Elektrotehniar raunara RAUNARI- I deo

Elektrotehniar raunara RAUNARI- I deo

1. Podatak i informacijaRaunari su elektronski ureaji namenjeni za obradu podataka ( rad sa podacima ).Sa stanovita primene raunara mogue je izdvojiti tri nivoa obrade :- obrada podataka;- obrada informacija;- obrada znanja.Realni svet se opisuje pomou realnih ili apstraktnih objekata koji se nazivaju objekti posmatranja ili entiteti. Objekt predstavlja neto o emu je zapamena opisna informacija, neto to je sposobno da samostalno postoji i to se moe jednoznano identifikovati ( fiziki objekat, pojam, proces, pojava, dogaaj,...). Objekt se sadrajno opisuje svojim atributima, gde atributi predstavljaju svojstva i bitne osobine koje ga karakteriu. Za predstavljanje objekata i atributa koriste se simboli - naroita vrsta znakova.Podaci su injenice, pojmovi ili dogaaji predstavljeni ( zapisani, registrovani ) na unapred dogovoren, formalizovan nain. Formalizovan nain predstavljanja je neki standardizovan, uobiajeni nain koji se primenjuje u radu sa podacima. Predstavljeni podaci imaju dva osnovna oblika :- analogni podaci,- diskretni podaci.Podatak je predstavljen u analognom obliku ako je zadat pomou fizike veliine koja se menja neprekidno ( kontinualno ), a ija vrednost funkcionalno zavisi od podataka.Podatak je predstavljen u digitalnom obliku ako je zadat pomou prekidnih fizikih veliina koje imaju odreene, otro odvojene vrednosti.Ako je podatak zadat samo pomou cifara, kae se da je on predstavljen u cifarskom ili digitalnom obliku.Postoji jo jedan sluaj diskretnog predstavljanja - znakovni ili alfanumeriki podaci ( slova, cifre, specijalni znaci, razmak ).Informacija ( u obradi podataka ) predstavlja smisao dodeljen podacima na osnovu dogovora za njihovo predstavljanje. Podaci se mogu posmatrati kao neto to objektivno postoji u prirodi, jer predstavljaju registrovane injenice o nekom objektu posmatranja, dok je informacija subjektivna, jer postoji samo u odnosu na primaoca kome saoptava neto novo. Znanje predstavlja rezultat spoznaje realnog sveta. Znanje predstavlja formalizovanu informaciju na koju se poziva ili koja se koristi u procesu zakljuivanja.Uloga znanja je u tome to se na osnovu postojeeg znanja i nekih poznatih polaznih injenica o problemu postupkom zakljuivanja ( izvoenja ) mogu dobijati nove injenice.

Odgovoriti na pitanja :

1.ta su objekti posmatranja ?2. ta su podaci i u kakvim oblicima mogu postojati ?3. ta je informacija ?4. U emu je razlika izmeu podataka i informacija ?5. ta je znanje i kakva je njegova uloga

2. Obrada podataka

Sistematska primena operacija nad podacima naziva se obrada podataka ili obrada informacija. Obradom se vri transformacija ( pretvaranje ) podataka i informacija u oblik koji e moi da se koristi za odreenu namenu. Ako se obrada podataka vri automatskim sredstvima, pre svega raunarima, ona se naziva automatska obrada podataka. Obrada podataka i obrada informacija su definisani kao sinonimi, dok pojmove podatak i informacija treba razlikovati. Informacije dobijene obradom mogu se podvrgnuti novoj obradi radi dobijanja informacija "vieg" nivoa. U procesu obrade podataka vri se prikupljanje, obrada, skladitenje ( pamenje ) i dostavljanje podataka radi njihovog korienja. Ulaz se sastoji u prikupljanju i registrovanju podataka radi dalje obrade. Obrada ima osnovni cilj da ulazne podatke transformie tako da se dobije informacija koja se moe koristiti za predviene namene. Etapa dostavljanja ili komunikacije sastoji se u pripremi itljivih dokumenata ( izvetaja, pregleda, tabela, ...), njihovom prenosu i dostavljanju korisnicima. Uneti podaci, kao i podaci i informacije dobijeni obradom, pamte se na masovnim memorijama radi daljeg korienja, arhiviranja, reprodukcije ili pripreme za kasnije nove obrade.

