biti kodirati posamezen znak in

- izbranim znakom določiti dejanske kode (�tevila, ki jih predstavljajo).

Osnovni tehnični standard, ki predpisuje, s kolikimi biti v računalniku kodiramo

pisne znake:

znake kodiramo z osemmestnim dvoji�kim �tevilom oz. s kombinacijo osmih

bitov.

8 bitov = 1 bajt (byte)

skupina bajtov = beseda [2-bajtna ali 16-bitna, 4-bajtna ali 32-bitna, ...]

Z 1 bajtom lahko predstavimo 256 različnih znakov oz. �tevil [najmanj�e �tevilo

00000000 ustreza 0, največje �tevilo 11111111 ustreza 255] ⇒ bajt omogoča

kodiranje 256 različnih znakov.

Računalni�ki strokovnjaki uporabljajo zaradi preglednosti �estnajsti�ki �tevilski

sestav, kar pomeni, da osembitno dvoji�ko �tevilo prika�emo v �estnajsti�kem z 2

znakoma.

ASCII (American Standard Code for Information Interchange) � ameri�ka

standardna koda za izmenjavo informacij:

osnovni kodni standard ASCII predpisuje uporabo 128 kod za 128 natanko

določenih znakov.

Problem �umnikov re�ujemo z uvajanjem dodatnih kodnih standardov, t.i. kodnih

tabel (izrabijo se proste kode od 128 do 255).

V DOS-u: ASCII 7 in kodna stran 852 (za �umnike kode nad 127).

V WIN-ih: kodna stran 1250


Raz�irjena tabela kod ASCII:

Večje enote za merjenje količine informacij: (bit � osnovna enota [b])

bajt � 8 bitov (osnovna enota pri predstavljanju zmogljivosti računalni�kega

pomnilnika in pomnilni�kih nosilcev) [B]

1KB (kilobajt) = 210 B = 1.024 B ≈ 103 B

1MB (megabajt) = 220 B = 1.024 KB = 1.048.576 B ≈ 106 B

1GB (gigabajt) = 230 B = 1.024 MB = 1.073.741.824 B ≈ 109 B


• Kodiranje �tevil

Pri kodiranju �tevil uporabljamo deseti�ka �tevila, ki jih računalnik sam pretvori

v dvoji�ka.

Pri programiranju na začetku programa določimo tip vseh konstant in

spremenljivk, ki jih bo program uporabljal. Tip določa najmanj�o in največjo

vrednost, ki jo lahko �tevilo zavzame. S tem je določeno tudi �tevilo bitov, s

katerimi bomo to �tevilo predstavili.

Z 1 bajtom lahko predstavimo natanko 256 �tevil. Če s prvim bitom predstavimo

predznak, lahko s preostalimi sedmimi predstavimo samo �e 128 �tevil: [0 .. 255]

ali [-128 .. �1] in [0 .. 127].

Z dvema bajtoma predstavimo 65536 �tevil: [0 .. 65536] ali [-32768 .. 32767].

�e večja cela �tevila predstavimo s 4 bajti (32 bitov).

Realna �tevila: upo�tevati moramo zmogljivost v računalnik vgrajenega

procesorja, pomembna pa je tudi natančnost računanja.

�tevila v fiksni vejici: zaporedje �tevilk, ki jih loči decimalna vejica (pika).

�tevila na levi strani predstavljajo celo �tevilo, na desni pa ulomek.

Primer: 192,73 → 1x102 + 9x101 + 2x100 + 7x10-1 + 3x10-2

�tevila v plavajoči vejici: predstavitev �tevil v plavajoči vejici je za računalnik

prirejena oblika notacije m x re; m, r in e so cela �tevila (m-mantisa, e-eksponent,

r-baza).

Primer: 1 x 1018 ≡ 1 000 000 000 000 000 000

• Kodiranje slik

a) Za računalnik je slika iz pik: vsako piko slike popi�emo z ustreznim

�tevilom. Sliki, kodirani po pikah, pravimo bitna slika. Pred kodiranjem se

odločimo, koliko barv bomo uporabljali. Barvo pike opi�emo s 4, 8, 16, 24

biti (izjemoma več).


