Upload
others
View
5
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
UVOD U RAČUNARSKE SISTEME
Prof. Dr Miroslav Trajanović
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 2
Sadržaj
• Računarske discipline• Računarski sitemi
– Programski sistem– Tehnički sistem
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 3
Računarske discipline
RazvojTeorijaPrincipiInovacije Više teorijski Više primenjen
PrimenaUvođenje
Konfigurisanje
Računarsko inženjerstvo
Računarski hardver i arhitektura
Sistemska infrastruktura
Razvoj softvera
Primena tehnologija
Problemi organizacije
sistema
Računarske naukeInformacioni sistemiInformacione tehnologijeSoftversko inženjerstvo
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 4
Informacione tehnologije
RazvojTeorijaPrincipiInovacije
Više teorijski Više primenjen
PrimenaUvođenje
Konfigurisanje
Računarsko inženjerstvo
Računarski hardver i arhitektura
Sistemska infrastruktura
Razvoj softvera
Primena tehnologija
Problemi organizacije
sistema
Računarske nauke
Informacioni sistemi
Informacione tehnologije
Softversko inženjerstvo
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 5
Oblasti primene računara
• Automatizacija svakodnevnih poslovnih aktivnosti
• Projektovanje proizvoda i tehnologije• Optimizacija proizvoda i poslovanja• Upravljanje poslovnim sistemom
GreGreššiti je ljudski, ali sa raiti je ljudski, ali sa raččunarom se to radi mnogo brunarom se to radi mnogo bržžee
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 6
RAČUNARSKI SISTEMI
• Struktura računarskih sistema• Prezentacija podataka u RS• Neke jedinice mere u računarskoj tehnici• Razvoj računarske tehnike• Vrste računarskih sistema
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 7
STRUKTURA RAČUNARSKIH SISTEMA
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 8
Strukturatehničkogsistema
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 9
Struktura programskog sistema
PROGRAMSKI SISTEMPROGRAMSKI SISTEM
SISTEMSKI PROGRAMISISTEMSKI PROGRAMI APLIKATIVNI PROGRAMIAPLIKATIVNI PROGRAMI
OPERATIVNI SISTEMOPERATIVNI SISTEM USLUUSLUŽŽNI PROGRAMINI PROGRAMI UPRAVLJANJEUPRAVLJANJEOBRADA PODATAKAOBRADA PODATAKA
RAZVOJNIRAZVOJNI PROGRAMIPROGRAMI
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 10
HIJERARHIJA PROGRAMSKOG SISTEMA
TEHNITEHNIČČKI SISTEMKI SISTEM
MAMAŠŠINSKI PROGRAMIINSKI PROGRAMI
OPERATIVNI SISTEMOPERATIVNI SISTEM
APLIKATIVNI PROGRAMIAPLIKATIVNI PROGRAMI RAZVOJNIRAZVOJNI PROGRAMIPROGRAMI
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 11
Operativni sistem
• upravljanje zadacima (procesima)• upravljanje pristupom sistemskim resursima• upravljanje operativnom memorijom,• upravljanje podacima (datotekama),• upravljanje ulazom i izlazom• upravljanje korisničkim interfejsom
• obezbeđuje nezavisnost od hardvera
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 12
OPERATIVNI SISTEMI
• DOS• WINDOWS
– Razvijen za Intel x86 platformu (386,486,Pentium)-95 / 98 / MILENIUM / XP / NT
• MacOS, MacOS X• UNIX
-LINUX• REAL TIME OS
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 13
UNIX• Pojavio se 1969. godine (Ken Thompson, Dennis Ritchie
AT&T). Delio se besplatno. Open system.• Višekorisnički, multitasking• Mnogo derivata : HP-UX, MS-Xenix, SG-Irix, Solaris,
SCO-UnixWare
• Shell - spoljni sloj programa koji obezbeđuje korisnički interfejs– Bourn shell– C shell– Korn
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 14
Primer UNIX komandi
Komande UNIX DOS• List directory ls dir• Copy a file cp copy• Delete a file rm del• Rename a file mv rename• Display contents cat type• Print a file lpr print• Check disk space df chkdsk• Change directory cd cd