Na osnovu primljene informacije korisnik ( ovek ili maina ) donosi odluke i preduzima odreene akcije.Odzivom objekta na te akcije nastaje generisanje novih podataka koji se ponovo ukljuuju u proces obrade.Ureaji za obradu podataka - obavljaju operacije sa podacima ( runi, poluautomatski ili automatski ).Automat ( maina ) - ureaj koji bez neposrednog uea oveka izvrava odreene operacije. Programski upravljana maina ili maina sa programskim upravljanjem - funkcionie prema unapred zadatom programu.Program je sastavljen od konanog skupa instrukcija ili naredbi, pri emu svaka instrukcija opisuje elementarnu operaciju koju automatski ureaj moe direktno da izvri.Programski upravljana maina, realizovana najee digitalnim elektronskim kolima, koja nad podacima automatski izvrava razne relativno proste brojane i nebrojane operacije, naziva se raunar ili, tanije, elektronski raunar. Sistem je skup delova koji dejstvuju kao celina u ostvarivanju nekog cilja.

3. Istorijski razvoj raunara Tema se odrauje kroz samostalni rad uenika na vebama , koristei Internet i MS PowePoint 2007 .

4. Diskretno predstavljanje podatakaRadi predstavljanja podataka dogovorno se usvaja skup znakova tj. skup razliitih elemenata ( mala i velika slova azbuke, decimalne cifre, znaci interpukcije, specijalni znaci,...). Svaki element skupa znakova naziva se znak ( character znak ).Konaan broj redom napisanih znakova iz skupa znakova naziva se niska, niz znakova ili re nad tim skupom znakova. Broj znakova niske naziva se duina niske.Nain predstavljanja podataka u raunaru i van njega zavisi od komponenata za realizaciju raunara. Kako su za praktino korienje najjednostavnija i najpouzdanija elektronska kola kod kojih se koriste dva razliita stanja, to se za predstavljanje podataka i informacija iskljuivo koristi azbuka od dva elementa. Ova azbuka se naziva binarna azbuka, a njeni elementi se oznaavaju znacima " 0 " i " 1 ".Kodiranje podataka reima binarne azbuke naziva se binarno kodiranje, a odgovarajui kod binarni kodPredstavljanje brojanih (numerikih) podatakaAko su podaci zadati pomou brojnih vrednosti kae se da su to brojani, brojni ili numeriki podaci Za zapisivanje brojeva koriste se brojni sistemi - skupovi znakova i pravila njihovog korienja za predstavljanje brojeva.

Dekadni brojni sistem je brojni sistem sa osnovom 10 (koristi cifre od 0 do 9 ) .