4 biti = 16 barv (24 = 16)

8 bitov = 256 barv

16 bitov = 65.536 barv

24 bitov = 16.777.216 barv

Za kodiranje celotne zaslonske slike potrebujemo vod_�t_pik x navp_�t_pik

bajtov kode: ločljivost zaslona 800 x 600, 256 barv ⇒ 480.000 pik na sliki,

za vsako piko 1 bajt ⇒ 480.000 bajtov za kodiranje celotne slike.

b) Sliko predstavimo z obliko in barvo elementov, iz katerih je sestavljena.

Tako kodirani sliki pravimo vektorska slika. Prednost pred bitno sliko:

poljubno jo lahko povečamo, ne da bi se popačila.

POSTSCRIPT je poseben jezik za opisovanje črk � črke ne opisuje piko po

piko (z bitno preslikavo), ampak z matematičnimi formulami. Te pisave so

neodvisne od ločljivosti tiskalnika in zaslona. Črke lahko poljubno večamo

in manj�amo.

• Kodiranje zvoka

Zvok je analogna informacija (zvezno spreminjanje zračnega tlaka). Graf tega

spreminjanja je zvočni val.

Zvok v računalnik speljemo preko zvočne kartice, ki velikosti zvočnega vala meri

v določenih časovnih razmikih.

Valovno kodiranje zvoka je predstavitev zvoka z velikostmi zvočnega vala,

merjenega v določenih, enako velikih časovnih razmikih.

Kodiranje zvočnega vala določimo z 2 parametroma: kako natančno merimo

velikost zvočnega vala in kako pogosto izvajamo meritve. Maksimalne vrednosti

teh dveh parametrov določa zvočna kartica ( 8-bitna meri val z 256 vrednostmi,

...).

Frekvenca merjenja zvočnega vala je frekvenca vzorčenja in ima standardne

velikosti 11 kHz, 22 kHz in 44 kHz [1 kHz = 1000 meritev/sek].


Za 1 sek posnetega zvoka s 44 kHz vzorčenjem s 16-bitno kartico porabimo

88000 B kode [1sek x 44000/sek x 2B].

• Kodiranje glasbe

Glasba = zvok ⇒ posnamemo z računalnikom z valovnim zapisom. Ti zapisi so

zelo obse�ni ( za 3 min skladbe potrebujemo 15.840.000 B, kar je 15 MB

pomnilni�kega prostora). Ta način je zelo neekonomičen.

Namesto zvoka zapi�emo noto, ki ta zvok proizvede. Kodni standard za

zapisovanje glasbe z računalnikom se imenuje MIDI (Musical Instrument Digital

Interface) � digitalni vmesnik za glasbila.

Da to lahko izvajamo, potrebujemo določeno strojno opremo: MIDI vmesnik

(kartica, ki jo vgradimo v računalnik � lahko je na zvočni kartici) in MIDI

glasbilo.

Za predvajanje MIDI kode potrebujemo sintetizator zvoka (na zvočni kartici ali

kot zunanja naprava � elektronska klaviatura).

Zapis MIDI kode (note) vsebuje podatek o vi�ini in glasnosti zaigranega tona in

načinu, kako je bil zaigran.

Za kodiranje poljubne note porabimo v povprečju samo 3B.

Z MIDI kodo lahko zapi�emo samo glasbo, z valovno kodo pa vsak zvok.


1.6. Računalni�ka strojna oprema � po delih

Posamezne enote računalnika lahko klasificiramo na več načinov:

- notranje / zunanje

- osnovne / dodatne (opcijske)

