UNIVERZITET SINGIDUNUM

Milan Milosavljevi Mladen Veinovi

Gojko Grubor

OSNOVI INFORMATIKE - rukopis -

Beograd, 2009. godine

Autori: Prof. dr Milan Milosavljevi Prof. dr Mladen Veinovi Doc. dr Gojko Grubor Recenzent: Prof. dr Branko Kovaevi Izdava: UNIVERZITET SINGIDUNUM Za izdavaa: Prof. dr Milovan Stanii Dizajn korica: Godina izdanja: 2009. Tira: 1500 primeraka tampa:

2009, Univerzitet Singidunum Ovaj rukopis se moe koristiti samo za pripremanje ispita iz predmeta Informatika na Univerzitetu Singidunum i ne sme se pretampavati i

umnoavati bez dozvole autora. Sve primedbe i sugestije za poboljanje rukopisa su dobrodole i mogu se dostaviti autorima na elektronsku adresu:

mveinovic@singidunum.ac.rs

1. RAZVOJRAUNARA

Kroz razumevanje kratke istorija i trendova razvoja savremenih raunara,fundamentalnih razlika izmeu raunara i drugih vrstamaina, odnosa izmeuhardveraisoftvera,osnovnihklasasavremenihraunarainjihoveupotrebeikakoInternetiinformacionetehnologijeutiunaprimenuraunara,studentienauitita je raunar, ta svemoe da uradi i kako utie na socijalni i etiki aspektsavremenogdrutva.

1.1. UvodMeuznaajnijimpronalascima20.vekasvakakosumobilnatelefonija, Internet,svetskamrea(WWW1)ivideokonferencije.Ovetehnologijesuizmenileproceserazvoja drugih proizvoda i nain rada savremenog oveka. Tokom vremenarazvijan je irok spektar alata i tehnika od mehanikih alata za raunanje Abacusa,prekomehanikihielektromehanikihkalkulatoradoprvihelektronskihisavremenihmikroprocesorskihdigitalnihraunara.Naevolucijusavremenograunarapresudnosuuticalerevolucionarnetehnolokepromeneodtelegrafskogreleja,prekoelektronskecevi itranzistoradootkriaintegrisanih kola i savremenih mikroprocesorskih ipova velikog stepenaintegracije(VLSI)kojisuomoguiliproizvodnjumonihraunararazliitihveliinaiperformansi, vrlo fleksibilnih za raznovrsne primene kreiranja, skladitenja,obrade i distribucije podataka i informacija. Osnovni cilj razvoja i primenesavremenihsistema informacionokomunikacionihtehnologija(IKT)2uposlovnimsistemima jeunapreditiposlovneprocese i toefikasnije iprikladnijeodgovoritinazahtevepotroaa,klijenata,partnera.Masovnaprimena ISuivotu iradusavremenog ovekaostavljadubokeetike idrugeposledicenapojedincaidrutvoucelini.

1Worldwidewebsistemmeusobnopovezanihhipertekstdokumenata(HTTP)dostpnihprekoInterneta2StandardninazivIKT(ICT)sistemseestozamenjujesaISinformacionisistem

1.2. IstorijaranograzvojaraunskihalataimainaAbacusjenajstariji(4.000godinap.n.euVavilonu)mehanikialatzaraunanje,akoristilisugaazijskinarodizaaritmetikeoperacije.Etimolokireabacusdatiraiz1.387,aznairaunanjenapeanojpodlozi,(lat.abakos,hebrejskibqpesak).Razliite varijante abacusa (Slika 1.1) koriene su u:Mezopotamiji (27002300BC), starom Egiptu, Perziji, Grkoj, Rimu (a), Kini (b), Indiji, Japanu (c), Koreji,Americi(IncaGuipu(d)),Rusiji(e),akoristiseidanas(f).

Slika1.1Razliititipoviabacus

Prvi originali izraivani su od glinenih, ili kamenih ploica koje su pomerane upesku, na drvenoj kamenoj, ili metalnoj tabli. Danas se abacus dizajnira udrvenomokviru sapo10 kuglicananizanihna10 redovaparalelnopostavljenihica(Slika1.1f),akoristegatrgovciuKini,Japanu,Africi,Indijiitd.BlaisePascal (16231662), (Slika1.2a), francuskimatematiar, fiziar i religijskifilozof, (1642) je konstruisao mehaniki kalkulator, koji radi sa osmocifrenimbrojevima. Primarno izvanredan matematiar, Paskal se posebno zalagao uodbraninaunogmetoda.U18ojgodiniivotakonstruisaomehanikikalkulatornazvan Paskalin (Slika 1.2b), koji je mogao sabirati i oduzimati. Iako pretaaraunarskoginenjerstva,kalkulatorjeimaojeslabkomercijalniuspeh,presvegazbogveomavisokecene.UsavravajuiureajPaskaljeukupnorazvio15razliitihvarijantimehanikihkalkulatora.

Slika1.2BlaisePaskal(a)injegovmehanikikalkulator(b)

Charles Babbage (17911871, Teignmouth, Devonshire, UK), britanskimatematiar ipronalaza,(Slika1.3a),kojegsapravomsmatrajuocemraunara,dao je fundamentalno reenje osnova savremenih digitalnih raunara. Kaoprofesor matematike na Univerzitetu u Kembridu, dizajnirao je i izgradiomehanike raunarske maine na principima prihvaenim u modernimelektronskim raunarima. U toku 1820ih poeo je razvoj Diferencne maine(Difference Engine) mehanikog ureaja koji moe izvravati jednostavnematematike operacije, ali je nije zavrio (1823), zbog nedostatka finansijskihsredstava.Meutim,1991godinebritanskinaunicisu rekonstruisaliDiferencnumainu, sledeiBabbageovedetaljne crtee i specifikacije.Maina je radilabezzastoja,automatskiraunajuiiskljuivosabiranjebrojevasatanoudo31cifre,to je dokazalo kvalitet Babbageovog dizajna. Poetkom 1830e Babbage jepoeo razvoj svoje Analitikemaine (Analitical Engine), koja je dizajnirana daizvrava mnogo kompleksnije proraune. Ovaj ureaj je bio namenjen zaizvoenjebilokograunasa tanoudo20cifara,aligapronalazanikadanijeizgradio. Maina predstavlja prvi pokuaj izrade digitalnih raunara, aprogramirala se pomou buenih kartica. Knjiga Economy of Machines andManufactures, koju je Babbage objavio 1832. inicirala je razvoj nauke, danaspoznatekaooperacionaistraivanja.

(a) (b)Slika1.3CharlesBabbageiLediLovelace

AugustaAdaKing(18151852),LediLovelace,erkaLordaBajrona,interpretatoripromoterBabbageovihvizionarskihradova(1823.),poznatajepresvegapoopisunjegoveAnalitikemaine, (Slika1.3b). Danassesmatraprvimprogramerom,poto jenapisalaprogram, tj.manipulaciju simbolapremapravilima, zamainukoja nije bila izgraena. Prognozirala je iru primenu raunara od samograunanja, na ta su se usmeravali svi njeni savremenici, ukljuujui i samog

Babbagea.Za9meseciuperioduod18421843,prevelajememoareitalijanskogmatematiara LuigiMenabrea oAnalitikojmaini, ali je dodala skup primedbikoje sudueod samogprevoda,ukljuujuiSekcijuGkojakompletno idetaljnoopisujeraunanjeBernulijevihbrojevasaAnalitikommainom. Istoriarirazvojaraunarstvasmatrajuovajopisprvimraunarskimprogramomnasvetu. PristupLediLovelacetakoeotkrivanekemogunostianalitikemainekojenisamautornijepredviao.U astLediLovelecenazvan jekompjuterski jezikAda,kreiranuMinistarstvu odbrane SAD, 1980. Takoe, vojniMILSTD1815 je dobio broj pogodininjenogroenja,ahologramskiznakMicrosoftautentinihproizvodasadrinjenusliku.HermanHollerith (18601929),nemakoameriki statistiar (Slika1.4), razvio jesistemkodovanjapodatakanabuenimkarticama imehaniki tabulatornabazibuenihkartica,dabibreizvlaiostatistikepodatkeizmilionasirovihpodataka.PatentjekorienuSAD1890.godinezapopisstanovnitva,aprogramsesvodionaprebrojavanje, ime su izbegnutegreke itanja,aobezbeena je praktinoneogranienamemorija za pristup. Po nagovoru John Shaw Billingsa razvio jemehanizam za pravljenje elektrinog trigera (okidaa) brojaa za snimanjeinformacija. Koristio je kljunu ideju da se podaci mogu numeriki kodirati.Zapaziojeda,akosebrojevimoguizbuitinaspecificiranimlokacijamanakartici,upoznatimredovimaikolonama,karticesemogumehanikiraunatiisortirati.

Slika1.4HermanHollerith

Hollerith je osnovao statistiki biro, Tabulating Machine Company (1896) iproizvodioprvimehanizmezaitanjebuenihkartica imainezabuenjekarticaupravljanesatastaturom,kojisuomoguavalivetomoperaterubuenje200300kartica po satu. Ove ureaje i buene kartice koristili su statistiki biroi iromsveta.Prvipopisstanovnitva(1880.)uSADradioje8godina,a1890.samojednugodinu. Razvio je oieni panel za tip tabulatora iz 1906, koji je omoguavaoizvravanje razliitihposlovabez reinenjeringamaine, to jeprvikorakprema

programiranju. Ovi pronalasci su bili temelj savremene industrije procesiranjainformacija.Njegovaprvakompanija,satridrugekompanijejepreteaIBMa(1924).UIBMuje razvijen (1906) prvi tabulator sa automatskim unosom podataka, koji jeizbacivao150kartica/minuti.UnarednimgodinamaIBMjerazvijaoserijumainatipaIBM:301(1928),401(1933),405(1934),497(1949).IBM(Hollerith)karticesukomadvrstogpapira,kojisadridigitalneinformacijepredstavljeneprisustvomiliodsustvom rupica u predefinisanim lokacijama, (Slika 1.5). Koriene su u 19. ipoetkom20.vekautekstilnojindustrijiidrugimindustrijskimgranama,atokom20.veka za unos, procesiranje i skladitenje podataka. Prvi savremeni raunarikoristilisubuenekarticezaofflineunosprogramaipodataka.

Slika1.5Tipinapraznabuenakartica

Tokom vremena su razvijeni razliiti formati buenih kartica, pokriveni brojnimstandardima (Slika 1.6): standardna 5081 (nije IBMova) kartica (a), Hollerithformat, RemingtonRand UNIVAC 90karakterni format (b), IBM 80kolonskiformatnabaziprogramskog jezikaFortran (c),binarnabuenakartica (d), IBMelektrografikakartica,aperturnakartica (e), IBM51kolonski format, IBMrunobuenaprenosnakartica(f),IBM96kolonskiformatidrugi.

Slika1.6Razliitiformatibuenihkartica

AlanTuring(19121954),otacsavremeneraunarskenauke(Slika1.7),definisaoje prvi principemodernih raunara. Formulisao je formalni koncept algoritma iraunarstvasaTuringovommainom.SaTuringovimtestom,napraviojeznaajanikarakteristinoprovokativandoprinosrazvojudebateovetakoj inteligenciji:dalieikadabitimogueizmislitimainukojajesvesnaimoemisliti.Tokom1948.prelazi na Manesterski univerzitet, gde poinje razvoj MARC I, meu prvimistinskim raunarima u svetu. Tokom II svetskog rata radi u Bletchley Parku,britanskom centru za razbijanje ifara, a jedno vreme je bio rukovodilac Hut8sekcijezakriptoanalizuNemakemornarikeifre.Tokom1942.jerazviotehnikuTuringismus ili Turingery za razbijanje nove Nemake tzv. Lorenzove ifre,ukljuujui metod bombe (Slika7a), elektromehanike maine koja je otkrilaalgoritam nemakog ifarskog ureaja Enigma (Slika 7b).Bomba je pretraivalakorektnostpodeavanjaEnigme(redosledaipodeavanjerotoraitd.),koristeipritomefragmenteotvorenogteksta.

Slika1.7AlanTuring,TuringWelchmanovabomba(a)iifarskiureajEnigma(b)Po oceni kriptoanalitiara i saradnika Jack Gooda, njegov najvei doprinos jeupravodizajnbombe,gde je iskoristio idejudasemoeefektivnokoristiti logikiteoremizkogasesvemoeizvuidedukcijom.TakoejeuveosvojtimkodMaxNewmanazarazvojraunaraKolos,prvogprogramabilnogelektronskograunarausvetu,ijajebrzinaomoguavalaprimenukriptoanalitikogmetodabrutalnesilezaprobojdnevno izmenjivanihifara.Od194547TuringradiuNationalPhysicalLaboratory, gde dizajnira Automatsku raunarsku mainu (ACE). U radu 1946.predstavlja prvi kompletan dizajn raunara sa uskladitenim programom u V.Britaniji.Programom je nazvaoniznaredbizapisanumemorijisanizomsimbola.IzradiojeisoftverzaprvirealniraunarManchesterMarkI. Turing je identifikovao problem vetake inteligencije i predloio eksperimentdanas poznat kao Turingov test, kao pokuaj definisanja standardne maine

nazvanesentien. Idejasezasnivalanatomedasezaraunarsmatradamisliakomoeprevaritiispitivaadapomislidaraunarvodikonverzacijusaovekom.John von Neumann (19031957), roen kao Neumann Jnos Lajos,maarskoameriki matematiar, (Slika 1.8), dao je veliki doprinos u brojnim oblastimanauke: teoriji skupova, funkcionalnoj analizi, kvantnoj mehanici, teoriji igara,raunarskojnauci,numerikojanaliziidrugimoblastimamatematike.