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 15
LINUX
• 1991 Linus Torvalds finski student objavio Linux
• Open source• RedHat, Mandrake, SuSE
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 16
Uslužni (pomoćni) programi
• Programi za dijagnostiku i servisiranjeračunarskih sistema
• Programi za komunikaciju i mrežneservise
• Programi za arhiviranje i kompresijudatoteka
• Programi za zaštitu od virusa
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 17
Aplikativni programi
• Programi za obradu informacija• Knjigovodstvo, Kadrovska evidencija,
Planiranje i upravljanje proizvodnje• Obrada teksta, slika, izrada prezentacija• Konstruisanje, Analiza, Simulacija
• Programi za akviziciju podataka i upravljanje (ulaz preko davača i senzora)
• Bezbedonosni sistem, zaštita od požara• Upravljanje mašinama i procesima
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 18
Arhtektura aplikacija
• Samostalna aplikacija (stand-alone)• Klijent – server• Aplikacije sa višeslojnom arhitekturom
– Tanki klijent– Poslovna logika– Serverska aplikacija
– Web servisi
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 19
Podaci i informacije
• Podaci: simboli, sirove činjenice.– 12, plavo, Mihajlo
• Informacije: obrađeni podaci koji pružaju odgovore na pitanja ko, šta, gde i kada.
• Informacija je potreban podatak čije je značenje poznato.
• Informacija, pored značenja, obavezno uključuje i podatak. Ona predstavlja odgovor na neko pitanje.– Avion kreće u 12 h; Nebo je plavo; – Mihjlo je najbolji
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 20
Znanje, razumevanje i mudrost
• Znanje: primena podataka i informacija u cilju odgovora na pitanje kako.
• Razumevanje: shvatanje razloga (odgovor na pitanje zašto). Razumevanje je interpolativan i probabilistički proces. Njime se može generisati novo znanje.
• Mudrost: izvedeno razumevanje. Mudrost je ekstrapolativan i neprobabilistički proces koji na osnovu postojećeg razumevanja može da generiše novo razumevanje koje je do tada bilo nepoznato. Mudrost može da se definiše i kao veština korišćenja postojećeg znanja.
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 21
Od podataka do mudrosti
PODACIPODACI
INFORMACIJEINFORMACIJE
RAZUMEVANJERAZUMEVANJE
ZNANJEZNANJE
MUDROSTMUDROST
Razumevanje relacija
Razumevanje uzorka
Razumevanje principa
Invencija
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 22
Prezentacija podataka
Instrukcije
Alfanumerički podaci
Celobrojni numerički podaci
Realni numerički podaci
LOAD X
A, a, č, ч, ش, é #, [, +, %, Ω, €,
198746, -478933
573,847 -0.2567398E12
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 23
Decimalni brojni sistem
• Brojni sisemi - decimalni• 2579 = 2 x 1000 + 5 x 100 + 7 x 10 + 9 x 1
• 2579 = 2 x 103 + 5 x 102 + 7 x 101 + 9 x 100
∑ ⋅==
−n
1i
1ii 10aV
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 24
Decimalni brojni sistem
2579 = 2 x 103 + 5 x 102 + 7 x 101 + 9 x 100
Decimalnavrednost broja
Težine
Cifre
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 25
Brojni sistemi
• Decimalni brojni sistem• osnova 10• cifre 0,1,2,3........9
• Binarni brojni sistem• Osnova 2• cifre 0, 1
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 26
Brojni sistemi
Brojni sistem Osnova Cifre
Binarni 2 0, 1
Trinarni 3 0, 1, 2
Oktalni 8 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
Decimalni 10 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
Heksadecimalni 16 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 27
Brojni sistemi
∑ ⋅= −1ii baV
U U bilobilo komkom brojnombrojnom sistemusistemu vrednostvrednostbrojabroja jeje
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 28