- V/I enote / pomnilnik / procesor

Enota Zun Not Osn Dod V/I Pom Pro

Osnovna plo�ča x x

Procesor x x x

Pomnilnik x x x x

Trdi disk x x x

Disketniki in prenosni diski x x x x x

Enote CD x x x x x

Grafične kartice x x

Zvočne kartice x x

Videokartice x x

Mre�ne kartice x x

Monitorji x x x

Tiskalniki x x x

Optični čitalniki (skenerji) x x x

Digitalni fotoaparati in kamere x x x

Modemi x x x x

Uporabni�ki vmesniki x x x x

Ohi�je x x


Osnovna ali matična plo�ča

# je pravo srce računalnika

# nanjo so vgrajene vse enote, ki računalniku omogočajo postati računalnik

# osnova matične plo�če je osnovno čipovje (chipset) � za pomnilnike (SDRAM,

EDO), vodilo za grafično kartico (AGP), PCI vodilo (za omre�ne kartice,

krmilnike SCSI, �), za priklop diskovja v računalnik Ultra DMA (diski IDE,

EIDE, SCSI), zaporedni vmesnik prihodnosti, vodilo USB � Universal Serial Bus

(nadomestek za običajni zaporedni vmesnik COM; za priklop tipkovnice, mi�ke,

skenerja, modema, vmesnika ISDN, zvočnikov), procesor

# na matični plo�či se nahaja tudi bralni čip BIOS (Beginning Istruction Operating

System), ki nadzoruje delo računalnika ob njegovem zagonu, dokler ta ne najde

operacijskega sistema

# pri matičnih plo�čah zelo pomembna mo�nost za raz�irljivost: �tevilo vtičnic

DIMM � pomnilnik, �tevilo raz�iritvenih vtičev (raz�iritvene re�e) za kartice

(vsaka ima eno vtičnico AGP, različno �tevilo vtičnic ISA in PCI) in krmilnike

# nastavljivost hitrosti procesorja (mostički, mikrostikala, nastavitve programa

BIOS)

# razlike med matičnimi plo�čami: po arhitekturi in hitrosti minimalne; strojna

oprema na plo�či za nadzor temperature/napetosti/hitrosti vrtenja ventilatorja na

procesorju, �tevilo vtičnic za pomnilnik - RAM, �tevilo raz�iritvenih kartic,

svoboda pri nastavljanju

Procesor

# zamenjava procesorja navadno zahteva novo matično plo�čo, včasih pa tudi nov

pomnilnik

# Intel-ovi procesorji sodijo med najhitrej�e in najzmogljivej�e (Pentium II, Pentium

III, Celeron); znani dru�ini procesorjev �e AMD in Cyrix

# procesorji se razlikujejo po hitrosti (procesorjev podsistem = procesor + notranji

predpomnilnik + zunanji predpomnilnik + sistemski pomnilnik-RAM) in računski

moči oz. hitrosti računanja (kako hitro procesor računa s plavajočo vejico)


Pomnilnik

# raz�iritev delovnega pomnilnika v računalniku je eden izmed najpogostej�ih

načinov povečanja zmogljivosti računalnika

# hitrost pomnilnika mora biti najmanj enaka hitrosti matične plo�če

# pri nakupu pomnilni�kega modula moramo poznati: njegovo izvedbo, hitrost, ali

ima preverjanje (odkrivanje napak) s pariteto in velikost

# računalniki in tiskalniki imajo večinoma pomnilni�ke module SIMM (Single-In-

line Memory Module) � �irina podatkovnega vodila 8 bitov, in DIMM (Double-

In-line Memory Module) � �irina vodila 64 bitov (za Pentiume)

# na matičnih plo�čah je pomnilnik razdeljen v banke (različne izvedbe bank); za

eno banko so lahko na voljo 1, 2 ali 4 podno�ja (če več kot 1, je v eno banko treba

vstaviti enako velike pomnilni�ke module); �tevilo podatkovnih bitov

pomnilni�kih modulov mora ustrezati �tevilu podatkovnih bitov procesorja

# glede na namen delimo pomnilnike na �tiri vrste: osnovni (tisti, v katerem DOS

poganja programe), vi�ji (ali zgornji DOS-ov pomnilnik je namenjen bralnim

pomnilnikom ROM � Read Only Memory), podalj�an, raz�irjen (pomnilnik nad

1MB je pomemben za izvr�evanje OS Windows in njegovih aplikacij)

# glede na funkcijo obstajajo tri osnovne vrste pomnilnikov: sistemski pomnilnik,

video pomnilnik in predpomnilnik procesorja:

predpomnilniki so bloki zelo hitrega RAM-a (Random Access Memory) med

mikroprocesorjem in standardnim RAM-om sistema;

primarni pomnilnik je name�čen na samem procesorju in je zato najhitrej�i (8 ali

16 kB); večina računalnikov ima tudi sekundarni drugonivojski predpomnilnik, ki

je ločen od procesorja (256 kB);

video pomnilniki omogočajo hitrej�e samostojno delo z grafiko in s tem

razbremenijo procesor (DRAM starej�i, počasen; s pospe�evalniki VRAM �

Video RAM, WRAM � Windows RAM in 3DRAM � specializiran za obdelavo

3D grafike): sistemski pomnilniki so za sprotno shranjevanje podatkov in

programov med delovanjem računalnika (DRAM, FPM, EDORAM, SDRAM)