Binarni brojni sistem je brojni sistem sa osnovom ( koristi samo " 0 " i " 1 ). Broj napisan u ovom brojnom sistemu naziva se binarni broj.Primer : 100000100 = 260; 0,0001 = 0,0625; 11,0010101 = 3,166;Oktalni brojni sistem je brojni sistem sa osnovom 8 ( koriste se cifre 0, 1, ..., 7, koje imaju iste vrednosti kao i u dekadnom brojnom sistemu ).Primer : 13765 = 6133; 13,13 = 11.171; 3107 = 1607;Heksadecimalni brojni sistem je brojni sistem sa osnovom 16. Potrebno je da postoji 16 razliitih znakova za cifre, tako da se koriste cifre od 0 do 9, a kao znaci za cifre sa koliinskim ekvivalentima 10, 11, ..., 15 koriste se velika slova A, B, C, D, E, F.Primer :1BF = 447; A6C,3D = 2668,23828125; BROJNI SISTEMIU odnosu na bazu dele se na: Binarni sistemi B=2 0,1 Oktalni sistemi B=8 0,1,2,3,4,5,6,7 Dekadni sistemi B=10 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 Heksadecimalni sistemi B=16 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,FPredstavljanje alfanumerikih ( znakovnih ) podatakaZa predstavljanje znakovnih podataka koriste se tzv. standardni binarni kodovi, kao ISO 7 ( ISO - International Standards Organization ), mnogo poznatiji kao ASCII kod ( ASCII - American standard Code for Information Interchange ).U PC raunarima za kodiranje znakovnih podataka koristi se vie osmobitnih kodnih tabela ili tzv. kodnih stranica.Predstavljanje logikih podatakaTo su podaci koji mogu imati samo dve razliite vrednosti, tzv. vrednosti istinitosti : true (istina) i false (la). Ovi se podaci obino koriste za izraavanje ispunjenosti nekog uslova. Ne postoji standard za binarno kodiranje vrednosti true i false, ali se najee koriste kodovi 000...00 za false i 111...11 za true, a broj bitova jednak je duini memorijske rei raunara.Grafiki podaciGrafiki podaci slue za generisanje, pamenje, obradu i vizuelni prikaz na ekranu ili tampanje grafikih objekata - slika, crtea,grafikona i digitalizovanih fotografija. Za pamenje grafikih podataka koriste se dva naina : vektorska i rasterska grafika. Kod vektorske grafike slika se pamti kao skup odreenog broja elementarnih geometrijskih oblika, tzv. grafikih elemenata, kao to su polulinije, poligoni, krugovi, elipse, lukovi i krive linije zadate posebnim funkcijama...Kod rasterske grafike slika se pamti taka po taka u rasteru - finoj dvodimenzionalnoj mrei taaka. Za kodiranje crno - bele slike sa nijansama sive boje koristi se 256 nivoa, odnosno 8 bitova za svaku taku. Za slike u boji za svaku od tri osnovne boje ( RGB ) zadaje se intenzitet osvetljenja u 256 nivoa, tako da se za kodiranje koriste 24 bita za svaku taku.Upravljaki podaciSve navedene vrste podataka namenjene su obradi i dobijanju novih informacija. Pored njih, u memoriji raunara uvaju se instrukcije programa, binarno kodirane na odreeni nain. Svaki binarni kodni niz koji odgovara nekoj instrukciji predstavlja za raunar upravljaki podatak ili upravljaku informaciju, jer se koristi u upravljakoj jedinici raunara za upravljanje izvrenjem odreenih operacija.Odgovoriti na pitanja:1. Kako se predstavljaju znakovni i logiki podaci ?2. Kako se predstavljaju grafiki i upravljaki podaci ?5. Slog i njegova strukturaSkup atributa o konkretnom objektu formira se u posebnu strukturu podataka koja se naziva zapis ili slog. Zapis se u obradama tretira kao nedeljiva jedinica podataka-entitet . Razlikuju se logiki i fiziki