Binarni brojni sistem b=2
• U binarnom brojnom sistemu vrednostbroja je
∑ ⋅= −1ii 2aV
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 29
Binarni brojni sistem
• broj u binarnom sistemu
101000010011 = 1x211+0x210+1x29+0x28+0x27+0x26+0x25
+1x24+0x23+0x22+1x21+1x20
1010000100112 = 257910
George Boole
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 30
Primer operacije sabiranja
• Decimalni sistem
19+ 11= 30
• Binarni sistem
10011+ 01011= 11110
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 31
Heksadecimalni brojni sistem
• Osnova brojnog sisitema b=16• Cifre: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F
Primer: 4EB16 = 4*256 + 14*16 + 11*1= 125910
Mesto i 3 2 1
bi-1 162 161 160
Težina 256 16 1
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 32
Prezentacija podataka
Broj binarnih cifara
Broj stanja
1 2
2 4
3 8
4 16
5 32
6 64
7 128
8 256
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 33
0 1 2 3 4 5 6 7zna~ajniji
bitovi
manjezna~ajni bitovi
000 001 010 011 100 101 110 111
0 0000 NUL DLE SP 0 @ P p
1 0001 SOH DC1 ! 1 A Q a q
2 0010 STX DC2 " 2 B R b r
3 0011 ETX DC3 # 3 C S c s
4 0100 EOT DC4 $ 4 D T d t
5 0101 ENQ NAK % 5 E U e u
6 0110 ACK SYN & 6 F V f v
7 0111 BEL ETB ' 7 G W g w
8 1000 BS CAN ( 8 H X h x
9 1001 HT EM ) 9 I Y i y
A 1010 LF SUB * : J Z j z
B 1011 VT ESC + ; K [ k
C 1100 FF FS . < L l
D 1101 CR GS - = M ] m
E 1110 SO RS , > N ↑ n ~
F 1111 SI US / ? O or o DEL
ASCIITABELA
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 34
• 128 karaktera • Specijalni znaci CR - 0001101 -13• Znakovi $ - 0100100 - 36• Brojevi: 0 – 0110000 – 48• Velika slova: A - 1000001- 65• Mala slova: a – 1100001 – 97
• Dobar za engleski set karaktera ali ne i za druge setove karaktera
ASCII code
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 35
UNICODE
• 1988 pokrenut Unicode projekta• InternacionalnI standarda za računarsku
reprezentaciju karaktera • Unicode standard je projektovan tako da bude:• Univerzalan, kako bi obuhvatio sve
internacionalne, nacionalne i industrijskesetove karaktera
• Efikasan, tj. da omogući efikasno sortiranje, pretraživanje, editiranje i prikazivanje.
• Nedvosmislen, dakle jedan kod predstavlja samo jedan tačno određeni karakter.
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 36
UNICODE
• UTF - Unicode Transformation Format– UTF – 8– UTF – 16– UTF – 32
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 37
Osnovne veličine u računarskojtehnici• bit - BInary Digit 0 ili 1• Byte = BinarY TablE• B = byte = 8 bita 10110010• KB = 210 byte = 1024 B• MB = 210 KB = 1024 KB• GB = 210 MB = 1024 MB• TB = 210 GB = 1024 GB
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 38
Osnovna i izvedene mere zamemorijski kapacitet
JEDINICA SIMBOL IEC SIMBOL IME STEPEN 2 Broj bajtova
Byte B B byte 20 1
Kilobyte KB KiB kibibytes 210 1,024
Megabyte MB MiB mebibytes 220 1,048,576
Gigabyte GB GiB gibibytes 230 1,073,741,824
Terabyte TB TiB tebibytes 240 1,099,511,627,776
Pentabyte PB PiB pebibytes 250 1,125,899,906,842,624
Exabyte EB EiB exbibytes 260 1,152,921,504,606,846,976
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 39
Osnovne veličine u računarskojtehnici
• Brzina prenosa digitalnih signala– b/s = 1 bit u sekundi– Kb/s = 1.000 b/s– Mb/s = 1.000.000 b/s
• FLOPS = Floating Point Operation Per second• KFLOPS = 1000 FLOPS• MFLOPS = 1000 KFLOPS
• IPS = Instruction Per Second• MIPS = 1000000 IPS
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 40
• Prvi mehaničkiračunar – Difference engine iz 1832. godine
• Projektovao engleski inženjer Čarls Bebidž(Charles Babbage)
Istorija razvoja računarskihsistema