Trdi disk (hard disk)

# do�ivljajo najhitrej�i razvoj (shrambe brez meja)

# podatki so na disku zapisani v sektorjih na koncentrično razporejenih sledeh;

branje in zapisovanje na magnetno povr�ino opravljajo bralno-pisalne glave; ko so

podatki prebrani, jih je treba prenesti �e na računalni�ko vodilo � tu je odločilnega

pomena hitrost delovanja vmesnika na disku; k lastnostim diska v veliki meri

pripomore delovanje predpomnilnika na disku in algoritem, ki vodi delovanje le-

tega

# najpomembnej�a je gostota zapisa (večja gostota � pri enaki hitrosti vrtenja se

prena�a večja količina podatkov � večja hitrost dostopa do podatkov)

# hitrost vrtenja: pri diskih z vmesnikom IDE (Integrated Drive Electronics) je 5400

vrtljajev/minuto, pri diskih z vmesnikom SCSI (Smal Computer System

Interfaces) pa 7200 vrtljajev/minuto

# vmesniki ali krmilniki skrbijo za prenos podatkov v računalnik

# diski z vmesniki EIDE so namenjeni predvsem za rabo v osebnih računalnikih,

SCSI pa za tja, kjer je dosti sočasnih dostopov do podatkov na diskih

# pomembna lastnost diskov je tudi zanesljivost delovanja (diski so mehanske

naprave z omejeno �ivljenjsko dobo): vedno bolj�i mehanski deli, skrb za hlajenje

diskov, bolj�i nosilci bralno-pisalnih glav (zdrsi glave na magnetno povr�ino),

iskanje čim večje enakomernosti in gladkosti magnetnega nanosa, varovanje

diskov med prenosom

# velikosti dana�njih diskov: 25GB (EIDE) in 50GB (SCSI)

# proizvajalci: IBM, Seagate, Fujitsu, Quantum, Western Digital, Maxtor

# razvoj: optični diski, pomnilniki brez gibljivih delov, hologramski zapisi, novi

rodovi pomnilni�kih vezij, �

Enote (pogoni) CD (CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD-ROM)

# navaden CD je plo�ča, ki jo natisnejo v tovarni in nanjo fizično in neizbrisljivo

vtisnejo podatke (srebrne barve);

# na plo�če CD-R lahko z zapisovalnikom trajno »zapečemo« podatke � laserski

�arek v povr�ino plo�če navrta luknjice, ki jih ni mogoče zbrisati;


# pri navadnem CD-ju gre za mno�ico hribčkov, ki jih natisnejo v tovarni (za odboj

in razpr�itev svetlobe), pri zapisljivih plo�čah pa za mno�ico lukenj in ravnih

delov, ki usmerjajo svetlobo;

# na plo�če CD-RW je mogoče podatke zapisati, jih zbrisati in ponovno zapisati; na

nosilcih CD-RW spreminjamo stanje uporabljene snovi iz amorfne v kristalno.

# način zapisa podatkov na plo�če CD-ROM urejajo mednarodni standardi,

ponazorjeni s knjigami različnih barv:

rdeča knjiga: določa zapis glasbenih plo�č (CD-DA); rumena knjiga: določa

podatkovne CD-je; bela knjiga: obravnava zapis Video CD; modra knjiga: določa

t.i. CD Extra (me�anica glasbe in podatkov); oran�na knjiga: obravnava zapise

zapisljivih plo�č

# zapisovalniki CD-R in CD-RW so brez posebne programske opreme navadne

enote CD-ROM

# pomembni parametri: hitrost branja (pri branju dalj�ih datotek), dostopni čas

(hitrost premika glave iz ene sledi na drugo), hitrost zapisovanja

# CD-ROM: samo za branje CD-jev (podatkovnih ali glasbenih)

CD-RW pogoni: za branje iz in zapisovanje na CD-R ali CD-RW plo�čo (nosilec)

DVD-ROM pogoni: zmogljivej�i CD-ROM pogoni, s kakovostnej�imi zapisi

(video posnetki, podatki, glasba, kombinacije)

# hitrosti zaporednega branja podatkov dana�njih CD-ROM pogonov so 7,2 MB/s

(več kot diski), hitrost premika glave iz ene sledi na drugo pa 85 ms; sodobni CD-