zapis.Logikim zapisom se specifikuje koji atributi se koriste za opis nekog objekta u odreenoj primeni. Konkretna realizacija logikog zapisa na memorijskom medijumu spoljne memorije ili u operativnoj memoriji naziva se fiziki zapis.Grupa bitova ili pozicija ( znakova ) koja slui za predstavljanje vrednosti jednog prostog ili sloenog atributa naziva se polje. Svako polje sadri samo vrednost atributa, a karakterie se brojem bitova ili brojem znakova i tipom podataka za odgovarajui atribut. Posebno organizovan skup srodnih zapisa, tj. skup zapisa o srodnim objektima smetenih na odreeni nain na spoljnem memorijskom medijumu naziva se datoteka ( data - podaci ) ili fajl ( file ). Svaka datoteka ima posebnu oznaku za identifikaciju - ime datoteke, koje je najee simboliki identifikator (simboliko ime ) datoteke.Zapisi datoteke mogu se na vie razliitih naina pamtiti na memorijskom medijumu, to ima za posledicu i razliite naine pristupa tim zapisima. Pod organizacijom datoteke podrazumeva se nain pristupa zapisima datoteke na memorijskom medijumu. Za rad sa datotekama obino se koriste posebni programi koji se nazivaju metode pristupa, a deo su operativnog sistema raunara. Organizacija datotekaOrganizacija datoteka oznaava logiku strukturu slogova datoteke na osnovu naina na koji im se pristupa. Kriterijumi koji se koriste kod izbora organizacije datoteke su: brz pristup podacima, jednostavnost auriranja,Najee se koriste sledee organizacij datoteka : sekvencijalna, indeks-sekvencijalna, indeksna sa B-stablima,Sekvnciln organizacija datoteke omoguava da se podaci upisuju redosledom kojim nastaju. Svi slogovi su iste duine.Kod spregnute organizacije se koriste pokzivai. Postoje jednostruko, dvostruko i viestruko spregnute datoteke. Za rasutu organizaciju je karakteristino da se adresa lokacije dobija transformacijom vrijednosti identifikatora sloga. Z indeks-sekvencijalnu organizaciju datoteke neophodno je da svaki slog ima svoj klu. Zbog pobolanja performansi indeks-sekvencijalne datoteke se periodino reorganizuju. Ovaj nedostatak je otklonjen kod indeksne organizacije sa B-stablima koja ima primarnu zonu i zonu indeksa. Osnovna karakteristika indeksne organizacije sa B-stablima je da postoji automatska reorganizacija po potrebi. Struktura datoteke Datoteka je imenovan skup povezanih informacija koje se uvaju na disku i za korisnika predstavljaju logiku celinu (to moe biti tekst, slika, muziki ili video sadraj). Ona predstavlja fiziki skup podataka u sekundarnoj memoriji (tako je vidi operativni sistem), ali predstavlja i skup informacija koji ine logiku celinu (tako je vidi korisnik) Podaci jedne datoteke su esto smeteni na razliitim segmentima diska. Da bi korisnik mogao svaki put da ih vidi i dosegne putem definisanog imena, operativni sistem mora posedovati niz kontrolnih podataka za svaku od datoteka. Jedna od osnovnih funkcija svakog raunarskog sistema je uvanje podataka. Fiziko skladitenje podataka se obavlja na magnetnim ili optikim medijumima velikog kapaciteta (sekundarna memorija - diskovi), dok korisnik te podatke vidi i kontrolie kroz logiku strukturu koju je definisao i podrava operativni sistem, a to je sistem datoteka (file system). Sistem datoteka, koji je za korisnika svakako najvidljiviji aspekt uvanja podataka, se sastoji od dva osnovna dela: kolekcije datoteka (fajlova) i kolekcije direktorijuma.