Slika1.8JohnvonNeumann

Generalnosesmatrajednimodnajuspenijihmatematiara20.veka.Biojepionirprimene teorije operatora u kvantnojmehanici, kljuna figura u razvoju teorijeigara,konceptacelularnihautomata iuniverzalnihkonstruktora. Izmeu192630radikaodocentnaBerlinskomUniverzitetu,a1930emigrirauSAD,gderadikaoprofesormatematikenaInstitutunaprednihstudija,PrinstonskogUniverzitetaodnjegovogformiranja1933dokrajaivota.Radei na hidrogenskoj bombi, razvio je simulaciju na digitalnim raunarima zahidrodinamikeproraune.Poto jekorienje listepotpuno sluajnihbrojevauENIAC maini bilo suvie sporo, Von Neumann je razvio nain generisanjapseudosluajnih brojeva, korienjem metoda meukvadrata (middlesquaremethod). U nekompletnom radu First Draft of a Report on the EDVAC, kaokonsultant na projektu EDVAC, opisao je arhitekturu raunara, gde su podaci iprogramiuskladiteninajedanmemorijskiprostor,(Slika1.9).

Slika1.9JohnvonNeumannovaarhitekturaraunara

Razvio je koncept raunara opte namene sa mogunou modifikovanjaprograma. Jednomemorijska arhitektura raunara postala je standard, nasuprotHardvarskojarhitekturiraunaragdesupodaciiprogramiskladiteninarazliitimmemorijskim prostorima. Gotovo svi savremeni desktop kuni raunari,mikroraunari,miniraunari,mainframeraunarikoristearhitekturu jedinstvenememorije.KonradZuse(10101995),nemakiinenjeripionirraunarstva,kaoprvipokuajizraderaunara,konstruisao jeureajZ1binarni,elektromehanikikalkulatorsaogranienim programiranjem i instrukcijama na buenoj traci.Ureaj nije radiodobrozbognedovoljnoprecizno izraenihmehanikihdelova.Tokom IISvetskograta(1940),izradiojeZ2raunarnabazitelefonskihreleja,agodinudanakasnije,na bazi rashodovanih telefonskih releja konstruie Z3, 64bitni, programabilnikalkulatorsamemorijskomiaritmetikomjedinicom,(Slika1.10).

c).Slika1.10KonradZuse(a),zadnjastranaZ1raunara(b)ireprodukcijaZ1(c)

Njegovsvetskinajveiuspehbiojekonstrukcijafunkcionalnog,prvog,programomkontrolisanog,kompletiranogTuringovog raunaraZ3 (1941),gdeseprogramskladitionaizbuenojtraci.Dizajniraojeprviprogramskijeziknavisokomnivou,Plankalkl, (1948), to je samo teoretski doprinos, poto nije implementiran utokunjegovogivota.Osnovaojeprvukompanijuzaproizvodnjuraunara1946,aprvi proizvod je bio raunar Z4, drugi u svetu komercijalni raunar, iznajmljenkompaniji ETH u Cirihu 1950. Kasnih 60tih Zuse sugerie koncept raunarskogprostora,iliraunarstvabaziranognauniverzumu.

1.3. Razvojmainazaobraduinformacija

1.3.1. RazvojprvihrealnihraunaraIakojeLediLovelacepredvideladaeanalitikamainajednogdanakomponovatimuziku,naunici i inenjerisudizajnirali i izgradiliprviraunarkojistvarnoradi iizvravaponovljivematematike raunskeoperacije, itavvek kasnije.Naovomrazvojnomputuznaajnisuprimerinekolikotipovaraunarskihmaina.Konrad Zuse je kompletirao prvi programabilni digitalni raunar opte namene(1939).Maina je izraenanabazielektrinih relejazastvaranjebinarnihstanja(imanemaelektrinogimpulsa)iautomatizacijuprocesainenjerskihprorauna.Profesor JohnAtenassof,sa IovaDravnogUniverziteta (SAD), razvijaelektronskidigitalni raunar ABC (AtanasoffBerry Computer), u nastojanju da rei duge isloenediferencijalne jednaine,(Slika1.13).Univerzitet iIBMsuzanemariliovajpronalazak (IBM nikada nee biti zainteresovan za elektronske raunskemaine).

Slika1.13KopijaABCraunarauDurhamCentruIovaDravnogUniverziteta

AlanTuringitajnitimmatematiaraiinenjeraBritanskevladeuistovreme,predII svetski rat, rade na razbijanju nacistike vojne (Lorencove) ifre. Tim jekompletirao raunar (1943), po nekim istoriarima prvi elektronski digitalniraunar specijalnenamene.Ovaj raunarski sistem jeuspeno razbio Lorencovuifruiomoguioprislukivanjenemakihvojnihtajnihporukadokrajarata.HowardHathawayAiken (19001973),profesor saHarvarda (Slika1.14a),bio jepionir raunarstva iprvi inenjeru razvoju IBMHarvardMARK I raunara (Slika1.14b). Konstruisao je elektromehaniki raunarski ureaj ASCC (AutomaticSequenceControlledCalculator),zanumerikoreavanjediferencijalnihjednaina.

Ovaj ureaj je kasnije nazvan Harvard MARK I i smatra se prvim elektromehanikimraunaromoptenamene,sakompletiranimTuringovimkonceptomraunara.InspirisanDiferencnommainom,auzpomoGraceHopperaidonacijeIBMa od $1milion, kompletirao je raunarMARK I 1944. Nastavio je razvojraunaraMARKII,zatimMARKIIIsanekimelektronskimkomponentama iMARKIV koji je bio prvi potpuno elektronski raunar sa oko 18000 elektronskih cevi,magnetnomdiskmemorijomimemorijomodmagnetnihjezgara.

Slika1.14HowardAiken(a)ilevastranaMARKIraunara(b)

John Mauchly i J. Presper Eckert na Universitetu Pensilvania, SAD, konstruiuENIAC (ElectronicNumerical Integrator And Computer) u toku II Svetskog rata,(Slika 1.15). ENIAC je prvi elektronski, digitalni, kompletirani Turingov raunaroptenamene,velikebrzineisamogunoureprogramiranjaireavanjabrojnihraunskih problema: Specifino je namenjen za raunanje tabela trajektorija zanove topove armije SAD, (1943). Raunar je posle nadgradnjememorije 1946,radioneprekidnood1947do1955.

a). b).Slika1.15ENIACraunar(a)ipoglednavakumskecevi(b)

ENIAC je sadravao 17.468 vakumskih cevi, 7.200 kristalnih dioda, 1.500 releja,70.000otpornika,10.000kondenzatora ioko5miliona runo lemljenihspojeva.Teioje27tona,sadimenzijama(2,6x0,9x26)m,zauzimaoprostorod63m2iimaopotronju od 160kW. Ulazni podaci su unoeni preko IBM itaa kartica, a naizlazu jekorien IBMbuakartica.Za skladitenjepodatakakorien jekrunibrojasa10poloaja;zasvakibitjekorieno36cevi,odkojih10dualnihtrioda

za pravljenje flipflopova krunog brojaa. Aritmetika se izvravala brojanjemimpulsa sa krunim brojaem i generisanjem noseih impulsa ako se brojablokira; 20 desetocifarnih akumulatora je moglo izvravati 5.000 operacijasabiranja ili oduzimanja u sekundi.Maina jemogla raunati 500 puta bre odpostojeih elektromehanikih kalkulatora, priblino brzini savremenih depnihkalkulatora(100.000izraunavanjausekundi). Pouzdanostraunarabilajeniska,zbogotkazanekolikocevidnevno,uglavnomuprelaznomperiodu zagrevanja ilihlaenjaureaja.Najduiperiod radabezotkaza trajao jeoko5dana.ENIAC jebio jedinstveno reenje i nije repliciran zbog niza nedostataka, koje dizajn nijeukljuivao,npr.,nijemogaoskladititiprogram.Ovoreenje jeponudioJohnvonNeumann, u First Draft of a Report on the EDVAC kao konsultant u izradinaslednikaENICraunaraEDVAC.EDVAC raunar je imao veu primarnu i sekundarnumemoriju od prethodnihreenja; koristio je binarni brojni sistem i serijsku aritmetikologiku jedinicu(ALU). Posle II Svetskog rata poeo je razvoj UNIVAC I (UNIVersal AutomaticComputer)maineprvogkomercijalnograunaraoptenamene.UNIVAC, linijamainframe raunara krenula je proizvodnjom UNIVAC I maine 1951 godine.Izgradili su ga konstruktori ENIAC i EDVAC raunara. Primarno je namenjen zastatistikibiroSAD,kojijeinvestiraorazvojiproizvodnju,akorienjezaobradupodatakasapredsednikih izborauSAD,1952.Glavnamemorijasesastojalaodrezervoarateneivekojijeimplementiraolinijskememorijesakanjenjem(delaylinememory), aranirane u 1000 binarnih rei, svaka od po 12 alfanumerikihkaraktera.UNIVAC I jeneprekidnopoboljavan i razvijena je serijaovihmaina:UNIVACII(1958)iUNIVACIII(1962),poslednjaodserijeoriginalnemaine.Zatimje razvijena serija UNIVAC 110x raunara sa vakumskim cevima. Sa UNIVAC1100/2200serijomraunarapoinjeproizvodnje36bitnihtranzistorskihraunara(SperryRandLtd,1962),ijijenaslednik(1964)UNIVAC1108,(Slika1.16).

Slika1.16UNIVAC1108

Ovojeprvamultiprocesorskamaina,samogunouproirivanjadotriCPUidodveulazno/izlaznekontrolnejedinice(IOC).Raunarjeimaoglavnumemorijusa8portova za262.144binarne rei; razdvojene instrukcije za svakiCPU ipo jednumagistraluzasvaki IOC.Nekimodeli1108serijesuomoguavalikorienjeASCII

karaktera.RazvijenesuserijeUNIVAC1100/10do1100/90kojajeuvedena1982,kao i drugi modeli ovog raunara. UNIVAC 1107 raunar radio je sa batchorijentisanim operativnim sistemom EXEC II, tipinim za rane 1960te godine.RaunarUNIVAC1107bila jeprva36bitnamaina,orijentisananaprocesiranjebinarnihreiisaarhitekturombliskomonojserijeraunara"1100."RadiojesaOSEXEC II ,drugomgeneracijomOSorijentisanihnabatchfajlove,tipinozaperiodod196065godine.UNIVAC1108jeradiosaOSEXECIIiEXEC8,kojiomoguavasimultano upravljanje aplikacijama u realnom vremenu, deljenje resursa uvremenuiradbatchfajlovaupozadini.PrihvataojeprogramepisaneuCOBOLu,dokjepreimenovanuOS1100iOS2200,sakompatibilnostiunazad(prihvatanjemverzijaranijihprograma).DostupanSistem80izserijemalihmainframeraunaraje radio saOS/3 operativnim sistemom, a UNIVAC 9000 serije prvi je radio saoriginalnimTSOSoperativnimsistemom(razvijenuRCA),akasnijesaoriginalnimUNIVACVS/9operativnimsistemom.UNIVACjegodinamabiobrendraunarvieproizvoaaraunarskeopreme:EckertMauchlyComputerCorporation.UTabeli1. prikazane su osnovne karakteristike relevantnih ranih digitalnih raunara,razvijenihtokom1840tih.

Tabela1.Uporednekarakteristikeranihdigitalnihraunara1940ih

NazivPrviput

operativanNumerikisistem

Raunarskimehanizam

Programabilnost Turing

kompletiran

ZuseZ3(Nemaka)

Maj1941 Binarni Elektromehaniki

Programkontrolisansabuenomfilmskomtrakom

Da(1998)

ABC(USA) Leto1941 Binarni Elektronski Nijeprogramabilanjednonamenski

Ne

Kolos(UK)Januar1944

Binarni Elektronski Programkontrolisansapatchkablovimaiprekidaima

Ne

MarkIIBM(USA)

1944 DecimalniElektromehaniki

Programkontrolisansa24kanalnompapirnombuenomtrakom

Da(1998)

ENIAC(USA)Novembar1945

Decimalni Elektronski Programkontrolisansapatchkablovimaiprekidaima

Da

ManchesterSmallScaleExperimentalMachine(UK)

Juni1948 Binarni Elektronski ProgramuskladitenumemorijuWilliamsoveCRTcevi

Da

ModifikovanENIAC(USA)

Septembar1948

Decimalni Elektronski

ProgramkontrolisansapatchkablovimaiprekidaimaplusprimitivniROMprogramabilnimehanizamkojikoristitabelufunkcijakaoprogramROMa

Da

EDSAC(UK) Maj1949 Binarni Elektronski Programuskladitenuivinumemorijskulinijuzakanjenje

Da

ManchesterMarkI(UK)

Oktobar1949

Binarni Elektronski

ProgramuskladitenumemorijuWilliamsoveCRTceviimagnetskudiskmemoriju

Da

CSIRAC(Australija)

Novembar1949

Binarni Elektronski Programuskladitenuivinumemorijskulinijuzakanjenje

Da

U razvoju raunarskihmaina, razvijani su sa promenljivim uspehom i analogniraunari. Dok digitalni sistem koristi diskretne nivoe elektrinog napona kaokodovezasimbole,amanipulacijaovimsimbolimajemetodaoperacijadigitalnograunara,elektronskianalogniraunarmanipuliesafizikimveliinamanaponailistruje.Tanostanalognih raunara jeuglavnomograniena tanouopreme zaoitavanje,generalnodo3ili4znaajnecifre.Drugaogranienja,kaotosuum,nelinearnost, temperaturni koeficijent i parazitni efekti, zajedno su uticali nastagnacijurazvojaanalognihraunaraidovelidodominacijedigitalnihraunara.