ROM-i notranje sledi berejo počasneje od zunanjih;

plo�če DVD vsebujejo do 4,7 GB podatkov na vsaki strani, pogoni DVD so

nekoliko počasnej�i od CD-ROM pogonov, so pa veliko dra�ji; na plo�če DVD ne

moremo zapisovati

Disketniki in prenosni in izmenljivi diski

# disketniki ali disketne enote so pogoni, ki nam omogočajo branje iz diskete in

zapisovanje na disketo

# disketa je t.i. gibki disk zmogljivosti 1,44 MB � danes je to �e zelo malo (večje

programe ali dadoteke shranimo na disketo s

pomočjo programov za stiskanje ali komprimiranje � ARJ, ZIP), tako da za prenos

večjih količin podatkov niso več primerne


# diska ZIP in LS-120 sodita tudi v skupino gibkih diskov � informacije se

zapisujejo na gibko plastično povr�ino, ki se zavrti le po potrebi (vrtenje je dokaj

počasno); zmogljivost 100 MB

# izmenljivi diski (JAZ, Syquest) � kaseta, v kateri je trda plo�ča z magnetnim

premazom, ki se takoj po vstavitvi začne vrteti s hitrostjo, ki je zelo blizu hitrosti

vrtenja klasičnih diskov (nekoliko starej�ih)

# magnetnooptični diski (MO) � zelo zanesljivi; zapisovanje na diske MO poteka v

dveh fazah � najprej laser povr�ino toliko segreje, da ji spremeni magnetne

lastnosti, s čimer omogoči pisalni magnetni glavi zapis informacije; pisanje je

dokaj počasno, so zelo dragi; velikosti: 5,25-palčni do 2,6 GB na stran in 3,5-

palčni, do 1,3 GB

# izmenljivi diski so za prenos podatkov zelo praktični, vendar premajhni (do 2 GB)

# prenosljivi diski: disk računalnika prena�amo drugam (tudi druge re�itve)

Grafične kartice in 3D pospe�evalniki

# z izrazom grafika v računalni�tvu povemo, da stroj poleg navadnega besedila

generira in prikazuje slike in risbe; izbira kartice je vedno odvisna od izbire

monitorja

# zgodovina: grafične kartice CGA (ločljivost 300x200, 4 barve), EGA (640x200,

16 barv), VGA (640x480, 16 barv in 320x200, 256 barv), Hercules (720x348

pik,črno/bel); s pojavom Windows-ov so se pojavili grafični pospe�evalniki (S3)

# grafični pospe�evalnik je video pretvornik, ki zunaj procesorja sam opravlja

večino nalog, potrebnih za oblikovanje in obnavljanje zaslona � zato zelo poveča

hitrost prikaza zahtevne slike visoke ločljivosti in omogoča mehkej�e prehode v

gibanju ali spreminjanju podrobnosti

# vodila za grafične kartice: najprej 8 in 16-bitne ISA, VLB, PCI � hitro,

nezahtevno in s standardi podprto vodilo, ki je v uporabi �e danes; novo vodilo

AGP (4xhitrej�e od vodila PCI)

# pomnilnik na grafičnih karticah: na začetku 256 KB, danes 8 MB; prvotni navadni

pomnilnik DRAM je zamenjal VRAM, za njim WRAM, danes SGRAM ali

cenej�i SDRAM


# s prehodom v tretjo razse�nost (izrisovanje 3D elementov, senčenje in obleplanje s

teksturami) so se pojavili grafični pospe�evalniki 3D (Voodoo � revolucija:

izjemna hitrost in odlična kakovost izrisa; danes ATI Rage 128, NVidia Riva

TNT, Matrox G200); zmogljivosti 3D velika večina uporabnikov ne potrebuje

(igričarji)

# s pojavom pospe�evanja 3D se je pojavila potreba po standardni knji�nici in

ukaznem naboru 3D (ali jeziku), ki bi ga uporabljale grafične kartice in njihovi

gonilniki: v profesionalnem svetu jezik OpenGL, opisni jezik Glide, DirectX

(Microsoft) in Direct3D

# srce grafične kartice je pospe�evalni čip (navadno največji na kartici, namenjen pa

skoraj izključno igranju iger)

# pri nakupu je pomembno da vemo, za kaj bomo grafično kartico potrebovali

Videokartice

# danes ima �e nekaj grafičnih kartic kot dodatek vgrajeno mo�nost digitaliziranja

videoposnetkov (hitrost 25 slik na sekundo pri polovični velikosti televizijskega

signala)