Prvi nivo pripreme diska za funkciju uvanja podataka je formatiranje diska (low-level formatting), drugi nivo je particionisanje diska u logike volumene, dok je trei nivo formiranje sistema datoteka (high-level formatting). Da bi disk ili particija diska mogli da se koriste za uvanje podataka, neophodno je formiranje sistema datoteka koji predstavlja skup sistemskih modula i podataka koje operativni sistem koristi za upravljanje datotekama.

Datoteka se sastoji od: podataka smetenih u sekundarnoj memoriji i metapodataka koji izmeu ostalog definiu ime, tip, raspored blokova u memoriji, informacije o pravima i vlasnitvu, vreme, datum itd. Ovi podaci ine Kontrolni blok datoteke (FCB) i predstavljaju sistemske podatke na osnovu kojih operativni sistem upravlja datotekom

Operacije koje operativni sistem moe da izvri nad datotekom: Krteiranje (izrada) Upis u datoteku itanje iz datoteke u operativnu memoriju Pretraivanje Brisanje Skraivanje (odsecanje) datoteke Osim ovih mogue dodatne operacije su preimenovanje, kopiranje, dodavanje sadraja, itd.

Upravljanje sistemom datoteka podrazumeva da operativni sistem u okviru sistemskih tabela i podataka, poseduje i podatke o Datotekama u radu. Tipino, operativni sistem koristi dva nivoa podataka podatke o otvorenim datotekama vezanim za jedan proces koji se izvrava i podatke o otvorenim datotekama u celom sistemu.

Datoteke se prema nameni dele u dve osnovne grupe: Izvrne datoteke (programi spremni za izvravanje) Datoteka sa podacima,

Prema formatu podataka datoteke mogu biti: Teksutalne Binarne

U veini operativnih sistema, svakoj datoteci se pridruuje tip koji se vidi kao ekstenzija imena datoteke. Tip se odreuje u zavisnosti od aplikacije u kojoj je izraena i formata podataka koji uva. Informacija o tipu datoteke pomae operativnom sistemu da povee datoteku sa aplikacijom u kojoj se datoteka moe koristiti.

Neki od najpoznatijih tipova datoteka su: exe, combinarna izvrna datotekalib, dllstatike i dinamike bibliotekecppizvorni kod u C++txttekstualni podacidocdokument napravljen u programu za obradu tekstazip, rararhivejpeg, bmpslike

Dodela prostora za datoteke (alokacija)Operativni sistem dodeljuje datoteci fiziki prostor na disku (blok) na tri naina, jednim od algoritama alokacije: dodelom kontinualnog prostora, vezivanjem blokova i mapom datoteka.

Dodela kontinualnog prostora Svaka datoteka zauzima kontinualni prostor na disku. Operativni sistem pamti adresu prvog bloka i duinu datoteke. Dobra strana ovog algoritma je jednostavnost i brzina. Loa strana je ogranien prostor. Vezivanje blokova Svaka datoteka sadri proizvoljan broj blokova koji su razbacani po disku. Operativni sistem prepoznaje blokove koji pripadaju jednoj datoteci uz pomo ulananog povezivanja blokkova. OS pamti adresu prvog i poslednjeg bloka u datoteci. Ostali blokovi se povezuju tako to svaki blok na kraju sadri pokaziva na sledei blok u nizu. Dobra strana ovog algoritma je proirivost datoteke, a loa je sporo pretraivanje sadraja i mogunost lakog oteenja (gubitkom jednog bloka prekida se lanac i drugi deo datoteke je izgubljen).

Mapa datoteka Svaka datoteka sadri proizvoljan broj blokova koji su razbacani po disku. Za svaku datoteku postoji sistemska baza podataka koja uva informacije o blokovima koji pripadaju jednoj datoteci.*********

Upravljanje slobodnim prostoromFunkcija dodele prostora datotekama je blisko povezana sa jo jednom funkcijom operativnog sistema koja odluuje kako i kojim redom e slobodan prostor na disku biti dodeljen datotekama koje se formiraju ili proiruju. Dva osnovna algoritma za upravljanje slobodnim prostorom su mape bitova i povezane liste.

Mape bitova Svaki fiziki blok na disku sadri bit koji opisuje status bloka: 0 znai da je blok slobodan, a 1 da je zauzet. Statusni biti iz svih blokova na disku predstavljaju mapu zauzetosti diska. Na primer, ako su slobodni blokovi na disku: 2, 3, 4, 9, 10, 12, 13, 14, 15, 25, 26, dok su svi ostali zauzeti, mapa zauzetosti bi imala sledei oblik: 01101000011011110000000001100000.... Operativni sistem pravi kopiju te mape u operativnoj memoriji, na osnovu koje dodeljuje datotekama slobodne blokove. Najvanije u tom procesu je da se prilikom zauzea i oslobaanja blokova odri konzistentnost podataka u OM i na disku. Povezane liste Slino kao kod algoritma Vezivanja blokova u prethodnom poglavlju, ovde se informacija o slobodnim blokovima formira kao lista. Poetak liste ukazuje na prvi slobodan blok, a svaki slobodan blok sadri pokaziva na sledei slobodan blok. Ova metoda je mnogo sporija od mape bitova, ali je koliina sistemskih podataka pomou kojih OS vodi evidenciju o slobodnom prostoru na disku znaajno manja. Kao i kod Vezivanja blokova, mana je to oteenjem jednog bloka gubimo pokaziva na sve naredne blokove. Kako bi se ovaj problem mogao reiti? Kako promeniti ovaj algoritam da mu se povea i pouzdanost i brzina?