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 41
Istorija razvoja računarskihsistema
• I generacija - elektronske cevi, akustične memorije• II generacija - tranzistorska tehnologija,magnetne
memorije• III generacija - integrisani sklopovi malog stepena
integracije• IV generacija - integrisani sklopovi velikog stepena
integracije, mikroprocesori
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 42
Istorijski razvoj računarskihsistema• 1945 Jon von Neuman predložio strukturu
računarskog sistema• 1946 skloplje ENIAC (Electronic Numerical
Integrator and Computer)• Imao 18000 elektronskih cevi, 1500 releja,
70000 otpornika i 10000 kondenzatora i težio 30 tona
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 43
ENIAC
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 44
Istorijski razvoj računarskihsistema• II generacija• 1947 - otkriće tranzistora• PDP 1, IBM 7030• Memorije sa feritnim jezgirma• Jedinice spoljne memorije• Pojava prvih sistemskih
programa
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 45
IBM 701 1953. godina
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 46
PDP 1
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 47
Istorijski razvoj računarskihsistema• III generacija - sredinom 60-tih godina• Poluprovodnička tehnologija integrisanih
kola• Poluprovodničke memorije• OS sa multiprogramskim radom• Interaktivni rad sa korisnikom
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 48
Istorijski razvoj računarskihsistema
• IV generacija• 1971 pojava mikroprocesora Intel 4004• 1972 Intel 8008 - 8 bitni mikroprocesor• 1974 General Instruments 16 bitni• 1981 32 bitni procesor
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 49
Nekad i sad
ENIAC Pentium IV
Brzina 5,000 sabiranja / s 300,000,000
Memorija 200 cifara 16,000,000
Elementi 18,000 vakumskih cevi6,000 prekidača10,000 kondenzatora70,000 otpornika1,500 releja
4,000,000 tranzistora(CPU)
Veličina 10 feet visina x 1,800 square feet
9" x 12" x 3"
Težina 30 tons 3 Kg
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 50
Vrste računarskih sistema
• Personalni računari• Radne stanice• Mini i midi računarski sistemi• Makro računarski sistemi (mainframe)• Super računari• Industrijski računari (PA, PLC, CNC)• Ugrađeni računari
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 51
PERSONALNI RAČUNARI
• Desktop - stoni• Laptop (lap - kolena, krilo)• Notebook (veličine knjige)• Palmtop (palm - dlan)
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 52
Desktop PC
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 53
Notebook PC
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 54
Palmtop PC
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 55
Super računari• Trenutno, najbrži superkompjuter na svetu je Plavi
gen (blue Gene/L) koji se nalazi u američkojNacionalnoj laboratoriji Lorens Livermor u Kaliforniji.
• 135,3 teraflopsa (biliona operacija u pokretnomzarezu u sekundi).
• Plavi gen još uvek nije u potpunosti instaliran, a kadabude završen dostizaće brzinu od 360 teraflopsa, pomoću 131072 procesora.
• 2011 NEC i Hitachi planiraju završetak superkompjutera sposobnog da obavi tri trilionaoperacija u pokretnom zarezu u sekundi, odnosno tri petaflopsa.
• Istraživački deo će trajati tri godine, a sklapanjesistema dve do tri godine.
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 56
Super računari
• Earth Simulator postiže brzinu od 40,96 TFLOPS i ima 10 TB operativne memorije
5.120 NEC-ovih procesora Vector SX6 500 MHz. Procesor 8 GFLOPS 2 GB RAM.640 čvorova Magistrala 16GB/s. 320 ormana. Diskovi 700 TB.
Prof. Dr Miroslav Trajanović Inženjerska informatika 57
INDUSTRIJSKI RAČUNARI