# videokartice so kartice, na katere lahko z videokablom priključimo videorekorder,

videokamero ali televizor; kartica v sodelovanju s programsko opremo poskrbi, da

se vhodni video shrani na disku v obliki datoteke AVI, ki jo lahko nadalje

obdelujemo (datoteke AVI so lahko dolge največ 2GB � 10 minutni posnetek); v

računalnikih imamo vedno opravka s stisnjenim videom (bolj je stisnjen, slab�a je

kakovost posnetka)

Zvočne kartice

# večinoma so vgrajene na matično plo�čo in omogočajo priključitev naprav kot so

zvočniki in mikrofoni (ter druge multimedijske naprave)

Monitorji ali zasloni ali zaslonski prikazovalniki

# monitor ali zaslon je del računalnika, na katerem prikazujemo izhodne podatke

(besedilo, slike); zaslon slike ni sposoben proizvesti, ampak jo samo prika�e; sliko

sestavi in po�lje na zaslon elektronsko vezje � grafična kartica


# monitorje ločimo glede na tehnologijo izdelave (s katodno cevjo � �e vedno

najpogostej�i, s tekočimi kristali, LCD) in po velikosti diagonale, ki se meri v

palcih: 14-palčni (redki), 15-palčni, 17-palčni, 20, 21,24-palčni [1 palec = 2,54

cm]; od velikosti je odvisna tudi sposobnost ločljivosti (resolution), to je �tevilo

točk ali pik (pixel), ki jih osvetljuje na zaslonu (ki jih zmore zaslon prikazati);

ločljivost podamo z dvema �teviloma � vodoravno in navpično gostoto mre�e pik

# monitor in grafična kartica morata biti »ugla�ena«

# kakovost zaslona navajamo s �tevilom pik in s �tevilom barv, ki jih zmore

prikazati ter z njegovo velikostjo.

Tiskalnik

# je izhodna enota, ki omogoča izpisovanje izhodnih informacij na papir

# osnovna delitev (glede na način tiskanja znakov): matrični (iglični), brizgalni,

laserski � vsi pa sliko natisnejo kot mno�ico pik

# kakovost izpisa merimo s �tevilom pik, ki jih je tiskalnik sposoben natisniti na

razdalji 1 cm: enota Dpi (dots per inch = pik na palec)

# matrični, iglični tiskalniki: sliko črke proizvede z udarci več kovinskih iglic po

pisalnem traku (iglice so v pisalni glavi); namenjeni izpisom znakov (slike so

slabe ločljivosti), za tiskanje večplastnih obrazcev in na neskončni papir; zelo

počasni in glasni

# pri brizgalnih (inkjet) tiskalnikih gre za nanos barvila (črnila) na papir (toplotni

prenos ali prenos piezo � Epson), s tem pa je povezana tudi večja ločljivost, hitrost

in bolj�i izpis; princip delovanja je pri vseh enak: vzdol� vsake �obe je več zelo

drobnih odprtin z grelnimi elementi, ki segrejejo barvilo v �obi, tako da iz veliko

majhnih nastane večji mehurček, ki iztisne barvilo iz �obe � mehurček izgine, iz

iztisnjenega barvila nastane kapljica, �obe pa se ponovno napolnijo z barvilom;

Epsonova tehnologija uporablja za iztisk kristal piezo;

slabost brizgalnih tiskalnikov: velika poraba barvila, počasnej�i od laserskih

# laserski tiskalniki: barva se zapeče na papir; srce predstavljata osvetljevalna ali

tiskalna enota (valj ali boben) in enota z barvilom (toner); za izdelavo slike na

bobnu se uporablja laserski �arek, ki ga mehanika na pravo mesto usmerja s

sistemom zrcal in prizem; boben nato nanese barvilo na naelektren papir; barvilo,

ki je v obliki zelo drobnega prahu, na papirju potuje skozi grelec, ki z visoko


temperaturo pra�ne delce učvrsti na papir; danes je na voljo tudi precej barvnih

modelov, vendar se zelo dragi

# risalnik: je naprava, ki slike ustvarja z vlečenjem črt.

Optični čitalniki ali bralniki slike (skenerji), digitalne kamere in digitalni

fotoaparati

# skenerji: pri namiznih (ploskih) skenerjih se pod predlogo, ki jo polo�imo na

stekleno plo�čo, pomika vodoravna palica (bralna glava) z osvetljevalno �arnico in