Direktorijum

Sve datoteka u sistemu se radi preglednosti i kontrole pristupa grupiu u posebne strukture direktorijume. Svi direktorijumi sa datotekama koje im pripadaju formiraju sistem datoteka. Direktorijum se sastoji od skupa kontrolnih blokova svih datotka koje mu pripadaju skup metapodataka (sistemskih podataka) koji opisuju strukturu samog direktorijuma

Operacije koje operativni sistem moe izvriti u procesu administracije direktorijuma su: Izrada i brisanje datoteka i poddirektorijuma u okviru tekueg direktorijuma Prikazivanje sadraja direktorijuma Pretraivanje direktorijuma Promena imena datoteke i poddirektorijuma

5. Funkcionalne jedinice raunaraOsnovne funkcije raunara su : obrada podataka, upravljanje procesom obrade, pamenje podataka i razmena podataka. Raunar treba da obezbedi efikasno funkcionisanje svih komponenata i dijalog sa korisnikom. Svaki raunar se sastoji iz 5 osnovnoh funkcionalnih celina koje se nazivaju jedinice raunara. To su :1. ulazna jedinica, 2. izlazna jedinica, 3. memorija ( unutranja i spoljna ), 4. upravljaka i aritimetiko - logika jedinica.

Upravljaka i aritimetiko - logika jedinica razmatraju se kao celina koja se naziva centralni procesor.Perifernim ili ulazno - izlaznim ureajima nazivaju se svi ureaji koji se mogu prikljuiti na raunarski sistem radi ulaza ili izlaza podataka. Ovi ureaji se mogu klasifikovati na sledei nain :

1) Periferni ureaji namenjeni za vezu ( komunikaciju ) sa korisnikom- ulazni ureaji : tastatura, skener, ...- izlazni ureaji : monitor, tampa. ploter, ...- interaktivni ureaji : mi, svetlosna olovka, ekran sa dodirom, komandna palica, ...2) Spoljne memorije : jedinice disketa, jedinice tvrdih diskova, jedinice optikih diskova 3) Ureaji za daljinski prenos podataka ( telekomunikacioni ureaji ) : modemi i drugi ureaji za daljnjinski prenos ;4) Ureaji za vezu sa upravljanim objektom : analogno - digitalni konvertori, pretvarai ( davai ), izvrni ureaji ( aktuatori ), ...Preko ulazne jedinice unose se u memoriju dve vrste podataka :- polazni podaci za obradu- programi - instrukcije koje upravljaju obradom.Izlazna jedinica slui da se preko izlaznih ureaja izdaju iz raunara rezultati obrade i prikau u pogodnom obliku odreenom korisniku, kao i da se zapamte radi kasnijeg korienja. Izlaz rezultata obrade moe imati sledee svrhe :- privremeno pamenje na mainski itljivim nosiocima ;- saoptavanje korisniku u obliku izvetaja ili prikaza na ekranu ;- neposredno korienje, kada se izlazni rezultati bez posredovanja oveka koriste za daljinski prenos ili automatsko preduzimanje akcija ( ukljuivanje ili iskljuivanje odreenih izvrnih ureaja, ... ).

Odgovoriti na pitanja :1. Koje su funkcije raunara ?2. Koji su funkcionalni delovi raunara ?3. ta su periferni ureaji i kako se dele ?4. Koji podaci se unose u memoriju ?5. Koja je svrha izlaznih rezultata obrade ?

ME - ParainStrana 9