1.3.2.EvolucijadigitalnihraunarskihsistemaHardver digitalnih raunara razvijan je brzo posle ovih ranih dana raunarskogsistema. Istoriarirazvojaraunarasudefinisali6generacijauevolucijiraunara.Elektronske cevi koje su koriene u prvim raunarima dovele su do ubrzanjaevolucije digitalnih raunara. Tranzistori zamenjuju elektronske cevi poevi od1956.(raunari2.generacije),zatimtranzistoriitampaneveze,kadaseraunaripoinjumasovnijekoristitinauniverzitetima imeunaunicima.Od sredine60.godina tranzistore zamenjuju integrisana kola (raunari 3. generacije), koja suomoguila poveanje pouzdanosti, smanjenje dimenzije, veu brzinu, veuefikasnost iniecene.Razvoj integrisanihkolaLSI (largescale integration) iVLSI(very large scale integration) doveo je do mikroraunarske revolucije (1970).Intelovi inenjerisukonstruisaliprvimikroprocesor (1971). Javljajusepopularnimali raunarizapersonalnuupotrebu Apple iCommodore.Dolazidoubrzanograzvoja stonih desktop raunara, koji ipak nisu u potpunosti zamenili velikeraunaremainframeisuperraunare,kojitakoedoivljavajupromene.

1.3.1.1. RaunariprvegeneracijeRaunari 1.G, razvijani 1950ih (195158), izgraeni su na bazi vakumskihelektronskihcevi.TipianpredstavnikjeUNIVACI,apoznatijisu:EDSAC(MauriceWilkes, 1949), BINAC (Eckert's iMauchly's Electronic Control Company 1949),Whirlwindi(J.Forrester,1949),SEAC(SamuelAlexanderiRalphSlutz,1950),SWAC(HarryHuskey, 1950), IAS (Institute ofAdvanced Study, 1952) i IBM 701, 1952.Mainesubilevelike,skupe inepouzdane;zahtevalesuklimatizacijui iobuenoosobljezarad iprogramskoupravljanje.Bilisudostupnivelikimorganizacijama idravnim agencijama, ali su postali i nezamenljivi alat za naunike, inenjere idrugeprofesionalce.Raunari 1.G su koristilimainski jezik za programiranje. Podaci i instrukcije suunoeniprekobuenihkartica,aduinareido40bita(IAS).Imalisusporeulazeiizlaze.Koristilisunekolikotipovamemorijainakrajurazvojamagnetnuprimarnumemoriju sa feritnim jezgrom. Tehnologija za izradu memorija postepeno jepoboljavana i zasluujeposebnupanju.Cevipunjene ivom inile su linije sakanjenjem ikoriene za internememorijevelikebrzineu raunarimaEDSAC,BINAC,SEACidr.UraunarimaManchesterbaby,SWAC,IASiIBM701koriena

je elektronska memorija od dvodimenzionalne pravougaone povrine binarnihcifarauskladitenihuCRT (CathodeRayTube).Ububanjmemoriji (drum)podacisuskladitenielektromagnetskimpoljemnapovrinumetalnogcilindra.Poslednjeotkrieu istoriji raunara IGnapravio je JayForresterpronalaskommemorije samagnetskim jezgrom, tzv. memorije sa feritnim jezgrom, koja je testirana uraunaru1953,auvedenauupotrebuuprvojsimulacijineuronskemree1954.

1.3.1.2. Raunaridrugegeneracije

Funkcionalna zamena elektronskih vakumskih cevi sa tranzistorom, razvijenim1948,omoguilajerazvojraunara2.G(195864).Tranzistorjemogaoizvritisvefunkcijekaovakumskecevi,transformiuielektrininabojkroztankisilicijumskipoluprovodnikisloj.Prvaprimena tranzistorauraunaruregistrovana je1956.,kadapoinje2.Graunara,znatnomanjih,pouzdanijihijeftinijihodraunara1.G.Istovremenosarazvojemhardvera,razvijaseipoboljavasoftverraunara,pasuraunaripostalimnogo laki ibrizaprogramiranje i iruupotrebuuposlovnimsistemima,inenjerskimposlovimainaunimistraivanjima.Tranzicija raunara1.Gu2.G raunaranijebilanagla i trajala jeokodvegodine(195456),ukljuujuirazvojtehnologijedizajna iprogramskih jezika.Tehnologijapoluprovodnikihdioda itranzistorainilajeosnovuelektronskihprekidaapa jevremeprekidanjasvedenonaoko0,3mikrosekunde.Ovutehnologijukoristilisuraunari, kao to je TRADIC i TX0, izgraeni 1954. Koriena je superiornijaprimarnamemorijasa feritnim jezgrom imagnetnidiskovi itrakezasekundarnumemoriju iznaajnije jepoveanabrzinarada. Jednaodznaajnijih inovacijabilisujedinicasapokretnimzarezomzaraunanjerealnihbrojevairegistriindeksazakontrolu radne petlje. Uvedeni su vii programski, asemblerski jezici kao toFORTRAN(FormulaTranslator,1956),ALGOL (1958) iCOBOL (CommonBusinessOriented Language, 1959), koji su zamenili dugi i teki, ifrovani binarni kd(Gersting35)sareima,reenicamaimatematikimformulama.PrviraunarisatranzistorskomtehnologijombilisuranisuperraunariIBM7030iLARC (Livermore Atomic Research Computer) firme SperryRand, razvijeni zaistraivanja u oblasti atomske fizike. Koristili su primitivni tip paralelnogprocesiranja. Znaajnije komercijalnemaine ove generacije su IBM 704, 709 i

7094 koriene su u poslovnim organizacijama, univerzitetima i dravniminstitucijama.U raunar IBM7094uvedeno jeulazno/izlazno (I/O)procesiranje.Raunari2.G sadravali su tampae,magnetske trake idiskove za skladitenje,memorijeiuskladiteneprograme,(Slika1.17).Uskladiteniprogramtj.instrukcijezaradraunarasmeteneuinternojmemorijiinoviprogramskijeziciomoguilisurentabilnost upotrebe raunara za poslovne sisteme i laku izmenu nameneraunaraunoenjemnovogsetaprogramskihinstrukacija.VaanprimerjeraunarIBM1401,irokoprihvaenu industriji.Raunar2.GGersting218korien jezaobradufinansijskihinformacijasvedo1965.

Slika1.17Raunar2.G

1.3.1.3. RaunaritreegeneracijeUspeh sovjetskog satelitskog programa 1950ih, inicirao je ubrzan razvoj jomanjih i brih raunara u SAD. Tako su istraivai razvili tehnologiju pakovanjastotinetranzistoraujednointegrisanokolo(IC),ilimalisilicijumskiip.Dosredine1960ih, raunarizasnovanina tranzistorima,zamenjenisusamanjim,monijimmainama3.G.(19631972),izgraenimnabaziIC.ICkolasubrzozamenilaranetranzistoreizistihrazloga,zbogkojihsutranzistorizamenilivakumskecevi:

Pouzdanosti:ICsuotpornijanagreke,potosuseipovimoglirigoroznotestiratipresvakeupotrebe;

Veliine:jedanICipjemogaozameniticelostrujnokolo,tojeomoguiloizgradnjuznatnomanjihraunara;

Brzine:manjiraunarisupostalineuporedivobriodprethodnih,jerelektroniuICipuimajuznatnokraudistancukretanja;

Efikasnosti:ICipovitroeznatnomanjeenergije,imajumanjudisipacijutoplote,araunarmanjuukupnupotronjuelektrineenergije;

Cene:masovnaproizvodnjejeftinijihipova,veadostupnostraunara.

Rapidniprogres raunarske industrije, ilustrujeMooreov zakon (direktor Intela,1965), koji je veoma tano predvideo da e se procesorska snaga silicijumskogipapoistojceniudvostruavatisvakih18meseciunarednedvedecenije.Do razvoja raunara3.Gdovelo jenekolikonajznaajnijih inovacija otkria IC,poluprovodnike memorije, mikroprogramiranja, razliitih obrazaca paralelnogprocesiranja,uvoenjaoperativnih sistema (OS) ideljenjavremena.Razvoj IC jetekaopostepenoodniskogstepena integracije(SSL)sa10elemenatapoipudosrednjegstepenaintegracija(MSI)sa100elemenatapoipu,irazvojavieslojnihtampanihploa. Funkcionalniparalelizam, trendu raunarima3.G,prviput jeprimenjenuraunaruCDC6600 (SeymourCray,1964)sa10miliona instrukcijausekundi (Slika 1.18), koji je sadravao 10 funkcionalnih jedinica koje radesimultano i32nezavisnememorijskebanke.Raunar je imaobrzinuod1milionpokretnihzarezausekundi(1MFlops).CDC7600,prviCrayovvektorskiprocesorsabrzinomod19MFlopsarazvijen je1969.Oviraunarisukoristilikombinovaniprogramerski jezik (CPL) iz1963.,koji je1967.prerastaouosnovnikompjuterskiprogramskijezikBCPL(BasicComputerProgrammingLanguage).

Slika1.18SeymourCrayCDC6600raunar

ProblemzagrevanjatranzistorskihraunarareenjerazvojemsilikonskihIC(1958,JackKilby,Texas Instruments),unaucipoznata kaopoluprovodnika IC, koja suomoguilavelikosmanjenjedimenzijaraunara.Proizvedenisuiprvimetaloksidnipoluprovodnik za obradu podataka (ije su glavne komponente bile osnov zaotkriemikroprocesora 1971), zatim 8bitnaALU (aritmetikologika jedinica) iakumulator.OvatehnolokareenjaiskoristiojeIBMzatranzicijusatranzistoranaIC i sa buenih kartica na elektronske raunarske sisteme, serijom IBMSystem/360. Operativni sistemi su omoguili rad raunara sa vie razliitihprograma odjednom, sa centralnim programom koji monitorie i koordiniramemorijuraunara,(HONEYWELL6000serija).NabaziDECraunara,razvijen jeUNIX operativni sistem (1969, Kenneth Thompson i Dennis Ritchie, AT&T Bell

Laboratories),prvimoderan,irokoprihvaenOSkojijeomoguavaokorisnikudaalociraresurseraunarautokuradaumestoufazidizajna.

1.3.1.4. RaunarietvrtegeneracijePrvimikroprocesor,razvijen1971uInteluioznaavapoetakrazvojaraunara4.G(19721984).Mikroprocesorisuizazvaliradikalnupromenuuizgledu,kapacitetuidostupnostiraunara,(Slika1.19).

(a) (b)Slika1.19Intelmikroprocesor87428bitni(a)iserijaIntelprocesora(b).

Mikroprocesorska revolucijapoela jekasnih1970ih,pojavom jeftinih raunaraveliine klasinemehanike pisaemaine, kao to su raunari Apple, Tandy iCommodore. Novi raunari, nazvani personalni, preuzeli su veinu poslovamainframeisuperraunaraizperiodainstitucionalnograunarstva(195060tih)upotrebe velikih raunara u dravnim institucijama i velikim organizacijama.Meutim, moni veliki raunari su takoe tehnoloki evoluirali i njihovaproizvodnja i upotreba za specifine zadatke nije prestala do danas.Od kasnih1950tih odnos trokova i efektivnosti raunara porasla je 100 miliona puta,raunarskamo100.000puta,acenajeopalaza1000puta.Raunari 4.G koristili su tehnologiju visokog stepena integracije (LSI) sa 1000elemenata po ipu i vrlo visokog stepena integracije (VLSI) sa 10.000 i vieelemenatapoipu.Ovajrazvojjeomoguiougradnjucelogprocesoraujedanip,ili za jednostavniji raunarski sistem ugradnju celog raunara sa procesorom,glavnommemorijomiI/Okontrolerima,ujedanip.Memorijasaferitnimjezgromzamenjena je sa poluprovodnikom.Na bazi ovih tehnologija razvijena je serijaraunarasavektorskimprocesiranjem ipipelining tehnikom,savelikombrzinomrada i paralelnom arhitekturom (Cray1, Cray XMP i Cyber205), gde je stotinaprocesoramogla raditina razliitimdelovima jednogprograma,ali suuglavnomostajaliueksperimentalnojfazi.Dolo je do razvoja i novih, viih programskih jezika kao to su FP (functionalprogramming), PROLOG (programming in logic), sa kojima su programerimogliostaviti mnogo detalja za kompajlere ili operativni rad sistema. Razvijeni sualternativniprogramskijeziciPASCALiC,kojipostajejezikprogramiranjaUNIXOS

zaraunarDECPDP11.UbrzojerdolodorazvojaviesuperraunarskihcentarauSAD.Tipinipredstavniciovegeneracije raunara suApple I iApple IIsaA iBdisketom imonitorom (Slika1.20a,b) i IBMPC.Apple II (1977)koristio jeBASICprogramski jezik,displej od 24 linije x 40 kolona iprimarnumemorijuod 4100karaktera,po ceniod$1.298. IBM (PC)5150 (1981) raunar je imaomodularnidizajn iRAMmemorijuod16.000karaktera,po ceniod$1.265.Od19811982.izlaze ZX81 sa primarnom memorijom od 816KB i Spectrum sa 48KB, (Slika1.20c,d).

(a) (b) (c) (d)Slika1.20AppleI(a)iAppleII(b),ZX81(a),SPECTRUM(b)

DougEngelbart's(1925) jeosmisliohumancomputer interactionGUI(graphicaluser interface) i razvio hypertext. Prvi je uveo u upotrebu kursor kontrolisanmiem imultiplewindows WIMP (windows, icons,menus and pointers), (Slika1.21).

Slika1.21DougEngelbart

Nadrugoj straniSteve Jobs (1955) jeu razvojuMacintosh (1984)primenioGUI,ikone irazviodesktopradnupovrinu,upotrebumia idrugihpointingdevices,kaoiDoubleclickiClickanddragfunkcijezapodrkupokazivaima,(Slika1.22).

(a) (b) (c)Slika1.22SteveJobs(a),Macintoshraunar(1984)(b)iMacGUI(c)

1.3.1.5. RaunaripetegeneracijeRaunari 5. G razvijeni su u periodu od 19841990, (Slika 1.23). Projekat 5. Graunara iniciralo je japansko Ministarstvo meunarodne trgovine i industrije(1982), sa ciljem izrade raunara za iru upotrebu sa performansama superraunara i korienjem kapaciteta vetake inteligencije. Slini projekti supokrenutiu SADMCC (MicroelectronicsandComputerTechnologyCorporation),Engleskoj (Alvey) i Evropi ESPRIT (European Strategic Program of Research inInformationTechnology).UmestoteitanapoveanjebrojalogikihelemenataujednomCPUkod3.i4.G,raunari5.GsuusmerilipanjunapoveanjebrojaCPU.Veina projekata nije uspela, potroena su ogromna sredstva bez oekivanihrezultata, jer su jeftinije radne stanice (npr., SUN i Intelx86) ubrzo premailebrzinu raunara saparalelnomarhitekturom.Raunarske tehnologije sudostiglesuperiornije paralelno procesiranje uvoenjem sistema, kao to je SequentBalance8000,koji jepovezivaodo20procesorana jedanzajedniki memorijskimodul.

Slika1.23Primerradnestanice5.generacije

OvamainajebilakonkurentnaraunaruDECVAX780ukontekstuoptenameneUNIXsistema isvakiprocesor je radiona razliitimposlovimakorisnika.Sdrugestrane, INTEL IPSCI ili Hypercube (najvei sa 128 procesora), kako je nazvan,spajao je svaki procesor sa svojom memorijom i koristio mreni interfejs zapovezivanjeprocesora.Pri kraju5.Guvedena je tehnikaDataparallel ili SIMD,gde su svi procesori radili po instrukcijama jedne kontrolne jedinice.Poluprovodnika memorija je postala standard, dolazi do vee primeneindividualnihkorisnikihradnihstanicaidoirokeprimeneraunarskihmreaLANi WAN tipa i razvoja distribuiranog raunarskog okruenja. Razvija se RISC(ReducedInstractionSetComputer)tehnologijainterneorganizacijeCPU,samanjeinstrukcija, a RAM memorija postaje znatno jeftinija. Raste raunarska mokomparativno jeftinijihservera iradnihstanica ipoveavasenaunavizuelizacijepokvalitetuikvantitetu.

1.3.1.6. RaunariestegeneracijeRaunari 6. G razvijani su u periodu od 1990 do danas. U ovom periodutehnologijaraunarajetesnopovezanasaparalelnimprocesiranjem,aliisaboljimrazumevanjemalgoritama zapotpunijekorienjeparalelnearhitekture. Iako suvektorskisistemijouvekuupotrebi,procenjujesudaeubudunostidominiratiparalelni sistemi.Meutim ve ima reenja koja kombinujuparalelnovektorskuarhitekturu.UtokujeprojekatFujitsuCorporationzaizgradnjusistemasavieod200 vektorskih procesora. Drugi cilj ove generacije raunara je da se postignebrzina reda Teraflopsa, tj. 1012 aritmetikih operacija u sekundi, to se moepostii izgradnjom sistema sa vie od 1000 procesira. Savremeni procesori sukonstruisanikaokombinacijaRISCarhitekture,pipelinigiparalelnogprocesiranja.Mrena tehnologija se iri veomabrzo,posebnoWANmree iWLANbeinelokalnemree. Primeri raunara 6. G su brojni. Apple je uveo iPod digitalnimuzikiplejer23.10.2001.Do9.aprila2007.g.prodato je100miliona jedinica.iPodclassic,portablmediaplejeruveden2001,naraspolaganjusumodeliod80i160GB.iPodnano,(Slika1.24)portablmediaplejeruveden2005,sadvamodelaod4i8GB.iPodshuffle,digitalniaudioplejeruveden2005,samodelomod1,2i4GB. iPod touch,portablmediaplejeruvedenuseptembru2007, samodelimaod8,16i32GB.

Slika1.24iPodNano

Steve Jobs je januara2007objavio iPhonekonvergenciju InternetomoguenogpametnogtelefonaiiPod.iPhonekombinuje2,5GHzGSMiEDGEcelularnitelefonsaAppleovimMacOSXiSafariwebbrauzerominavigacijom.Ima3,5inadisplej,osetljivnadodir(touchscreen),4(499$)ili8GB(599$)memoriju,BluetoothiWiFi(big).iPhone3Guvedenje11.07.2008,sa3.GumreavanjemiGPSnavigacijom.

Osnovne karakteristike razvoja raunara 1.G do danas su: poveanje brzine(radnogtakta),poveanjekapacitetaprimarneisekundarnememorije,poveanje

irine magistrale, paralelno procesiranje, nia cena, manje dimenzije i manjapotronja.

1.4. Savremeniraunarskisistem

Savremeni raunar jevienamensko,prilagodljivo sredstvogotovoneogranienenamene:vribrojnematematikeoperacije, lansira interkontinentalnebalistikerakete,upravljamainama,atomskomcentralomitd.

Iako je razvoj raunara tekao iz istorijske perspektive relativno dugo, svakidananji raunar i dalje sledi osnovni plan Analitike maine C. Babaggea.Savremeni raunar jemaina kojamenja informacije iz jednog oblika u drugi,uzimajui neke informacije na ulazu i dajui druge informacije na izlazu (Slika1.25a).

(a) (b)Slika1.25Generikafunkcija(a)iblokemaraunarskogsistema(b)

Svaki raunar se u osnovi moe posmatrati kao jedan sistem sa ulaznimveliinama, procesima koji transformiu ulazne veliine u izlazne i izlaznimveliinama. U raunarskom sistemu ulazi su ulazni podaci koje unose korisniciraunara;centralnajedinica(CPU)kojaprocesira,kontrolieitransformieulaznepodatke u izlazne, vri procesiranje ili obradu (u crvenom okviru), a izlazneinformacijenamonitoru,tampau ilizvuniku su izlazneveliineraunarskogsistema,(Slika1.25b).Kakoinformacijemoguimatirazliiteibrojneforme,raunarpostajeneverovatnoraznovrstanalat.Zavisnoodulaznihpodataka isti raunarsemoeupotrebitizapotpuno razliite zadatke. Vienamenska upotreba raunara se zasniva na

hardveru, programu (softveru) i operacijama raunarskog sistema. Meutim,fleksibilnostnameneraunarakrijesevieuprogramunegouhardveruraunara.Hardver raunarskog sistema ine sve fiziki opipljive komponente kao to suvrsti diskovi, jedinice za napajanje, kuite raunara,monitor, tampa i SlikaHardver raunara obuhvata interne i periferijske komponente. InternekomponenteukljuujuCPUprocesor, ipovekontrolere imemorije,matinuplou, posebne ekstenzione kartice (zvuna, video, mrena, memorijska, ...),konektore (serijske, paralelne, video, audio, USB, mrene, telefonske, ...),hladnjake (pasivni i aktivni) i izvor napajanja ispravlja. Periferije obuhvatajumemorijskeureajezaskladitenje(HD,CD,DVD,USB,flememorije,),izlazneureaje(tampae,monitore,zvunike,).Pod programom ili softverom raunarskog sistema podrazumevaju se fizikineopipljive komponente, odnosno, instrukcije koje upravljaju hardverom i vretransformacijenadprikupljenimulaznimpodacima,saciljemdasedobijueljeneizlazne informacije.Programraunara jeoptiterminkojisekoristizaopisivanjeskupa raunarskih programa, procedura i dokumentacije koji izvravaju nekezadatkeuraunarskomsistemu.Programraunaraobuhvata:sistemskeprograme(OS), koji skriva kompleksnost hardvera od korisnika, aplikativne programe sakojim korisnici interaktivno rade putem interfejsa, kompajlerske programe kojiprevode tekstpisanu jednom raunarskom jeziku (izvornomkdu)udrugiciljnijezik (izvorni kd) idruge usluneprograme. Program kontrolie svakiprocesuraunarskom sistemu od poetka do kraja. Izmenom programa raunar sepretvara u razliite alate, pa je tipian savremeni raunar alat opte namene.Primenaprogramauraunarskomsistemupodrazumevaispravanradhardvera.Osnovneoperacijekojeraunarskisistemizvravasu:

ulazneoperacije(podaciiinstrukcije), aritmetikeoperacije(sabiranje,mnoenje,...), logikeoperacije(AND,OR,NOT,), izlazneoperacije(video,tampa,zvuk,...)i skladitenjeiuvanjepodataka(podaciiprogrami).

1.5. Razvoj programa Operativni sistem (OS) upravlja resursima raunara i obezbeuje korisnicimainterfejszapristupovimresursima.Procesirasistemskepodatkeiulaznepodatkekoje unosi korisnik i odgovara tako to alocira i upravlja zadacima i internimresursima kaoneki servis korisnicima iprogramima sistema. Operativni sistemizvrava bazine zadatke kao to su kontrola i alokacijamemorija, odreivanjeprioriteta zahteva za servisima sistema, kontrola ulaznih i izlaznih ureaja,upravljanje fajl sistemom (sistemom datoteka) i omoguava lake umreavanjeraunara.

UobiajenisavremenidesktopOSsuLinux,MacOSX,MicrosoftWindowsiSolaris.Mac, Linux i Windows imaju serverske i personalne varijante. Sa izuzetkomMicrosoft Windows, dizajn ovih OS inspirisan je ili direktno nasleen iz UnixoperativnogsistemarazvijenoguBell laboratorijamapoetkomkasnih1960tih iiniciraorazvojbrojnihoperativnihsistema,kaotosuPalmOS,WindowsMobile,FamiliarLinux,ThengstrmDistribution i iPhoneOSkoji senalazeumobilnimureajima.

MicrosoftWindows je ime zanekoliko familijaoperativnih sistema.Microsoft jeprvi put uveo operativni sistem pod imenomWindows u novembru 1985. kaododatakMSDOS iodgovornaporast interesovanja za GUI interfejs (graphicaluser interfaces).ZatimsuslediliOS: Win3.0 iWin3.1,1990/92,16/32bitniOS;Win3.11,Win95,Win98,WinMe,32bitniOS;WinNT,64bitniOS iWINXP,WindowsServer.PoslednjaklijentskaverzijaWindows jeWindowsVista,64bitniOS,a serverskaverzija jeWindowsServer2008.NaSlici1.26Prikazan jeekranWindowsVistaOS(a)iWindowsSecurityCenterWindowsXPOS(Slika1.26b).

(a) (b)Slika1.26EkranWindowsVistaOS(a)iSecurityCenterWindowsXPSP2OS(b)

MacOSXjelinijagrafikihOSkojujerazvio,reklamiraiprodajekompanijaApple,naslednik originalnogMac OS iz 1984. Serverska verzija,Mac OS X Server, po

arhitekturi jevrlo slinadesktopvarijanti,aliobino radinaMacintosh serveru.Ukljuujeupravljanjeradnomgrupom,administrativnesoftverskealate,agentezatransferpote,Sambaserver,LDAPserver,DNS(DomainNameServer)idruge.

LinuxOS,slianUnixu,jenajpoznatijiprimerbesplatnihOSsaotvorenimizvornimkdom,kojiseslobodnomoemodifikovati,koristiti iredistribuirati. Ime dolaziod Linuxkernel,kojegjerazvioLinusTorvalds(1991).Sistemskiusluniprogrami(utilities) i biblioteke obino dolaze iz GNU operativnog sistema, objavljenog1983.(RichardStallman).ZatoseLinuxestonazivaGNU/LinuxOS.

LinuxOS jepresvegapoznatpoupotrebiuserverima.PodravajugakompanijekaotosuDell,HewlettPackard, IBM,Novell,OracleCorporation,RedHat iSunMicrosystems. Koristi se kao OS u brojnim varijantama raunara ukljuujuidesktopisuperraunare,sistemezavideoigre(npr.,PlayStation3)iugraenjeurazneureaje kao to sumobilni telefoni, ruteri idr. Istraivanje zastupljenostirazliitihOSnatrituumaju2008.pokazujudominacijuWindowsOS,(Slika1.27).

Slika1.27ZastupljenostWindows,Linux,MacidrugihOSnasvetskomtritu

Aplikativniprogrami,nasuprotsistemskim,koristekapaciteteraunaradirektno ipotpunozazadatakkojikorisnikelidaizvri.Terminaplikativniodnosisenasamprogram injegovu implementaciju.Tipiniprimeriaplikativnihprogramasutekstprocesori (wordprocessors),preglednetabele (spreadsheets),medijaplejeri idr.Vieaplikativnihprogramaestosevezujuu jednucelinu inazivajuseaplikativnipaketi (application suite). Tipini primeri suMicrosoft Office i OpenOffice, kojipovezuje tekst procesor, spreadsheet i nekoliko drugih posebnih aplikacija.Posebne aplikacije u paketu obino imaju korisniki interfejs koji omoguavakorisnikulakuprimenuidanauikakosekoristisvakaaplikacija(npr,VisiouMSOffice). esto sve aplikacije u paketu imaju zajednike funkcije, npr. u Excelumoebitiugraentekstprocesor.

Uobiajene programske aplikacije su za: procesiranje teksta, pretraivanjeInterneta,slanjeepoteidrugihporukaInternetom,reprodukcijumultimedijalnihsadraja, kompjuterske igre i za programiranje. Veina programa je pisana zaprosenog korisnika. Programi pisani za uslune zadatke korisnika (Userwrittensoftware) prilagoavaju sisteme da zadovolje specifine potrebe korisnika. Oviprogrami ukljuuju templejte za tabele, makroe tekst procesora, naunesimulacije,grafikeianimacioneskriptove.Korisnicisamirazvijajuoveprograme.

Veinapersonalnihraunarajestandardizovanotakodakupljeniprogramiradesamalo, ilibezprilagoavanje (castomization)zaodreeniraunar.Takoe,veinasavremenihPCjekorisnikinadogradiva,posebnoklasedesktopraunarairadnihstanica. Krajnji korisnici lako mogu zameniti primarnu memoriju, ureaje zamasovno skladitenje, ak imatinu plou i CPU jedinicu (procesor). Ipak, ovanadogradivostnijebeskonana,zbogbrzihtehnolokihpromenaiivotnogciklusasistemskihprograma.NadogradnjaPCizamenastarihdelovanovim,deliminoseoslanjananoveverzijekomercijalnodostupnihOS,kojinanekinainzahtevaju ipodstiu nabavku novog hardvera. Moe se rei da proizvoai sistemskihprogramaplanirajupostepenozastarevanjeraunarskoghardvera.

1.6. TaksonomijesavremenihraunaraSavremeni ovek radi sa razliitim tipovima raunara: super raunarima,mainframe, radnim stanicama, PC desktop, prenosnim (notebook), depnim(palmtop) i ugraenim raunarima. Iako su sve ove vrste raunara bazirane naistoj tehnologiji,maine imaju znaajne razlike.Raunari semoguklasifikovatiurazliitekategorijenaosnovuviekriterijuma.Uobiajenataksonomijaraunarajenabaziraunarskemoina:superraunare,mainframeraunare,miniraunareservere,radnestanice,mikroraunare(PC)iugradiveraunare.

1.6.1. Superraunari

Zabrojneistraivakezadatkeiintenzivneproraunezahtevasevelikaraunarskamo (brzina rada i kapacitet primarnememorije). Za takve zadatke koriste senajmonijiraunaritzv.superraunari.Superraunari(npr.,SiliconGraphicsCray),koristeskupu,najmodernijutehnologijuzasimulacije imodelovanjekompleksnihfenomena, kao to su hemijske reakcije, nuklearne eksplozije, vremenska

prognoza, hemijski i fiziki procesi, kosmika istraivanja, vojne potrebe,kriptoanalizaidr.,(Slika1.28).

(a) (b)Slika1.28SuperraunaruNASA(SAD)(a),

Cray2najbriraunarnasvetuod19851989(b)Danasjetekoodreditirazlikuizmeusuperimainframeraunara.Superraunarisu najee prilagoeni odreenom korisniku (kastomizovani); usmereni su naprocesorskusnaguiizvravanjejednogzadatka.Mainframeraunarisunamenjeniza izvravanje brojnih operacija sa podacima, ukljuujui manja raunanja,obezbeujudostavelikuprocesorskusnaguiusmerenisunaprotokpodataka.

1.6.2. Mainframeraunari

Mainframeraunare,vrloskupemainesobneveliine,danaskoristesamovelikeorganizacije,zakritineaplikacije iobradumasovnihpodatakakaotosupodacisaglasanja,raznistatistikipodaci,poslovnipodaciERP,finansijsketransakcijeitd.Sam terminpotieodprvobitnog izgleda velikihmetalnih sanduka iliokvira,akasnijedabiserazlikovaoodmanjemonihPCraunara.Imeseestoodnosinaraunare kompatibilne sa arhitekturomuspostavljenomu toku1960tih, tanijeIBMSystem/360serijom,uvedenomprviput1965.Veinaglavnihkarakteristikamainframe raunara iz 1960tih, i dalje se razvija i usavrava. Savremenimainframeraunarisuznatnomanjihdimenzija,kotajuoko1milion$,veliinesurashladnogureajaiobaveznoradeuaklimatizovanimprostorijama,(Slika1.29).

(a) (b) (c)Slika1.29MainframeHoneywellBullDPS7oko1990(a)iemavezeraunarai

terminala(b),terminaluturistikojagenciji(c)

Brzinamainframeraunarajeredamilionaoperacijausekundiimogulakoibrzoupravljati i procesirati veliku koliinu podataka. Mainframe raunari suviekorisniki komuniciraju sa korisnicima koristei tehniku deljenja resursa uvremenskojdomeni(timesharing).Omoguavajukonkurentnuobraduaplikacijaiupravljanje sa vie od 1000 transakcija. Ulaz podataka i izlazne informacijeizvravaju su preko desktop terminala, koji nemaju ugraene procesore, iliprenosivih terminala za unos podataka PDET (portable data entry terminals),prirunihureajakojikombinujutastaturuidisplejitransformiuinformacijeodiprema raunaru. Primeri PDET su ita bar koda, mera gasova, optiki itaoznaka,ureajzaoptikoprepoznavanjekaraktera,skener,grafika tabla i itamagnetnihkartica.Mainframeraunarekoristeuglavnomvelikeorganizacijekaotosudravneinstitucije,aviokompanije,bankeidr.

1.6.3. Serveri

Za brojne savremene aplikacije klasa miniraunara manjih i jeftinijih odmainframe, alimonijihodPC raunara, odnedavno je zamenjena serverima raunarima dizajniranim da obezbede programe i druge resurse ostalimumreenimraunarima,(Slika1.30a).

(a) (b)Slika1.30.Tipianprimerklijentserverreimarada(a)itipineradnestanice(b)Iakosegotovosvakisavremeniraunarmoekoristitikaoserver,nekiraunarisuspecifino dizajnirani za serverske funkcije skladitenje i obezbeivanje velikekoliinepodatakaideljenjedrugihresursaumreenimkorisnicima.Takose,velikiraunar posveen samo bazi podatakamoe nazvati server baze podataka; fajlserveriupravljajuvelikim skupom fajlova;web serveriprocesirajuweb stranice iwebaplikacije itd.Ove funkcijerazlikujuservereodmainframeraunara,kojisugeneralnonamenjenizaizvravanjebrojnihzadataka.Kadasupersonalniraunaripreuzeliulogustvarnogprocesiranjapodataka,nekimainframeraunarisudobiliuloguservera.Veinamanjihserverasu,ustvari,personalniraunarinamenjeni

zaskladitenjepodatakadrugihpersonalnihraunara.Udrugimsluajevimabrojnimaliraunari(usutinispecijalizovaniPC)dizajniranisudavreserverskefunkcijeu klaster reimu najeeparalelnoj, ali ihijerarhijskoj, ilimrenoj vezimalihraunara,zavisnoodpostavljenihzadataka.

1.6.4. Radnestanice

Termin miniraunari nastao je u vreme kada je veina raunara bila veliineradnogstolaslinomainframeraunarima.Zanaunuanalizuobimnihpodatakaidrugeslineaplikacijeminiraunarisuzamenjenisavremenimradnimstanicamadesktop raunarima visokih performansi, namenjenih masovnim i intenzivnimproraunima. Koriste ih naunici, inenjeri, analitiari, dizajneri raunarskianimatori i dr. Iako veina radnih stanica moe podrati simultan rad viekorisnika, praktino ih koristi samo jedno lice u dato vreme. Sam naziv radnastanica razliito se tumai. Mnogi nazivaju radnom stanicom sve desktop iterminalneraunare,(Slika1.30b).Kakosepoveavaraunarskamosavremenih32 ili 64bitnih desktop raunara, to se razlika izmeu radnih stanica imonihdesktop raunara individualnihkorisnika sveviegubi.Najee supovezanenaveliki raunarski sistem i namenjene su za zahtevnije aplikacije kao to su 3Dgrafika,dizajn,projektovanjeiSlikaMoguimatimonijihardverkojisenenalaziuobinim personalnim raunarima. Koriste OS koje normalno upotrebljavajumainframeraunari,obinojednuodvarijantiUNIXa.

Radne stanice imaju procesore i grafiki displej visokih performansi, lokalnoskladitenje velikog kapaciteta,mrene kapacitete ioperativne sisteme za viezadataka (multitasking operating system). Radne stanice se jo uvek koriste zadizajnirane pomou raunara (computeraided design), intenzivne naune iinenjerske proraune, procesiranje slika,modelovanje arhitekture, raunarskugrafikuzaanimacijeifilmskevizuelneefekte.

1.6.5. Personalniraunari(PC)

Terminmikroraunari, uveden sa pronalaskom ipa procesora u LSI tehnologiji,danas je praktino anahronizam.Ova kategorija savremenih raunara naziva sepersonalni raunari, a ukljuuje sledee klase raunara: stoni (desktop PC),prenosni(laptopm,notebook)ipriruni(PDA,palmtop,IPod,iPhoneitd.)

Personalniraunari(PC)sunamenjenizaindividualnuprimenu,kaotojeobradateksta,raunovodstvo, igre idr.SavremeniPC,dalekosumonijiodnekadanjihmainframeraunarauvremenjihovedominacije.TerminPC(PersonalComputer)imadvaznaenja:IBMkompatibilnipersonalniraunaripersonalniraunaroptenamene za jednog korisnika. Oba znaenja se ravnopravno koriste, a pravoznaenjeseotkrivaizkonteksta.TerminPCseestokoristisamozaraunarekojikoristeMicrosoftWindowsOS. Gotovodveprethodnedecenijeterminipersonalnii desktop raunar imali su isto znaenje, jer su praktino svi PC raunari bilidesktoptipa,(Slika1.31).

(a) (b)Slika1.31PersonalniraunarIBM(1981)5150(a)iDellOptiPlexPC(b)

Kapaciteti PC veoma su poveaniuvoenjemmikroprocesora i razvojemCPUujednomipu.Tokom1980tihrazvijenisuPCzakunuupotrebu,asavremeniPCnemaju tehnikih razlika za kunu i poslovnu upotrebu. Broj instaliranih PC usvetudostigao jedo juna2008. jednumilijardu,ado2014oekujese jo jednamilijarda kupljenih PC.Najvea trita su SAD, EU i Japan na koja otpada 58%instaliranihPC.Do2013oekujeseduploveibrojinstaliranihraunarananovimtritima, sa 70% drugemilijarde PC raunara u svetu.Oekuje se da oko 180miliona PC (16% postojeih PC u svetu) bude zamenjeno, a 35 milionarashodovanoutoku2008.BrojinstaliranihPCrastegodinjezaoko12%.Najee korieni operativni sistemi u PC suMicrosoftWindows,Mac OS X iLinux, dok su najei CPU mikroprocesori kompatibilni sa x86 procesorom.Savremeni PC esto imaju ugraeni modem brzine 56 Kbps za konekciju naInternet.PrvivlasniciPC raunarasumoralipisatisvojeaplikativneprogramezaizvravanjespecifinihzadataka,doksavremeniPCkorisniciimajunaraspolaganjuvelikibrojkomercijalnih ibesplatnihaplikativnih iuslunihprogramakojise lakoinstaliraju. Aplikativni programi za PC ukljuuju procesore teksta, spreadsheets,bazupodataka,igreibrojneusluneprograme.

1.6.5.1. Klasepersonalnihraunara

Stoni (desktop) raunar je nezavisni personalni raunar (PC), nasuprotmanjimoblicima PC kao to je mobilni laptop raunar. Termin 'desktop' se odnosioprimarno na horizontalno orijentisano kuite sa monitorom postavljenim nakuite raunara radi utede prostora na stolu korisnika. Veina savremenihdesktop raunara imaju odvojene ekrane i tastature, a proizvode se u raznimoblicima kuita, poevi od tower (vertikalno orijentisanog), domalih kuitakojasemogusklonitiizaLCDmonitora(Slika1.32).

Slika1.32PrimerdesktopraunarasatowerkuitemiLCDmonitorom

Prenosni raunari nisu vezani za stolove i imaju najbri razvoj u kategoriji PC.Naravno,samterminprenosnijerelativan.Prviprenosniraunariteilisuoko9kgi bili smeteni u vrstom koferu sa izdvojenom tastaturom imalim displejomslinimTVekranu.SavremeniprenosniraunaritipaLaptop,namenjenizamobilnirad,tekisuoko23kgiestosenazivajunotebookraunari,aperformansesuimgotovo identine desktop raunarima sa kojima se mogu spajati i koristitinedostajue performanse. Primeriovih raunara su: laptops, notebooks i tabletPC,(Slika1.33).

(a) (b) (c) (d)Slika1.33AppleovposlednjiMacMacBookAir(a),najtanjisvetskinotebook

Macworld2008(b),HandspringVisorPrim(c),HPCompaqtabletPC(d)

TabletPCjenotebook,mobilniraunaroblikaknjige,proizvedenpoetkom90tih(Pen Computing Ltd.) kao PenGo TabletComputer. Kasnije ga popularie iMicrosoft. Ovaj raunar poseduje touchscreen, ili koristi graphics tablet/screenhybrid tehnologiju kojaomoguava korisnikuda radi sa raunarom sa tapiem(stylus),digitalnimperom,ilipritiskomprsta,umestotastatureilimia.

Interfejsni hardverski ureaji potrebni za rad raunara, kao to su paralelni iserijskiportovi,grafikekartice,zvunekarticeidr.,obinosuintegrisaniujednujedinicu.Veinaprenosnihraunarasadribaterijuzaautonomnimobilnirad.Uciljuoptimizacijeutrokaenergije, teine iprostora, laptop raunariobinodeleRAM sa video kanalom, to smanjuje performanse u odnosu na ekvivalentnidesktopPC.Reimhibernacijeobezbeujeduetrajanjebaterije iautonomniradod18asovaiuvasveaktivnepodatkekojisubilinadesktopuprehibernacije,ako nije zavrena funkcija shutdown, to su vane karakteristike kod prenosnih(Laptop idr.)raunara. Jedanodkljunihnedostatakaprenosnihraunara jetoserelativnomalomogudograivatiuodnosunaoriginalnidizajn.Nekiseureajimoguprikljuitispoljaprekoportova,ukljuujuiUSB.

Priruni raunari (handheldcomputers) sunamenjeni zamobilni rad.Primeri suPDA (Personal Digital Assistant), Palmtop, IPod i iPhone ureaji. Bez obzira naveliinu, svi priruni raunari su izvedeni na bazi slinog mikroprocesora kaodesktop raunari, ali su komparativno skuplji. Osnovni nedostatak im jenemogunostnadogradnje ipoveanjaperformansi.UltramobilniPC (UMPC) jetablet PC sa malim faktorom forme. Ureaj je razvijen udruenim naporomMicrosoft, Intel i Samsunga i dr. kompanija, (Slika 1.34a). Savremeni UMPCtipino imasledeekarakteristike:WindowsXPTabletPCEdition2005,WindowsVista Home Premium Edition, ili Linux operativni sistem i niskonaponski IntelPentiumiliVIAC7Mprocesor,brzinedo1GHz.

Priruni,depniraunarimogudaradesaalternativnimOS,kaotosuNetBSD iliLinux i imaju veinu funkcijamodernih desktop PC raunara, a neki ukljuujukarakteristikemobilnihtelefona.MicrosoftusaglaenidepniPC(PDAtipa)moguse koristiti sa drugim ureajima kao to su prijemnici, itai bar kodova, RFID3itai ivideokamere.U toku2007,sapojavomWindowsMobile6,Microsoft jeukinuo imedepni raunar i zamenio ga saWindowsMobileClassic.Ureaji saintegrisanimmobilnim telefonom i touchscreenom naziva seWindowsMobileProfessional.NaSlici1.34bprikazanjeprimerdepnograunara.

Konvergencijaureajakojikombinuju funkcijepersonalnog raunara idigitalnogvideorekorderadovela jedorazvojatzv.kunogbioskopPC(HometheaterPC) (HTPC).Ureaj je spojen sa TV ilimonitorom, a koristi se kao digitalni foto ilimuzikiplejer,TVprijemnikilidigitalnivideorekorder.Ovajseureajestonaziva

3RFIDRadioFrequencyIdentifier(radiofrekventniidentifikator)

medija centrom ilimedija serverom.Ureaj semoe kupiti prekonfigurisan sazahtevanimhardveromisoftveromidodatnimprogramiranjemTVkanalauPC,ilisemoe izgraditioddiskretnih komponenti kao to suWindowsMedia Center,GBPVR,SageTV,Famulent iliLinuxMCE.Naslici1.34c.prikazan jedesktopvideosistemAmiga2000saCPUureajemnadesnojstraniiVCRomispodmonitora.

(a) (b) (c)Slika1.34SamsungQ1UMPC(a),O2depniPC(b)iAmiga2000videosistem(c)

1.6.6. Ugradiviinamenskiraunari

Sviraunarinisudizajniranizaoptunamenu.NekiraunarisustrogonamenskiIizvravaju specifine zadatke od kontrole temperature do upravljanja velikimgraevinskimmainama,ilikontroluradasrca.ZarazlikuoddesktopPC,ugraeniraunari imaju program koji se nemoemenjati (uitan umikroprocesor tzv.firmware),namenjenzaupravljanjespecifinommainom,ilijednomfunkcijomtemaine.Svapotroakaelektronikaodelektrineetkicezazubedoautomobilaiindustrijskih maina, sadri ugraene savremene mikroraunare. Na Slici 1.35prikazan su primeri ugraenih raunara u: mreni ureaj ruter, gde su 4mikroprocesor,6RAM,a7flememorija,(a);automobil(b)iruniasovnik(c).

(a) (b) (c)Slika1.35Primeriugraenihraunara

Zaugraeneraunarskesistemeobinosekoristesporiji i jeftinijiCPUodonihuPC, ali generalno treba da izvravaju samo jednu funkciju. Primeri ugraenihraunarasuureajiza:kontrolutemperatureivlanosti,monitorisanjeradasrca,monitorisanjekunogprotivprovalnogsistemaitd.

1.7. UmreavanjeraunaraiInternetrevolucijaParalelno sa razvojem mikroraunarske revolucije odvijala se revolucijaumreavanja raunara. Poetkom 1990tih, razvojem desktop PC, javlja sepotrebameusobnogpovezivanjaraunara ideljenjaresursamonijihservera uprvim lokalnimmreama LAN (LocalArea Networks). Kada se umrei klasterservera, LAN mrea moe zameniti skupe mone raunare i druge resurse(mainframe tipa). Raunarske mree su, ipak, pre posrednici koji povezujukorisnike,negosamospojeniraunarikojipoveavajusveperformanse.Prednost elektronskih komunikacija i deljenja resursa, umnoavaju seumreavanjem LANmreauveemree.Razvoj telekomunikacionih tehnologijadalje je omoguio umreavanje raunara u gradske MAN (Metropolitan AreaNetworks) regionalneWAN (WideAreaNetworks)mree.Udaljeni raunar semogao povezati na mreu putem telefonske parice pomou modema elektronskogureajakojimoduliebinarneraunarskepodatkeuanalognisignalkompatibilan sa telefonskim sistemom idemodulieanalogni signalubinarni zaunosuraunar.Velikiposlovnisistemi,banke idravneorganizacije iskoristilesuprednosti tehnologije udaljenog umreavanja i izgradile postepeno novi sistemkomunikacije informacija.Meutim,u istovremeveina individualnihkorisnika idaljekoristi raunarkaoalatza raunanje,skladitenje informacija iproizvodnjupapirnihdokumenata,vienegokaosredstvozakomunikaciju.Grupavizionarskihnaunikaiinenjera,finansijskipodranaodvladeSAD,razvilajeeksperimentalnumreuARPANET1969.,kojaeuskoropostatiglobalnasvetskaWANmreaskupmanjihmrea,poznatakaoInternet,(Slika1.36).

Slika1.36Kompjuterskigenerisana3DmapaglavnihInternetkonekcijauSAD

1.7.1. InternetrevolucijaPojava Interneta radikalnomenjanainupotrebe raunara.Uprvoj fazi razvojaInternet je predmet naunoistraivakih i akademskih studija i nekih dravnihorganizacija.ZaradprekoInternetabilojepotrebnopoznavanjeposebnihkodova.Tek1990tih,razvojemInternetprogramaidrugihtehnologija,dolojedonaglogskokakorienja Interneta.Prvosu programizaslanjeepote (email)povezaliobine korisnikepreko Interneta,bezpotrebepoznavanja kompleksnih kodova.NajveapromenaukorienjuInternetanastajeranih1990tih,razvojemsvetskogkomunikacionogprotokolaWWW(WorldWideWeb),popularnog Weba.Webje doveo do transformacije Interneta od prenosa samo tekstualnih poruka umultimedijalno okruenje za prenos slika, animacija, zvuka i videa zajedno satekstualnim sadrajima.Milioni korisnikadnevno se veunaWebpomouWebpretraivaa(browsers)programakojiusutinisluekaonavigacioniprozornaWebu.ProtokolHTTP(HipertextTransferProtocol)povezujemilionewebstranicapreko hipertekst linkova, inei tako Web masovnim, globalnim, stalnoobnovljivim skladitem multimedijalnih informacija. U 1994. oko 3 milionakorisnikabilojepovezanonaInternet,dabisetajbroj7godinakasnijepopeona400 miliona. Statistike pokazuju da su Internet korisnici mlaeg uzrasta,obrazovaniji i bogatiji od ostalog dela stanovnitva. Upotreba Interneta rasteneuporedivobreodTV, radija idrugihprethodnihkomunikacionih tehnologija.Tome jeveomadoprineo razvojetrgovinepreko Interneta iWeba.VelikiuspehInterneta, dakle, nije toliko tehnike prirode, koliko je znaajan sa humanogaspektaiuticajaInternetanadrutvoipojedinca.Kako Internet osvaja svet, sve vie organizacija prepravljaju svoje IKT sisteme,baziranenamainframeiliPCraunarskimsistemimauIntranetsistemeprivatneinterorganizacijskemreenabazi Internettehnologija. Intranetoponaa Internetpo nainu na koji korisnici prenose, dele i skladite informacije u organizaciji.Velikibrojistraivaapredviadaepersonalniraunaruskoropostatiuglavnominterfejskapija(gateway)zapovezivanjenaIntranet iInternet,gdeesenalazitisvi raunarski resursi.Nekoliko organizacija (IBM, Sun iHP) razvija i promovieraunaredizajniraneda funkcioniu kaomreni terminali.Neslaganje je samoutome, ta sveovi raunari trebadaukljuuju, koliko trebada radebezpodrke

servera ikako ihnazvati.Uopticajusunazivimreniraunari,NCs,tankiklijenti,mreniPC iWindows terminali.Oviraunari imajudvezajednikekarakteristike:manjekotajuod tipinogPC, jer sadremanjehardvera i lake ih jeodravati,poto se glavni deo programa skladiti na serveru i omoguavaju korisniku dainteraktivnoaljeiprimainformacije.SlinoTV,mreniraunar(NC)jedizajniranda prima informacije sa svakog mesta, ali za razliku od TV, NC omoguavainteraktivni rad korisnika. Razvojem savremenih beinih komunikacionihprotokola itehnologije(Blootouth,IC),savremenadomainstva iposlovnisistemive mogu povezati i neprekidno monitorisati desetinu ureaja na Internet:raunar,telefon,TV,stereoureaj,protivprovalnisistemsavideonadzoromiakbrojnekuhinjskeureaje.Bezsumnje,Internettehnologijeeigrativanuuloguuivotuljudi21.Veka.

1.8. RaunariusvakodnevnomivotuZamanjeod ivotnog veka oveka, raunar je evoluiraoodmasivnog, skupog inepouzdanograunaratipakalkulatora(MARCI,ENIAC)dosavremenog,monograunara, razliitih veliina i karakteristika, neuporedivo jeftinijeg, breg ipouzdanijeg. Koliko je bilo teko pionirima raunarstva predvideti tehnolokirazvojraunara,tolikojetekodanaspredvidetiuticajraunaranarazvoj ljudskezajedniceucelini.Tako jeosnivaIBMsr.ThomasWhatson izjaviodaecelomsvetubitipotrebno svega5 raunara (1953)!Proseankorisnik raunaradanastrebadaoraunarima:razumeosnovnekoncepte,poznajemogunostiprimene irazumeimplikacijekorienjaraunaranapojedinceiljudskuzajednicu.Osnovno razumevanje koncepata raunarske i Internet tehnologije zahteva sezbogdosadnevienobrzihpromenahardveraisoftveraraunara,kojisemenjajusvake23godine,a Internettehnologije jobre,zahvaljujuipoveanjustepenaintegracijeumikroprocesorskom ipu iproporcionalnompoveanjuprocesorskesnage. Ipak, razumevanje ovog fenomena i osnova raunarske i Internettehnologijemoguejezatotoseveinakljunihkoncepataraunarstvanemenjasarazvojemraunarairaunarskihmrea.Poznavanjemovihosnovnihkoncepatakorisnicimogulakepratitiirazumetisvekompleksnepromeneuovojoblasti.

Raznovrsnost aplikativnih programa ine savremeni raunar fleksibilnim zaobavljanje razliitih zadataka, pa opta raunarska pismenost nije dovoljna zaupotrebu raunara u svakoj ivotnoj situaciji. Brojne aplikacije su veomaspecifine,alisusledeetolikofleksibilnedaihmogukoristitigotovosvikorisniciionjimatrebadaimajuosnovnaznanja:Obrada teksta i stono izdavatvo su kritine vetine za svakog korisnika kojipismeno komunicira. Programi za stono izdavatvo transformiu pisani tekst uobraenuivizuelnoureenupublikaciju.Tabelarni pregledi (spreadsheets) i druge numerike aplikacije su personalneraunarskeaplikacijekoje sa statistikimprogramimapomauda seanaliziraju iposmatrajubrojanipodacisarazliitihpogleda.Bazepodataka,glavnaaplikacijaumainframeraunarima,koristese iuPC(npr.AccessuWindowsOS).SafunkcijompretraivanjakorisnicimogupronalazitibilotaubazamapodatakanaInternetu.Raunarska grafika omoguava proizvodnju i manipulisanje sa svim vrstamagrafike,ukljuujuidijagrame,crtee,digitalnefotografijei3Danimacije.Multimedija omoguava razvoj potencijalnih kreativnih sposobnosti umetnika iamatera svake vrste.Moderni desktop raunari imultimedijski programimogukombinovati audio, video, tekstualne i grafike sadraje, dajui novu dimenzijuraunarskim komunikacijama. Interaktivni multimedijski dokumenti na brojnimwebstranicamaomoguavajukorisnicimaraznovrsnaistraivanja.Telekomunikacijeiumreavanjesuulaznavratausvetepote,diskusionihgrupa,web izdavatva i deljenjabrojnih baza podataka na Internetu.Ako se postojeitrend odri, komunikacije na velike daljine mogu postati jedna od najvanijihfunkcijaraunara.Vetaka inteligencija je grana nauke o raunarima koja istrauje korienjeraunarauzadacimakojizahtevajuinteligenciju,imaginacijuidubinskiuvid,akojetradicionalno izvravaju ljudi, a ne maine. Donedavno akademska disciplinaistraivaa i filozofa, danas se istraivanja u ovoj oblasti isplauju sve veomkomercijalnom primenom, poevi od aplikacija za prepoznavanje govora dosofisticiranihekspertnihsistema.Reavanjeoptihproblema pomouraunaravriseuglavnomsa programskimaplikacijamakojesupisaliprofesionalniprogrameri.Zaproblemakojisenemogulako reavati komercijalno raspoloivim aplikacijama, zahteva se programsko

prilagoavanje. Programski jezici nisu aplikacije, nego alati koji omoguavajuizraduikastomizacijuprogramskihaplikacija.Zabavu od kompjuterskih igara razliitih nivoa kompleksnosti, do raznovrsnihmuzikih sadraja i filmova, omoguavaju savremeni raunari i Internet uneverovatnomobimu.Na Slici 1.37 prikazani su primeri nekih primena savremenih raunara:kompjuterskiupravljandisplej sistemu sali za sastanke (a),ugraeni raunaruautomobil sa elektronskom kartom i navigacijom (b) i eksperimentalna lutka robot(c).

(a) (b) (c)Slika1.37Primeriprimeneraunara

Socijalne ietike implikacijeraunarabrze,suduboke inepovratne.oveanstvojuzakorailouinformacionodobadobadeljenjaznanjaiintegracijesistemagdesu kvalitet informacija i brzina odluivanja odluujui parametri. Tradicionalniposlovi industrijske ere nestaju, a pojavljuju se novi, automatizovani poslovi sasavremenim tehnologijama. Za ove duboke, sutinske promene odgovorni suraunari vie od svih ostalih tehnologija, koje utiu direktno ili indirektno krozotkriautelekomunikacijama,genetikominenjeringu,mediciniiatomskojfizici,ali koja su nezamisliva bez upotrebe monih raunara. Najvee promene usvakodnevnom ivotu doneli su rezultati razvoja vetake inteligencije,multimedija i robotike. Meutim, nita manje nije znaajno razumeti svepotencijalnefaktorerizikaodnastupajuihpromenaudrutvenomilinomivotu,koje donose savremene Internet i druge odnosne tehnologije, kao to su:ugroavanje privatnosti, visokotehnoloki kriminali i tekoe odravanjabezbednosti informacija, zatita intelektualne svojine u digitalnom okruenju,neizbenibagoviurazvojukompleksnogsoftvera,automatizacijaidehumanizacijarada, zloupotreba informacija za ostvarivanje politike i ekonomske moi,

prevelikazavisnostodkompleksnihtehnologija,zamagljivanjefizikerealnostisavirtuelnomistvaranjejoveezavisnostiljudiodraunaraiInternetaipojavabiodigitalne (nano) tehnologije, gde istraivai pokuavaju da razviju raunar kojiumestoelektronikekoristibiolokeelijekaonoseutehnologiju.Na kraju, teko je predvideti kakav e sve uticaj imati raunarske i Internettehnologije na tradicionalne kulture koje su evoluirale hiljadama godina bezraunara.

1.9. ZakljuakDokosnovnikoncept raunaradatira iz19.vekasaplanomAnalitikemaineC.Babaggea,prvirealniraunarirazvijenisutektokom1940tih.Odovogvremenaraunari su evoluirali neverovatno brzo, postajui konzistentno svemanji, bri,efikasniji, pouzdaniji i jeftiniji. Istovremeno, ljudi su ispitali sve interesantne ikorisnenainedauposleraunarezareavanjeoptihproblemaizadataka.Savremeni raunari, kao i njihovi preci, su maine za obradu informacijadizajniranedatransformiuinformacijeizjednogudrugioblik.Kadaraunarradi,hardver prihvata ulazne podatke nekog spoljnog izvora, transformie ih sledeisoftverske instrukcije i proizvodi izlazne informacije kojemogu koristiti ljudi ilidrugemaine.Savremeni raunari se proizvode u svim oblicima i veliinama sa specifinimtipovimarazvijenimzaposebnezadatke.Mainframe isuperraunariobezbeujuznatnoveu raunarskumo ibrzinunegomaledesktopmaine,ali su i znatnoskuplji.Deljenjeresursaraunarauvremenskojdomeniomoguavakonkurentanradviekorisnikapovezanihprekoterminalanaovevelikeraunare.Nadrugomkrajuspektramikroprocesorskitipovaraunara,serveri,radnestanice,personalniraunari i brojne vrste prirunih ureaja, obezbeuju dovoljnu raunarskumoirokomkrugukorisnikakojinemajupotrebezamonimmainamamainframeisuper raunarima. Mikroprocesori se ne koriste samo u raunarima optenamene,nego seugraujuubrojneureaje,automobile i sveveu listudrugihproizvoda.

Umreavanje raunara povealo je vrednosti i mo raunarskog sistema,omoguilo deljenje resursa sa drugim raunarima i olakalo elektronskukomunikacijusadrugimkorisnicimaraunara.Nekeraunarskemreesu lokalneza odreenu zgradu ili poslovni sistem; druge spajaju korisnike na udaljenimgeografskim lokacijama.Globalna svetskamrea Internet je skup raunarskihmrea koje spajaju raunare poslovnih sistema, javnih institucija i pojedinacairomsveta.Epotaobezbeujezastotinemilionaljuditrenutnewebkapacitete.Sawebpretraivaima,istiInternetkorisniciimajupristupmilionimawebstranicana WWW. Web je distribuirana mrea meusobno povezanih multimedijalnihdokumenata, zasnovana na HTTP protokolu. Web je postao vitalni centar etrgovineidrugihoblikaeposlovanjaizabave.Raunari i IKT su promenili svet brzo i nepovratno, inei ivot lakim iproduktivnijim. Aplikacije personalnih raunara kao to su procesori teksta,spreadsheets,grafika,multimedija ibazepodataka,postaju svepopularnije kodindividualnihkorisnika.Rastuetehnologijekaotosuvetakainteligencijanudenesluenemogunostizanoveaplikacije.Meutim,raunariiInternettehnologijeistovremeno ugroavaju privatnost, bezbednost i potencijalno nain ivotasavremenog oveka.Ulaskom u informaciono doba deljenja znanja i integracijesistema, budunost oveka zavisie od sposobnosti razumevanja i korienjaraunaranaproduktivanipozitivannain.

1.10. Kljunerei

AnaliticalMachine(Analitikamaina)maina(C.Babbage)dizajniranadaizvravakompleksneproraunebilokograunasatanoudo20cifara,alinikadanijeizgraena;predstavljaprvipokuajizradedigitalnihraunara,aprogramiralasepomoubuenihkartica.ApplicationProgram(Aplikativniprogram)alatkojiomoguavaprimenuraunarazaspecifinenameneiinisavremeniraunarfleksibilnimzaobavljanjerazliitihzadataka.Firmwarehibridnasimbiozahardveraisoftvera,gdesesoftvernemoemenjatiireprogramirati(npr.EPROM).

Computerhardware(Hardverraunara):opipljivefizikekomponenteraunarskogsistema.Integratedcircuit(Integrisanokolo)silicijumskiipsastotinamahiljadaintegrisanihtranzistoraidrugihelektronskihelemenata(dioda,otpornika,kondenzatora,).Internet:globalnasvetskaWANmreabrojnihLAN,MANiWANmrea.Intranet:organizacijskamreazasnovananaInternettehnologiji.Computeroutput(Izlazraunara)sviinterfejsniureajiizmeuCPUikorisnikakojitransformiuraunarskeizlazeuoblikitljivzakorisnika,drugiraunar,ureajiliizvrnumainu.Laptopraunar:prenosniraunarnamenjenzaterenskirad,saautonomnimbaterijskimnapajanjemiperformansamagotovoidentinimdesktopraunarima.Mainframeraunar:raunarpoveanihperformansizakonkurentanradvieuesnika,namenjenzavelikeorganizacijeisaterminalimazauitavanje/isitavanjepodatakabezprocesora(dumb).Microcomputer(Mikroraunar)istorijskakategorijaraunara,kojasedanasodnosinabrojnetipovepersonalnihraunara(desktop,laptop,palmtop,iPod,iPhone,).Microcomputerrevolution(Mikroraunarskarevolucija)nastalauraunarskojtehnologijirazvojemmikroprocesorapoetkom1970tih,zahvaljujuivisokomstepenuintegracijeelemenatausilicijumskomipu.Moorlaw(Moorovzakon)IntelovsuosnivaGordonE.Moore1965;opisujetrenduistorijirazvojaraunarskoghardverabrojtranzistorauICrasteeksponencijalno,udvostruavajuiseipoveavajuiprocesorskusnagusvakih18mesecipoistojceniipa.Networkcomputer(Mreniraunar)raunardizajnirandafunkcioniekaomreniterminal,interfejskapija(gateway)zapovezivanjenaIntranetiInternet,gdesenalazesviraunarskiresursi;imavienazivaNCs,tankiklijenti,mreniPCiWindowsterminal.Designatedcomputer(Namenskiraunar)kategorijaraunaranamenjenihzaspecifineaplikacije(npr.,ugraeniraunari,grafikidizajn)saprilagoenimspecifinimperformansama.Notebookcomputer(prenosiviraunar)optinazivzaprenosneraunareodlaptopadodepnihraunara.

PersonalDigitalAssistant(Personalnidigitalnipomonik)(PDA)priruniraunarnamenjenzapersonalnuupotrebu,saInternetpretraivaemitouchscreenulazno/izlazniminterfejsom.Data(Podatak)deoinformacijekojisamzasebenedonosinovoznanjekorisniku.Handheldcomputer(Priruniraunar)palmtop,handheldiliPDAraunarmalihdimenzijanamenjenzalinuupotrebu.Programsoftverskiproizvod,neopipljivideoraunarskogsistemakojititikorisnikaodkompleksnostiraunaraiupravljaradomhardvera;deliseutriglavnekategorije:sistemskih,aplikativnihikompajlerskihprograma.HighPerformanceComputer(Raunarvisokihperformansi)superraunarsavelikombrzinomrada,primarnomisekundarnommemorijomispecifinomRISCarhitekturomkojaobezbeujevisokeperformanseraunarazamasovneproraune.Workstation(Radnastanica)raunarsaboljimperformansamaodpersonalnograunara,namenjenzaindividualnekorisnike(istraivae,naunike,inenjereurazvoju)kojireavajuzahtevnezadatke.Servermonijiraunarodpersonalnog(PC)desktopraunaranamenjentipinozalokalnemreeklijentservertipa,saresursimakojedelivieklijenataumrei.Embadedcomputer(Ugradiviraunar):centralnaprocesorskajedinica(CPU)ugraenaunekipredmet,mainuilialat,ijiizlazpredstavljapogonskufunkcijutogobjekta.ComputerInput(Ulazraunarskogsistema)sviinterfejsniureaji(tastatura,mi,audio,videoulazi)izmeukorisnikaiCPUkojitransformiuulazneinformacijeuoblikitljivzaraunarbinarnepodatke.Timesharing(Vremenskodeljenjeresursa)standardnafunkcijakodmainframe,serverskihisavremenihPCraunara,kojaomoguavadasenekolikoprogramaprividnoizvravauistovreme(simultano)ikonkurentanradviekorisnika;zahtevadaraunarprekinetekuizadatakuCPU,dobrovoljnoilihardverski(hardwareinterrupt).Webbrowser(Webpretraiva)aplikativniprogramnamenjenzapretraivanjewebstranicanaInternetu,kojiradisastandardnimHTTPprotokolom.

1.11. PITANJAZAPONAVLJANJE

1. Podkojimnazivomjepoznatprviraunarod4000godinaprenoveere?2. KakosezovetvoracprvograunaraizXIXveka(analitikamaina)?1. Kakosezovebritanskimatematiar,kojijedefinisaoprincipemodernih

raunara,tvoracjealgoritamaidekripter?2. Kojepatentiraounospodatakanabuenimkarticamaza

elektromehanikiraunar,korienzapopisstanovnitvauSAD1890godine?

3. KojijenaunikXXvekadefinisaoraunaroptenamene,kojiimaulaz,izlaz,kontrolnuiaritmetikulogikuimemoriju?

4. Kojesuosnovnefunkcijeraunarskogsistema?5. Kojesuosnovnekategorijesoftvera?6. Kojesuosnovnekarakteristikeraunaraprvegeneracije?7. Kojesuosnovnekarakteristikeraunaradrugegeneracije?8. Kojesuosnovnekarakteristikeraunaratreegeneracije?9. Kojesuosnovnekarakteristikeraunaraetvrtegeneracije?10. taoznaavaskraenicaGUI?11. KojekomponenteGUIjeMacintoshuveo1984?12. KojaimenasuimaliWindowsOSutokurazvoja?13. KojesuosnovnekarakteristikeMainframeraunara?14. Kojesuosnovnekarakteristikesuperraunara?15. tasuserveri?16. Kojesuosnovnenamenepersonalnihraunara?17. Navediteosnovnetipoveprenosivihraunara?18. Zatasunamenjeniugradiviraunari?

2.HardverraunaraPosleitanja irazumevanjaovogpoglavljastudentiebitisposobnidauoptenoobjasneprincipenakojimaraunariskladiteimanipuliuinformacijama,daopiuosnovnustrukturuiorganizacijuraunaraidiskutujubazinefunkcijeiinterakcijeglavnih internih hardverskih komponenti raunara, ukljuujui razliite tipovememorijaiureajazaskladitenje.

2.1.Uvod

Za razumevanje rada raunara, obian korisnika ne mora znati sve tehnikedetalje.Dovoljnojeznatiodgovorenapitanja:kakoraunarradionotoradi,ito objasniti sa osnovnim, netehnikim renikom. Korisnici zainteresovani zadubljetehnikedetaljemogulakonaidodatneinformacijeupriloenojliteraturiinawebstranicama.Hardver raunarskog sistema obuhvata dve glavne grupe fizikih komponenti:samog raunaraCPU (centralne procesorske jedinice) koje su opisane u ovompoglavljuiperiferijskihureaja,detaljnijeopisanihu3.poglavljuovogudbenika.Dabikorisnikrazumeoosnovnefunkcijehardveraraunara,potrebnojeznatita

raunarstvarnoradiikakoupisujeioitavapodatkesavrstogdiska.2.2.OsnovnefunkcijeraunaraUsutini raunar izvravasamo etiriosnovne funkcije (Slika2.1):primaulazneinformacije iz fizikog okruenja, obrauje informacije izvravajui aritmetikologike operacije nad ulaznim informacijama, proizvodi izlazne informacije zaokruenje korisnike, druge raunare ili maine i skladiti informacije umemorijskeureaje.

(a) (b)Slika2.1Blokdijagram(a)iilustracijaosnovnihfunkcijaraunarskogsistema(b)

Sa aspekta funkcionalnosti raunara i generike definicije sistema, raunar je sistem. Svaki raunarski sistem sadri hardverske komponente fizike deloveraunara, koji su specijalizovani za izvravanje svake od navedenih funkcija.Raunarski hardver je platforma za procesiranje informacija i na osnovu togkriterijumadelisena:

Ulazne ureaje: tastature (keyboards), ureaje za pokazivanje (mi,touchpad,touchpen),skenere,itaebarkodova,mikrofone,kojiprimajuulazneinformacijeizokruenjaipredstavljajuinterfejsizmeukorisnikaiCPUraunara;

Procesor (CPU): mozak raunara kojiprocesira informacije izvravajuiaritmetikeprorauneilogikeoperacijeidonosiosnovneodlukenabaziporeenja vrednosti informacija, a obuhvata mikroprocesor, matinuplou, primarnu memoriju (RAM), jedinicu za napajanje i dodatnenamenske(ekspanzione)kartice;

Izlazne ureaje: monitore koji u okruenje alju vizuelne izlazneinformacije, tampae (printere) tampane informacije i zvunike tonskeinformacije;

Memorije iureaje za skladitenje informacija:memorija raunara estose naziva primarna memorija, glavna memorija ili samo memorija,najeeRAM(RandomAccessMemory)tipa,akoristesezaskladitenjeprogramaipodatakakojimaCPUneposrednotrebadapristupi;ureajizaskladitenje ukljuuju vrsti disk HD (HardDrive) koji se esto nazivainternasekundarnailionlinememorija,zatimCD,DVD,USBidrugispoljnisekundarni ureaji za skladitenjeZIP diskovi, magnetne trake i fle

memorije,kojisuistovremenoulaznii izlazniureaji,uzavisnostidaliseinformacijeuitavajuiliseoitavaju.

Kombinacijaova etiri tipakomponenti inihardverskideoraunarskogsistema.Naravno, raunarski sistem je nekompletan bez programa ili softvera, koji dajeinstrukcije hardveru ta treba da radi. Konceptualni dizajn i fundamentalnaoperativnastrukturaraunarskogsistemaukompjuterskominenjeringunazivasearhitektura raunarskog sistema,koja sadri funkcionalniopis zahteva,posebnozabrzinuiinternevezeiimplementacijudizajnazarazliitedeloveraunara.Ovose najvie odnosi na interno funkcionisanje CPU i brzinu pristupa adresamamemorije raunara. Tipina vizija arhitekture raunara prikazuje se serijomapstrakcionih slojeva: hardver, firmware, assembler, kernel, operativni sistem iaplikacije,(Slika2.2).

Slika2.2Tipinavizijaarhitektureraunarskogsistema

CPUiprimarnamemorijasuglavnehardverskekomponentekojeuestvujuusvimraunarskim operacijama. Periferijske ureaje raunarskog sistema ine ulazni iizlazni ureaji i sekundarni ureaji za skladitenje informacija. Poto je svakakomponenta raunarskog hardvera dizajnirana za transport, ili transformacijuinformacija,potrebnojerazumetikakoraunarzapisujeinformacije.

2.3.BinarnibrojnisistemPojaminformacijatekosejednoznanodefiniepotoimavieznaenja,odkojihsuireprihvaenedve:

1. Informacija jesvakakomunikacijaskupapodatakakoji imajuvrednostzaprimaoca, informie ga i poveava njegovo znanje. Ova definicija pravi

razlikuodpodatakasaoptenihputemTV,novina,raunaraidrugihizvorakojiprimaocunedonosenova znanja.Dakle, svaki korisnik individualnoprimenjuje lina merila za definisanje informacije iz obimnog skupanepovezanihpodataka.

2. Informacija je svaka komunikacija podataka bez obzira ima li ili nemavrednost za primaoca. Prema ovoj generikoj definiciji komunikacioneteorije informacija moe biti u bilo kojoj formi: re, broj, slika, zvuk,simbolsvetosemoeprenetikomunikacionimkanalima.

Kakoraunargeneralnotransformiesiroveulaznepodatkekojinemajuvrednostza korisnika u tekuem obliku, u izlazne informacije koje imaju vrednost zakorisnika, ini se da vie odgovara prva definicija informacija. Ovakav pristup,takoe, istie ulogu raunara u procesiranju podataka poslovnih procesa.Meutim, kako izlazna informacija moe biti ulaz u drugi raunar, teko jeprimeniti personalnamerila o vrednosti tog izlaza, pa je objektivnije i optijeprimeniti drugu definiciju informacija. U tom smislu, u ovom udbeniku obedefinicijesuprimenjene ravnopravno,a izkontekstasevidinakojusedefinicijukonkretnoodnosi.Uraunarskomokruenjuinformacijesezapisuju,prenoseiskladiteudigitalnomodnosno binarnom obliku; sainjene su od diskretnih jedinica koje se moguraunatiidelitinamanjejedinice.Raunarnerazumerei,brojeve,slike,muzikenote ili slova i nemoe procesirati informacije bez deljenja umanje jedinice.Tanije, raunarmoeprepoznati samo informacije razloenedonivoabita.Bit(BinaryDigit) jenajmanjideodigitalne informacije imoe imati vrednost samodva stanja 1 i 0, za razliku od digitalnog signala koji moe imati bilo kojuvrednost.Prirodaifizikookruenjesupunibinarnihstanja,naprimer:imanema,ukljueniskljuen, crnobelo, dane, visoknizak itd. Raunar se u krajnjojaproksimaciji moe predstaviti matricom finih prekidaa. Ako se zamisli da jememorija raunara za upisivanje informacija skup mikroskopskih prekidaa(on/off) realizovanih,naprimer,magnetskim esticama sapolovimaNS, lako jerazumeti da raunar procesira informacije bit po bit. Svaki prekida skladitisiunideo informacija.Naprimer, jednostavnidizajn1bitnograunaramoesepredstaviti jednim strujnim prekidaem koji signalizira CPU jedinicu po jednobinarnostanjeusvakomtrenutku.TostanjeCPUprikazujespecifinimsimbolom

na ekranu CPU (Slika 2.3a). Zavisno od poloaja prekidaa, na ekranu e bitiprikazano,recimoAakojeprekidaiskljuen,aBakojeukljuen(Slika2.3b).

(a) (b)Slika2.3Jednostavandizajnjednobitnograunara

U raunarusebitovi (b)grupiuuveebinarne jedinice:nibl4bita=4b,1bajt=1B=8bitailidvaniblaibinarnare16bitaili2bajta(Slika2.4).Skupod8bitaili1Bmoepredstaviti28=256brojeva izmeu0 i255.Ako su sviprekidainaOffvrednostje0,aakosusviOnvrednostje255.Veibrojeviod255predstavljajuse sa viebajta.Reod2bajta (2B)moepredstaviti216=65.536 (0do65.535)vrednosti. Brojni sistem koji predstavlja sve brojeve sa kombinacijom dve cifrenaziva se Binarni brojni sistem. Ba kao i dekadni (decimalni) brojni sistem naosnovi 10 kojeg svakodnevno koristimo, binarni sistem ima jasna, konzistentnapravila za sve aritmetike operacije. Raunar memorie u primarnu memoriju(RAM) u jednomtrenutkucelubinarnure.Poduinibinarnereikojesemoguodjednommemorisatiu jednu linijuRAMmemorije, raunar senaziva: 8bitni,16bitni,32bitniili64bitni.

Slika2.4Binarnibrojnisistem

Meutim,pokuajda senauikako raunar radinaosnovu ispitivanjaoperacijaraunara na nivou bita, isto je to i utvrivanje izgleda oveka na osnovuispitivanja individualnih elija. Na sreu, ljudi mogu koristiti raunare bez

razmiljanjaobinarnojprezentaciji.Meutim,veinakorisnikaraunaratrebadaimaosnovno razumevanjemeusobnihodnosa binarnih jedinicazakvantizacijupodataka, (Slika 2.5). Skraenice K, MB, GB, TB opisuju kapacitet memorije iureajazaskladitenje,akoristeseizaoznaavanjeveliinefajla(datoteke)ufajlsistemuraunara.Fajlraunara jeorganizovaniskup informacija,uskladitenihuitljivomoblikuzaraunar.Naprimer,tekstod20akstranicauskladitenjeufajlveliineodoko75KBprostoranafizikomdisku.Dabise izbeglakonfuzijabrzinaradaraunaratransferapodataka,oznaavaseuMbps(megabita/sekundi),aneMB.

Slika2.5Odnosiosnovnihbinarnihjedinica

Sabinarnimbrojnimsistemommogusezapisivatibrojevi,takotosekodirajusvibrojevikombinovanjemsamodvebinarnecifre1i0.Decimalnibrojevisemogukonvertovati u binarne i obrnuto. Savremeni raunari sadre program kojiautomatskikonvertujedecimalnibrojnisistemubinarni iobrnuto,topraktinoznaida jeprocesiranjebinarnihbrojevapotpunosakrivenoodkorisnika.PrimerdecimalneibinarnereprezentacijebrojevadatjenaSlika2.6a.

(a) (b)Slika2.6Decimalnaibinarnareprezentacijabrojeva(a)iASCIIkdovi(b)

Meutim,savremeniraunariradejednakosatekstomibrojevima.Dabiserei,reenice i paragrafi uinili razumljivim za binarna kola raunara, programeri sumoralirazvitikodovekojipredstavljajusvakoslovo,broj ispecijalnikarakterkaojedinstven niz bita. Kodiranjem binarnih informacijamogu se predstaviti slova,interpunkcijski idrugikarakteri, iliuoptebilokakvisignali ili informacijekojesekonvertuju u binarnu formu. Najee korieni kd u raunarstvu je ASCII(AmericanStandardCodeforInformationInterchange),kojiima256jedinstvenihznakovaipredstavljasvakikaraktersajedinstvenim8bitnimkodom.UASCIIkodumogu se predstaviti 256 jedinstvenih karaktera: 26 slova engleskog alfabeta(velikih imalih),10cifara (09), (Slika2.6b) irazliitihspecijalnihkaraktera.KakoASCII kod nije mogao predstaviti slova drugih svetskih jezika (npr., Grki,Hebrejski,Arapski idr.), razvijen jenoviji Unicode kodni sistemi kojipodrava65.000 jedinstvenih karaktera, to je vie nego dovoljno za sve glavne svetskejezike.UTabeli2.1prikazanesuuporednevrednostikodiranjakarakteraosnovnihkodnih sistema koji se primenjuju u raunarskoj tehnici: decimalni,heksadecimalni,oktalni,binarniiASCII.

Tabela2.1Tabelakonverzijakdnihsistema

Primer:Binarnibroj01010011jedecimalni83,ASCIIS,aheksadecimalnih53ili0x53ili531.Grupebitamogu,takoe,predstavitibojeizvukovesakojimasavremeniraunarirade, kao i bilo koju vrstu informacije koju raunari mogu procesirati(temperaturu,pritisak islika),kvantitativnim,senzorskimmerenjemuokruenju.Pored naina na koji raunari predstavljaju podatke informacije iz okruenja,vano je razumeti kako raunar skladiti programe. Raunar, takoe, skladitiprogramekaokolekcijubita.Naprimer,kd01101010moeznaitiinstrukcijuzaraunardadodadvabroja.

RaunarkoristiBinarnibrojnisistemzaupisivanjeprograma,podataka instrukcijana fiziki (vrsti)disk.Sauvani (memorisani)programi ipodaci se smetajukaoskupovi bita na fizikom disku, a programske instrukcije se predstavljaju ubinarnomzapisukaoodgovarajuikdoviinstrukcija,(Slika2.7).

Slika2.7Binarnizapisnafizikomdisku

Korienjem dva binarna simbola (0 i 1)mogu se predstaviti svi ulazni brojevi,slova idrugikarakteriu raunarskisistem inadnjimasemoguvritiproizvoljnearitmetike operacije. Bilo koji binarni broj se takoe, konvertuje u dekadni,sumiranjemproizvodabinarnih cifara injihovih teinskih faktora,2n,n=0,1,2,...m. Primer:Decimalni broj 19 se predstavlja u binarnom brojnom sistemu sa00010011(Slika2.8).

Slika2.8Konverzijadecimalnogubinarnibroj

Osnovni nedostatak binarnog zapisa brojeva je predugaak zapis i prevelikotroenje memorije raunara. Zato se koriste drugi, krai brojni sistemi. Uraunarskimsistemimanajeesekoristiheksadecimalni(hex)brojnisistemkojiima16cifara:0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F.

Primeri:01000001b=41h,a10100111b=A7h.

Konverzijubinarnoguhexzapisvriraunar.Zaodreivanjehexvrednosti trebapodelitibajtu2niblaiponderisatiponovosvakiniblsadesnanalevo(Slika2.9).

Slika2.9Konverzijabinarnoguhexzapis

2.4.HardverskekomponenteCPUraunarskogsistemaHardverraunarskogsistemaprikazanjenaSlika2.10(a):(1)monitor,(2)matinaploa,(3)BIOS(ROM), (4)procesor, (5)primarnamemorija(RAM), (6)grafika izvuna kartica, (7) jedinica za napajanje, (8) pogonska jedinica za CD/DVD, (9)pogonska jedinica za disketu, (10) tastatura, (11) mi i glavne unutranjekomponenteraunara(Slika2.10b).Hardversemnogoreemenjanegosoftver.Mogunostiraunaraunajveojmerizaviseodkvalitetaperformansihardvera.

Slika2.10Hardverraunarskogsistema

Periferijske jedinice tastatura i mi su, takoe, povezani sa glavnom ploomkablomprekoulazno/izlaznog(I/O)panelanazadnjojstraniraunara.Monitorjepovezan preko I/O panela kroz port na glavnoj ploi ili na grafikoj kartici.Nekolikofunkcija,implementiranihsaipsetom(chipsets)moebitiintegrisanonaglavnojploi,tipinotosuUSBimrenikonektor,alimogubitiigrafikaizvunakartica. Grafika i zvuna karticamogu imati elektromagnetni oklop za zatituanalognihelemenataodelektromagnetne radijacijeu raunaru. Za skladitenjevelikekoliinepodatakamogusekoristitidodatniHDinstaliranukuiteraunarailieksterniHDuposebnomkuitu.

Hardverski kapaciteti personalnog raunara mogu se proiriti dodavanjemekspanzionih kartica, povezanih na glavnu plou preko ekspanzionemagistrale(bus).Nekestandardneperiferijskemagistrale,kojeseestokoristezadodavanjeekspanzionih kartica u PC raunarima od 2005 godine su PCI i AGP (PCI velikebrzinenamenjenezagrafikeadaptere)iPCIExpress.VeinaPCraunaraod2005imajuviefizikihPCIekspanzionihslotova.MnogoraunaratakoeukljuujeAGPmagistraluiekspanzioneslotove,alisamonekolikosadriobemagistrale.

Savremeni personalni desktop raunari (PC) tipino sadre sledee internehardverske komponenteu kuitu raunara sa jedinicom zanapajanje (esto senaziva CPU):matinu plou (motherboard), CPUcentralnu procesorsku jedinicu(procesor),primarnumemoriju (RAM), video (grafiku) kart