tremi vrsticami za svetlobo občutljivih tipal CCD � ta tipala so barvno slepa in

zajemajo le razlike v svetlosti odbite svetlobe ( CCD - Charge Coupled Device je

svetlobno tipalo ali integrirano polprevodni�ko vezje pravokotne oblike,

občutljivo na svetlobo); pred vsako vrstico je postavljen filter, ki prepu�ča le eno

od osnovnih barv (r, z, m); analogne električne vrednosti, ki jih vrnejo tipala CCD

se digitalizirajo � spremenijo v �tevilke

# skener izdelek prepozna optično in informacijo pretvori v zaporedje bitov, da jo

računalnik lahko shrani in obdela;

optično prepoznavanje: bralnik sliko razbije na bolj ali manj gosto mre�o pik, ki

jim ugotavlja barvo; programi za optično prepoznavanje znakov � prevedejo sliko

v besedilno kodo.

# od �tevila tipal je odvisna ločljivost skenerjev (�tevilo pik na palec ali dpi oz. x

krat y na palec, kjer je x dejanska ločljivost CCD, y pa ločljivost po navpični osi,

ki predstavlja natančnost motorčka, ki premika bralno glavo) � pomembna in

merodajna je le optična ločljivost (x) in navadno zado�ča 300 dpi

# priključitev skenerja na računalnik: z vzporednim vmesnikom (LPT), z

univerzalnim vmesnikom USB, z vmesnikom SCSI.

# bralnik črtne kode: črtna koda je poenostavljena slikovna informacija iz kratkih,

ravnih, različno debelih črt, ki predstavljajo �tevilke.

# digitalne videokamere: ime izhaja iz zapisa DV (zapis 500 vrstic, 25% več kot pri

analognem zapisu VHS; vsaka slika se na trak shrani v dvanajstih vzporednih

po�evnih sledeh, kar zelo zmanj�a mo�nost napak pri okvati traku; digitalni zapis

omogoča, da je informacija o sliki zapisana nekoliko redundančno (strojna oprema

zna v primeru manj�e napake sliko v celoti obnoviti, pomagamo si lahko z

interpolacijo med sosednjimi slikami). Na trak DV se shranjujejo stisnjeni podatki


(vsake slike) � stiskanje opravi strojna oprema v kameri, videorekorderju ali

videokartici DV; zvok se shranjuje nestisnjeno.

# tudi delovanje digitalnih videokamer temelji na svetlobnih tipalih CCD

# digitalni fotoaparati: v njih je namesto občutljivega filma vgrajeno optično tipalo,

najpogosteje vrste CCD, ki je namenjeno zajemanju optičnih informacij skozi

objektiv. Ko uporabnik pritisne na pro�ilec, pade svetloba skozi objektiv na tipalo,

ki posneto sliko po�lje v obdelavo procesorju � ta jo obdela in shrani v pomnilnik.

Ločljivost posnetkov in cena fotoaparatov so v glavnem odvisni od vgrajenega

tipala CCD.

Modemi in vmesniki ISDN

# komunikacijske naprave: modemi, kabelski modemi, modemi DSL, brez�ične

povezave, satelitske komunikacije, vmesniki ISDN

# modem je naprava, ki omogoča, da si dva oddaljena računalnika izmenjujeta

podatke po telefonskem vodu, pri tem pa modulira in demodulira signale � iz

analognih jih pretvarja v digitalne in nazaj (signal potuje kot zvok); prenos

podatkov poteka preko telefonskih linij; s standardom V.90 je (naj bi bila) hitrost

prenosa podatkov 56 kb/s � ta hitrost je asimetrična, kar pomeni, da se podatki k

uporabniku prena�ajo s to hitrostjo, od uporabnika v svet pa z veliko manj�o (33,6

Kb/s); hitrost modemov se meri v b/s (�tevilo bitov na sekundo).

# osnovni namen modema je prenos podatkov, omogoča pa tudi po�iljanje in

sprejemanje faksov, nekateri pa tudi funkcije elektronske tajnice; razlike med

modemi so minimalne;

# povezava računalnika in modema: vedno več modemov z vmesnikom USB

(podatkovna prepustnost 12 Mb/s), �e vedno veliko z zaporednim vmesnikom RS-

232 (podatkovna prepustnost do 115.200 b/s)

# ISDN se uveljavlja kot alternativa klasični, analogni telefoniji � pri vodilih ISDN

gre za digitalni prenos podatkov;

# ISDN (Integrated Services Digital Network) je digitalno omre�je z integriranimi

storitvami in predstavlja univerzalno digitalno omre�je za prenos govora, besedil,

slik in podatkov; je veliko hitrej�i in kakovostnej�i od prenosa po telefonskih

linijah


# za računalni�ko uporabo priključkov ISDN potrebujemo ustrezne vmesnike �

bolj�i vmesniki vsebujejo funkcije za prikaz �tevilke klicočega, preusmeritev

klicev, obvestilo o vstopnem klicu, konferenčne pogovore, priključke za analogne

naprave, digitalne procesorje signalov (znajo posnemati modeme), itd.

# z ISDN priključkom dobimo dva kanala, ki sta neodvisna; na vsakem imamo

lahko svoj telefonski aparat ali drugo napravo, ki jih lahko uporabljamo sočasno;

en kanal lahko uporabimo za računalni�ke komunikacije, drugega za telefonske

pogovore; mo�no je tudi zdru�evanje kanalov � hitrost prenosa 128 kb/s

# vmesniki so v obliki raz�iritvenih kartic ali zunanje naprave, ki jih na računalnik

priključimo prek standardnih vmesnikov (zaporedni, USB)

Uporabni�ki vmesniki

# na računalnik lahko priključimo �e kopico vhodno/izhodnih naprav; nekatere so za

delo z računalnikom nujno potrebne, druge pa ne

# najpogostej�i uporabni�ki vmesniki: tipkovnice, mi�ke, igralne palice, mikrofoni

in druge multimedijske naprave, risalne plo�če, čitalec črtne kode, itn.

# tipkovnica: je namenjena vnosu podatkov in upravljanju z računalnikom ter

programi, ki v njej tečejo; je elektromehanska naprava, kar pomeni, da so tipke

stikala; računalnik v določenih časovnih razmikih preverja, ali je bila na

tipkovnici katera tipka pritisnjena; vsaka pritisnjena tipka ali kombinacija tipk

proizvede določeno kodo ASCII, ki jo tekoči program prejme v nadaljno

obdelavo.

Ohi�je

# ohi�je, znotraj katerega so matična plo�ča, procesor, pomnilnik, kartice različnih

vrst, ventilatorji, napajalniki, trdi diski, notranji modemi, CD bralniki ali

zapisovalniki, disketne enote, �, so lahko pokončna (stolpi) ali le�eča

# na sprednjem delu imamo poleg gumba za vključitev računalnika, RESET gumba

in TURBO gumba �e odprtine/vratca za vstavljanje disket ali CD-jev

# na hrbtni strani ohi�ja se nahajajo priključki za razne kable, telefonske �ice,

vhodno/izhodne naprave, �


Serijski ali zaporedni priključki (vmesniki)

# vmesniki omogočajo prenos signala med dvema komponentama strojne opreme in

ju tako pove�ejo; to niso samo vtičnice, ampak celotno vezje, skupaj s programsko

opremo, ki omogoča zvezo med dvema napravama;

# osebni računalnik ima praviloma 4 serijske vhode/izhode, ki se imenujejo tudi RS-

232 priključki (standard, ki prevladuje)

# uporabljajo se za komunikacijo z drugimi računalniki ali za priključitev mi�ke,

čitalca črtne kode (izjemoma tiskalnika), grafične plo�če, risalnika

# označeni so s COM1, COM2, COM3 in COM4; nekatere naprave zasedejo tudi po

dva priključka

Paralelni ali vzporedni priključki

# praviloma ima osebni računalnik dva paralelna priključka: LPT1 in LPT2, ki sta

namenjena priključitvi tiskalnika in skenerja; na paralelni priključek se lahko

priključi drug računalnik ali pa se ga uporablja za posebne vrste komunikacij

(drug računalnik, lokalna mre�a, modem �)

Napajalnik

# pretvarja izmenično napetost v enosmerno in z ventilatorjem hladi računalnik

# je vir električnega toka za matično plo�čo, diske in disketne pogone

Documents

1. RAČUNALNIK - osnove... · 2008. 6. 21. · 1.generacija: (do leta 1956) stikala izvedena kot elektronke in releji (releji so elektromehanska stikala, velika in težka) 2.generacija: