1. INFORMATIKA

Informatika je nauka i tehnologija koja se oslanja na tri fundamentalna principa- princip formalizacije, princip automatizacije i princip umrežavanja u prikupljanju, prenosu, skladištenju podataka i informacija.

Izraz tehnologija nastao je od grčkih reči teachné – veština i logos – moć mišljenja, odnosno rasuđivanja.

Polaznu osnovu za klasifikaciju može da predstavlja definicija tehnologije. Pod tehnologijom ćemo podrazumevati jedinstvo sredstava, metoda i postupaka.

Informacione tehnologije (informatičke tehnologije) je skupni izraz za izučavanje sredstava, postupaka i metoda za upravljanje, čuvanje, obradu, prenos i prezentaciju podataka i informacija.

U slučaju informacionih tehnologija ovo jedinstvo je prikazano na slici 1.1. Na slici se vidi i uticaj drugih naučnih oblasti na razvoj informacionih tehnologija. Može se slobodno reći da su informacione tehnologije proizišle iz elektronike uz korišćenje dostignuća u matematici (prvenstveno diskretne matematike) i fizici (prvenstveno fizike čvrstog stanja i optike). Na ovaj način koristeći dostignuća u elektrotehnici informacione tehnologije se sve više izdvajaju u posebnu oblast, pa ih svakako treba i tako tretirati.

Slika 1.1. Informacione tehnologije

1

SREDSTVA

Sredstva predstavljaju fizičku opremu izgrađenu od određenih elemenata (prvenstveno elektronskih), pa je očigledno da se mogu klasifikovati kao elementi koji pripadaju:

- elektronici,- telekomunikacijama,- hardveru (telekomunikacionih i računarskih) sistema.

Elektronika, u prošlosti elitna disciplina, razvojem fizike čvrstog stanja i tehnologije izrade komponenti (mikroelektronike) gubi na svom značaju i postaje fundamentalna disciplina u informacionim tehnologijama (osim energetske elektronike i elektronike široke potrošnje koje su i dalje dominantne discipline u elektronici). S obzirom da je elektronika relativno stara disciplina (oko 100 godina) i da je u svom razvoju dostigla klimaks na njoj se dalje nećemo zadržavati. Prema tome iz oblasti informacionih tehnologija preostaju nam dve bitne podoblasti i to:

- telekomunikacije i- računarstvo.

Telekomunikacije se sve više inkorporiraju u informacione tehnologije postajući njihov sastavni deo. U domenu telekomunikacija, koje su takođe relativno stara oblast, zbog sve većeg prodora računara u poslednje vreme dolazi do određenih nedoslednosti u klasifikaciji, a samim tim i terminologiji. Međutim, s obzirom na prirodu telekomunikacija i s obzirom na veliki broj međunarodnih i domaćih standarda iz ove oblasti ti nedostaci će se jednostavno prevazići.

Oblast računarstva (computing) je praktično noseća oblast iz domena informacionih tehnologija pa bi sinonim za informacione tehnologije mogao da bude računarstvo. U daljem tekstu ćemo ga onda tako i tretirati. Prema tome sredstva računarstva predstavlja hardver. Ovu oblast pokriva računarska tehnika (computer engineering). Prema tome računarska tehnika obuhvata (bez pretenzija na potpunost već samo kao indikacija suštine):

- projektovanje hardvera (računarske, mikroračunarske i mikroprocesorski zasnovane strukture),

- komunikacije i računarske mreže (računarske mreže za prenos podatka, mreže sa integrisanim službama, telekomunikacioni softver).

2

POSTUPCI

Postupci predstavljaju formalne modele kojima je moguće opisati funkcionisanje elemenata, sklopova, jedinica i sistema te, s obzirom na objekte koji se modeliraju u sredstva koja se za modeliranje koriste, obuhvataju (bez pretenzija na potpunost veća samo kao indikacija suštine):

- softver (metode programiranje, softversko inženjerstvo, programski jezici i prevodioci, operativni sistemi),

- podatke (struktura podataka, organizacija datoteka, organizacija baza podatka, kodiranje i teorija informacija, kriptografija).

Ovu oblast obuhvataju računarske nauke (computer science).

METODE

Metode predstavljaju primenu sredstava i postupaka u datom problemskom domenu, uz korišćenje raspoloživih znanja o problemu. Na ovom mestu nećemo ulaziti u klasifikaciju metoda, već ćemo izdvojiti samo jednu oblast a to su informacioni sistemi (information systems). S obzirom da je termin informatike akronim od pojmova informacija i automatika, to se pod pojmom informatike može podrazumevati prikupljanje, čuvanje, pretraživanje i obrada podatka u cilju formiranja podloge za donošenje odluka. S obzirom da se ovo danas teško može ostvariti bez modernih informacionih tehnologija, to se veoma često pogrešno koristi i termin informatička tehnologija, pa se i cela oblast infomacionih tehnologija naziva informatikom. Prema našem shvatanju, informatika je sinonim za informacione sisteme i u tom smislu predstavlja metode analize, projektovanja, izgradnje, eksploatacije i održavanja informacionih sistema i obuhvata (bez pretenzija na potpunost već samo kao indikacija suštine):

- modeli i principi infomacionih sistema,- analiza i projektovanje infomacionih sistema,- upravljanje bazama podataka,- upravljanje informacionim sistemima,- primena informacionih sistema (MIS, Office Automation,

komunikacije – elektronska pošta, videotekst i sl.),- interakcija korisnika i informacionog sistema.

3

1.1. PRIMENA INFORMATIKE

1.1.1. INFORMACIJA KAO STRATEGIJSKI RESURS

Savremeni period u razvoju ljudskog društva često se naziva informaciona era ili era računara. Da bismo se upoznali sa karakteristikama informacione ere prethodno ćemo uvesti pojam podatka i informacije.

Registrovane činjenice o ljudima, predmetima, pojavama, procesima i drugim događajima, objektima ili situacijama nazivaju se opštim imenom podaci. Podacima se na određeni formalizovan način predstavljaju sirove činjenice o realnom svetu u tzv. simboličkom obliku koji se opisuje kasnije. Kada je za neku određenu primenu potrebno, izdvajaju se ili na određeni način formiraju oni podaci koji imaju neki značaj za korisnika i mogu da ga motivišu na preduzimanje određenih akcija - ovakvi podaci nazivaju se informacije.

Proces intenziviranja proizvodnje i usavršavanje načina poslovanja, zajedno sa tehnološkim razvojem transporta i načina komuniciranja, značajno je povećao obim podataka i informacija i doveo je do informacione krize, tj. do rekordnog porasta informacionih tokova.

Informacije su sve značajniji strategijski resurs u svim oblastima ljudskog rada. Naime, da bi čovek mogao pratiti, kontrolisati i usmeravati sve složeniji privredni i društveni razvoj, on mora svakodnevno pratiti “milione i milione” novih podataka. Problemi odlučivanja i upravljanja postaju sve složeniji i odgovorniji, a glavnu ulogu u tome imaju informacije.

Informatika, njena tehnološka i metodološka dostignuća, omogućavaju prevlađivanje svih monopola nad znanjima, što će dovesti do oslobađanja vekovima onemogućavanu masovnu ljudsku kreativnost. Tj. “put iz carstva nužnosti u carstvo slobode u velikoj meri je popločan i onim opekama iz kojih je sagrađena kula informatike, sistemske teorije i sistemskog mišljenja”.

1.1.2. INFORMACIONE TEHNOLOGIJE I PRIVREDA I DRUŠTVO

Informacione tehnologije su postale jedan od osnovnih generatora društvenog i privrednog razvoja. One omogućuju i podstiču prestruktuiranje privrede, promene u međunarodnoj podeli rada i ukupni razvoj društva.

Informacione tehnologije doprinose:

- odlučivanju na osnovu kvalitetnijeg informisanja,

4

- afirmaciji znanja kao osnovnog činioca društvenog i privrednog razvoja,

- strukturnim promenama u privredi i društvu,- pojavi novih proizvoda,- unapređivanju kvaliteta i funkcionalnosti postojećih proizvoda,- unapređivanju uloge inovativnosti,- krupnim promenama u organizaciji,- povećanju efikasnosti, ekonomičnosti i produktivnosti,- racionalnijem trošenju svih proizvodnih resursa,- jačanju konkurencije pa čak i konkurentnosti malih serija,- stvaranju uslova za jačanje integrativnih tendencija u privredi i

društvu,- pojavi novih kulturnih i socijalnih potreba.

Na bazi informacionih tehnologija razvija se informatička industrija koja obuhvata proizvodnju: komponenti, hardver, softver, razvoj aplikacija, procesiranje i prodaju informacija. Informatička industrija predstavlja i infrastrukturu drugih privrednih grana.

Informaciona tehnologija se ugrađuje u razne proizvode ili se koristi za razvoj potpuno novih proizvoda kao što su:

- numerički upravljane mašine,- telekomunikaciona oprema,- medicinska oprema na bazi primene informacione tehnologije,- kompjuterizovani ploteri,- transportna sredstva sa ugrađenim čipovima za kontrole pojedinih

procesa i stanja,- audiovizuelna tehnika,- merna tehnika,- uređaji za domaćinstvo,- učila za programirano učenje i sl.

Informacione tehnologije su takođe uticale na kompjuterizaciju nekih postojećih i razvoj nekih novih usluga. Niz postojećih usluga u oblasti saobraćaja, turizma, bankarstva, osiguranja, projektovanja, obrazovanja, zdravstva, kulture i drugim delatnostima, uz primenu informacione tehnologije dobijaju nove kvalitete i sve širu primenu. Takođe, informaciona tehnologija omogućuje pojavu niza usluga. Tako su se pojavile tzv. kompjuterske usluge:

- projektovanje informacionih sistema,- priprema podataka za obradu na računaru,- obrada podataka pomoću računara,

5

- pretraživanje javnih baza podataka,- izrada i prodaja aplikativnog i sistemskog softvera,- informatički konsalting,- telekomunikacioni prenos podataka računara,- osposobljavanje kadrova za primene računara,- održavanje računara i sl.

Savremeni uslovi poslovanja nameću da se, pored tehnologije specifične za delatnost preduzeća, mora u velikoj meri obratiti pažnja na izbor i primenu tehnologije koja je podjednako važna za opstanak i uspeh svih preduzeća, a to je informaciona tehnologija. Današnje okruženje vrši veliki pritisak na preduzeće, što se uglavnom ogleda kroz sledeće elemente:

- globalna borba za tržište i radnu snagu,- potreba izvođenja operacija u realnom vremenu,- promenljivost radne snage,- operacije orijentisane ka potrošačima,- tehnološke inovacije,- zatrpanost informacijama,- socijalna odgovornost preduzeća,- vladina regulativa, pitanje etike itd...

U ovakvom okruženju, preduzeće je prinuđeno da koristi sve moguće resurse kako bi uspelo da ostvari svoje ciljeve, što, između ostalog podrazumeva i sledeće:

- izgradnju strateških sistema;- ciljevi podređeni korisnicima (potrošačima);- stalno usavršavanje poslovanja, kao što su primena sistema JIT

(Just- in-time), što podrazumeva nabavku materijala neposredno pre njegove upotrebe, i sistema TQM (Total Quality Menagement), odnosno uvođenje kvaliteta na sve nivoe i u sve faze poslovanja;

- reinženjering poslovnih procesa;- struktura zasnovana na radnim timovima;- poslovni savezi;- elektronska trgovina itd...

1.1.3. RAZVOJ INFORMACIONE TEHNOLOGIJE

Mada informatika kao naučna disciplina nije u osnovi vezana za elektronske sisteme za obradu podataka (ELSOP), njena delotvornost i značaj u najvećoj meri zavise od razvoja ELSOP-a. Danas se može govoriti o pet razvojnih pravaca hardvera:

6

Delotvornost ELSOP-a.

Slika 1.2. Pritisci na poslovanje i odgovori organizacije

Delotvornost se povećava zbog:

1. povećanja brzine rada, 2. minijaturizacije komponenata, 3. redundancije elemenata i spojeva, 4. poboljšanja memorija (gustine zapisa).

Diversifikacija konstrukcija ELSOP-a.

Sve više se usvajaju modularna rešenja gde se iz ograničenog broja tipiziranih elemenata mogu sastavljati mnogobrojni, veoma različiti kompleksi i konfiguracije.

Osetno poboljšanje veze čovek - ELSOP.

7

Korisnik koji nije pogramer moći će sve više zahteva da postavi u on-line sprezi računaru i da dobije brz odgovor na čitaču, ekranu, štampaču i sl.

Razvoj time-sharing-a.

Tj. svaki korisnik ima impresiju da uređaji u sistemu rade samo za njega.

Sve veći značaj telekomunikacija.

Računari i terminali se povezuju sve više u mreže.

Informaciona tehnologija je svakako jedna od onih koja se najbrže razvija, a sama činjenica da je po svojoj strukturi vrlo heterogena, čini praćenje njenog razvoja vrlo kompleksno, a predviđanje neizvesno. Ipak mogu se jasno odrediti smernice tog razvoja i one najvažnije će biti predstavljene u nastavku teksta.

Povoljniji opnos performanse/troškovi

Brzina obrade računara i kapacitet memorije rastu, dok troškovi padaju. Sa druge strane troškovi radne snage stalno rastu.Koristi: Računari će stalno imati rastuće komparativne prednosti u odnosu na ljude.

Memorija

CD-ROM-ovi i drugi mediji za pohranjivanje podataka će povećati mogućnosti zapisa podataka i informacija.Koristi: Veliki memorijski kapaciteti će podržati primenu multimedije i drugih nadirućih računarskih tehnologija.

Grafički i drugi korisnički bliski interfejsi

Grafički korisnički interfejs je skup softverskih mogućnosti koje pružaju korisniku direktnu kontrolu vidljivih ibjekata na ekranu. On koristi ikone, padajuće menije, prozore i miš, umesto složenih sintaksnih naredbi.Koristi: Grafički korisnički interfejs unaprežuje korisničku bliskost čineći interfejs čovek-mašina što jednostavniji.

Klijent-server arhitektura

Ova arhitektura povezuje personalne računare (klijente) sa specijalizovanim snažnim računarima (serveri), čije resurse dele putem lokalne ili globalne mreže.Koristi: Omogućava međusobne veze između različitih tipova hardvera i softvera, kao i racionalnije korišćenje (deobu) računarskih resursa.

8

Mrežni računari (tanki klijenti)

Računari koji nemaju tvrdi disk, nego koriste podatke sa centralnog računara preko mreže.Koristi: Ističe prednosti desktop računarstva, naročito kroz činjenicu da se izostavljanjem standardnih personalnih računara smanjuju troškovi.

Intranet i ekstranet

Intranet je mreža u okviru preduzeća koja koristi Internet tehnologiju za povezivanje organizacionih celina. Ekstranet je osigurana mreža koja povezuje intranet sa odabranim poslovnim partnerima.Koristi: Intranet pospešuje organizacionu komunikaciju, a ekstranet stvara snažan interorganizacioni komunikacioni i kolaboracioni sistem.

Skladišta podataka (DW – Data Warehouse )

Gigantska računarska skladišta (spremišta) velikih količina podataka.Koristi: Skladišta podataka organizuju podatke za lak pristup od strane krajnjih korisnika podataka. Integrisani sa Internetom omogućavaju da se podacima pristupi sa bilo kog mesta i bilo kada.

Dejta majning ( data mining )

Sofisticirana analitička tehnika koja automatski otkriva prethodno neutrđene veze između podataka.Koristi: Omogućava menadžerima da vide veze i dinamiku između podataka koje nisu predvideli.

Elektronska trgovina

Razmena proizvoda, usluga ili novca uz podršku računara i računarske mreže.Koristi: Može doneti konkurentnost i mogla bi promeniti organizacionu strukturu, procese, kulturu i menadžment.

Multimedijalna i virtuelna realnost

Multimedija je integracija različitih tipova medija – glasa, teksta, grafike, video materijala i animacije. Virtuelna realnost predstavlja računarski sistem za simulaciju koji koristi trodimenzionalnu (3D) grafiku kako bi omogućio korisniku da uđe u veštačku predstavu nekog okruženja.

9

Koristi: Pruža interesantne grafičke slike, koje mogu da se iskoriste u obrazovanju, obuci, reklami, komunikaciji i donošenju odluke.

Integrisano kućno računarstvo

Integracija kućnog računarstva, televizije, telefona i bezbedonosnog sistema u jednu jedinicu.Koristi: Olakšaće korišćenje interneta i telekomjuting (telecommuting), tj. udaljeni rad, iz svoje kuće ili na putu, uz pomoć telekomunikacionih sredstava.

Ekspanzija Interneta

Integracija televizije i računara preko nacinalne optičke mreže bi mogla da poveže više od 750 miliona korisnika Interneta u svetu za manje od 10 godina.Koristi: Završetak informacionog »super-autoputa« (super-highway) će omogućiti Internetu da dođe do svake, u mrežu povezane kuće, škole, bolnice ili druge organizacije i promeniće način našeg života, učenja i rada.

Inteligentni agenti

Inteligentni agenti su programi zasnovani na automatizovanim pravilima koja izvršavaju prethodno programirane odluke ili poslove kada se susretnu sa specifičnim uslovima u podacima.Koristi: Povećavaju produktivnost i olakšavaju izvršavanje komplikovanih zadataka. Inteligentni agenti pomažu korisnicima da navigiraju Internetom, pristupaju bazama podataka i vode elektronsku trgovinu.

Objektno-orijentisano okruženje

Način razvoja softvera koji ističe izradu i korišćenje autonomnih softverskih naredbi i podataka (objekti) koji mogu biti korišćeni (i ponovo iskorišćeni) kao komponente razvoja softvera za različite svrhe u okviru organizacije.Koristi: Mogu značajno smanjiti troškove izrade i održavanja automatizovanih informacionih sistema.

1.2. RAZVOJ PRIMENE INFORMATIKE

Značaj informatike se ispoljava kroz njenu sve intenzivniju primenu u različitim oblastima ljudske delatnosti, a u nastavku sledi pregled razvoja primene informatike od njenih začetaka do 2000. godine.

10

Period od 1945-1970. godine.- Težište je na rešavanju problema u oblasti: naučno - tehnološke

revolucije i odbrane.- Ciljevi: usavršavanje protivavionske odbrane i raketne tehnike,

kosmonautike i korišćenje nuklearne energije. - Motivi: prestiž države.- Područja: čitava zemlja.- Granične discipline: prirodne nauke.

Period od 1955-1980. godine.- Težište je na rešavanju problema u oblasti: privrednih organizacija.- Ciljevi: racionalizacija poslovanja privrednih organizacija.- Motivi: privredni rast.- Područja: narodna privreda.- Granične discipline: organizacione.

Period od 1970-1990. godine.- Težište je na rešavanju problema u oblasti: društvenih službi.- Ciljevi: organizovanje zdravstva, obrazovanja i javne uprave.- Motivi: društveni standard.- Područja: opština.- Granične discipline: društvene nauke.

Period od 1980- godine.- Težište je na rešavanju problema u oblasti: života pojedinca.- Ciljevi: humanizacija života.- Motivi: samoostvarivanje ličnosti.- Područja: radno mesto - stan pojedinca.- Granične discipline: biheviorističke nauke.

1.2.1. Primene računara

Primena računara je vrlo široka, te se u nastavku navode samo neke karakteristične oblasti primene računara:

- Poslovna obrada (informacioni sistemi),- Automatizacija i upravljanje procesima,- Naučno-tehničke primene,- Komunikacija podataka (prenos podataka),- Sistemi za interaktivan rad (konverzacioni sistemi),- Sistemi koji rade u realnom vremenu,- Rešavanje kombinatoričkih problema.

Industrijska primena

11

Primer industrijske primene je upravljačka jedinica za robot, gde mikroračunar kontroliše sve stepene slobode robota. Televizijskom kamerom i analizom dobijene slike, “ruka” robota se usmerava prema predmetu koji nailazi na pokretnoj traci. Posredstvom niza senzora ugrađenih u robot vrši se kontinualna kontrola položaja “ruke” i rad svih elektro - mehaničkih ili hidrauličkih sklopova. Televizijski signal slike koji se dobija kamerom, najpre se digitalizuje, a zatim se od upravljačke jedinice zahteva brza analiza sadržaja slike i prepoznavanje zadatog predmeta kao i određivanje njegovog položaja na traci.

Proizvodnja integrisana preko kompjutera (CIM) predstavlja dosada najpotpuniji i najsveobuhvatniji vid korišćenja kompjutera u proizvodnji i obuhvata:

- projektovanje pomoću kompjutera (CAD),- proizvodnju pomoću kompjutera (CAM),- fleksibilne proizvodne sisteme (FMS),- robotiku,- sisteme za asembliranje (uklapanje proizvoda),- računarsku kontrolu kvaliteta,- testiranje proizvoda.

Poslovna primena

Prvi računari su se gradili za naučno - tehničke primene, ali su ubrzo našli veliku perspektivu u poslovnim primenama (tj. čuvanju, obradi i izdavanju informacija za potrebe poslovnih sistema). Poslovna primena računara obezbeđuje ažurnost i tačnost u poslovanju, pruža mogućnost lakog dobijanja raznih izveštaja i pokazatelja o poslovanju koji se koriste za donošenje odluka bitnih za upravljanje poslovnim sistemom.

Relevantna karakteristika ove primene jeste rad sa velikim količinama podataka, pri čemu se izvesni podaci trajno čuvaju, a drugi se menjaju u kraćim vremenskim intervalima. Osim toga, veliki broj podataka se javlja i pri štampanju rezultata obrade. Zbog toga su poslovnoj primeni potrebni računarski sistemi sa velikim memorijama i brzim štampačima.

Informacioni sistemi

Informacioni sistemi se grade za potrebe raznolikih firmi u raznim privrednim granama, kao i različitih društvenih sistema.

Osnovne karakteristike primene računara u informacionim sistemima su:

- organizacija baza podataka,

12

- efikasan pristup podacima u bazi podataka,- pogodna prezentacija informacija za korisnike i- laka komunikacija korisnika sa sistemom.

Naučno - tehnička primena

U nauci i tehnici se fizički objekti, pojave i procesi, opisuju matematičkim modelima. Složena izračunavanja se javljaju i pri izradi raznih projekata u mašinstvu, građevinarstvu i elektrotehnici. U ovim primenama se osim proračuna javlja potreba i za crtanjem projekata koji su vrlo obimni i složeni.

Računar se koristi kako u teorijskim tako i u eksperimentalnim istraživanjima, na taj način što se objekat istraživanja povezuje sa računarom preko tzv. priključne opreme. To je oprema koja omogućava da se signali sa objekta, koji predstavljaju fizičke veličine (npr. temperatura, vlažnost, pritisak i dr.) unesu u računar i prikažu kao brojevi. Na opisani način računar vrši automatsko prikupljanje podataka i smešta ih u organizovane datoteke podataka. Značajno je istaći, da pored prikupljanja podataka sa objekta, računar može i slati signale na objekat i tako upravljati eksperimentom.

Primena u upravljanju

Problemi upravljanja se sreću (ne samo kod napred spomenutih eksperimenata) već i u proizvodnji, saobraćaju, kosmičkim istraživanjima itd. U ovim primenama se računar povezuje sa objektom, kojim upravlja, tako da može dobijati podatke o stanju objekta i izdavati upravljačke informacije radi upravljanja objektom.

Računarska komunikacija

Komunikacije (dvosmerne) su do skoro bile rešavane telefonskim, teleprinterskim ili radio - vezama. Danas su sve više u primeni računarske mreže (lokalne i globalne).

Mreže računara omogućuju:

- razmenu poruka među korisnicima,- korišćenje udaljenih baza podataka,- korišćenje udaljenih superračunara,- telekonferencije,- interesne grupe itd.

Veštačka inteligencija i ekspertni sistemi

13

Zadatak veštačke inteligencije jeste da se nađu načini formalizacije problema za koje su potrebne intelektualne sposobnosti. Neki primeri takvih problema su:

- Rešavanje problema - traganje za rešenjima.Problem traganja se karakteriše opisom početnog i ciljnog stanja. Rešavanje problema uključuje nagađanje, a cilj može da bude nalaženje ciljnog stanja ili nalaženje sekvence nagađanja koja vodi do ciljnog stanja.

- Mašinsko učenje.

Učenje je vid kognitivnog ponašanja u koje je teško proniknuti, mada su do sada razvijeni neki značajni programi učenja na osnovu saveta i kazivanja, na osnovu primera posredstvom induktivnog zaključivanja i na osnovu otkrića.

- Logičko zaključivanje.

Do sada je razvijeno dosta programa koji koristeći se deduktivnim zaključivanjem i manipulišući bazama podataka mogu dokazivati i tvrđenja. Poteškoće su naročito izražene kod induktivnog zaključivanja i zaključivanja u rasplinutoj logici.

- Sistemi zasnovani na znanju.

Kod problema ovih sistema, rešava se problem formalizacije znanja i njegovog predstavljanja u računaru, a zatim se pristupa izradi programa koji će moći da donose logičke zaključke na osnovu znanja ugrađenog u memoriju računara. Tako su razvijeni sistemi, poznati kao ekspertni sistemi, koji se mogu koristiti kao pomoć u donošenju složenih odluka. Ovakvi sistemi se koriste u medicini, tehnici itd.

- Obrada i razumevanje prirodnih jezika.

Prevođenje je složen problem jer se ne može matematički opisati prirodni jezik. Međutim, mnogo elemenata prirodnog jezika se može matematički opisati, pa je tako stvorena disciplina pod nazivom matematička lingvistika.

- Robotika i prepoznavanje oblika

Raspoznavanje oblika je problem identifikacije objekta na osnovu podataka o objektu. Pri tome, podaci se mogu dovoditi iz kamere, koja snima objekat, u računar. Rešavanje ovog problema je od osobitog interesa u: medicini (za postavljanje dijagnoza i terapija); robotici (u

14

izgradnji robota koji mogu osmatrati svoju okolinu i raspoznavati predmete u okolini, što je od posebnog značaja za automatizaciju proizvodnje i kosmička istraživanja).

- Ekspertni sistemi.

Pod pojmom ekspertnih sistema se podrazumevaju svi programi koji uključuju ekspertizu, simboličko rasuđivanje, određenu dubinu problema i znanje o sebi.

Generička metodološka procedura za razvoj i upravljanje razvojem ES (ekspertnih sistema) ima šest faza i to su:

1. preliminarna analiza,2. analiza i dizajn, 3. razvoj prototipa,4. ravoj sistema,5. testiranje i implementacija i6. održavanje.

Postoji čitav spektar proizvoda koji se ubrajaju u alate za izgradnju ekspertnih sistema, a koji mogu podeliti u sledeće kategorije:

1. programske jezike za razvoj ekspertnih sistema,2. jezike inženjeringa znanja, (Jezici inženjeringa znanja su inteligentan alat

za razvoj ekspertnih sistema. Sastoje se od jezika za izgradnju ekspertnih sistema kojem je pridodato široko razvojno okruženje. Postoje dve vrste jezika inženjeringa znanja, jezici ogoljenog tipa i jezici inženjeringa znanja opšte namene.)

3. programsku podršku izgradnji sistema,4. olakšice izgradnje ekspertnih sistema.

Primena računara u obrazovanju

Pod savremenim obrazovanim akademskim građaninom podrazumevaće se (i već sada se podrazumeva) lice koje ume da komunicira između: sveta realnih pojava (profesionalna delatnost), matematičkog modela pojava i procesa kojima se bavi, algoritamskog rešavanja matematičkog modela, programa i računara.

Sistem obrazovanja predstavlja veliki izazov i njegova transformacija mora da se izvede na nivou tehnoloških promena informacione civilizacije. Danas su prisutna i uveliko se koriste parcijalna rešenja osavremenjavanja obrazovanja koja se najviše odnose na unapređenje u oblasti obrazovne

15

tehnologije, a u suštini trebalo bi da se menja tehnologija obrazovanja, uključujući promene u načinu rada tj. u sistemu obrazovanja.

U Japanu se od primene informatike očekuje:

- prelaz sa kolektivnog obrazovanja na individualno obrazovanje, a to znači prelaz s klasičnih učionica i odeljenja na fleksibilne grupe okupljene oko mikrokompjutera,

- prelaz s pasivnog obrazovanja na aktivno obrazovanje,- umesto dosadašnjeg “bloka školskih godina”, vreme posvećeno sticanju

znanja i razvijanju sposobnosti raspoređivaće se na prilagodljiv i fleksibilan način tokom celog života,

- ispite, koji se u našim klasičnim sistemima održavaju u unapred utvrđenom vremenu, zameniće stalno individualno proveravanje ne više postignutih rezultata, već “novih sposobnosti” koje valja unapređivati radi ostvarivanja novih dostignuća na određenom duhovnom polju ili stvaralačkom zadatku.

Potrebe za unošenjem informatike i računarstva u planove i programe škola, dvojake su: društveno - ekonomske i psihološko - pedagoške. Motivi za unošenje oblasti računarstva u obrazovne programe su sledeći:

- kompjuteri i sistemi, koji počivaju na njima, važan su deo savremenog društva,

- poznavanje kompjutera je ekonomski opravdano,- računar kao nastavno sredstvo obogaćuje nastavu tako da izučavanje

mnogih oblasti postaje interesantnije i efikasnije.

Oko shvatanja suštine informatike u obrazovanju ima različitih gledišta. Pod pojmom informatike u obrazovanju prihvatićemo primenu sledećih područja savremenih naučnih dostignuća kibernetike:

- teorije informacija (sintaktička, semantička, pragmatička, informacioni sistemi, INDOK);

- teorije programiranja (programirano učenje, teorija algoritama, teorija upravljanja, teorija igara, simulacija, matematičko modeliranje);

- ELSOP (nastava pomoću kompjutera, upravljanje u nastavi pomoću kompjutera, istraživanja u obrazovanju pomoću kompjutera, INDOK, AOP).

Razlozi za još uvek nedovoljnu primenu novih informatičkih tehnologija u obrazovanju nalaze se u relevantnim faktorima informatizacije obrazovanja: hardveru, softveru, nastavničkom kadru i politici i strategiji razvoja obrazovanja.

16

U svetu na planu obrazovanja počela je intenzivna primena multimedijalnih sistema. Multimedijalne tehnologije predstavljaju svojevrsno sjedinjavanje nekoliko sasvim odvojenih tehnologija - obrade teksta, slike, zvuka i pokretne slike. Kao vezni elemenat se pojavljuje modifikovana tehnologija građenja i održavanja baza podataka. Multimedija je jedna od četiri osnovne vrste elektronskih informacija. Mnoge svoje karakteristike nasledila je od banki informacija i hiperteksta. Multimedijalne informacije postavljaju prilično visoke zahteve u pogledu snage i mogućnosti računara, a to su:

- efikasan i snažan procesor,- velika linearna memorija,- efikasan protok podataka ka grafičkom modulu računara,- kvalitetna standardna grafička radna okolina,- standardno rešen ulaz i izlaz zvuka,- brze jedinice za skladištenje podataka i druge.

1.2.2. Kompjuterska univerzalizacija

Ulazimo u četvrti civilizacijski period - informatičko društvo u kojem je karakteristično sredstvo rada - računar, osnovni proizvod - informacije, dominantna tehnologija - obrada informacija, osnovni resursi - informacije, oružje - informacije, kriterijum uspešnosti - brzina obrade informacije.

Svakodnevnica ljudi jeste (ili biće) digitalna jer sve poprima digitalni oblik: slika, zvuk, tekst, a informacione autostrade prenosiće podatke s planete na planetu.

U nastavku će se izdvojiti nekoliko isečaka iz današnjice i sutrašnjice u kojoj će se uveliko primenjivati multimedijalne i tehnologije providne stvarnosti:

- čovek sa čovekom može da opšti maternjim jezikom integralno na kopnu, vodi ili u vazduhu, tako da je svaki korisnik dostupan u vremenu i prostoru;

- ljudsko dostignuće biće dostupno svakom, korišćenjem baze podataka putem globalne telekomunikacione računarske mreže;

- nastaje integracija televizora, telefona, faksa, modema, računara, radio - aparata i dr. u jedinstven teleračunar; “Gutembergova galaksija” ozbiljno se “drma” pojavom elektronskih knjiga mulimedijalnog zapisa (CD ROM prečnika 12,5 cm, debljine pola milimetra, sadrži 25 tomova enciklopedije koja bi na polici zauzela ceo metar ) i hiper teksta;

- biblioteku zamenjuju “baze podataka”, tako je već učinjeno sa čuvenom papskom bibliotekom u Vatikanu;

17

- ljudi će u telu imati minijaturne računare koji će kontrolisati njihov krvni pritisak, brzinu otkucaja srca, nivo holesterola, ispravljati vizuelne i auditivne signale. Vozila hitne pomoći imaće kamere, senzore i računare povezane sa bolnicom; te će bolesnog ili ozleđenog operisati na putu i kontrolisati njegovo stanje, slušajući savete vrhunskih lekara koji sede u svojim kabinetima;

- kuću će nadgledati elektronski uređaj preko kojeg će moći da se ulazeći u sve baze podataka čitaju knjige u biblioteci, razgledaju muzeji, izložbe, kupuje u prodavnicama, naručuju karte, a na svakom od interaktivnih monitora ukućani će moći da obavljaju deo svojih poslova u kojima preovlađuje odašiljanje ili primanje poruka. Dok će odrasli gledati TV program menjajući pomoću ikona kanale, deca će na monitorima pripremati lekcije za školu;

- automobili će biti opremljeni malenim video - telefonima, postojaće video - pejdžeri;

- svaki uređaj imaće dodatak za prepoznavanje glasa, tako da će korisnici govoriti, a mašine ispunjavati naredbe.

Živimo u vremenu kada se u nauci, a i u mnogobrojnim aplikativnim područjima, kompjuterska univerzalizacija razvija brže nego što se u početku industrijalizacije razvijala elektrika. Sveopšta kompjuterizacija i informatizacija značiće još veći napredak no što je industrijalizacija značila za ruralno društvo. I ako je industrijalizacija ubrzala napredak društva linearno, razvoj kompjuterske univerzijalizacije i informatizacije, te njihovih učinaka, kretaće se po zakonu eksponencijalne funkcije, a to je nesagledivo brže. Svet će se i dalje deliti na bogat i siromašan, ali prema tome ko raspolaže informacijom, sirovinama i energijom.

Potreba da se iz industrijske faze brže pređe u kompjutersko - informatičku fazu zahtevaće brzo prilagođavanje novom stanju (tj. doći će do kompjuterskog šoka).

Dakle, primičemo se kompjuterskoj univerzalizaciji kada će kompjuteri - roboti zamenjivati čoveka gotovo u svim poslovima gde se zahteva manuelan kao i intelektualan rad.

1.3. RAZLIČITI STAVOVI PREMA INFORMATIČKIM TEHNOLOGIJAMA

Primena informacione tehnologije nije podjednako prihvaćena niti od strane pojedinaca niti od strane preduzeća. Istraživanje sprovedeno u SAD pokazuje da je 100 miliona domaćinstava, u zavisnosti od njegovog stava prema novim tehnologijama, podeljeno na sledeće grupe:

18

- 0,5 miliona su inovatori, u stalnoj potrazi za novim tehnologijama- 5 miliona pripada grupi onih koji rano prihvataju novu tehnologiju- 30 do 35 miliona predstavljaju ranu većinu domaćinstava- 40 do 45 miliona pripada kasnoj većini domaćinstava- 10 do 15 miliona su protivnici novih tehnologija

Slika 1.3. Grafički prikaz rasporeda domaćinstava u odnosu na njihov stav prema novim tehnologijama

Rezultati ovog istraživanja domaćinstava se mogu preslikati na preduzeća i na taj način formirati analogne grupe zaposlenih u preduzeću koje imaju različitu percepciju primene informacione tehnologije.

Tako se, recimo, oni koji pripadaju grupi inovatora vrlo lako prepoznaju u preduzeću. Iako u najmanjem broju, njihov glas se uvek čuje. To su entuzijasti koji prate pojavu svake novine u oblasti informacione tehnologije i pokušavaju da je odmah primene. Najčešće se radi o zaposlenima iz odeljenja za razvoj informacionog sistema, mada oni mogu biti prisutni i u drugim sektorima. U velikim preduzećima ponekad se formiraju posebne grupe čije je isključivo zaduženje da prate pojavu novih tehnologija i istražuju mogućnost njihove primene, kao i eventualne koristi od te primene za samo preduzeće. Preduzeće mora biti vrlo oprezno prilikom razmatranja predloga koji potiču od ljudi iz ove grupe, budući da se radi o velikim investicijama čiji je povraćaj rizičan. Preporučuje se da se pored glasa zaposlenih iz grupe inovatora, sasluša i glas tržišta kako se ne bi ušlo suviše rano u investiciju koja će za preduzeće biti štetna.

Rani prihvatioci novih tehnologija se razlikuju od inovatora jedino po tome što sa nešto manje žara i emocija pristupaju problemu primene novih

19

tehnologija. Sigurno je da su oni bili zaslužni za brz prodor Interneta, kao i za pojavu prvih zvaničnih sajtova mnogih preduzeća. Bezuslovno prihvatanje njihovih ideja može preduzeće dovesti u situaciju da investira i više nego što je neophodno, a sa druge strane ignorisanje njihovih sugestija može značiti poslovni promašaj koji se teško može nadoknaditi. I ovde je, prema tome, potrebno sa oprezom pristupiti analizi zahteva zaposlenih koji pripadaju grupi prihvatioca novih tehnologija.

Rana većina nedvosmisleno zauzima stav da nove tehnologije treba primenjivati, ali smatra da joj je za to potrebna pomoć. Vrlo često se radi o ljudima koji zauzimaju visoko mesto u hijerarhijskoj lestvici, te je njihovo mišljenje od velike važnosti za prihvatanje nove tehnologije. U tom slučaju značajna je uloga sektora za razvoj informacionog sistema, koji mora pružiti stručnu pomoć ovim ljudima, za razumevanje značaja i mogućnosti koje pružaju nove tehnologije, kao i za različite moduse njihove implementacije u konkretnim slušajevima.

Kasna većina nije protivnik nove tehnologije, ali su joj potrebni vrlo jaki argumenti za njenu primenu. Ovi ljudi su često u strahu od pogrešne investicije i ponekad smatraju da je rano prihvatanje ovakvih tehnologija veliki i neopravdani rizik. I u ovom slučaju vrlo je značajna uloga sektora za razvoj informacionog sistema, ali sa još većim tržištem na edukaciji ljudi iz ove grupe, koji su mnogo veći skeptici nego što je to slučaj sa grupom rane većine.

I na kraju, protivnici novih tehnologija pronalaze razloge svog ponašanja u navodnom lošim stranama njene primene, kao na primer gubitak privatnosti, problem sigurnosti, smanjena kontrola itd...Pripadnici ove grupe se sigurno u ovom trenutku neće odlučiti za uvođenje bežične tehnologije u svoj rad, što je u ovom momentu predmet ispitivanja svih ostalih prethodno navedenih grupa.

Grafički prikaz (u vidu krive) napred navedenih brojki, po mišljenju Barbare Maknurlin (Barbare McNurlin) u mnogome podseća na dvogrbu »tehnološku kamilu«

20

Slika 1.4. »Tehnološka kamila«

Ovo istraživanje nam ukazuje na različite stavove zaposlenih u odnosu na prihvatanje novih tehnologija, pa i informacione tehnologije. Iz tih razloga je neophodno da se utvrdi kakva je struktura ovih grupa u konkretnom preduzeću i da se prema toj strukturi postavi dalja strategija razvoja informacionog sistema, kao i strategija uvođenja i primene informacione tehnologije. Svakako da ključnu ulogu u ovom procesu ima upravljački vrh preduzeća i sektor za razvoj informacionog sistema.

21

2. RAZVOJ INFORMATIKE

Informatika u današnjem smislu postoji tek nekoliko decenija. Naziv informatike potiče od 1962. godine, a uveo ga je Filip Drajfus od reči “information” i “automatique”.

Pod informatikom podrazumevamo nauku i tehnologiju koja se oslanja na tri bazična principa: formalizaciju, automatizaciju i umrežavanja u prikupljanju, prenosu, skladištenju (memorisanju) podataka i preradi u nove podatke i informacije.

Razvoj informatike ima duboke korene koji zadiru u daleku prošlost. Postoji više periodizacija tog razvoja. Mi smo se opredeli za jednu koja se svodi na tri etape:

- predistorija informatike, do oko 1940. godine- etapa kompjutera, odnosno računara, od 1940. do 1955. godine- etapa elektronskih sistema za organizovanje podataka (ELSOP),

od 1955. godine do danas

Le Graf posmatra predistoriju informatike u tri nejasno razgraničena pravca koji odgovaraju trima izvorima i korenima informatike. Ti izvori su :

- logika i matematika,- računarske mašine,- automati.

Kada je rečeno, nejasno razgraničena pravca, mislilo se pre svega, što su pojedine značajne ličnosti bavile i matematičko – logičkim osnovama i praktičnim građenjem računarskih mašina (Lajbnic i dr.). I pored objektivnih nedostataka ovakve sistematizacije predistorije savremenih sistema za obradu podatka, ovakva podela je sasvim zadovoljavajuća za sagledavanje razvitka (evolucije) kao i međusobne interakcije područja logike i matematike, računarskih mašina i automata. Tabelom ćemo prikazati uporedni pregled i uzajamne veze tri područja predistorije informatike, što će olakšati sagledavanje istorije razvoja uređaja, mašina i sistema za elektronsku obradu podataka.

22

23

2.1. PREDISTORIJA INFORMATIKE

2.1.1. LOGIKA I MATEMATIKA

Vavilonci, Haldejci, Egipćani, Kinezi i drugi narodi starog veka pronalazili su i koristili sistem za označavanje cifara i postupaka računanja. I pored vrlo značajnih rešenja, numeričko računanje je dobilo pravi smisao pronalaskom indoarapske notacije cifara i računskih operacija koje se i danas koriste.

Na razvoj logike znatan uticaj imala je Antička Grčka, a posebno Aristotel koji je postavio temelje tri osnovna principa klasične logike: princip identiteta, princip neprotivurečnosti i princip isključenja trećega.

Oko 825. godine naše ere persijski matematičar Abu Adel Muhamed Ibi Musa Ali Matrusi Al Hvarizimi (reč “algoritam” nosi njegovo ime, napisao pravila za izvršavanje osnovnih aritmetičkih operacija) napisao je aritmetiku koja je u XII veku preneta u Evropu i prevedena na latinski jezik. Tada je Evropa upoznala indijski sistem numeracije. Mašinu za predskazivanje budućnosti i “proizvodnju” horoskopa “Zairja”, opisao je u X veku Marokanac Sidi Bebel Abas Es Zepti.

Tragajući za mašinom koja bi bila u stanju da otkrije “sve istine”, oko 1300. godine Rajmon Lil sa Majorke koncipirao je “ARS MAGNA” napravu koristeći logičke kombinacije.

U predistoriji automatike, u konstruisanju mašine koja je trebalo da reši bilo koji problem svakog čoveka, najviše je učinio Lajbinc. Od 1664. godine pa do kraja života radi na “univerzalnoj karakteristici” koja je sadržavala i jedan “calkulus raticionator”, tj. univerzalni jezik za uopštavanje – formalizaciju, i pravu algebru rezonovanja.

Značajno mesto u otkrićima zauzima Charles Babbage (Čarls Bebidž), profesor matematike na univerzitetu u Kembridžu. Mašina “Analitic Engine” sa bušenim karticama bila je tako koncipirana da izvodi najkomplikovanija izračunavanja, te su mehaničari onog vremena bili u stanju da proizvode tačne zupčanike. Interesantno je da je za ovu Bebidžovu mašinu programe pisala ledi Lovles, kći pesnika Bajrona. Bebidžova mašina, međutim, za vreme njegovog života nije proradila, ali je ona bila podstrek mnogim naučnicima (na primer Gaus) za dalji razvoj metoda numeričke matematike (metod iteracije i druge), koje će kasnije omogućiti rad automatskih računarskih mašina.

Radovi Georgas Boole (Džordža Bula 1815 – 1864) na logičkoj simbolici su postavili temelje savremene nauke o upravljanju.

24

Slika 2.1. Analitička mašina

Čitava plejada matematičara i logičara nastavila je sa razvijanjem Bulovog dela. Među njima bi trebalo istaći Morgana i Džefonsa (Jeyons) – konstruktor “Logičkog klavira”, pa Whiteheada (Vajteheda) i Russell (Rasela) sa delom “Principia mathematica”. Svi ovi naučnici, i mnogi drugi, kao npr. T. Skol (izračunljivost funkcija), K. Gedel (aritmetizacija sintakse), Chursh (Čerč), Kleene (Klin) i Rosser (Roser) sa svojim radom o opšim rekurzivnim funkcijama, utemeljivači su baze na koju se nadograđuje savremena koncepcija upravljačkih mašina.

U značajne tvorce elektronskih računarskih mašina i sistema treba uvrstiti i A. Tjuringa (tvorac “Tjuringove mašine”), Posta i Markova (1951. godine definisao koncept računskih mašina).

Do sada smo naveli imena matematičara i logičara čiji su radovi kasnije omogućili stvaranje veštačkih jezika, gramatika i kompilatora.

Za razvitak informatike značajna je 1948. godina. Te godine se pojavila knjiga Norbert Wiener (Norberta Vinera) “Kibernetika ili upravljanje i komunikacija kod živih bića i mašina” (“Cybernetics or Control and Communication in the Animal and the Machine”), što se smatra začetkom nove naučne discipline kibernetike, a to je uticalo na razvoj naučnih istraživanja uopšte, a na razvoj informatike posebno.

Istovremeno, kada je Viner objavio kibernetiku, Claude Shanon (Klod Šenon) je 1948. godine postavio temelje statističke teorije informacija koju je u koautorstvu sa V. Viverom objavio 1949. godine (C. E. Shannon and W. Veaver “The matehmatical Theory of Communication”, Univ. of Ilinois Press, Urbana, 1949.), te ovim svojim delom on ima zasluge za razvoj savremene informatike (istraživanja slična Vinerovima imao je sovjetski matematičar Kolmogorov).

25

Posebno mesto, međutim, zauzima Jon von Neumann (Džon fon Nojman), koji je 1946. godine publikovao studiju o izgradnji univerzalnog kompjutera i jedan je od “očeva” savremenih ELSOP – a i informatike uopšte.

2.1.2. RAČUNARSKE MAŠINE

Na razvitak informatike uticao je i razvitak računske tehnike. Teško je reći kada je čovek prvi put počeo da koristi izvesna pomagala pri rešavanju jednostavnih računskih zadataka. S pravom treba pretpostavljati da su to bila primitivna pomagla (kamenčići, školjke, plodovi, itd.) i da ih je čovek počeo koristiti skoro istovremeno sa ovladavanjem pojmovima brojeva i računskih operacija. Iz takvog praktičnog iskustva nastaju razne računaljke, abak, soroban i sl. Ta pomagla su kod nekih naroda još i danas u upotrebi.

Istorijat računarskih mašina deo je istorije tehnike. Iz sinoptičke tabele Graf – a vidljivi su najznačajniji pronalasci na polju računskih mašina od abakusa, štapova i tabela za računanje, preko “mašina za računanje” (Šikarda, 1623.), Paskalove mašine za sabiranje (“Aritmetička mašina”, 1641), Lajbnicove mašine za četiri osnovne računske operacije (1673), Berozove knjigovodstvene mašine sa štampanjem rezultata, Leon Boleove “mašine za računanje” do savremenih elektronskih mašina za računanje.

Slika 2.2. Abacus

Konstrukcijom računskih mašina bavili su se i ruski matematičari, kao: Bunjakovski (V. I. Bunjakovskij, 1867. “Samoračunaljka”), Odner (V. Odner, 1874. aritmomer), Čebišev (P. L. Čebišev, 1878. računska mašina na principu tastaturnih računskih mašina) i dr.

2.1.3. AUTOMATI

Za automat se obično kaže da je uređaj koji pomoću unutrašnjeg mehanizma podržava delatnost živih bića. Počeci automata, odnosno, principa na kojima oni počivaju, nalaze se još u dalekoj istoriji čoveka. Pronađeni su neki primitivni automati i mehaničke naprave koji i danas zadivljuju svojim

26

genijalnim rešenjima, a njihovi konstuktori pripadaju najstarijim civilizacijama.

Sinoptička tabela Le Graf – a prikazuje najznačajnije momente u razvoju automata od Berberijevih orgulja, preko Jacquard (Žakarvog) automatizovanog razboja i Holeritovih bušenih kartica, pa do mehanografije Pauersa (Powers) i Bula (Bull). Od igračaka i mistifikatorskih ostvarenja sveštenika, sajdžija i mađioničara, put vodi do neizmerno složenih savremenih robota. Automati su preteče savremenih kompjuterskih sistema, a istovremeno su i njihova posledica.

27

2. ETAPE U RAZVOJU KOMPJUTERA

2.1. ETAPA KOMPJUTERA

Razvitak računske tehnike, odnosno elektronskih kompjutera, pospešio je obradu informacija i na taj način doprineo razvitku informatike.

Vanevar Busch (Vanevar Buš) 1930. godine konstruisao je mehanički diferencijalni analizator koji rešava obične diferencijalne jednačine.

Norbert Wiener (Norbert Viner) je 1940. godine koncipirao računar koji može da rešava parcijalne diferencijalne jednačine.

Prva računska mašina bila je MARK I (konstruisao Aiken (Ejken), od 1939. do 1943. godine).

Za potrebe vođenja “svetskog rata” u SAD 1943. godine otpočela je izgradnja prvog elektronskog računara sa elektronskim cevima – nazvan ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator – Enijak). Konstruisali su ga Ecker (Eker) i Manchly (Mokli), kojima su kao savetnici pomagali Neumann i Goldstine (Goldštajn). Ovaj kompjuter smatran je vojnom tajnom do 1946. godine (upotrebljavan za izvođenje balističkih proračuna), težak oko 30 tona, zauzimao je prostor od 150 m2, imao 40 tabli, 18000 elektronki, 1500 elektromehaničkih releja i trošio je 150 kw na čas.

Džon fon Nojman je svoju ideju, iznetu 1945. godine, da se u memoriju kompjutera ne unose samo podaci nego i instrukcije za operacije sa podacima, realizovao 1949. godine u projektu računara EDSAC. Zahvaljujući intenzivnom radu na usavršavanju računara, 1951. godine, pojavio se prvi elektronski računar za komercijalne svrhe – UNIVAC – I.

Posle ovih kompjutera – računara dolazi do burnog razvoja proizvodnje kompjutera ne samo u SAD, već i u Zapadnoj Evropi, SSSR – u i u drugim zemljama.

28

Slika 2.3. Eniac

2.2. ETAPA ELEKTRONSKIH SISTEMA ZA ORGANIZOVANJE PODATAKA (ELSOP)

Elektronski računarski sistem ili elektronski sistem za organizovanje podataka je uređaj za automatsku obradu veoma velikog broja podataka sa relativno malo jednostavnih računskih operacija.

Karakteristike ELSOP – a po generacijama:

Gene-racija

Životni ciklus Hardver

Pristup čoveka

kompjuteru

Primena u obrazovanju

I1946. do

1955.Elektronske cevi Serijski

II1956. do

1963.Tranzistori Serijski

od 1965/66do 1971/72.

III1964. do

1977.Integrisana električna kola (IC) Serijski

od 1971/72.do danas

IV1978. do

-Integracija na srednjoj skali (MSI) i

integracija na velikoj skali (LSI) Serijskiod 1980/81.

do danas

V ?Veoma visok stepen integracije

(VLSI) i ultravisok stepen integracije (ULSI)

Serijski

VI ?ULSI i opto elektronika (u

eksperimentu)

Paralelna obrada

podataka

VII ?Nova tehnologija (predviđa se početkom trećeg milenijuma)

Direktan pristup bez procedura

29

Izraz – organizovanje podataka – upotrebljava se u dva različita značenja: za struktuiranje podataka u datotekama, tj. na njihovo, pre svega, fizičko raspoređivanje i struktuiranje, i kada mislimo na organizovanje, tj. kao celishodno sređivanje odnosa i veza delova sa celinom – i delovima među sobom – ili preneto u oblast informatike, kao zahvatanje, prenos, skladištenje, obrada i korišćenje podataka.

Vrtoglava brzina razvoja informatike počinje se etapom ELSOP – a oko 1955. godine i to posebno na prelazu iz prve u drugu generaciju ELSOP – a.

Generacije računara su karakteristični vremenski periodi određeni promenama u dominantnoj tehnologiji korišćenoj za realizaciju računara.

Prva generacija, 1946-1955 - nova tehnologija: elektronske cevi,- novi proizvod: komercijalni elektronski računari,- primitivna arhitektura,- memorija sa magnetnim dobošima,- mašinski (asemblerski) jezik za programiranje,- velike dimenzije sistema,- brzina procesora: 0.010 MIPS (miliona instrukcija u sekundi),- kapacitet operativne memorije: 2 KB (kilobajta); (Bajt u opštem slučaju

predstavlja bilo koju fiksnu, unapred usvojenu dužinu binarnog niza, ali se u praksi skoro isključivo koristi dužina od osam bitova. Svaki elemenat mašinske reči naziva se bit i označava jedan od dva znaka binarne azbuke (“0” ili “1”)).

Druga generacija, 1956-1963- nova tehnologija: diskretne poluprovodničke komponente (tranzistori),- novi proizvodi: jeftiniji računari,- operativna memorija sa magnetnim jezgrima,- bušene kartice i magnetne trake kao nosioci podataka,- viši (proceduralni) programski jezici,- umerene dimenzije sistema,- brzina procesora: 0,2 MIPS, - kapacitet operativne memorije: 32 KB.

Treća generacija, 1964-1977- nova tehnologija: integrisana kola malog i srednjeg stepena integracije,- novi proizvod: miniračunari,- operativni sistemi (multiprogramski rad - vremenska podela),- savršeniji viši programski jezici,

30

- moćne spoljne memorije sa magnetnim diskovima,- dimenzije: mini,- brzina procesora: 5 MIPS,- kapacitet operativne memorije: 128 KB-2MB.

Četvrta generacija, 1978-199X- nova tehnologija: integrisana kola visokog stepena integracije,- novi proizvod: personalni računari i radne stanice,- poluprovodnička MOS operativna memorija,- daljinska i distribuirana obrada, računarske mreže,- neproceduralni programski jezici,- integrisane baze podataka,- dimenzije: mikro,- brzina procesora: 100 MIPS,- kapacitet operativne memorije: 8 MB.

Peta generacija, 199X- nova tehnologija: paralelna obrada,- novi proizvod: multiprocesori (višeprocesorski paralelni računari),- veštačka inteligencija.

2.3. SEDMA GENERACIJA U NOVOM MILENIJUMU?

Kućni računari početkom narednog milenijuma podrazumevaće pored standardnih komponenti i postojanje:

- brze lokalne mreže,- mikrofona,- videofona,- podataka uživo,- digitalne video kamere,- elektronske pošte,- stereo zvučnika,- interaktivnog videa, - interaktivnog rada,- CD ROM-a;

tj. multimedijalne komunikacije preko brzih lokalnih mreža, elektronska pošta i druge napredne aplikacije će biti dostupne svakom domu.

Na slici 2.4. prikazana je moguća arhitektura centralnog procesora takvog računara. Snaga procesora za koji se očekuje da bude iz sedme generacije

31

biće reda 2000 MIPS-a sa osnovnim klokom od 250 Hz. Očekuje se da CPU bude kompatibilan sa 386 i da bude upakovan na jednom kvadratnom inču.

vektor 1 vektor 2 test

businterfejs

cashmemorija

DVItehnologija

CPU1 CPU2 CPU3 CPU4

Slika 2.4. CPU 2000 – te

Do 1996. godine se očekuje napredak DVI (Digital Video Interactive) do HDTV (High Definition TV) rezolucije. HDTV je televizijska tehnologija koja obezbeđuje visoku rezoluciju TV ekrana i uvodi ga u računarsko društvo. Ova tehnologija menja razmeru TV slike sa 4 : 3 na 16 : 9 i uvodi preko 1000 skanirajućih linija.

Pored primene PC2000 u profesionalne svrhe, radne stanice bazirane bilo na Power RISC ili Pentium tehnologiji i Power RISC serveri su uzdanice buduće naučne i poslovne primene informacionih tehnologija.

Napredak kroz brojke

Brzina je izražena brojem instrukkcija u sekundiMemorija je izražena brojem karaktera.Cena je izražena u dolarima.

Veličina Brzina Memorija Cena

I gen. Veća soba Stotine Hiljade 2.500.000

II gen. Orman HiljadeDesetine hiljada

250.000

III – VI gen.

Površina radnog stola

MilioniStotine hiljada

25.000

VII gen.

Deo radnog stola, Putna torba (laptop), dlan (palmtop)

Desetine miliona

Milioni 2.500

32

GENERACIJAI II III IV V

1945-1959 1959-1965 1965-1972 1973-1985 1985-

ula

zi medijum, metoda, uređaj

bušena kartica, bušena traka

bušena kartica tastaturatastatura, drugi

uređaji za direktan unos

govorni ulaz, taktilni ulaz

pro

ceso

ri

tehnološka osnova

vakumske cevi tranzistori integrisana kolaIC kola visokog

stepena integracije

IC vrlo visokog stepena integracije

brzina radanekoliko stotina

računskih operacijanakoliko hiljada

računskih operacijanekoliko stotina

hiljadanekoliko miliona više od milijardu

radna frekvencija 4-20 MHz više od 100MHz >GHzadresna

magistrala8-bitna 16-bitna 32,64,128-bitna

trendovi Sve veće brzine obrade, nove koncepcije (pipelining) i brzina komunikacije s memorijom

un

utr

ašn

j a m

emor

ija tehnološka

osnovavakumske cevi magnetna jezgra tranzistorska kola

memorijski čipovi (LSI)

memorijski čipovi (VLSI)

kapaciteti nekoliko bajta nekoliko kB nekoliko stotina MB

trendovi Sve veći kapaciteti, brzina pristupa, novi (organski) materijali i tehnologije

spol

jna

mem

orij

a

tehnološka osnova

bušena kartica magnetna traka, magnetni diskmagnetni disk, optički

disk

kapacitet nekoliko KB nekoliko MBnekoliko stotina

MBnekoliko desetina GB

brzina pristupa podacima

nekoliko s nekoliko 0,1s nekoliko 0,01s nekoliko 0,001s

trendovi Sve veći kapaciteti, manje dimenzije (veća gustina zapisa), sve veća brzina pristupa

33

izla

zi tehnološka osnova

bušena kartica, elektromehanički štampačivideo displej (karakteri), štampači

video displej (karakteri), štampači,

ploteri

grafički video izlaz, govor

trendovi Sve brži izlazi, prilagođavanje receptorima i prostornoj percepciji (hologrami)

soft

ver

operativni sistem ne postoji rudimentaran disk orijentisan

nove funkcije, procesno

orijentisan, tekst, interfejs

višeslojni grafički interfejs, multitasking,

multiprocesing

trendovi Multitasking, višekorisnički, višeprocesorski, intuitivni interfejsi, mrežni rad

aplikativni programi

jednostavna matematička obrada

obrada nenumeričkih

sve šira područja primene

integracija različitih primena

sva područja ljudske prakse

kancelarijko poslovanje

posebni, ograničeni programi

obrada teksta, tabelarne

kalkulacije

integracija programa

integracija programa i

komunikacija

E-kancelarija, virtuelna kancelarija

programski jezici i razvojni alati

unutračnje programiranje

mašinski jezik, asembleri

apstraktni jeziciobjektno

orijentisani jezicisoftverski alati

baze podatakajednostavne

datotekejednostavne

hijerarhijske bazerelacione, složene

relacijemultidimenzionalne,

objektne, SQL

komunikacioni softver i internet

pear to pear, hardversko upravljanje

prvi protokoliupravljanje mrežama

(LAN/WAN)

WAN, internet servisi

integracija protokola i mrežnog softvera

podrška odlučivanju

jenostavni DSSekspertni sistemi i

GDSSneuronske mreže i inteligentni agenti

integracija metoda i veštačke

inteligencije

integracija sa internetom

Tabela 2.5. Karakteristike ELSOP-a po generacijama prema hardveru, procesorima, unutrašnjoj, spoljnoj memoriji, ulazima, sistemskom i aplikativnom softveru

34

Slika 2.6. Razvoj računara

2.4. DOGAĐAJI KOJI SU UTICALI NA RAZVOJ RAČUNARA

Kao najvažniji događaji koji su direktno ili indirektno uticali na razvoj računarske tehnike mogu se izdvojiti:

- Abakus, razvijen nekoliko hiljada godina pre nove ere,- Pisani jezik, Samarićani, oko 3000 godina pre nove ere,- Prvobitna štampa, 1200 godina,- Gutenbergova štampa, 1440. godina,- Mehanički sabirač,1642. godina, (konstruktor je bio francuski

matematičar B.Paskal.) - Mehanički sabirač i množač, 1674. godine, (konstruktor je bio nemački

matematičar G.Lajbnic. Njegov mehanički računar je mogao ponavljajući operacije sabiranja i oduzimanja, da obavlja deljenje i množenje brojeva.)

35

- Diferencna mašina, 1822. godine, (konstruktor je bio Č. Bebidž i od njega je potekla ideja o digitalnoj računskoj mašini sa memorijom, koja je trebalo da bude potpuno mehanička.)

- Telegraf, 1844. godine,- Logička algebra, 1850. godine,- Telefon, 1876. godine,- Bušene kartice, 1885-1891. godine,- Komercijalne mašine za sabiranje, 1888. godine,- Magnetofon (telegrafon), 1898. godine,- Elektronske cevi, 1884.godine,- Formulacija teorijskih mogućnosti računarske logike i informacione

teorije, 1936 godine,- Koncept unutrašnjeg programiranja, 1945. godine,- Tranzistor, 1948.godine,- Koncept mikroprogramiranja, 1951.godine.

2.5. TERIJSKI OSNOVI RAČUNARA

Najvažnije oblasti koje su predstavljale osnovu za pronalazak i realizaciju elektronskih računara su:

Bulova algebra. Bulova algebra predstavlja osnovni matematički aparat koji se koristi pri projektovanju elektronskih računara. Mogućnosti primene aparata Bulove algebre u telefonskim automatskim sistemima i računskim uređajima primenilo je više autora (Klod Šenon, Cuze, Šestakov, Nakasima i Hanzava, Piš i mnogi drugi).

Binarna aritmetika. Prvi pisani dokument sa korišćenjem binarnog brojnog sistema potiče iz 1679. godine od Lajbnica, da bi tek 1936. godine bio ponovo aktueliziran. tj. binarna aritmetika je počela aktivno da se koristi tek kada je uočena njena veza sa Bulovim funkcijama i dva stanja elektromagmetnih relea, a kasnije elektronskih kola.

Digitalna elektronska kola. Digitalno kolo ili logički element je bilo koje elektronsko kolo koje funkcioniše diskretno; na koje se dovode ulazni signali iz konačnog skupa vrednosti, i iz koga se dobijaju izlazni signali iz skupa vrednosti koje predstvaljaju funkciju ulaznih signala.

Diskretno predstavljanje informacija. Podatak je predstavljen u diskretnom obliku ako je zadat pomoću odvojenih elemenata, kao što su znaci ili pomoću prekidnih fizičkih veličina koje imaju samo određene, odvojene vrednosti.

36

Teorija algoritama. Algoritam je tačan, konačan opis opšteg postupka koji definiše način rešavanja nekog problema primenom elementarnih koraka ili pravila obrade (transformacije). Algoritam omogućava mehaničko (automatsko) rešavanje problema (bez obzira da li ga izvršava čovek ili mašina).

Apstraktni automati. Počeci automata, odnosno principa na kojima oni počivaju, nalaze se još u dalekoj istoriji čoveka. Pronađeni su neki primitivni automati i mehaničke naprave koji i danas zadivljuju svojim genijalnim rešenjima, a njihovi konstruktori pripadaju najstarijim civilizacijama. U opštem slučaju termin automat označava uređaj koji po zadatom programu, bez neposrednog učešća čoveka, izvršava sve operacije dobijanja, transfomacije, prenosa i korišćenja energije, materijala i informacija.

37

3. OSNOVNI POJMOVI ARHITEKTURE RAČUNARSKOG SISTEMA

3.1. RAČUNARI I NJIHOVA PODELA

Računarski sistem je elektronski uredaj koji deluje pod kontrolom programskih instrukcija memorisanih u sopstvenoj memoriji, koji može prihvatiti podatke, izvršiti aritmetičke i logičke operacije, proizvesti izlazne podatke i memorisati rezultate obrade.

Elektronski računarski sistemi rade po principu koji je postavio Johan Von Neuman (1903-1959). Zalagao se za princip CENTRALNA JEDINICA+PERIFERIJE.

Slika 3.1. Princip računarskog sistema po Von Neumanu

Johan Von Neuman je predložio potpuno novu koncepciju računara koja se sastojala u sledećem:

1. Odvajanje programa od mašine tj. čuvanje programa u memoriji i to u binarnom obliku, odakle se mogu koristiti niz instrukcija kojima se izvršava neki zadatak (do tada se svaki novi zadatak unosio preklapanjem prekidača i relea na samom računaru ili na kontrolnoj tabli).

2. Podaci se kao i programi smeštaju u memoriju na posebne lokacije i odatle uzimaju po potrebi programskih instrukcija. Rezultati obrade se smeštaju takođe u memoriju računara a iz nje na neku perifernu jedinicu za trajni zapis.

3. Razdvajanje ulaza, obrade, skladištenja i izlaza podataka-semantički skupovi podataka pretvaraju se u mašini u čitljivu (binarnu) formu nakon čega se obrađuju nakon čega se ponovo pretvaraju u čitljiv skup semantičkih znakova.

4. U delu obrade, razdvajanje matematičko-logičkih procesa i procesa kontrole i upravljanje tokovima procesa.

38

Slika 3.2. Model računara po Von Neumanu

To znači da računarski sistemi izvršavaju tri osnovne funkcije: obradu podataka, memorisanje podataka i prezentovanje podataka.

Slika 3.3. Arhitektura računarskog sistema

Sama arhitektura računara je pretrpela vrlo malo izmena i čine je sledeći elementi:

- centralna jedinica (u širem smislu, tj. Kućište i svi elementi matične ploče),

- ulazne jedinice,

39

- izlazne jedinice,- eksterna memorija i - komunikacioni uređaji

Danas su u primeni računarski sistemi različite arhitekture, složenosti i oblasti primene. Jedna od osnovnih podela računara je podela prema sledećim kriterijumima:

- funkcionalne magućnosti procesora,- osobine operativne memorije,- brzina izvršenja naredbi,- efikasnost ulaznoizlaznih naredbi,- pouzdanost sistema,- raspoloživost softvera,- cena računara.

Prema povećanju snage mikorprocesora, odnosno prema mogućnostima obrade i ceni računari se dele na:

- makroračunare,- miniračunare,- mikroračunare.

Makroračunari predstavljaju integraciju najsnažnijih performansi računarske tehnike i tehnologije. Primenjuju se u oblastima gde je potrebno obraditi veliki obim podataka sa relativno složenim procedurama. Takve oblasti su na primer upravljanje poslovnim sistemima i naučno tehnička istraživanja.

Miniračunari su više specijalizovani računari, nemaju tako jake performanse, ali im je cena pristupačnija. Koriste se kao:

- interaktivni sistemi sa vremenskom podelom,- periferni i telekomunikacioni računari velikih kompjutera,- računari u sistemima za obradu podataka,- telekomunikacioni koncentratori,- poslovna obrada podataka u manjim preduzećima.

Vremenom izlaze iz upotrebe jer ih zamenjuju mikroračunari, sa sve boljim performansama.

Mikroračunari su računari zasnovani na mikroprocesoru. Za razvoj mikroprocesora zaslužan je razvoj poluprovodničke tehnologije koja omogućava da se na jednoj pločici poluprovodničkog kristala milimetarske zapremine, nađe stotine hiljada sklopova koji obezbeđuju funkcionisanje računara.

40

Prema načinu predstavljanja podataka računari se dele na:

- elektronske računare koji operišu podacima u diskretnom obliku (digitalni),

- elektronske računare koji operišu podacima u kontinualnom obliku (analogni),

- hibridni.

Elektronski računari neprekidnog dejstva (ulazni podaci u kontinuitetu) se zovu još i analogni računari. Ulazni podaci za ove računare predstavljaju se u vidu vrednosti neke fizičke veličine, koje se menjaju kontinualno. Loša strana ovih računara je to što nisu toliko tačni kao digitalni, ali su zbog svoje veoma velike brzine rada bolji od digitalnih i naročito su primenljivi kao upravljačke mašine u mnogim sistemima automatskog upavljanja i to tamo gde je potrebno imati rešenje praktično u onom trenutku kada je problem nastao.

Elektronski računari diskretnog dejstva nazivaju se numerički ili još češće digitalni računari. Ovi računari operišu brojkama a proces rešavanja zadataka na digitalnim mašinama se deli na odvojene elementarne operacije: sabiranje, oduzimanje, delenje, množenje itd. Realizacija i predstavljanje vrednosti brojki vrši se uz pomoć raznih elemenata, koji mogu samostalno ili u kombinaciji da ostvare neophodan broj stabilnih stanja, od kojih svaki predstavlja određeni simbol brojnog sistema za koji je računar konstruisan (naprimer, ako računar radi sa binarnim brojnim sistemom, onda se koriste elementi koji mogu da ostvare dva stabilna stanja).

Digitalni računar se zbog toga što rešava zadatke različite prirode iz različitih oblasti zove još i univerzalni elektronski računar. Međutim, ako je predviđeno da digitalni računar vrši samo određene operacije, u njega se ugrađuju tzv. čvrsti programi, koji se ne mogu menjati, i tada se takav računar naziva specijalnim.

U digitalnom računaru se svaki zadatak razlaže na više operacija, a svaka operacija i svaki postupak u okviru jedne operacije se izvršava na odgovarajuću komandu. Niz komandi i operacija, zajedno sa redosledom izvršavanja komandi, odnosno operacija, predstavlja program.

Pored ove dve vrste računara postoje i tzv hibridni računari. Oni se dobijaju povezivanjem analognih i digitalinih računara. Hibridni računari objedinjuju dobre strane analognih i digitalnih računara u upravljanju tehnološkim sistemima.

41

RAČUNARSKI SISTEMDelovi računarskog sistema: Hardware (fizički sklopovi, mašinska podrška) Software (programska podrška) Netware (mrežna podrška) Lifeware (ljudska podrška) Orgware (organizaciona podrška)

SOFTWARE Sistemski (operativni sistem, pomoćni i uslužni programi) Aplikativni Mrežni Programski alati (alati za razvoj softvera)

LIFEWARE Profesionalcio Za razvoj i održavanje

Hardvera-sistem inženjeri Softvera-programeri, organizatori Organizaciju i kontrolu rada-administratori Unos podataka-operateri

Korisnici

ORGWARE Organizacija IS (IS kao model poslovnog sistema) Organizacija radnih mesta u IS Organizacija programa Organizacija podataka i informacija

PARAMETRI PO KOJIMA SE ODREĐUJU KARAKTERISTIKE RAČUNARA

Tip CPU i veličina procesnih registara

HARDWARE ZADATAK

ULAZNI PODSISTEM

Prikupljanje podataka i konverzija u formu pogodnu za obradu

PROCESNIPretraživanje, interpretacija, usmeravanje i izvršavanje programskih instrukcija

MEMORIJSKI Smeštaj i čuvanje programa i podataka

IZLAZNIPrikaz podataka i informacija u korisniku odgovarajućem obliku

MREŽNI Prenos i usmeravanje podataka i informacija

42

Količina interne memorije Kapacitet i brzina eksternih memorija Brzina prenosnih i izlaznih uređaja Brzina obrade (miliona instrukcija u sekundi-MIPS) Broj korisnika koji istovremeno mogu koristiti računar

TIPOVI RAČUNARSKOG SISTEMA Veliki računarski sistemi (mainframes), podržava zahteve obrade

velikog broja korisnika i profesionalaca istovremeno Miniračunarski sistemi-podržava zahteve obrade nekoliko

desetina korisnika Mikroračunarski sistemi-relativno mali, opštih namena

računarski sistemi

PARAMETAR MIKRO MINI MAINFRAME

Registri 16, 32, 64 bita 32, 64 bita 64, 128 bitaMemorija >64 MB >128 MB >1GBEksterne memorije

>4 GB >100 GB >1 TB

Brzina obrade >10 MIPS >100 MIPS >1000 MIPSBroj korisnika 1-100 3-200 50-1000

Troškovi <10000$10000-

100000$100000-

5000000$

FAZA ULAZA prikupljanje podataka u formi dokumenata ili verbalnih iskaza,

instruiranje računara za početak aktivnosti unosa unošenje podataka preko tastature ili miša u jedinice koje

prihvataju podatke u mašini razumljivom obliku kontrola prikupljanja podataka i procesa ulaza

FAZA OBRADE (PROCESNA FAZA) aritmetičke operacije klasifikacija podataka sortiranje logičke operacije

FAZA IZLAZA priprema izlaznih informacija za distribuciju distribucija informacija pregled i analiza informacija, pisanje izveštaja i donošenje

odluka

43

ČUVANJE PROGRAMA, PODATAKA I INFORMACIJA memorisanje podataka na nosioce u računaru podesnoj formi održavanje datoteka i nosioca podataka

3.2. STRUKTURA I ORGANIZACIJA HARDVERA

Hardver (Hardware) čine svi materijalni delovi (mehanički, elektronski i magnetni sklopovi) kompjuterskog sistema koji su međusobno povezani ili funkcionalno usklađeni.

Obzirom da postoji čitav niz uređaja i jedinica različite namene, koje čine hardver, to se i njihovo međusobno povezivanje ostvaruje posebnim sistemima veza tj. komponentama koje nazivamo “interfejs”.

Osnovni zadatak interfejs – a je u omogućavanju hardverske i softverske kompatabilnosti centralne i U / I jedinica kompjuterskog sistema. Postoje dve osnovne vrste interfejsa i to:

- serijski interfejs, koji kodirane znakove prenosi bit po bit,- paraleleni interfejs, koji kodirane znakove prenosi paralelno tj.

istovremeno.

Na slici 3.4. data je temeljna struktura hardvera pri čemu se interfejsi uspostavljaju između:

- komunikacijskog kanala i U / I jedinica (tj. kontrolera U / I jedinica),- komunikacijskog kanala i procesora,- kontrolera U / I jedinice i samih U / I jedinica.

Slika 3.4. Temeljna struktura hardvera kompjuterskog sistema

44

Različiti pristupi i autori dovode nas pri tome do potrebe da terminološki preciziramo one pojmove hardvera koji se često nazivaju i identifikuju. U tom smislu:

- Komunikacijski kanal (slika 3.5.) je sinonim za ulazno – izlazni kanal. Obzirom da ima više vrsta U / I kanala, sa različitim funkcijama, isti će u daljem tesktu biti predmet našeg posebnog razmatranja,

- Spoj upravljačke i aritmetičko – logičke jedinice, često se označava pojmom “centralni procesor”, koji zajedno sa glavnom, odnosno operativnom memorijom čini centralnu jedinicu,

- Kontroler perifernih U / I jedinica kao deo tj. element hardvera uspostavlja se uvek kada imamo više U / I jednica čiji rad treba sinhronizovati i povezati sa komunikacionim kanalom (skraćeno: kanal). Slika 3.5. u tom smislu ukazuje da kanal i kontroler nisu ni u kom slučaju sinonimi.

Slika 3.5. Organizacija funkcionisanja komunikacionog kanala

Posmatrajući sa funkcionalnog stanovišta, može se (u skladu sa slikom 3.4.) konstatovati da su osnovni elementi hardvera:

- Komunikacioni kanali,- Glavna ili operativna memorija,- Upravljačka (kontrolna) jedinica,- Aritmetičko – logička jedinica,- Ulazno – izlazne jedinice.

3.2.1. BLOK SHEMA I PRINCIP RADA RAČUNARSKOG SISTEMA

Računarski sistem čine složeni uređaji sastavljeni od više pojedinačnih funkcionalnih blokova nazvanih funkcionalne jedinice (ili organi) računara:- memorija (unutrašnja i spoljašnja, a za rad, čuvanje rezultata rada...),

45

- procesor (obradne – aritmetičke jedinice i upravljačka jedinica),- ulazne, izlazne i druge U/I jedinice (za unos podataka i programa).

Sledi globalni tok informacija i podataka unutar računara, slika 3.6. uz komentar:

Slika 3.6. Blok shema rada računarskog sistema

(1) - upravljačka informacija za preuzimanje programa i podataka,(2) - program i podaci se prenose u memoriju računara,(3) - upravljačka naredba (iz programa koji se nalazi u memoriji) kojom se određuje: nad kojim brojnim podacima izvršiti aritmetičku operaciju i gde u memoriji smestiti rezultat obrade,(4) – unos podataka u aritmetičku jedinicu (sabirač / oduzimač)(5) – naredba za izvršavanje aritmetičke operacije,(6) – izveštavanje upravljačke jedinice o izvršenoj aritmetičkoj operaciji,(7) – prenos rezultata u memoriju računara,Time je izvršena jedna aritmetička operacija nad brojnim podacima u memoriji i rezultat smešten u memoriju. Posle ovoga računar ponovo iz programa dobija informaciju šta dalje treba da radi (3), itd., dok se program ne izvrši. Sledi:(8) – prenos rezultata obrade u izlaznu jedinicu (najčešće štampač) uz naredbu upravljačke jedinice, a preko U/I kanala i kontrolera i

46

(9) – završna operacija – prenos rezultata obrade u izlaznu jedinicu uz programske instrukcije i na eksterni medij (papir, mikrofilm, magnetni medij...).

Vidi se da u računarskom procesu postoji stalna komunikacija između memorije, upravljačke i aritmetičko-logičke jedinice. Komunikacija čoveka i centralnog dela računara odvija se preko ulaznih i izlaznih, tzv. “perifernih” jedinica. U toku rada računara, čovek interveniše preko upravljačkog pulta.

Periferne jedinice i spoljašnja memorija su najsporiji, unutrašnja memorija dosta brža (na primer, 1000 puta), a procesor najbrži. Pojednostavljeno gledano suština računarskog sistema nalazi se u kućištu tipa desktop ili tower sa napajanjem u kome je smeštena matična ploča.

Kućište tower (kula) obično se izrađuje kao mini, midi, medium i big.

Matična ploča sadrži:

- mikroprocesorski čip- memoriju- portove- slotove

Slika 3.7. Matična ploča

47

Matična ploča predstavlja štampanu ploču na koju se priključuje većina ostalih komponenata računara. Na nju se preko različitih konektora priključuju procesor, memorija, periferijski uređaji ili kartice (modemi, grafičke ili TV kartice i slično). Savremene matične ploče se standardno isporučuju sa ugrađenim čipestom (između ostalog sadrži i disk kontroler) i BIOS-om.

PREGLED

Podela računara

Iako je u praksi prisutno više različitih kategorizacija računara, u nastavku će biti prikazana podela računara u odnosu na njihovu valičinu, odnosno snagu, bez obzira da li se radi o računarima koji su namenjeni da samostalno funkcionišu, ili se radi o računarskim procesorima koji su sastavni deo nekih drugih uređaja sa posebnom namenom. U tom svetlu, danas razlikujemo sledeće tipove računara:

superkompjuteri, mejnfrejm računari, radne stanice, personalni računari, mrežni računari i mikrokontroleri.

Superkompjuteri

Za računare iz ove grupe ta brzina se izražava u teraflopima (teras – trilion, odnosno 1012, i FLOP – Floating Point Operations per Second, operacije sa pokretnim zarezom u sekundi).

Mejnfrejm (mainframe) računari

Mejnfrejm računari predstavljaju slabiju varijantu superkompjutera. Oni su zapravo do 60-ih godina XX veka bili jedini postojeći tip računara. Zbog toga se oni uvek vezuju za centralizovanu arhitekturu automatizovanog informacionog sistema, koja je u tom periodu bila jedino poznata.

Radne stanice

Radne stanice su se pojavile ranih 1980-ih, kada su već postojali personalni računari, ali nisu bili dovoljno moćni da podrže određene korisničke zahteve. Krajem 1970-ih godina, na tržištu

48

je, u odnosu na personalne računare, prva stepenica ka većim performansama bio mejnfrejm.

Radne stanice se najčešće koriste u naučnom radu, za izvođenje matematičkih proračuna, u inženjerstvu, gde se pojavljuju kao nosioci softvera CAD/CAM (Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing), za automatizaciju projektovanja i izrade mašinskih sklopova, automobila, brodova, aviona...

Pesonalni računari

Najpoznatiji tip računara su personalni računari, ili PC (Personal Computer), ako koristimo skraćenicu preuzetu iz engleskog jezika. Njihova pojava je vezana za kraj 1970-ih godina.

PC AT (procesor 80286) PC 386 PC 486 i na kraju (za sada), PC Pentium, sa svojim varijantama od Pentium 1 do

Pentiuma 4

Druga važna podela razlikuje sledeće vrste personalnih računara: desktop PC, tauer PC, personalni računari (laptop, noutbuk) i PDA (palmtop i hendheld).

Desktop PC

Desktop PC se još naziva i stoni personalni računar, ali je ipak u praksi mnogo češće u upotrebi naziv desktop, preuzet iz engleskog jezika.

Tauer PC

Kod ovih računara kućište je vertikalno postavljeno (tower - kula).

Prenosni računari

Pojavili su se na tržištu (početkom 80-ih godina XX veka) u obliku personalnih računara, odnosno laptop (lap –krilo, kod ljudi, top - vrh) ili noutbuk (notebook - beležnica).

PDA – ( Personal Digital Assistant )

Računari najmanjih dimenzija se nazivaju PDA, što bi u prevodu, koji se u praksi ne koristi, značilo personalni digitalni pomoćnik. PDA uređaji se mogu podeliti u dve

49

osnovne grupe: palmtop (palmtop – na dlanu) i hendheld (handheld – u ruci) računare.

Hendheld PDA su nešto većih dimenzija i obično imaju neki oblik vrlo male tastature.

Palmtop su manji PDA uređaji i umesto tastature koriste ekran osetljiv na dodir ili svetlosnu olovku.

Mrežni računari (network computers)

Mrežni računari predstavljaju pojednostavljenu verziju personalnih računara, koji mogu kao takvi da funkcionišu zahvaljujući tome što preuzimaju određene računarske resurse putem mreže.

Sa hardverdskog stanovišta radi se o računarima koji su najčešće bez disketne jedinice, diska ili CD čitača. Budući da nemaju uređaj za eksternu memoriju, mrežni računari nemaju na sebi ni softver.

Mikrokontroleri (microcontrollers)

Mikrokontroleri predstavljaju posebnu grupu u okviru klasifikacije računara po tipovima budući da oni nikad ne mogu samostalno da obavljaju svoju funkciju, nego samo kao podsistem nekog većeg sistema.

50

4. MIKROPROCESORI I MIKRORAČUNARI

Savremena mikroelektronska tehnologija omogućila je izradu integrisanih elektronskih komponenti sa ogromnim brojem elektronskih elemenata. Ovakav elektronski sklop je poznat pod nazivom čip. To je omogućilo da se pojedine komponente elektronskog računara izrade u vidu jednog čipa. Početkom 70 – tih godina najpre je razvijena aritmetičko–logička jedinica na jednom čipu a potom dolazi do realizacije celog procesora na jednom čipu. To znači da je u tom čipu povezana aritmetičko – logička jedinica i upravljačka jedinica u formi procesora. Takav procesor se zove mikroprocesor. Elektronski računar koji se bazira na mikroprocesoru je mikroračunar. Kod mikroračunara procesor i operativna memorija je izgrađena u vidu čipova.

Uopštena arhitektura mikroprocesora data je na sledećoj slici:

Slika 4.1. Uopštena arhitektura mikroprocesora

4.1. RAZVOJ MIKROPROCESORA

Pod pojmom mikroprocesora podrazumeva se jedno integrisano kolo na kome je realizovana centralna procesorska jedinica koja neposredno upravlja procesom obrade i uzajamnom komunikacijom svih ostalih delova računara. Proces dekodira i inicira rad perifernih uređaja, prihvata i obrađuje zahteve koji dolaze od drugih jedinica računara i iz okruženja i dr.

51

Mikroprocesor je u svom razvoju prošao kroz veliki broj mutacija i pokušaja da se promenama postigne bolje rešenje. U istoriji ljudske delatnosti se ne pamti da je za tako kratko vreme ostvaren toliki napredak u podizanju performansi kao kod mikroprocesora.

Istorija mikroprocesora je kratka, ali veoma burna. Prvi mikroprocesor je nastao 1971. godine u poznatoj firmi “INTEL”, i poznat je pod imenom Intel 4004. Ovaj mikroprocesor je sadržao oko 2300 tranzistora i bio je četvorobitni (mogao je da obrađuje podatke u grupama od po četiri bita).

U sledećim godinama, dimenzije kompjutera i njegova cena su se smanjivale, a rasla je brzina i pouzdanost rada, uz stalno unapređivanje arhitekture.

Godinu dana nakon toga INTEL proizvodi i osmobitni mikroprocesor poznat pod imenom Intel 8008. Ovaj mikroprocesor je sadržao oko 2900 tranzistora. Mikroprocesori 4004 i 8008 su predstavnici prve generacije mikroprocesora i oni su najavili pravac u kome će se dalje intenzivno razvijati računarstvo.

Prvi predstavnici osmobitnih mikroprocesora nastali su 1974. godine, kada je INTEL proizveo mikroprocesor 8080, a savršeniji model je nazvan 8085. Poznatiji osmobitni mikroprocesori su: MSC6502 čiji proizvođač je MOS Technology, a nastao je 1975. godine, zatim Z80 kojeg je proizveo ZILOG 1976. godine. Motorola je 1979. godine proizvela savršeniju verziju osmobitnog procesora od MC6800 i nazvala ga MC6809. Ovaj mikroprocesor se po svojim svojstvima približava šesnaestobitnim.

Opšta karakteristika prvih osmobitnih procesora je oko 5000 tranzistora na kristalu koji mogu da obavljaju najvažnije funkcije procesora tadašnjih velikih računara.

Nakon osmobitnih, pojavljuje se generacija šesnaestobitnih mikrorpocesora. To su mikroprocesori koji mogu da obrađuju podatke u grupama od po 16 bita. Kod njih je postignut 5 – 10 puta veći stepen integracije, a brzina im je povećana 5 – 20 puta u odnosu na 8 – bitne. Tek sa pojavom 16 – bitnih mikroprocesora, dostignute su mogućnosti procesora velikih računara. Postignute brzine rada bile su značajne, a i znatno je povećan memorijski prostor koji je mogao da adresira mikroprocesor. Mogu se razlikovati dva pokoljenja šesnaestobitnih mikroprocesora. Prvo pokoljenje čine oni koji su nastali do 1983. godine, dok je drugo pokoljenje nastalo 1983. godine. Poznatiji predstavnici iz prvog pokoljenja su TMS 9900 iz 1976. godine čiji je proizvođač Texas Instruments, zatim Intel – ov i8086 nastao 1978. godine, Motorolin MC 68000 iz 1980. godine itd. Predstavnici drugog pokoljenja su Intel – ov 80286, Motorolin MC 69010 i Ziligov Z 8003.

52

Deset godina nakon nastanka prvih mikroprocesora, najavljena je nova generacija. 1982. godine pojavili su se prvi 32 - bitni mikroprocesori čiji proizvođači su bili National Semi Conductor i Hewlett – Packard. Ubrzo i drugi proizvođači izbacuju na tržište 32 - bitne mikroprocesore. Motorola je 1984. godine proizvela MC 68020, a Intelov odgovor bio je mikroprocesor i80386. Ubrzo se pojavljuje Motorolin mikroprocesor MC 68030. Ova dva proizvođača već tada su se izdvojila kao dva najveća proizvođača mikroprocesora na svetu.

U razvoju 32 – bitnih mikroprocesora mogu se takođe razlikovati nekoliko pokoljenja. Drugo pokoljenje, obeležili su Intel – ov i80486, nastao 1989. godine i Motorolin MC 68040 koji se pojavio približno u isto vreme.

Kod svakog pokoljenja 32 – bitnih mikroprocesora uvećavao se stepen integracije. Kod prvog pokoljenja taj broj je bio oko 500 000 tranzistora na kristalu, a već kod drugog od 1.2 – 1.5 miliona na jednoj kristalnoj pločici. Sa svakim novim pokoljenjem redovno su poboljšavane opšte karakteristike mikroprocesora. Značajno se uvećavala brzina rada kao i prostor koji može adresirati mikroprocesor. Međutim, najvažniji pravci poboljšanja kod 32 – bitnih mikroprocesora bili su: ugrađivanje i uvećavanje brzih tzv. keš memorija, uvećanje broja operacija koje su se mogle izvršavati paralelno i rad sa tzv. virtuelnim memorijama.

Treće pokoljenje obeležio je Intel – ov mikroprocesor Pentium koji je nastao kao proizvod dve protivrečne težnje:

- da se očuva kompatabilnost sa mikroprocesorima familije 80x86 i omogući dalje korišćenje softvera za PC računare i

- da se napravi bitno novi mikroprocesor, koji bi se oslobodio zastarele koncepcije i najavio novu familiju. Praktično Pentium je plod kompromisa. Proizvođač je odustao od imena i80586 i uveo novi naziv: Pentium.

Pentium sadrži preko tri miliona tranzistora (2.5 puta više od i80486), ima 238 nožica i radi na frekvencijama od 60 MHz – 400 MHz. Pentium ima dve aritmetičko – logičke jedinice koje mu omogućavaju realizaciju superskalarnosti (mogućnost izvršavanja više instrukcija u jednom takt ciklusu). Posebna jedinica se koristi za operacije u pokretnom zarezu. Ova jedinica je znatno usavršena u poređenju sa i80486. Pentium ima 64 – bitnu unutrašnju i spoljašnju magistralu podataka. Keš memorija od 16 KB deli se na 8 KB za podatke i 8 KB za instrukcije. Da bi se očuvala kompatabilnost sa i80x86, zadržan je stari registarski model.

53

Sredinom 1998. godine Intel izlazi sa novom generacijom mikroprocesora, sa Pentium – om II. Postoje tri vrste Pentium II procesora:

- Klamath jezgro proizvedeno u 0,35 mikrometarskoj tehnologiji i radi na 2,8 V. Aspolutni limit radnih sposobnosti je na 330 – 350 MHz.

- Deshutes jezgro je zastupljeno na Pentium II procesorima od 330 – 450 MHz. Jezgro karakteriše prelazak na 0,25 mikrometarsku tehnologiju koja je omogućila spuštanje radnog napona na 2 V, uz drastično smanjenje zagrevanja.

- Mendocino je treća vrsta i razlikuje se od prethodne jer joj je implementirano 128 KB keš memorije. On radi i do 450 MHz.

Godine 1999. Intel izlazi sa novim i znatno bržim procesorom Pentium III. Pentium III je u osnovi Pentium II sa istom sekundarnom keš memorijom od 512 KB i sistemskom magistralom na 100 MHz. Međutim, Pentium III ima ukupno 70 novih instrukcija dizajniranih tako da ubrzaju igre, dodatne module za Internet, grafičke aplikacije i aplikacije za prepoznavanje govora. Pored toga on omogućuje bolje filtriranje slika, trodimenzionalne geometrijske proračune, analize talasnih oblika itd.

Najnoviji Intel – ov čip, Pentium III, ima izvanredne osobine. Ugrađeno je novih 70 naredbi (instrukcija), a brzina je povećana na 500 megaherca, čime se vreme izvršavanja programa sa najvećim mogućim brojem zahteva udvostručuje u odnosu na Pentium II mikroprocesor.

Pentium III preko podrške vrhunske tredimenzionalne (3D) grafike pružiće osećaj učestvovanja uživo u događajima, kao što su upravljanje trkačkim automobilima, okretanje krila aviona u letu, bolni izrazi na licu u igrama itd.

Objedinjavanjem brzine čipa i novih naredbi postižu se, do sada, najpribližnije stvarnosti “žive” i “mrtve” slike, koje se približavaju odlikama TV prikaza. U stvari, u vrhunskim grafičkim mogućnostima “leži zec”. Jedino novi programi ili nova izdanja postojećih, koji su u obzir uzeli 70 novih naredbi, mogu da pruže vrhunski video položaj.

Pentim III predstavlja dalje usavršavnje MMX procesora koji su se pojavili na tržištu u 1997. godini i tada bili odgovor na rastuće zahteve multimedijalnih i telekomunikacionih primera (aplikacije). Pentim III i njegov prethodnik sadrže tzv. SIMD (jedna instrukcija, više podataka) postupak koji omogućava da jedan nalog izvršava isti zadatak nad velikim brojem različitih podataka.

Današnji programi (softver), koji se potpuno okreću grafici, sadrže 3D slike, tako da se pomoću SIMD tehnologije brzo može izračunati njihova geometrija ili prikazati kako ih svetlost iz različitih izvora obasjava, pri čemu

54

se takve slike brzo boje u prirodnim tonovima i prikazuju na ekranu. U toku je osmišljavanje oko 200 novih programa u kojima će se u celini primeniti SIMD tehnologija.

Da bi se priključilo novo pokoljenje dodatnih uređaja (periferije), kao što su digitalni kamkoderi ili kamere, koji zahtevaju veliku brzinu procesora i zamašnu memoriju, u Pentium III računare ugrađeni su IEE 1394 lokalne serijske sabirnice. Ubačeni su, isto tako USB portovi (univerzalne serijske sabirnice) koji su znatno brži od dosadašnjih paralelnih i serijskih RS232, tako da se postojeći i novi dodaci, poput modema, telefona, skenera itd. mogu priključiti.

Što se tiče Interneta, audio i video prenos trebalo bi znatno da se poboljša (brže kodovanje i dekodovanje video klipova sa web – a ). Vrlo je verovatno da će Pentium III svojom povratnom vezom izazivati duboke promene web – a. Sadašnje mašine za pretraživanje, verovatno, preobratiće se iz opisnih u vizuelne “tragače” koji će slikom prikazati ono što tražite. Očekuje se da će čip olakšati telefonske veze i video konferencije, podstičući tzv. direktno (on line) obrazovanje.

Iz prethodnih objašnjenja jasno je da moć leži u audio / video predstavljanju (prezentacija), čime će se premostiti jaz između narastajućih zahteva i mogućnosti sadašnjih ličnih kompjutera, imajući u vidu da jedna slika više objašnjava nego hiljadu reči.

Verovatno je da će Pentium III označiti početak novog doba u elektronskoj trgovini. Ako se proizvod prikaže u 3D grafici, praćenoj animacijom i zvukom, pretpostavlja se da će se kupci lakše odlučiti za kupovinu. Većina kompjutera različitih proizvođača, zasnovanih na Pentium III mikroprocesoru, imaju 128 megabajta RAM – a i hard diskove od 13 do 25 gigabajta, sa DVD – ROM drajvom, 3D grafičkom karticom (sa sopstvenom memorijom) i modemom brzine 46 kilobita u sekundi.

Pentium III radi na 500 MHz, mada je u pripremi i Pentium III na 550 MHz. Ovaj računar je za 11% brži u radu sa poslovnim aplikacijama od računara PII – 450 MHz, i gotovo 17% brži od računara sa procesorom PII – 400 MHz, koji inače imaju zavidne brzine rada.

Trka ka stvaranju procesora koji će biti još bolji i brži se nastavlja, a već se predviđa u 2004. i 2005. godini izlazak procesora koji će raditi na 4 GHz (Gigaherca).

“Intel” je najavio verziju procesora “preskot” koji će raditi na četiri gigaherca, za kraj 2004. godine. Takođe je saopštio da će do drugog

55

tromesečja 2004. godine više od 60 odsto “Intelovih” procesora namenjenih stonim računarima biti neka od verzija “preskota”.

Američka korporacija “Intel” proizvela je 1978. prvi mikroprocesor za PC računare 8086. Četvrt veka kasnije, “Intel” je objavio da je proizveo milijarditi PC procesor. 8086 je imao 29 hiljada tranzistora i radio je na 5 megaherca, dok današnji Pentium 4 sadrži 55 miliona tranzistora i radi na nešto više od 3 gigaherca, pa je barem 600 puta brži od četvrt veka starog “pretka”.

Postavlja se pitanje dokle će se u ovoj tehnologiji izrade procesora povećavati njegove performanse. Do sada je važio tzv. Murov zakon.

Kraj Murovog zakona, početak kvantne ere

Elektronski mudrac i Intelov suosnivač Gordon Mur izrekao je, početkom šezdesetih, svojevrsno tehnološko proročanstvo u koje smo se, i da nismo dovoljno upućeni, uveliko osvedočili: svakih osamnaest meseci mikročipovi će učetvorostručiti moć obrade!

Slika 4.2. Murov zakon

Verno tumačenje Murovog zakona, koji je izdržao vremensku proveru punih 27 godina, u stvari glasi: za deset godina, snaga procesora povećaće se 22 puta, od čega deset otpada na smanjivanje veličine.

Tranzistori, vesnici digitalne revolucije, pojavili su se 1948. godine (izmislili su ih Džon Bardin, Volter Braten i Vilijam Šokli), a potom su 1971. stigli i prvi mikroprocesori. Oni su preuzeli nekadašnju ulogu vodene pare i električne struje. Danas su nezaobilazan zamajac svekolikog tehno-ekonomskog napretka.

Međutim, današnji postupak izrade (fotolitografija) uveliko stremi tehnološkom ćorsokaku, jer se tranzistori tako ne mogu u nedogled smanjivati. Naučnici su već predskazali da se kraj nazire 2010, uprkos blagom usporenju u ostvarenju Murovog predviđanja.

56

Zavirimo li u nesvakidašnji vremeplov, saznaćemo da će se na kraju prvog desetleća trećeg milenijuma prodavati računari s radnim taktom od četiri do šest gigaherca, koji će na svakom kvadratnom centimetru imati sto miliona tranzistora, a to je ukupno nekoliko milijardi, s naponom od svega 0,9 volti. Procesori će se izrađivati u rezoluciji od 70 do 50 nanometara na podlozi od silicijuma prečnika 45 centimetara. Šta je sledeće?

Nedavno je obznanjeno da su Hewlett-Packardovi istraživači smestili 64-bitni memorijski čip na jedan kvadratni mikrometar. Stotine tih jedinica moguće je načičkati na vrh samo jedne ljudske vlasi.

Naravno, moć (kapacitet) skladištenja najnovijeg izuma je malena, ali je to krupan korak u baratanju atomima i molekulima, drugim rečima – u nanotehnologijama. “Osobine i snagu čipova možete kudikamo više da unapredite ako ih izrađujete nanošenjem molekula na površinu”, poručio je Stenli Vilijams, predvodnik kvantnih istraživanja u laboratorijama ove kompanije.

Stručnjaci IBM-a su pre toga razglasili da su usavršili tranzistore od ugljenikovih nano cevi. To su, zapravo, molekuli u obliku cevčica, sastavljeni od atoma ugljenika, debljine jednog nanometra (približno tri atoma). Dakle, 50.000 puta tanji od ljudske vlasi!

Ugljenikove cevčice, kako je najavljeno, trebalo bi za deset do petnaest godina odmene silicijumske čipove, kada silicijumski tranzistori ne budu više mogli da se smanjuju.

Poduhvatom osmišljavanja tranzistora s nanocevima rukovodi Fedon Avouris: “Ugljenikovi materijali su ključni kandidat za zamenu silicijuma kad se dosegne fizička granica današnje poluprovodničke tehnologije, što se očekuje za najviše petnaest godina.”

Pre pet godina, istraživači iz “Velikog plavog” su načinili prvo logičko kolo od tog materijala. “Molekuli će se koristiti u elektronskim napravama da bi oponašali računarsku (binarnu) logiku”, poručuje Džejms Hit, direktor Kalifornijskog instituta za nanosisteme i profesor na Kalifornijskom univerzitetu u Los Anđelesu.

Jedna marketinška kompanija objavila je da su lane u svetu vlade pojedinih zemalja uložile milijardu i dvesta miliona dolara u nanotehnološka istraživanja, a ove godine će verovatno i znatno više.

Nanotehnološki jevanđelisti propovedaju da će rečena tehnologija uroditi većom blagodeti za ljudski rod nego ijedna do sada. A već se, na sva naučna zvona, oglašavaju kvantni kompjuteri koji će, čim dostignu veličinu od 333

57

kvadratnih bita (kubita), izvoditi operacije sa svakim brojem od 1 do 10100

(broj nadmašuje ukupan zbir atoma u kosmosu)! Naime, osamdesetih je legendarni nobelovac Ričard Fejnman uočio svojstva čestica u kvantnom (subatomskom) svetu da istovremeno budu u više stanja i isprepletene tako da kretanje jedne u istom trenu utiče na ostale, što omogućuje stvaranje integralnih kola od pojedinačnih atoma. Biće to kraj Murovog zakona i početak kvantne ere! A šta sledi iza toga?

Na to pitanje se, za sada, ne može odgovoriti, slično onome kada je radoznali vernik pitao svetog Avgustina šta je Bog radio pre nego što je stvorio svet, na šta mu je svetac odgovorio da je spremao pakao za one koji postavljaju takva pitanja. Sadašnja “poslednja granica” u subatomskom svetu su kvarkovi, od kojih su sazdani protoni i neutroni, osnovni sastojci atomskog jezgra. Da bi se oni rastavili, potrebna je energija od 1017 elektronvolti, a za tako nešto potreban je akcelerator veći od Sunčevog sistema!

4.2. STRUKTURA MIKROPROCESORA

Digitalni elektronski računar se sastoje iz dva osnovna dela:

- Centralne jedinice (CPU Central Processing Unit),- BIOS –a .

Centralna jedinica se sastoji iz dva dela (slika 4.3.), a to su:

- procesor,- operativna memorija.

Slika 4.3. Prikaz procesora

58

Procesor je jedinica koja izvršava operacije obrade podataka definisane programom i vrši upravljanje računarskim procesima i interakcijama između pojedinih jedinica računara. Njegova struktura je definisana njegovim funkcijama. Funkcija obrade podataka vrši aritmetičko logička jedinica (ALJ) a upravljanje računarskim procesima vrši upravljačka jedinica (UJ).

Pod arhitekturom mikroprocesora podrazumeva se njegova logička organizacija, a ne hardverska organizacija. Arhitektura mikroporcesora određuje i njegove mogućnosti.

skup registaraopšte namene

skup registara posebne namene podsistem za

sprezanje sa drugim

komponentamaspoljni izvodiaritmetičko –

logička jedinicaupravljačka

jedinica

Slika 4.4. Osnovni delovi mikroprocesora

Osnovni delovi mikroprocesora prikazani su na slici 4.4. na kojoj je prikazan model jednog jednostavnog mikroprocesora, a to su:

- upravljačka (komandna) jedinica,- aritmetičko – logička jedinica,- skup registara opšte namene,- skup registara posebne namene,- podsistem za sprezanje sa drugim komponentama (interface).

Upravljačka jedinica generiše upravljačke signale koji određuju šta i kada pojedine jedinice u mikroračunarskom sistemu treba da obave.

Aritmetičko – logička jedinica obavlja sve aritmetičko – logičke operacije nad podacima u mikroračunarskom sistemu. U okviru ove jedinice često se realizuje pomerački registar koji se koristi za obavljanje pomeračkih operacija.

Skup registara opšte namene koristi se za privremeno smeštanje često korišćenih podataka. Rad sa podacima koji nisu smešteni unutar mikroprocesora oduzima mnogo više vremena u odnosu na rad sa podacima koji su raspoloživi unutar mikroporcesora. Prema tome, osnovni cilj uvođenja registara opšte namene je ubrzanje rada mikroprocesora i oni se

59

mogu posmatrati kao jedan deo memorije koji je realizovan kao brza memorija u okviru mikroporcesora.

Skup registara posebne namene sastoji se iz registara koji su namenjeni obavljanju specijalizovanih operacija i ne mogu se koristiti u druge svrhe.

Podsistem za sprezanje sa drugim komponenetama prilagođava signale mikroprocesora signalima drugih jedinica mikroračunarskog sistema. Prilagođavanje se vrši po fizičkom nivou, u slučajevima da su jedinice unutar mikroprocesora izgrađene u jednoj tehnologiji a druge jedinice u drugoj tehnologiji.

4.3. MODEL MIKROPROCESORA

Mikroprocesor mora da obavlja određeni skup mikrooperacija da bi mogao da izvršava zadatke koji se mogu grupisati u sledeće grupe:

- upravljački zadaci: upravljanje ostalim delovima mikroprocesora i ostalim jedinicama mikroračunarskog sistema.

- podrška izvršavanju instrukcija smešetnih u memoriji: određivanje redosleda i intrepretacija instrukcija.

- izvršavanje operacija definisanih ovim instrukcijama.

- podrška drugim mehanizmima kao što je prekid i slično.

Logička shema jednostavnog mikroprocesora koji je u stanju da izvršava osnovne zadatke prikazana je na slici 4.12.

Slika 4.5. Logička shema jednostavnog mikroprocesora

60

Karakteristike mikroprocesora bitno utiču na karakteristike sistema u celini. U najvažnije karakteristike mikroprocesora ubrajaju se komunikacioni kanal mikroprocesora i njegova brzina.

Komunikacioni kanal obezbeđuje vezu mikroprocesora sa drugim uređajima. Ovaj komunikacioni kanal zovemo magistralom (bus). U komunikacionom kanalu se ostvaruju sledeće komunikacije:

- prenos podataka iz mikroprocesora i unošenje podataka u mikroprocesor. Na ovaj način se obezbeđuje komunikacija mikroprocesora sa operativnom i spoljnom memorijom, kao i sa ulaznim i izlaznim uređajima. Dakle ovo je dvosmerni kanal i zove se magistrala podataka (data bus). Broj bita koji se jednovremeno prenosi ovim kanalom može biti 8, 16, 32 ili 64. Najčešće je ovaj broj određen dužinom procesorske reči. Po ovoj osobini mikroprocesori se dele na osmobitne, šesnaestobitne, tridesetdvobitne i šezdesetčetvorobitne.

- prenos adrese iz mikroprocesora u operativnu memoriju ili neki drugi uređaj. Broj bita u adresi određuje broj mogućih adresa. Broj mogućih adresa čini adresni prostor. Kanal kojim se prenosi adresa iz mikroprocesora u memoriju zove se adresna magistrala (address bus). Dakle, to je jednosmerni kanal od mikroprocesora do memorije ili drugog uređaja koji se pronalazi posredstvom adrese. Broj bita koji se jednovremeno prenose adresnom magistralom je 32, a adresni prostor može imati nekoliko milijardi adresa.

- prenos upravljačkih i kontrolnih signala od mikroprocesora ka uređajima i obratno. Broj ovih signala može biti različit, od jednog do drugog mikroprocesora, i ovo se ne izražava kao posebna karakteristika mikroprocesora. Ovaj kanal se zove kontrolna magistrala (control bus).

Brzina mikroprocesora se izražava u milionima instrukcija u sekundi. Instrukcija može biti na primer sabiranje dva cela broja. Ova jedinica se označava sa MIPS (Milion Instructions Per Second) i kod mikroprocesora se kreće do 100 MIPS – a. Brzina mikroprocesora je složena veličina koja zavisi od više parametara kao što su:

- procesorska reč- učestanost časovnika- interni keš- matematički koprocesor- širina magistrale

Procesorska reč je binarna reč koja istovremeno prenosi i obrađuje unutar mikroprocesora. Dužina ove reči bitno utiče na brzinu izvođenja operacija u mikroprocesoru. Kod prvih mikroprocesora dužina ove reči je bila 8 bita, tj.

61

jedan bajt a zatim je povećana na 16, 32 i 64 bita. Po ovoj osobini mikroprocesori se dele na osmobitne, šesnaestobitne, tridesetdvobitne i šezdesetčetvorobitne.

Časovnik (clock) je elektronsko kolo koje generiše impulse visoke učestanosti kojima se definišu vremenski trenuci kada se šta događa u računaru. Učestanost časovnika bitno utiče na brzinu mikroprocesora, i kreće se od 33 do 300 Mhz. Časovnik mikroprocesora može biti poseban čip ili može biti ugrađen u čip mikroprocesora.

Interni keš (internal cash) je lokalna memorija mikroprocesora. Smisao ove memorije jeste da premosti veliki jaz između brzine mikroprocesora i operativne memorije. Brzina mikroprocesora je nekoliko desetina puta veća od brzine operativne memorije. Zato se između procesora i operativne memorije dodaje posebna brza memorija manjeg kapaciteta. Ako se ova memorija nalazi u mikroprocesoru zove se interni keš, a ako je poseban čip zove se eksterni keš. Kapacitet internog keša je 8 ili 16 kB, eksternog od 32 do 512 kB.

Da bi se povećala brzina aritmetičkih operacija, mikroprocesoru se može dodati i tzv. matematički koprocesor. Sa ovim koprocesorom brzina izvođenja aritmetičkih operacija povećava se oko 6 puta. Matematički koprocesor je poseban čip u računarima PC 386, a u mikroprocesorima PC 486 i Pentiumu je ugrađen u čip mikroprocesora.

Prenos podataka između delova mikroprocesora odvija se preko zajedničkog snopa linija – interne magistrale. Ovim se smanjuje broj linija za prenos podatka s obzirom da se iste linije koriste za sve prenose. Ovakva organizacija mikroprocesora podržava izvršavanje različitih mikrooperacija za prenos podataka sa spoljnjeg snopa linija za podatke, kroz bafere do svih registara: programskog brojača, instrukcijskog i indikatorskog registra i registra opšte namene.

Baferi (buffers) se koriste za razdvajanje unutrašnjih i spoljašnih linija za prenos signala. Za izvršenje binarne aritmetičke ili logičke operacije koristi se prihvatni registar koji privremeno čuva jedan operand. Adresa na adresnu magistralu može se odvesti iz registra PC (programskog brojača) ili iz nekog registra opšte namene (preko unutrašnjeg snopa linija za podatke). Adresa koja se prenosi kroz bafere bira se multiplekserom.

Svaka jedinica ima svoje upravljačke signale koji, radi jednostavnosti logičke šeme nisu prikazani. Pored ovih signala neophodno je da upravljačka jedinica definiše signale za upravljanje:

62

- baferima,- multiplekserima za izbor adrese,- spoljnim jedinicama,- prihvatnim registrima.

Spoljni model mikroprocesora daje se u obliku pravougaonika koji predstavalja mikroprocesor sa skupom spoljnih signala (sl. 4.13.).

Slika 4.6. Spoljnji model mikroprocesora

Sa desne strane pravougaonika prikazane su linije za prenos signala za podatke, adrese i upravljačke signale. Izdvojeno od ostalih upravljačkih signala prikazani su siganli za upravljanje memorijom R i W. Sa leve strane pravougaonika prikazani su signali koji su neophodni za rad mikroprocesora, ali nisu od interesa za povezivanje mikroprocesora sa ostalim jedinicama mikroračunarskog sistema. To su signali za napajanje mikroprocesora, sinhronizacioni signal i signal RESET za prevođenje mikroprocesora u početno stanje. Ovi signali se često izostavljaju sa modela, tako da pojednostavljeni model mikroprocesora izgleda kao na slici 4.14.

Slika 4.7. Pojednostavljeni model mikroprocesora

4.4. PRINICIP RADA MIKROPROCESORA

Problem koji treba da se reši primenom mikroračunarskog sistema svodi se na skup operacija koje sekvencijalno treba izvršiti nad određenim podacima.

63

Kodiranjem ovih operacija instrukcijama iz repertoara instrukcija mikroprocesora dobija se program koji se smešta u memoriju.

Osnovni zadatak mikroprocesora je izvršavanje instrukcija koje definišu operacije koje treba izvršiti nad podacima da bi se rešio neki problem. Kako su instrukcije i podaci smešteni u operativnoj memoriji, spregnuti par mikroprocesor – operativna memorija čini osnovu svakog mikroračunara.

Osnovni način rada mikroprocesora i memorije je razmena informacija: mikroprocesor uzima jednu po jednu instrukciju iz memorije i izvršava operaciju koja je definisana mikroprogramom te instrukcije. Ukoliko treba izvršiti operaciju nad nekim operandom, on se iz memorije prenosi u mikroprocesor gde se izvršava operacija, a dobijeni rezultat prenosi iz mikroprocesora u memoriju, slika 4.15.

Mikroprocesor Memorija

Informacije:- instrukcije- adrese- podaci (operandi i rezultati)

Slika 4.8. Razmena infromacija između mikroprocesora i memorije

Izvršenje programa smeštenog u memoriji sastoji se u cikličnom ponavljanju sledećih koraka:

1. Odrediti adresu instrukcije koju mikroprocesor treba da izvrši.2. Preneti instrukciju iz memorije u mikroprocesor i aktivirati

odgovarajući mikroprogram

Mikroprocesor Memorija

Instrukcija

3. Ako operandi učestvuju u izvršenju instrukcije odrediti adresu operanda i preneti operande u mikroprocesor.

Mikroprocesor Memorija

Operandi

4. Izvršiti operaciju predviđenu kodom operacije.5. Ako se izvršenjem operacije dobija rezultat u obliku operanda,

odrediti adrsu rezultata i preneti rezultat u adresiranu lokaciju.

64

Mikroprocesor Memorija

Rezultat

6. Preći na izvršavanje koraka 1.

4.5. MIKRORAČUNARSKI SISTEM

Mikroprocesor mora da se spregne sa memorijom da bi mogao da izvršava program i obrađuje podatke smeštene u toj memoriji. Zatim, neophodno je povezati mikroprocesor sa ulaznim jedinicama za unos podatka i izlaznim jedinicama za prenos rezultata od mikroprocesora prema spoljnjem svetu.

Na slici 4.16. prikazana je blok shema jednog mikroračunarskog sistema. Osnovna ideja u formiranju mikroračunarskog sistema jeste da se sve jedinice međusobno povežu preko tri snopa linija: za podatke, adrese i upravljačke signale.

Kod ovakvog pristupa neophodno je da su sve jedinice međusobno kompatabilne, što znači da su signali međusobno prilagođeni u logičkom i fizičkom smislu.

Slika 4.9. Blok shema mikroračunarskog sistema

65

Fizičko prilagođenje odnosi se na fizičke signale koji se razmenjuju, njihove vremenske karakteristike (trajanje, vreme uspostavljanja prednje ivice i slično), logičko prilagođenje odnosi se na aktivne logičke nivoe pojedinih signala, značenje signala, način prenosa (serijski ili paralelni) i sl.

Kod povezivanja komponenata snopovima linija projektant mora da zadovolji dva osnovna uslova:

- svaka komponenta mora imati i jednozančno određenu adresu ili skup adresa, i

- u jednom trenutnku samo jedna jedinica može da vrši operaciju upisa na snop linija. Jedna ili više jedinica mogu vršiti operaciju čitanja sa snopa linija.

Očigledno je da se neke ulazne i izlazne jedinice ne mogu direktno spregnuti sa mikroprocesorom zato što ne postoji fizičko i logičko prilagođenje signala. Da bi se ove jedinice efikasno spregnule sa mikroprocesorom proizvođači mikroprocesora izrađuju kola koja se nazivaju kontroleri, a koja imaju ulogu posrednika između ulaznih i izlaznih jedinica mikroprocesora.

Kontroleri sa jedne strane imaju signale koji su u potpunosti kompatabilni sa mikroprocesorom, a sa druge strane imaju signale koji su kompatabilni sa ulazno – izlaznim jedinicama.

Skup integrisanih kola koji uključuje mikroprocesor, memorije, kontrolere i druga kola koja su međusobno kompatabilna naziva se familijom određenog mikroprocesora.

4.6. NEOBIČNA ISTORIJA NASTANKA LIČNIH KOMPJUTERA

Istorija personalnih računara počela je januara 1975., kada je tržištu ponuđen model Altair 8800. taj prvi PC je koštao 421 dolar, a sa montažom i softverskim podešavanjima 621 dolar.

U tehničkom smislu, prethodnik prvog personalnog kompjutera bio je takozvani “mehanički mozak” – Simon, koji je bilo mogiće “sastaviti” od više zasebnih delova. U komercijalnom smislu, međutim, Altair je prvi pravi PC.

Kao i mnoge druge značajne pojave u istoriji, personalni kompjuter ima zanimljiv početak. Za njegovu pojavu zaslužan je biznismen Ed Roberts iz Novog Meksika.

66

Zapravo, personalni računar je bio nus pojava Edove očajničke borbe da sačuva od bankrota svojukompaniju MITS, koja je banci dugovala četvrtinu miliona dolara.

Neuspešan u prodaji sitnih naprava na struju, poput kalkulatora, Roberts je krenuo u zadnji pokušaj kako bi preokrenuo poslovnu situaciju.

On je, naime došao na ideju da prodaje sklopljen kompjuter baziran na tek napravljenom čipu Intel 8080. Sa tom idejom se obratio redakciji “Popular elektroniks magazina”, koja je odlučila da medijski pomogne njegov posao.

Ed je dogovorio sa Intelom da mu procesore prodaju po ceni od 75 umesto 360 dolara, koliko su koštali na tržištu. Roberts je celokupnu mašinu mogao da ponudi kupcima za 397 dolara, a uz spoljne troškove cena je bila veća za dvadesetak dolara.

Verovao je da će godišnje prodavati do 200 komada Altaira, kome je ime dala njegova kćerka po zvezdi iz popularne televizijske serije “Zvezdane staze”.

Međutim, već u danu kada je izašao tekst u novinama, Roberts je prodao prvih 200 računara. Kupci su slali čekove za robu na neviđeno. Ubrzo, broj porudžbina je dosegao desetine hiljada.

Zaluđenici iz svih krajeva Sjedinjenih Država su dolazili na parking ispred Edove firme kako bi lično preuzeli svoj kompjuter. A šta su dobijali: gomilu hardverskih komponenti koje su mogli da sastave samo inženjeri. Memorijski kapacitet je iznosio tek 256 jedinica. Nije bilo monitora, tastature, a ni programa.

Budući vlasnici su sami pravili softver uz pomoć programskog jezika Basic. Njihov Altair nije mogao da uradi gotovo ništa u poređenju sa današnjim računarima, ali je doživeo izuzetnu popularnost. I drugi proizvođači su se uključili u borbu za persprktivno tržište sa svojim modelima. Zenit, Epl-computer, Northgejt, Zeos i Komodor su činili veliku petorku proizvođača, a danas još radi samo Epl-kompjuters, koji je u 2001. bio na devetom mestu po obimu proizvodnje.

Naročit bum u prodaji personalnih kompjutera se dogodio 1981. kada je IBM tržištu ponudio svoj prvi kompletan računar, koji je bio namenjen za primenu u poslovne svrhe. Te godine, broj računara je porastao sa 609 hiljada na 1,6 miliona.

Od tada, izuzev 1985. i 2001. prodaja kompjutera je godišnje rasla dvocifrenim procentom. Krajem 2003. prodato je u svetu jedna milijarda i dve stotine miliona personalnih kompjutera.

67

Od sredine sedamdesetih, kada se pojavio koncept personalnih računara, njihova prodaja je doživljavala uspone i padove. Analitičari, međutim, kažu da će dve milijarditi kompjuter biti prodat već za nekoliko godina, najverovatnije 2007. ili 2008.

Tome doprinosi usavršavanje kompjutera i smanjenje cena, neprestani razvoj interneta, ali i spremnost da udovolje sve većim zahtevima probirljivih kupaca. Statistika kaže da gotovo 75 odsto personalnih računara korisnici upotrebljavaju u poslovne svrhe, dok ostatak služi za zabavu i druge namene kod kuće.

Otprilike 81,5 procenata personalnih kompjutera su takozvani desktop računari, dakle oni “stoni”. Laptopovi – personalni kompjuteri čine 16,4 odsto ukupnog broja računara, dok 2,1 procenata otpada na servere.

Najveći broj kompjutera se nalazi u visoko razvijenim sredinama. U Sjedinjenim Državama ih je 465 miliona, što je 38,8 odsto u ukupnom broju. Evropljani poseduju oko 25 procenata, dok računari u azijsko – pacifičkom području čine 11,7 odsto celokupnog broja u svetu.

U Japanu, informatičkoj sili, u upotrebi je 100 miliona kompjutera, što je devet odsto od ukupne količine. S druge strane, u celoj Južnoj Americi korisnici raspolažu sa 50 miliona računara.

PC nekad

- računar je imao jednu matičnu ploču sa mikroprocesorom (čuveni 8088) čiji je radni takt bio 4,77 Mhz (megaherca),

- memorija sa direktnim pristupom (RAM) standardno je imala 16 kilobajta, a već tada se mogla proširiti na čitavih 256 K

- grafički prikaz na ekranu TV monitora omogućavala je video-kartica s četiri boje, u boljem izdanju, a uobičajen je bio crno – beli ekran ili takozvani monohromatski u amber ili zelenoj boji podloge,

- za čuvanje podataka korišćena je disk jedinica koja je mogla da primi 160 kilobajta podataka,

- računar je radio pod operativnim sistemom DOS 1.0 kojeg je sačinio mladi programer Vilijam Gejts,

- kompletan uređaj s ovim karakteristikama koštao je tada oko 3.000 dolara. Praktično je smatran najsavremenijom birotehničkom mašinom.

I pored tolike cene i plana da se u periodu od pet godina proda oko 250.000 komada, 1981. godine u upotrebi je, mahom u SAD, bilo oko 500.000 ovakvih PC računara.

68

Iako su znali da su napravili pravu stvar, tim od 12 inženjera IBM-a, predvođen Vilijamom Louom iz floridskog Boka Rejtona, nije ni slutio kakav će razvoj doživeti njihovo čedo.

Ukratko, otvorena arhitektura (računar je sklopljen iz gotovih komponenti koje je svako mogao naći na tržištu) i neprekidni novi zahtevi korisnika učinili su da se pojave modeli kao što su Junior, 286 XT, 386 AT, 486, PC/2, prvi modeli portabl PC, pentium-586, portabl je postao lap-top, a noutbuk–portabl portabla. Pentijumi dobijaju rimske brojeve, kako su to odredili konstruktori novih mikroprocesora i danas posle dve decenije stiglo se do pentiuma četvorke (IV), a umesto noutbuka (notesa), portabl je postao palmtop, ili džepni računar...

“ATINA” – računar za bolji utisak

Bil Gejts i kompanija “Microsoft” najavili su plan za razvoj nove generacije PC računara u 2004. godini koji će biti stabilniji i lakši za korišćenje, a pritom će ostavljati bolji utisak kod korisnika. Ambiciozan projekat ne bi trebalo da pomogne samo vlasnicima računara već i da dâ podstrek industriji koja trenutno stagnira.

Gejts će zvanično predstaviti svoju ideju na 12. “Windows” konferenciji o razvoju hardvera, pred 2.000 stručnjaka. Eksperti koji kreiraju nove tehnologije biće upoznati kako da usklade razvoj softvera i hardvera.

Kompjuter za demonstraciju novih dostignuća nazvan je “Atina” a zajedno su ga razvili “Microsoft” i “Hewlett-Packard”. “Atina” je PC računar sa ugrađenim telefonom koji je povezan sa “Microsoft-ovim” softverom. Kada kompjuter, odnosno telefon, primi poziv, odgovarajući program automatski na ekranu ispisuje informacije o osobi koja poziva i njenu fotografiju sačuvanu u sistemu.

Gejts će predstaviti i novi točkić za skrolovanje i kombinaciju tastera koji će omogućiti da se uređajima koji rade pod “Windows” operativnim sistemom upravlja jednom rukom.

“Atina” ima 23-inčni ekran sa CD/DVD uređajem ugrađenim u kućište monitora i odlične grafičke mogućnosti. Osim toga, na monitoru se nalaze signalne lampice koje upozoravaju na dolazeći e-mail, telefonski ili video poziv. Dugmad na tastaturi omogućavaju jednostavno odgovaranje na poziv, tekstualne ili e-mail poruke.

69

Usklađivanje razvoja softvera i hardvera moglo bi dovesti do znatno kvalitetnijih računara, ali će istovremeno suziti izbor proizvođačima opreme koji su stavljeni pred izbor da li da slede “Microsoftovo” vođstvo ili da ostanu izvan glavnih tokova. Kompjutere, odnosno hardver i softver, na sličan način razvija kompanija “Apple”, pa mnogi kažu da nije slučajno što Gejtsova “Atina” ima zaobljene ćoškove, providno kućište i veliki displej. U “Hewlett-Packardu” tvrde da je “Atina” konstruisana da bi zadovoljila potrebe krajnjih korisnika, a ne radi mode.

JUBILEJ

U nedelju 12. avgusta 2001. godine navršilo se tačno dvadeset godina od dana kada je IBM svetu predstavio svoj prvi “personal computer” – PC. Inače, IBM nije izmislio PC. Pre njega na toj nepoznatoj teritoriji bilo je samo nekoliko “igrača”, poput kompanija Apple, Tandy, Commodore, Digital, Xerox da nabrojimo samo najznačajnije. Te kompanije su ranih sedamdesetih (1973, Xerox, kompjuter nazvan alto) počele da rade na stvaranju kompjutera koji bi bio dovoljno jeftin i mali.

Sve je krenulo željenim tokom kada je IBM, kao velika informatička kompanija, koja se do tada bavila proizvodnjom mainframe mašina i superkompjutera, odlučila da uđe na tržište koje je do tada bilo zanimljivo samo naučnicima i ljudima koji su se elekronikom bavili kao hobijem.

Dakle, tek kada se time počeo baviti IBM, svi su znali da u tome ima nečega. Tačno godinu dana pre nego što će svoju skraćenicu PC-a izbaciti na tržište, IBM je oformio grupu od 12 inženjera čiji je zadatak bio da naprave ono što je njihov tadašnji menadžment nazvao “personal computer” i dao im samo dve smernice: da bude baziran na Intelovim čipovima i da ga pokreće Microsoft-ov operativni sistem DOS 1.0. Sve drugo morali su sami da smisle. Treće ograničenje koje im je postavio vrh firme bilo je da ne smeju koristiti IBM komponente već delove koji se mogu nabaviti jeftinije kod drugih proivođača. Rok je bio godina dana.

Uprkos tome što je inženjerima sve to bilo više nego novo i što su im šefovi postavili gotovo nemoguće uslove, ta ekipa, koja je vremenom narasla na više od 150 ljudi, uspela je da za samo nekoliko meseci napravi prototip i u roku ga primeni za masovnu proizvodnju. Projekat je tokom prve godine bio tajna pod šifrovanim imenom “Šah”. U trenutku kada su ga predstavili javnosti, marketinški stručnjaci IBM predviđali su da će tokom prvih pet godina uspeti da prodaju najviše 250 hiljada PC. Taj plan su ispunili pre isteka prve godine.

70

Dvadeset godina kasnije IBM prodaje oko 140 miliona kompjutera godišnje. Prvi IBM PC nosio je oznaku 5150. Početna konfiguracija sastojala se od 4,77 megahercnog 8088 Intelovog čipa, 16 kilobajta memorije, imala je 5,25 inčnu jedinicu za diskete kapaciteta 160 kilobajta, nije imala tvrdi disk i prodavala se bez monitora po ceni od 1.565 američkih dolara.

Najskuplja konfigiracija, s tvrdim diskom, printerom i monitorom, koštala je 4.500 dolara. Tadašnji glavni konkurent Apple II imao je cenu od 7.000 dolara. Iako se od samog početka izvrsno prodavao, IBM-ovom PC-u trebalo je nekoliko godina da dostigne poziciju posle koje je počeo da menja svet. Ovaj IBM-ov uspeh podstakao je i druge, pa se u taj posao uključivalo sve više firmi. Godine 1981. proizvodnjom PC-a bavilo se oko 25 kompanija. Dve godine kasnije već ih je bilo više od 100 i na svetskom tržištu su uspeli da zajedno prodaju više od tri miliona kompjutera.

PREGLED

Delovi procesora:

1. Aritmetičko logička jedinica1.1 Aritmetičke i logičke operacije1.2 Prosleđivanje rezultata

2. Upravljačka jedinica2.1. Dekodira instrukcije2.2. Povezuje register2.3. Određuje vrstu operacija

3. Registri procesora3.1. Adresni međuregistar3.2. Međuregistar podataka3.3. Registar instrukcija3.4. Programski brojač3.5. Registar kazaljke steka3.6. Bitovi registra stanja3.7. Niz registara opšte namene

Faze izvođenja instrukcija:

1. Čitanje instrukcije (fetch)1.1. Sadržaj programskog brojača adresni međuregistar1.2. Upravljačka jedinica čitanje instrukcije iz skladišta1.3. Međuregistar podataka registar instrukcija

71

2. Dekodiranje instrukcije (decode)Upravljačka jedinica:

2.1. Utvrđuje operaciju2.2. Povećava sadržaj programskog brojača2.3. Šalje upravljačke signale2.4. Povezuje unutrašnje magistrale2.5. Operande prebacuje u skladište podataka

3. Obavljanje operacija (execute)3.1. Aritmetičko logička jedinica obavlja operaciju i smešta

rezultat u odredište3.2. Vrednost pojedinih zastavica prenose se u registar

stanja

Brzina rada: Višestruke periode takta Iskazuje se u MIPS (Milion Instructions Per Second) Zavisi od brzine prenosa magistrale

Priručno skladište (cache) Dodatno skladište sa informacijama dostupnim procesoru u

svakom trenutku Ubrazava rad procesora Omogučava približavanje procesora maksimalnoj brzini rada

72

5. MEMORIJE RAČUNARA

Memorija je namenjena za prihvatanje, čuvanje (pamćenje, memorisanje) i predaju podataka i programa. Proces unošenja podataka u memoriju naziva se upisivanje, a proces zahvatanja podataka iz memorije naziva se očitavanje (čitanje). Upisivanje i čitanje informacija nazivaju se pristup (obraćanje) memoriji i predstavljaju osnovne operacije u memorijskom podsistemu računarskog sistema.

U svrhu pamćenja informacija koriste se različiti fizički principi. Element fizičke sredine koji služi za pamćenje elementarne informacije (jedinice informacije) naziva se memorijski element. Memorijski element kod savremenih računarskih sistema služi za pamćenje binarnog slova. Memorijski elementi se udružuju u memorijsku ćeliju (lokaciju), koja je namenjena za čuvanje binarne reči (često nazvane i mašinska reč). Upisani podatak u datu ćeliju naziva se njenim sadržajem. Skup memorijskih ćelija naziva se memorijski modul (blok). U datom vremenskom trenutku pristup je moguć samo jednoj memorijskoj ćeliji.

Memorijski modul je najčešće adresibilan. U tom slučaju svakoj ćeliji memorijskog modula se dodeljuje jedan broj iz skupa prirodnih brojeva. Ovaj broj se naziva adresa memorijske ćelije, a da bi se ostvario pristup memorijskoj lokaciji neophodno je postojanje takvih elektronskih kola koja preko adrese ukazuju na datu memorijsku lokaciju. Ova elektronska kola uz elektronska kola koja odreduju da li se radi o upisivanju ili o čitanju sadržaja memorijske lokacije predstavlja upravljačku jedinicu memorijskog podsistema. Upravljačka jedinica memorijskog podsistema, jedan ili više memorijskih modula, kao i sprezne mreže za prihvatanje i predaju informacija predstavljaju memorijski podsistem.

Memorijski modul se može nalaziti u jednom od sledeca tri radna stanja:

- upisivanje informacija u neku ćeliju- čitanje sadržaja neke ćelije- čuvanje (pamćenje) neke informacije.

Čuvanje informacije se sastoji u tome da se parametri sredine ne menjaju, dok se upisivanje informacija sastoji u izmeni parametara elemenata memorijske ćelije. Pri čitanju sadržaja memorijske lokacije vrši se ocena stanja parametra sredine u odabranoj ćeliji. Pri čitanju sadržaja ćelije mora se u ćeliji i dalje zadržati isto stanje da bi se isti sadržaj mogao i kasnije koristiti. U procesu upisivanja sadržaja u datu memorijsku lokaciju njen predhodni sadržaj se uništava.

73

Kod izvesnih tipova memorije prilikom čitanja sadržaja ćelije vrši se i proces čitanja i proces upisivanja iz razloga što se u toku operacije čitanja sadržaj lokacije uništava. Ovakav tip memorija nazivaju se memorije sa destruktivnim čitanjem. Najkraći period koji mora proteći između dva uzastopna obraćanja memorijskom modulu naziva se vreme pristupa. Kod memorija sa destruktivnim čitanjem ovo vreme se naziva i vreme memorijskog ciklusa s obzirom da je neophodno izvršiti i čitanje i upisivanje sadržaja ćelije.

Kapacitet memorijskog modula predstavlja broj memorijskih lokacija, odnosno broj mašinskih reči koje se mogu istovremeno smestiti u modul i izražava se u bitima (b), kilobitima (kb), ili megabitima (Mb) (1 kb = 210 b; 1 Mb = 210 kb = 220 b). Ponekad se kapacitet memorijskog podsistema izražava u bajtima (B), kilobajtima (kB) ili megabajtima (MB) (1 kB = 210 B; 1 MB = 210 kB = 220 kB).

Čest je slučaj da se kapacitet memorijskog modula određuje brojem memorijskih reči N, od kojih je svaka dužine n bita. U slučaju kada je n različito od 8 kažemo da je memorija organizovana po rečima, pa je kapacitet izražen u rečima (W), kilorečima (kW) ili megarečima (MW) (1 kW = 210 W; 1 MW = 210 kW = 220 W). U slučaju kada se u memorijsku ćeliju može smestiti mašinska reč dužine 8 bita kažemo da je memorija organizovana po bajtima. U ovom slučaju dve memorijske lokacije čine polureč, četiri memorijske lokacije čine reč, dok osam memorijskih lokacija čine dvostruku reč.

Pored vremena pristupa i kapaciteta memorijski modul karakterišu i pouzdanost i cena. Pouzdanost se ogleda u tome da memorijski modul očuva svoja svojstva u datom vremenskom intervalu i izražava se verovatnoćom rada bez otkaza. Cena se izražava kako preko cene memorijskog modula u celini tako i preko cene jednog memorijskog elementa (broj novčanih jedirnica/bit).

Jedinstvena klasifikacija memorijskih modula (u cilju poređenja njihovih karakteristika) nije razrađena. Ovu klasifikaciju je mogućno izvršiti sa različitih aspekata, pa je tako mogućno poređenje samo nekih karakteristika.

Sa aspekta pristupa memorijskoj ćeliji razlikuju se memorijski moduli sa:

- sekvencijalnim (serijskim) pristupom- cikličnim (periodičnim) pristupom- slučajnim (proizvoljnim) pristupom

Kod sekvencijalnog pristupa situacija je takva da kada se pristupi ćeliji sa adresom “I” u narednom pristupu je mogućno obratiti se ćeliji sa adresom “I

74

+ 1” ili ćeliji sa adresom “I – 1”. U ovu klasu spadaju memorijske jedinice koje za medijume koriste trake (bušena papirna traka, magnetska traka, fototraka...).

Ciklični pristup predstavlja modifikaciju sekvencijalnog pristupa i ogleda se u tome da se svaka ćelija, nezavisno od potrebe pristupa, periodički nalazi u stanju da joj se može pristupiti. Primeri memorijskih jedinica ovog tipa su jedinice sa rotirajućim medijumom (magnetski bubnjevi, magnetski diskovi, fotodiskovi, ...), kao i memorije realizovane na bazi linija za kašnjenje.

Kod memorija sa slučajnim pristupom (poznatim i pod nazivorn RAM – Random Access Memory) posle pristupa ćeliji sa adresom “I” bez ikakvih ograničenja može se pristupiti ćeliji sa adresom “j”, gde j pripada skupu adresa datog memorijskog modula.

Sa aspekta mogućnosti izmene sadržaja memorijske lokacije moguće je memorije klasifikovati kao:

- promenljive memorije- polupromenljive memorije (poznate i kao PROM – Programmable Read

Only Memory)- stalne memorije (poznate i kao ROM – Read Only Memory)

Kad promenljivih memorija nema ograničenja u pogledu izmene sadržaja lokacija. Kod polupromenljivih sadržaj se ne može menjati normalnim postupkom, već samo posebnim postupcima u laboratoriji. Sadržaj stalnih memorija se formira u toku procesa proizvodnje i ni pod kojim uslovima se ne može menjati.

Dalje memorije se mogu podeliti na:- statičke,- dinamičke.

Kod statičkih memorija koriste se memorijski elementi sa dva stabilna stanja tako da se njihov sadržaj može čuvati praktično neograničeno dugo. Pristup ovim memorijama se po pravilu ostvaruje slučajno. U ovu grupu spadaju memorije realizovane od bistabilnih multivibratora, feritnih jezgara itd.

Kod dinamičkih memorija dolazi do postepenog gubitka sadržaja pa je ovaj sadržaj potrebno povremeno obnavljati (ovde spadaju linije za kašnjenje, kondenzatorske memorije itd).

Po načinu smeštanja sadržaja i pretraživanja memorije se dele na:- adresne (adresabilne),- bezadresne.

75

Većina memorija savremenih računarskih sistema su adresne (adresabilne) memorije. Kod ovih memorija pristup memorijskoj lokaciji se ostvaruje preko adrese. Bezadresne memorije su asocijativne i stek (magazinske) memorije. Kod asocijativnih memorija pristup informaciji sadržanoj u memorijskoj lokaciji vrši se preko sadržaja lokacije (odnosno preko dela sadržaja nazvanog ključ).

Stek memorije se sastoje od skupa registara (R1,R2, ... Rn). Pristup memoriji se uvek ostvaruje preko registra R1 nazvanog i glava steka. Upis podataka se vrši tako da se upis uvek vrši u registar R1 s tim što se prethodno sadržaji registara u steku sekvencijalno pomere iz registra u registar za jedan korak, tako da se sve ranije upisane reči nalaze u registrima čiji je broj za jedan veći.

Rn (Rn1)...R2 (R1)R1 novi sadržaj

Čitanje sadržaja moguće je samo iz registra R1, pri tome se posle čitanja sadržaja registra R1 sadržaji ostalih registara pomeraju sekvencijalno za jedan korak suprotno od pomeranja u procesu upisa. Ovakve memorije se često nazivaju i LIFO (Last In First Out) memorije, za razliku od FIFO (First In First Out) memorija, kod kojih se sadržaj, upisuje u prvi slobodan registar, a čitanje vrši uvek iz registra R1, s tim što se posle čitanja sadržaja registra R1, sadržaj ostalih registara sekvencijalno pomeraju kao kod LIFO memorija.

5.1. STRUKTUIRANJE MEMORIJSKOG PROSTORA

Razvoj računarskih sistema uslovljen je u velikoj meri razvojem memorijskog podsistema (kapacitet, brzina, pouzdanost). Povećanje memorijskog prostora omogućilo je:

- rešavanje problema koji zahtevaju velike obime obrade (različiti matematički modeli, statistički metode, dokumentalistički problemi)

- istovremeno rešavanje nekoliko problema (multiprogramiranje), kada se u memoriji istovremeno nalazi više programa i odgovarajućih skupova podataka što omogućava istovremeno opsluživanje više korisnika.

Povećanje brzine rada memorije dovelo je do povećanja brzine rada računrskog sistema u celini s obzirom da je brzina rada procesora u odnosu na brzinu rada memorije uvek bila desetak puta veća.

Izgradnja celokupnog memorijskog podsistema od veoma brzih memorijskih elemenata (npr. bistabilnih multivibratora) je neopravdana i nepotrebna s

76

obzirom da bi to u velikoj meri povećalo cenu celokupnog računarskog sistema (a i dovelo do smanjenja pouzdanosti). U tom smislu usavršavanje rada celokupnog računarskog sistema direktno je povezano sa usavršavanjem strukture memorijskog podsistema – izgrađivanjem takvog memorijskog podsistema koji bi imao veiliki kapacitet, veliku brzinu, veliku pouzdanost i nisku cenu.

Ovi zahtevi su (kao što je to i inače čest slučaj) kontradiktorni, pa je neophodno tražiti kompromisna rešenja. Ova rešenja su izrađena na osnovu činjenice da u procesu rada računara procesor izvršava instrukciju koja zahteva relativno mali broj podataka iz ukupnog broja podataka koje program obraduje. Ova činjenica je dovela do toga da se u procesu rešavanja problema primenom računara podaci mogu nalaziti u različitim memorijama koje se po svojim karakteristikama mogu značajno razlikovati.

U procesu rešavanja problema podaci se premeštaju iz memorije u memoriju u skladu sa odvijanjem programa. Na ovaj način jedan od pravaca usavršavanja memorijskog podsistema ogleda se u ostvarivanju hijerarhijske strukture. Osnovno je pravilo kod ovakve hijerarhijske strukture da deo memorijskog podsistema sa većom brzinom ima manji kapacitet. Razmena podataka u procesu rešavanja problema se vrši između pojedinih hijerarhijskih nivoa memorijskog podsistema.

Primenom određenih pravila za ovu namenu moguće je ostvariti da memorijski podsistem radi brzinom najbržeg hijerarhijskog nivoa, a da ima kapacitet ukupnog kapaciteta memorijskog podsistema i da se pri tome relativna cena čuvanja jedinice informacija približava relativnoj ceni najjeftinijeg dela (najnižeg hijerarhijskog nivoa) memorijskog podsistema. Ovaj koncept hijerarhijske strukture memorijskog podsistema nametnuo je potrebu rešavanja problema raspodele memorijskog prostora (odnosno podataka i programa u memorijskom prostoru), zatim organizaciju razmene između različitih hijerarhijskih nivoa, zatim adresiranje podataka, pretraživanje potrebnih podataka itd.

Drugi način poboljšanja karakteristika memorijskog podsistema ogleda se u tome da se struktuiranje izvrši tako da se memorija istog hijerarhijskog nivoa deli na nekoliko modula koji mogu da rade paralelno. Povećanje brzine rada memorije postiže se tako da se pojedinim memorijskim modulima pristupa paralelno (ili sa neznatnim vremenskim kašnjenjem).

77

Možemo reći da je izbor organizacije memorijskog podsistema od direktnog uticaja na karakteristike računarskog sistema u celini, a izbor optimalne strukture mermorijskog podsistema i upravljanje takvom strukturom postaje veoma složen problem. Proizilazi da je memorijski podsistem savremenih računarskih sistema struktuiran kao što je prikazano na slici 5.1.:

Slika 5.1. Struktura memorijskog podsistema

Bafer memorija je namenjena za prilagođavanje brzine rada operativne memorije i spoljnih memorija, tako da se u bafer memoriji u toku procesa razmene informacije čuvaju samo privremeno. Bafer memorija je često sastavni deo operativne memorije.

5.2. OPERATIVNA MEMORIJA

Operativna memorija je namenjena za čuvanje programa i podataka koji su u obradi neposredno potrebni, pa je u tom smislu operativna memorija u direktnoj sprezi sa jednim ili više procesora. Operativna memorija, po pravilu spada u memorije sa slučajnim pristupom (RAM). Procesor zahvata instrukcije programa iz operativne memorije, potom zahvata i podatke nad kojima treba izvršiti operaciju definisanu instrukcijom, a u operativnu memoriju vraća međurezultate, kao i konačne rezultate dobijene izvršavanjem programa.

Pristup ćeliji (memorijskoj lokaciji) se definiše adresom koja se u procesu pristupa čuva u memorijskom adresnom registru (MAR). Informacija koja se prihvata iz ćelije, ili se upisuje u memorijsku lokaciju, čuva se u prihvatnom registru memorije (MBR memorijski bafer registar).

Uzimajući u obzir i napred izloženo, blok shema operativne memorije data je na slici 5.2.

Dekoder adresa dekodira adrese i odabira odgovarajuću memorijsku lokaciju kojoj će se izvršiti pristup. Kola za upis vrše transformaciju mašinske reči u

78

signale koji deluju na memorijske elemente, dok kola za očitavanje vrše transformaciju stanja memorijskih elemenata u mašinske reči. Upravljačka jedinica memorije vrši upravljanje radom memorije u sukcesivnim vremenskim intervalima.

Slika 5.2. Blok shema operativne memorije

Memorijske ćelije operativne memorije udružuju se u memorijski modul. Po pravilu više memorijskih modula čine operativnu memoriju.

U operativnoj memoriji se zapisuju i čuvaju operativni sistemi, drugi programi i mnogo podataka. U operativnoj memoriji obično ima pet različitih područja:

- područje u kome se nalazi operativni sistem koji posredstvom upravljačko kontrolne jedinice, a koristeći pri tome programe, upravlja radom sistema u celini,

- područje u kome su smeštene instrukcije onih programa koji se izvršavaju,

- ulazno područje, koje prihvata i memoriše podatke učitane sa eksternih memorija ili neposredno iz sve češće upotrebljavanih uređaja za zahvatanje i primarnu obradu podataka,

- izlazno područje, koje prihvata i memoriše rezultate obrade, koje treba unositi u eksterne memorije, ili na izlazne uređaje sistema,

- radno područje u kome su međurezultati, ili finalni rezultati obrade.

79

Ova situacija odgovara monoprogramskom režimu rada, kada se realizuje samo jedan korisnički program. Većina sistema radi u multiprogramskom režimu, pa se u području operativnog sistema u isto vreme nalaze dva ili više programa koji se konkretno izvršavaju. U takvoj situaciji svaki program treba da ima svoje područje za podatke, za instrukcije i za rad.

Adrese ćelija u memorijskom modulu počinju od nule i idu do maksimalne adrese (2k1, gde je k broj slova u adresnoj reči). Svi memorijski moduli imaju isti broj ćelija.

5.3. SPOLJNE MEMORIJE

Još od davnina kod čoveka je postojala potreba da negde skladišti informacije koje je primao. U početku su to bile kamene i glinene pločice, kasnije pergament i na kraju papir.

Sa tehnološkom revolucijom, količina informacija koje je trebalo negde smestiti je naglo porasla. Taj skok se još više povećao sa pojavom računara.

Memorija računara je bila veoma brza i efikasna, ali je imala jednu veliku manu sa prekidom napajanja svi podaci smešteni u njoj su se u potpunosti gubili, bez mogućnosti povraćaja. Znači podaci su se mogli nalaziti u operativnoj memoriji samo kada je računar uključen u električno napajanje.

Spoljne memorije, ili sekundarne memorije, memorišu i čuvaju programe i podatke koji će biti obrađivani i upotrebljavani po potrebi. Slično tome kao što čuvamo podatke u raznim kartotekama i evidencijama da bi ih kasnije obrađivali i koristili, u automatizovanim informacionim sistemima čuvamo programe i podatke na elektromagnetnim memorijskim medijima, koje nazivamo spoljnim memorijama, odnosno spoljnim memorijskim uređajima.

Za duže čuvanje programa i podataka koristi se spoljna memorija iz koje se informacije po potrebi prenose u operativnu memoriju. Ovo donošenje treba da je što brže, ali i kapacitet spoljne memorije treba da je što veći. Postoje različite spoljne memorije, ali se na personalnim računarima najčešće koriste disketa, disk, magnetna traka, kompakt disk, a u zadnje vreme i digitalni višenamenski disk (DVD). Oni mogu biti i ulazne i izlazne jedinice, treba da zadovolje različite potrebe korisnika, koje se kreću od malih datoteka do ekstremno velikih baza podataka.

Bušena kartica je najstariji i nekada masovno korišćen ulazni (i ređe izlazni) medijum, na kojem su se podaci unosili bušenjem u odgovarajućem rasporedu. Najčešće se koristila 80 – kolonska kartica, standardizovane

80

dimenzije i kvaliteta, zasečena u gornjem levom uglu (radi pravilne orijantacije), a ređe kartice sa 45, 65, 90, 96, 120 i 160 kolona.

Standardne dimezije 80 – kolonskih kartica su 187, 3x82, 6x0,18 mm. Na jednoj kartici može se izbušiti 80 alfanumeričkih znakova. Kartica ima 12 vrsta (redova): X, Y, 0, ... , 9. Vrste 0 – 9 čine numerički deo kartice, a X, Y, 0 (pri čemu 0 ima dvojaku ulogu) čine zonski deo.

Znači su na kartici predstavljeni kombinacijom rupica, tj. posebnim kodom koji se zove kartični kod. Cifre 0 – 9 su kodirane sa po jednom rupicom u numeričkom delu, slova kombinacijom dve rupice (jedne u zonskom i jedne u numeričkom delu), a specijalni znaci kombinacijom jedne, dve ili tri rupica. Predstavljanje znakova na bušenim karticama vrši se po određenom sistemu kodiranja, tako što jedan kod pripada samo jednom znaku.

Bušena traka predstavlja papirnu ili tanku aluminijumsku traku na kojoj se po dužini razlikuju kanali – zamišljene linije postavljene duž trake. U praksi su se najčešće koristile 5 – kanalne, 6 – kanalne, 7 – kanalne i 8 – kanalne bušene trake.

Bušena traka je bila jednostavna za rukovanje, a unos podataka se vršio po kolonama usmerenim uzduž trake i po redovima usmerenim poprečno na traku.

Znači su na traci predstavljeni tako što je na jednoj poprečnoj poziciji bušen jedan binarno kodiran znak. U 5 – kolonsku traku mogu se ubušiti 32 različita znaka, u 6 – kolonsku 64, u 7 – kolonsku 128 i u 8 – kolonsku 256 različitih znakova. Ovaj broj kombinacija nije dovoljan za istovremeno memorisanje slovnih, brojčanih i specijalni znakova, zbog čega se ista kombinacija bušenja koristi za dva različita znaka, slovna ili brojčana. U tom slučaju se pre memorisanja tog znaka daje upozorenje da sledi serija slovnih, numeričkih, ili specijalnih znakova. Poseban kanal sadrži tzv. vodeće rupice za mehanizam koji pomera traku.

Papirne trake se mogu podeliti po:

- funkciji (ulazne, izlazne),- nameni (sinhrone, pozicione, matične i programske),- po broju kolona (sa 5, 6, 7 i kolona).

Dokumenti čitljivi za računar kod masovnih obrada kreirani su obrasci koji se mogu koristiti i kao originalni dokumenti i istovremeno kao nosioci ulaznih podataka sa kojih se unos može vršiti pomoću posebnih uređaja za automatsko čitanje podataka. Ovi tzv. mašinski čitljivi dokumenti se mogu svrstati u sledeće grupe:

81

Obrasci sa markiranjem su unapred pripremljeni obrasci, na kojima su predviđena tačno određena mesta za markiranje (posebno obeležavanje). Podaci se unose povlačenjem crtica ili upisivanjem posebnih znakova, čijom se kombinacijom mogu izraziti vrednosti zavisno od promene. Markirana mesta se mogu pomoću optičkog uređaja pročitati, pri čemu svako markiranje odgovara određenoj vrednosti ili opsegu vrednosti neke veličine. Sa markiranih obrazaca podaci se mogu ili direktno učitavati u računar ili se na posebnim uređajima za čitanje vrši prvo priprema podataka na magnetnim trakama ili diskovima, sa kojih se mogu velikom brzinom direktno unositi u računar.

Obrasci sa magnetnim pismom za ispitivanje znakova koristi se mastilo ili specijalna boja u kojima ima magnetnog materijala. Veličina i oblik znakova su normirani i čitaju se magnetnim putem. Obrasci sa magnetnim pismom se najčešće koriste na dokumentima sa oznakama vrednosti koji zbog prelaska iz ruke u ruku mogu da se isprljaju.

Obrasci sa optičkim pismom kada rezultate elektronske obrade treba ispisati na nosioce sa kojih je ponovo potrebno pročitati zapisane rezultate, upotrebljavaju se posebno stilizovana pisma koja se mogu optički čitati. Ovakva pisma se najviše koriste u finansijskim institucijama poštama, komunalnim organizacijama i dr.

Prugasti (linijski, bar) kod predstavlja optički čitljiv kod namenjen za šifriranje artikala i za internacionalno šifriranje knjiga. Sastoji se od debljih i užih linija i odgovarajućih razmaka između njih, pomoću kojih se kodiraju decimalne cifre. Ovaj kod se čita pomoću specijalnog pera sa svetlosnim ili laserskim zracima. Specijalno pero je u kontaktu sa terminalom smeštenim na mestu izvora podataka, a terminal je povezan sa računarom za obradu podataka.

5.3.1. Diskete i disketne jedinice

Diskete predstavljaju uređaje u kojima se vrši zapisivanje i čitanje informacija sa magnetnog medija. Disketne jedinice služe za unos podataka u računar: sa diskete se podaci snimaju na hard disk i odatle se koriste. Takođe se mogu snimiti podaci sa diska na disketu, i tako preneti podatke na neki drugi računar. Ova vrsta memorije je podesna, pouzdana i relativno jeftina.

Disketa se sastoji od plastičnog diska (kružne ploče), premazanog feromagnetnim slojem na koji se upisuju podaci, i zaštitnog plastičnog

82

omotača. Informacije se upisuju po kružnim stazama na ploči. Staze istog prečnika na jednoj i na drugoj strani diskete čine cilindar. Svaka staza se deli na sektore, koji su osnovna memorijska jedinica na flopi disku. Broj staza na jednoj strani može biti različit i poznat je kao gustina.

Po veličini diskete se dele na sledeće dve vrste:

- 3,5 inčne ili male diskete,- 5,25 inčne ili velike diskete.

5,25 inčna disketa je zatvorena u fiksirani kvadratni zaštitni omotač. Omotač ima otvor, tako da je deo površine diskete izložen za čitanje i zapisivanje podataka. Disketa 3,5 inča je tanka okrugla namagnetisana plastika zatvorena u plastični omotač sa komadićem metala nazvanim poklopac, koji pokriva oblast čitanja / zapisivanja.

Slika 5.3. Izgled velike(5.25") i male diskete(3.5")

Pre nego što se flopi disk koristi na personalnom računaru, kao spoljna memorija, mora biti formatizovan. Proces formatizacije uključuje definisanje staza i sektora na površini flopi diska. Broj staza i sektora smeštenih na disketi kada se ona formatizuje, varira od kapaciteta diska, mogućnosti korišćenog drajvera i specifikacija u softveru kojim se formatizovanje čini.

Diskete se dele i po kapacitetu. U zavisnosti od kapaciteta može se na njih smestiti veći ili manji broj podataka. Postoje dve vrste kapaciteta disketa:

- DD – dvostruka gustina zapisa (Double Density),- HD – visoka gustina zapisa (High Density).

Na današnjim disketama se koriste obe stranc diskete za registrovanje informacija, pa se ovakve diskete zovu dvostrane diskete (Two sided 2S ili Double Sided DS).

Na ovaj način može se reći da postoje 4 vrste disketa i to:

- 5,25 inčne 2S/DD kapaciteta 360 KB,

83

- 5,25 inčne 2S/HD kapaciteta 1,2 MB,- 3,5 inčne 2S/DD kapaciteta 720 KB,- 3,5 inčne 2S/HD kapaciteta 1,44 MB.

Iz navedenog je jasno da najveći kapacitet imaju male diskete visoke gustine zapisa (3,5”HD). U praksi se one i najčešće upotrebljavaju.

U novije vreme sve više su zastupljene “diskete” koje se zovu Zip diskete. Ove diskete se odlikuju kapacitetom od 100MB. Nedostatak ovih disketa je u tome što zahtevaju posebne Zip disketne jedinice. Primena ovih jedinica je najzastupljenija u prenosnim računarima i prenosnim poslovima.

Upis podataka na flopi disk započinje korakom insertovanja diskete u računar i “nameštanjem” centralnog proreza iznad mehanizma za pozicioniranje u disk jedinici. Okrugli plastični disk se okreće približno 300 obrtaja / minuti. Podaci se memorišu na staze karakter po karakter. Na isti način se izvršava i proces čitanja. Mehanizam za upisivanje, odnosno čitanje podataka naziva se glava za čitanje, koja se nalazi iznad same površine rotirajuće diskete, i generiše elektronske impulse kojima se prezentuju zapisani ili pročitani bitovi.

Sa disketama treba pažljivo rukovati, čuvati ih od prašine, jakih magneta i visoke temperature.

Na kraju se još može reći da disketne jedinice namenjene za određeni tip disketa mogu čitati ili zapisivati podatke samo na dati tip disketa. Preciznije rečeno 3,5 inčna disketna jedinica može čitati samo male diskete a 5,25 inčna disketna jedinica može čitati samo velike diskete.

Takođe danas u svetu postoji trend zamenjivanja 5,25 inčnih disketnih jedinica sa 3,5 inčnim, koje se izbacuju iz upotrebe zbog manjeg kapaciteta, većih dimenzija i zbog toga što se 5,25 inčne diskete lakše oštećuju. Tako da pri kupovini računara prodavci isporučuju samo male disketne jedinice, a velika disketna jedinica se daje samo uz poseban zahtev kupca.

Uobičajene 3,5 – inčne diskete sve manje se koriste zbog malog kapaciteta. Zato je pojačana trka proizvođača za izradu novog medija za skladištenje podataka. Korisnici računara nestrpljivo očekuju pobednika koji će obznaniti super disketu koja će konačno zameniti 3,5 – inčnu.

Jedan od takvih je uređaj “superdisk” (“Super – Disk”) LS – 120, proizvod kompanije “Imation”. Iste je veličine i oblika kao i obična 3,5 – inčna disketa, ali se razlikuje po načinu na koji se postupak optičkog indeksiranja koristi za tačno postavljanje (pozicioniranje) glave za čitanje. Ta tehnologija

84

omogućuje da se na disketi useče mnogo više staza i da svaka ima magnetne delove (u koje se smeštaju podaci) bliže jedan drugom.

Ključ uspešnosti je optička sprava koja koristi vrlo mali hologram na komadu stakla. On sadrži dvodimenzionalnu sliku, dobijenu na osnovu složenog programa za računarsku optimalizaciju, uzimajući u obzir učinak svetlosti, termodinamike i geometrijska ograničenja. Kada laserska dioda osvetli hologram stvara se shema od šest tačaka. Tri pozicioniraju glavu na uređaju LS – 120, preostale tri na disketi kapaciteta 720 KB ili 1,44 MB.

Svaka tačka se sastoji od dve slike sa sedam pruga i jedne slike bez pruga. Slike se fokusiraju sočivima, a zatim pomoću ogledala dele nadvoje: jedna kopija slike ide na površinu diskete, a druga na foto – šifrator (enkoder). Glava za čitanje je tačno postavljena na stazu širine 10,22 mikrometra, bez obzira na fizičke ili na toplotne nepravilnosti. Izuzetno precizno pozicioniranje omogućuje da se na disketu uskladišti 120 MB podataka.

5.3.2. HARD DISK

Medijum koji služi za stalno smeštanje podataka je hard disk. Disk nije izmenljiv od strane korisnika, pa se po ovom svojstvu zove i fiksni disk (Fixed disk). Disk ima znatno bolje karakteristike od disketa. Za razliku od njih on ima znatno veći kapacitet, od nekoliko MB do nekoliko GB.

Hard disk je naprava u principu slična disketnoj jedinici. Princip rada je gotovo isti disk presvučen feromagnetnim slojem rotira oko osovine a pokretna glava čita i upisuje podatke. Hard disk se sastoji od nekoliko okruglih ploča presvučenih posebnim materijalom dobrih magnetnih svojstava koje rotiraju velikom brzinom i nekoliko glava koje lebde tik iznad ploča, čitajući i upisujući podatke, pomerajući se po poluprečniku diska. Glave čitaju podatke očitavajući magnetni zapis sa rotirajućih ploča, a pišu kreirajući magnetno polje posebnih svojstava koje menja zapis na pločama.

Performanse diska kao elektromagnetnog medija za skladištenje podataka, zavise od njegovog tipa, modela i marke. Podaci na disku su raspoređeni na poseban način utvrđenim standardom, tako da je površina magnetnih ploča izdeljena na sektore, trake i cilindre.

85

Slika 5.4. Shema hard diska

Trake predstavljaju koncentrični krugovi na magnetnim pločama. Elementi od kojih su sastavljene trake nazivaju se sektori. Zamišljene vertikale iznad traka predstavljaju cilindre.

Na osnovu slike možemo zaključiti da je prenos podataka brži na periferiji diska nego na delovima bliže osi rotacije. Pošto se ploče diskova okreću velikom brzinom dovoljno je da glava sačeka da ispod nje pređe određeni broj sektora. Broj sektora u traci može značajno da varira, zavisno od toga gde se traka nalazi, da li na periferiji diska ili bliže osi rotacije. Samim tim i količina podataka koju možemo upisati u jednu traku srazmerno varira. Ako podatak ne može da stane u jednu traku, mora biti upisan u sledeću slobodnu. Da bi bio upisan u sledeću slobodnu traku glava hard diska mora se pozicionirati na datu traku. Pozicioniranje glave na drugu traku iziskuje njeno fizičko pomeranje što rezultuje usporenjem.

Hard diskovi se pune od periferije ka centru, tako da dolazi do primetnog usporenja kada se hard disk napuni.

Kako su performanse PC na rasle, performanse hard diskova postale su suštinski bitne. Kontinualni napredak za hard diskove značio je nižu cenu, veći kapacitet, povećanu pouzdanost i bolje performanse.

Na kapacitet hard diska se može uticati manipulisanjem gustine traka, ali tu se javlja problem kod samih glava. Naime, u tom slučaju javlja se pitanje koliko su glave sposobne da pravilno razlikuju dva susedna podatka.

Tajna velikog kapaciteta hard diskova nove generacije bez žrtvovanja performansi ili značajnijeg povećanja cene leži u MR (Magneto Resistive) glavama. MR glave rade na principu magnetorezistivnog efekta. Neki metali, kada se izlože magnetnom polju menjaju svoju električnu otpornost što se detektuje kao promena jačine električne struje koja kroz nju protiče. Velika prednost MR glava (a to je povećana gustina podataka) uglavnom je

86

postignuta njihovom mogućnošću da čitaju signale kada su delovi gušće upakovani. Dalje, signal koji daju MR glave je mnogo čistiji i pravilniji, čime je olakšana konstrukcija samog diska. Osim toga, smanjena je i zavisnost od brzine rotacije diska (disk istog kapaciteta može imati manji prečnik, što povlači i manju brzinu rotacije).

Što se tiče same brzine hard diska na nju prevashodno utiču dve komponente:

- brzina rotacije ploča,- brzina pomeranja glave hard diska.

Kad smo kod brzine obrtanja ploča hard diska, bitno je da brzina bude što veća. Naime, ako se brže okreće ploča, sektori brže promiču ispod glave tako da je transfer veći. Korišćenjem ultralakih materijala za same medije, smanjuje se i njihova težina i debljina. Ovo omogućava veće brzine okretanja. Danas standardna brzina rotacije IDE diskova iznosi 5400 o/min, dok uređaji sa visokim performansama dostižu i 7200 o/min. Veća brzina rotacije donosi veću buku, doprinosi većoj temperaturi u hard disku i prouzrokuje veće naprezanje cele mehanike hard diska. Zbog toga se koristi vodeno vazdušno hlađenje sa dva ventilatora, a isprobane su i različite brzine vazduha preko elektronike i mehanike. Takođe se vodi račun i o optimalnoj orijentaciji diska unutar kućišta, tako da se stvara što manji otpor vazduhu.

Dalji razvoj u povećanju brzine rotacije povlači za sobom i neke izmene u kvalitetu medija. On se danas izrađuje od sve modernijih legura aluminijuma, čime se kao što je spomenuto, smanjuje težina, samim tim i inercija, što omogućuje veću brzinu. U odnosu na prethodnu generaciju, gustina zapisa se drastično povećava, što zahteva idealnu površinu diska. Međutim, veoma je teško “izbrusiti” aluminijum da bude skroz gladak. Usput se, kao i većina metala širi pri zagrevanju, pa je zato sledeći korak primena staklenih površina. Staklo je otpornije na zagrevanje, t.j. ne širi se, pa je omogućeno da glave “lete” niže a samim tim i gustina može biti veća. Staklene površine se već primenjuju kod nekih 2,5” i 1,8” diskova, što utiče na višu cenu.

Što se tiče brzine pomeranja glave, ona dolazi do izražaja kod pozicioniranja glave sa trake na traku. Nekada su to vršili step motori, a danas to vrše vrlo kvalitetni servo motori. Brzina pokretanja glave se nešto teže svodi na numeričku vrednost. Zbog toga su uvedene dve nove promenljive:

- vreme traženja podataka (eng. seek),- vreme prebacivanja sa trake na traku (eng. track to track).

87

U oba slučaja uzima se prosečno vreme. Naime, pri merenju ovih osobina, glava, se nasumice pomera po celoj površini ploča hard diska, a onda se izračunava srednje vreme potrebno za izvođenje tih operacija. Veličina ploča hard diska ima uticaja na brzinu hard diska. Naime, što je prečnik ploče veći, to je potrebno više vremena da se glava, pomeri sa spoljnih traka na unutrašnje. Zato je realno očekivati da će pomenute srednje vrednosti biti bolje na fizički manjim diskovima. Druga zanimljivost je da su diskovi sa više ploča brži od onih sa manje ploča. Naime, ako posmatramo isti kapacitet hard diska, pakovanje podataka jeste gušće na diskovima sa manje ploča (više traka), ali zato oni imaju i manji broj glava za čitanje, pa je veća verovatnoća da će glava diska morati da se pomeri.

a) b)

Slika 5.5. Način zapisivanja podataka na ploču hard diskaa) manja gustina zapisa b) veća gustina zapisa

Na slici je dat prikaz sistema zapisivanja podataka na najvećem broju diskova danas, tzv. “vertikalno mapiranje”. Pristigli podaci se prvo zapisuju po trakama u istom cilindru, a kako se sve glave diska nalaze na istoj mehaničkoj ruci, kada se prva glava nađe na željenoj traci, sve ostale su istog trenutka pozicionirane na trakama koje sadrže podatke koji slede.

U slučaju smanjivanja broja ploča, pri istoj šemi zapisivanja podataka, ista količina podataka ne može da se upiše u jednom cilindru kao u slučaju hard diska sa više ploča, što znači da će glava za čitanje/pisanje možda morati da se pomeri.

Mehanika diska je veoma spora u odnosu na elektroniku. Zato se proizvođači trude da sporu mehaniku “kompenzuju” brzom elektronikom. Glavna pomoć sporoj mehanici je keš memorija. Radi se o maloj količini (obično oko 128 KB) veoma brze memorije koja je postavljena na samoj ploči sa elektronikom.

Keš memorija po određenom algoritmu čuva pročitane, odnosno čita unapred određene podatke kako bi oni u slučaju novog zahteva bili već spremni za

88

upotrebu. U teoriji, keš memorija deluje gotovo idealno, ali u praksi nije baš tako. Postoji više načina organizacije raspoložive memorije u kešu. Uobičajena je segmentna organizacija, koja ima dve varijante:

- jednaka segmentna organizacija keša,- adaptivna segmentna organizacija keša.

Prva varijanta je deljenje keš memorije na jednake segmene (npr. 128 KB keša može da se podeli na 8 segmenata od po 16 KB). Svi pročitani podaci biće smešteni u te segmente redom kako dolaze. U slučaju da su dva podatka udaljena jedan od drugog više od 16 KB, oni će biti smešteni u dva segmenta. Sledeći put kada hard disk bude dobio nalog za čitanje ta dva podatka, oni će biti pročitani iz memorije. Nedostatak ovakvog načina organizacije keš memorije je taj što podatak od 1 KB zauzima isto toliko koliko i podatak od 15 KB. Ovakav način organizacije keš memorije je veoma neefikasan, tako da je danas izbačen iz upotrebe.

Kod adaptivne ogranizacije keš memorije veličina segmenta nije unapred određena, već zavisi od veličine samog podatka. Zahvaljujući tome, u istu keš memoriju može da se smesti veća količina podataka. U praksi to izgleda ovako: ukoliko imamo “sreće” podatak koji zahtevamo od hard diska biće smešten u keš memoriji hard diska tako da će nam biti skoro trenutno dostupan. Naime, kada se javi potreba za nekim novim podatkom, disk će automatski pročitati i neku količinu susednih podataka i smestiti ih u keš. Ovaj algoritam se zove read ahead.

Jedna od najbitnijih stavki u opisivanju “života” jednog hard diska je njegov transfer. Imamo nekoliko varijanti čitanja podataka sa hard diska, pa samim tim imamo i nekoliko mogućih brzina rada hard diska. Date varijante su:

Najkraće moguće vreme pristupanja podacima dobija se čitanjem podataka iz keš memorije hard diska. Uzastopnim čitanjem podataka sa diska mogu da se izmere performanse keš memorije i elektronike hard diska. Performanse dobijene na ovaj način ne pokazuju realne performanse hard diska.

Sledeća stavka u testiranju transfera hard diska je čitanje veće količine podataka (znatno veće od keš memorije) sekvencijalno raspoređenih na pločama hard diska. Merenjem ovih preformansi već se približavamo realnim karakteristikama hard diska. U praksi čitanje veće količine sekvencijalno raspoređenih podataka se odigrava prilikom startovanja nekog programa,čitanjem zvučnog zapisa, itd.

Poslednja stavka u testiranju hard diska je tzv. traženje podataka. Prilikom testiranja ovih performansi mehanika hard diska dolazi do punog izražaja. Naime, prilikom traženja podataka glava mora da skače sa cilindra na

89

cilindar tako da dolazi do većeg gubitka vremena. Kod programa za testiranje hard diskova ova stavka se nalazi pod nazivom transfer slučajno izabranih podataka (random transfer). Prilikom ovog testiranja keš memorije skoro da i nema uticaja, tako da snagu mehanike hard diska moežmo realno izmeriti.

Safe Rite tehnologija koju je prestavio Seagate, jeste revolucionarni koncept detekcije i zaštite HDD – ova od mehaničkih “šokova”, te je kao takva prvenstveno namenjena zaštiti podataka na diskovima ugrađenim u prenosne računare. Na štampanu ploču dodat je osetljivi elektronički senzor potresa, sa zadatkom da detektuje linearne i torzione potrese u 6 pravaca (3 + 3) duž X, Y i Z ose. Ovo štiti disk za vreme kraćih potresa, dok servo sistem, kroz otkrivanje pozicione greške, štiti disk za vreme dužih potresa. Suština ovog postupka je u tome da zaštita od oštećenja podataka radi za vreme operacije pisanja. Ukoliko potres može izgurati glavu van njene trake za vreme pisanja, kolo senzora prekida operaciju pisanja pre nego što servo podaci budu oštećeni. Za to vreme korisnički podaci se memorišu u baferu diska i bivaju upisani na disk nakon prestanka potresa.

Sofisticirana elektronika detektuje potrese i zaustavlja upisivanje podataka na hard disk, eleminišući tako oštećenje koje nastaje zbog upisivanja podataka na pogrešnu traku, obezbeđujući visoku pouzdanost rada u takvim nestabilnim uslovima.

Jedan od nospornih pokazatelja porasta performansi magnetnih diskova je i gustina zapisa. Ona se meri u bitovima po kvadratnom inču (BPSI – Bits Per Square Inchs). Današnji modeli imaju uglavnom gustinu zapisa od preko 10 gigabajta po kvadratnom inču. Proizvođači su u stalnoj trci za postizanjem veće gustine zapisa, tako da često u laboratorijskim uslovima uspevaju da postignu neverovatne rezulate. Tako je, recimo, IBM-ova laboraorija uspela još 1999. godine da ostvari gustinu zapisa od 35 gigabajta po kvadratnom inču. U narednom grafikonu je prikazan napredak gustine zapisa kod prizvodnih serija IBM-ovih 2,5 inčnih magnetnih diskova, u periodu od 1992. do 1999. godine.

90

Slika 5.6. Porast gustine zapisa IBM-ovih serija magnetnih diskova

Jedan od starijih i najvažnijih standarda uvedenih za hardver personalnih računara je IDE (Integrated Drive Electronics). To je standard pomoću kojeg se kontroliše protok podataka između procesora i hard diska. IDE koncept su 1986. godine dale kompanije Western Digital i Compaq da bi savladale ograničenja u performansama ranijih podsistema standarda, kao što su ST506 i ESDI.

Sam termin IDE zapravo nije hardverski standard, ali rešenja koja su u njemu bila data, uključena su u ATA (AT Attachment) interfejs specifikaciju koja je industrijski prihvaćena. ATA definiše set komandi i registara za interfejs, kreirajući univerzalan standard za komunikaciju između hard diska i ostatka personalnog računara.

Jedna od najvećih inovacija uvedenih IDE standardom je integracija funkcija disk konrolera na sam hard disk. Odvajanje logičkih kola kontrolera od interfejsa omogućilo je proizvođačima hard diskova nezavisno poboljšavanje performansi što ATA standard nije dozovljavao.

Masovno prihvatanje IDE standarda zasnivalo se na dva marketniška termina: cena i kompatabilnost. Godinama se ova dva faktora bila važnija većini PC korisnika od visokih performansi. Kao rezultat te činjenice IDE standard se veoma brzo dokazao kao masovni marketniški standard.

Pojava IDE standarda predstavlja la je prekretnicu u razvoju PC računara namenjenih najširem tištu. U trenutku su nestali problemi sa međusobno slabo kompatabilnim MFM, RLL i ESDI diskovima, usklađivanje sa matičnim pločama je olakšano, došli smo do toga da samo ubodemo i da on

91

IBM-ovi podaci za njihove serije 2,5 inčnih magnetnih diskova

Gu

stin

a za

pisa

Gb

po

kvad

ratn

om

inču

1992 1994 1996 1998 2000

0

1

10

radi! Vreme je pokazalo da problem nije rešen, već “pomeren” više megabajta. IDE je došao do svojih limita i počeo da predstavlja ograničenje.

Od implementacije ATA standarda personalni računari su se dramatično menjali. IDE specifikacija je tako dizajnirana da podrži dva interna hard diska maksimalnog kapaciteta 528 MB, jer je 1986. godine ova gornja granica kapaciteta hard diskova korisnicima personalnih računara delovala imaginarno. Ali kroz deset godina pojavili su se mnogo brži procesori i novi tipovi magistrala, kao što su PCI i VLB. Ogromna ekspanzija softvera učinila je da je kapacitet od 528 MB premali. I tako, 1993. godine kompanija Western Digital je uvela EIDE (Enhanced Integrated Drive Electronics) standard.

EIDE standard je nastao kao logičan odgovor na ograničenja i zaostajanja popularne IDE specifikacije za novim trendovima, pre svega za SCSI standardom. Pri projektovanju novog rešenja morala se, jasno, očuvati puna kompatibilnost sa postojećim standardom, kako bi prelazak bio što bezbolniji.

EIDE standard ima podršku za četiri interna uređaja, uključujući i CD ROM uređaje i strimere. To predstavlja veliko unapređenje u odnosu na IDE specifikaciju koja je bila predviđena isključivo za povezivanje hard diskova. Gornja granica kapaciteta koju omogućuje EIDE standard je 8,4 GB, a transfer podataka može da dostigne vrednost i do 13,3 MB/s.

Najvažnija korist EIDE standarda je veliki transfer podatka u poređenju sa originalnim ATA standardom. Brzi transfer podataka je omogućen upotrebem brzih magistrala kao što su PCI i VESA Local Bus. Standardna ISA (Interface Standard Architecture) magistrala omogućava transfer od 4 do 8 MB/s, a novi standard omogućava transfer od 10 do 16,6 MB/s.

Ovaj brzi transfer radi koristeći PIO (Procesor Input/ Output) prenos podataka – standardni metod za prenos podatka između uređaja i PC – ja. Definicija već postoji za prenošenje podataka koristeći DMA (Direct Memory Access), ali ona zahteva bitne promene u BIOS – u (Basic Input/Output System) i eksternim drajverima za uređaje.

EIDE sistem standardno koristi PIO mod 3, koji omogućava maksimalni transfer od 11,1 MB/s. Prisutan je i PIO mod 4 koji omogućava maksimalni transfer od 16,6 MB/s. U tabeli su date veličine transfera u zavisnosti od PIO moda.

92

Mod Vreme ciklusa Transfer0 600 ns 3,33 MB/s1 383 ns 5,22 MB/s2 240 ns 8,33 MB/s3 180 ns 11,1 MB/s4 120 ns 16,6 MB/s

Nova revizija ATA specifikacije je ATA3, koja poboljšava pouzdanost rada u najbržim PIO modovima. U poslednje vreme se pojavila i ATA33 specifikacija koja omogućava maksimalni transfer podataka od 33,3 MB/s.

Glavna alternativa za IDE (a verovatno i najbolji izbor ako se ne gleda na cenu) je SCSI interfejs. On omogućava da na isti kontroler priključimo čak sedam uređaja bilo koje vrste diskove, CD ROMove, strimer trake, skenere i drugo. Svi ti uređaji će teško stati čak i u najveće kućište, ali SCSI omogućava da neki od njih stoje i napolju mogu se povezivati jedinice udaljene 6 i više metara. Na žalost, SCSI adapteri su znatno skuplji, teže se konfigurišu, i umeju da budu nekompatibilni sa nekim (naročito starijim) programskim paketima.

Ako se odlučimo za SCSI, moramo potražiti uređaj usklađen sa ASPI (Advanced SCSI Programming Interface) ili SCAM (SCSI Configuration Auto Magically) standardom. Zajedno sa SCSI adapterima obično se isporučuje ASPI softver koji obezbeđuje jednostavno konfigurisanje diskova, CD ROMova, strimera i druge SCSI opreme.

Preporuka je, da se opredelimo za adapter usklađen sa SCSI2 specifikacijom i, naročito, Fast SCSI2 protokolom koji omogućava prenos podataka brzinom od 10 MB/s. Fast Wide SCSI2 pretenduje na brzine od 20 MB/s.

SCSI je primarno predodređen za višekorisnička okruženja, pošto može da primi više komandi i onda optimizuje njihovo izvršavanje tako da se glava diska što manje “šeta” unaokolo. Pod DOSom ove mogućnosti ne dolaze do izražaja, ali se zato gubi prilično vreme u prevođenju DOS komandi za pristup disku u SCSIjev interni jezik. Osim toga, PC sa SCSI diskom se sporije “podiže”.

Kada se sve sabere i oduzme, SCSI se može preporučiti za mrežne servere i računare na koje treba priključiti veći broj raznorodnih periferijskih uređaja. Za sve “kućne PCje” IDE predstavija gotovo savršeno rešenje.

Veliki broj firmi proizvodi hard diskove modeli su na prvi pogled veoma slični, kako po ceni tako i po karakteristikama, što znači da određeni uticaj

93

pri kupovini može da ima i renome firme. Vodeći proizvođači diskova su Conner, Quantum, Seagate i Western Digital.

Od domaćih prodavaca se mogu čuti različite informacije, i to uglavnom one negativne – izgleda da je većina proizvođača diskova povremeno imala neke loše i problematične serije, pa je onaj ko je imao “sreću” da naleti na neku od njih veoma ljut na Seagate, Conner ili neku drugu firmu. Najčešće se preporučuju Western Digital diskovi koji su možda za nijansu bučniji od ostalih, ali rade veoma pouzdano i mogu se pohvaliti ujednačenim performansama.

Praktična iskustva pokazuju da je u životu svakog diska kritično prvih nekoliko dana potrebno je za to vreme da ih “mučimo” raznim testovima, ne bi li otkazali ako imaju neku fabričku grešku. Ako to “prežive” velika je verovatnoća da će nas služiti tokom čitavog radnog veka.

Državni i istraživači japanske korporacije “Šarp” usavršili su memorijski disk koji skladišti 40 puta više podataka od digitalnog višenamenskog diska (DVD). Nov postupak upisivanja omogućuje da se snimi i 40 dvočasovnih igranih filmova na disku od 12 inča. Naime, novoizrađena jedinica za skladištenje pamti 200 gigabajta podataka, u poređenju sa DVD – om koji jedva uskladišti 4,7 gigabajta.

5.3.3. KOMPAKT DISK

CDROM je uređaj koji se sve više koristi. To je čitač optičkih ploča. Na svakoj optičkoj ploči ili CDR0Mu se može zapisati 650 MB podataka. Zbog datog kapaciteta ovo je veoma popularan medijum, i koristi se za čuvanje velike količine podataka na malom prostoru.

Kompakt disk se najčešće koristi kao medijum u koji se jednom upisuju podaci a mogu se čitati neograničen broj puta. Otuda ovaj disk nosi naziv CDROM. Važne karakteristike ovog medijuma su:

- kapacitet- vreme prilaza- kontinualnost čitanja- mogućnost reprodukcije zvuka- način ugradnje

Kapacitet medijuma, kao i u slučaju drugih memorijskih medijuma, jedna je od najvažnijih karakteristika. Ovo je karakteristika po kojoj se ovaj medijum ubraja u perspektivne memorijske medijume, jer se računa na vrlo velike kapacitete. Uobičajeni kapacitet je 650 MB za jedan kompakt disk veličine diskete 5,25”.

94

Vreme prilaza je na žalost, prilično veliko, u najboljem slučaju, oko 100 ms. Kada se ovo poredi sa diskom od 10 ms, onda je jasno da kompakt disk ima drugu namenu u računarskom sistemu u odnosu na magnetni disk. Njegova namena je laka distribucija i čuvanje velike količine podataka.

Slika 5.7. CDROM

Kontinualnost čitanja je odlika da se jednim obraćanjem kompakt disku čita velika količina podataka, a ne samo jedan sektor. Ovim se postižu znatno bolje performanse sistema, naročito kada su posredi podaci koji se moraju brzo prikazati, kao što su grafičke animacije.

Mogućnost reprodukcije zvuka je svojstvo čitanja audiokompakt diskova. Za neke korisnike ovo može biti interesantna karakteristika, pa većina uređaja ima ovu mogućnost. Najnoviji kompakt diskovi mogu imati različite brzine reprodukcije zvuka (na primer muzike) od oko 150 KB/s. Za druge namene brzina prenosa se povećava do 6 puta.

Prema načinu ugradnje jedinica kompakt diska može biti interna ili eksterna. Za internu jedinicu treba imati slobodno mesto u kućištu računara, a eksterna se nalazi van kućišta. Pri kupovini računara treba imati u vidu da u kućištu računara postoji mesto za ugradnju jedinice kompakt diska ako ovaj uređaj nije već ugraden u kućište računara.

Slično običnom disku, komunikacija kompjutera i CDa sa odvija preko drajvera. Zavisno od proizvođača uređaja, koriste se specijalni veznici, obično integrisani u muzičke kartice. Danas se koriste modeli koji se povezuju na običan IDE (EIDE) veznik. Takođe postoje i SCSI verzije CDova.

Na tržištu postoji veći broj kompakt diskova sa različitim sadržajima, kao što su enciklopedije, obrazovni materijali, igre, softverska dokumentacija i sl. Osnovna karakteristika ovih materijala jeste multimedijalni karakter prezentacije sadržaja. Ako se na CD doda kvalitetna grafička kartica i muzička kartica, dobija se mogućnost razgledanja multimedijalnih

95

dokumenata koji u sebi sadrže tekst, ilustracije, kompozicije, inserte iz filmova, zvučne efekte...

Princip rada CD je potpuno drugačije organizovan od tvrdih diskova. Zapis je u obliku spirale koja počinje na manjem prečniku šireći se ka većem. Pod elektronskim mikroskopom (uvećanje 5000 puta) tačno se mogu videti udubljenja (pit) na ravnoj površini (land). Ova udubljenja (jame) čine traku, koja je poređenja radi 50 puta tanja od ljudske kose.

Površina na kojoj se nalaze jame pravi se od različitih materijala, ali zajednička osobina im je refleksija. Između dva sloja tvrde plastike nalazi se ogledalo koje je profilisano tako da na određenim mestima menja fazu svetlosnih talasa, što obezbeđuje optičkoj glavi da “pretvara” udubljenja na ravnoj površini u digitalni signal.

Laserski snop (širine 1,7 mikrometara) koji osvetljava površinu ogledala (slika 5.8.), emituje izvor sličan LED diodi, od koje se razlikuje po tome što proizvodi svetlost samo jedne talasne dužine u istoj fazi (LED proizvodi svetlost od više različitih talasnih dužina u različitim fazama).

Slika 5.8. Laserski snop na površini CDa

Vrlo je bitno da ovi uslovi budu ispunjeni jer se “zatamnjenje”, pri nailasku na jamu, ostvaruje zbog pojave (negativne) interferencije. Naime, dubina jame je izabrana tako da bude četvrtina talasne dužine laserskog zraka, pa će faza odbijenog talasa biti pomerena za 180 stepeni. Ovo dovodi do slabljenja svetlosti koja dopire do fotoćelije, iako laserski snop zahvata veću površinu od jame.

Relativna brzina optičke glave u odnosu na ploču je uvek ista (propisana standardom) i iznosi 1,3 m/s (za single speed). To znači da se ugaona brzina menja od 500 do 200 obrtaja u minuti. S obzirom da je zapis u spiralnoj formi, postavlja se pitanje kako laserski zrak “zna” da prati traku na svom putu ka spoljašnjem prečniku.

96

Slika 5.9. Glavni i pomoćni laserski snop

Uz glavni laserski zrak (A), uvek se nalaze i dva pomoćna (B) koji imaju ulogu da odrede položaj optičke glave i lasera. Ta dva pomoćna snopa su pomerena od centra levo i desno, tako da većim delom prelaze preko nedirnute reflektivne površine. Za svaki pomoćni snop postoji i odgovarajuća fotoćelija, a s obzirom na to koja prima manje svetlosti, vrši se korekcija položaja glave na tu stranu.

Ako glavni snop prati traku, onda će razlika intenziteta pomoćnih fotoćelija biti nula. U suprotnom jedan od dva pomoćna zraka će zahvatati većim delom reflektivnu površinu (jači intenzitet svetla na fotoćeliji), a drugi će se kretati po traci, što će uzrokovati slabiji intenzitet svetla. Rezultati dobijeni na fotoćelijama se pojačavaju i obrađeni saopštavaju posebnom servo uređaju za tracking (praćenje), koji upravlja položajem glave.

Što se tiče fokusiranja, rešenje je vrlo slično glavna fotoćelija se sastoji iz četiri manje, slično kvadratu podeljenom dijagonalama. Dva sočiva, kroz koja prolazi laserski zrak, služe za podešavanje posebno vertikalne i posebno horizontalne komponente. Kada se vrši fokusiranje vertikalne komponente, ne utiče se na horizontalnu, i obrnuto. Ukoliko nije podešena bilo koja komponenta, laserski snop će na fotoćeliji biti eliptičnog oblika.

Treći detalj na koji treba obratiti pažnju je relativna brzina diska i optičke glave. Brzina okretanja diska nije konstantna (kao kod tvrdih diskova), već se menja zavisno od prečnika na kom je glava.

Vrlo je važno da se linearna brzina trake u odnosu na glavu održi konstantnom. Na prvi pogled, to je skoro nemoguće, ali su konstruktori ovih uređaja primenili vrlo jednostavno i dobro rešenje koje se sastoji od nekoliko

97

faza. Prva faza je podešavanje ugaone brzine diska na osnovu poluprečnika na kom se nalazi optička glava. Zatim se čitaju podaci sa diska i njima se popunjava specijalni bafer određene dužine. Kada popunjenost bafera dostigne 50%, počinje njegovo pražnjenje konstantnom brzinom, kontrolisano specijalnim kristalom. Ostaje još samo meriti popunjenost te memorije i reagovati u slučaju da se to stanje menja ako se bafer puni, onda treba smanjiti brzinu, a ako se prazni treba je povećati.

Bitno je da materijal ogledala bude otporan na koroziju jer ona najviše utiče na vek trajanja ploče. Neka ispitivanja govore da jedan CDROM može trajati i po nekoliko desetina godina, ali se vrlo lako može desiti da zbog oštećenja zaštitne plastike vek bude drastično kraći. Prodor atmosfere do reflektivne površine izaziva proces korozije najslabije mesto je obod diska koji, ako nije dobro obrađen, predstavlja najčešći uzrok oštećenja informacija. Ukoliko je materijal ogledala kvalitetan i ako je obezbeđena dobra obrada oboda diska, može se reći da će on trajati doživotno.

Diskovi snimljeni u kućnoj radinosti imaju vek trajanja drastično kraći, jer način upisivanja podataka na prazan CD ne obezbeđuje dobar kvalitet, a proizvođači praznih diskova daju garanciju od svega godinu dana.

5.3.4. MAGNETNA TRAKA

Magnetna traka je slična audiotrakama koje se koriste za snimanje govora i muzike. Kotur trake se nalazi u kaseti, što je čini pogodnom za rukovanje. Važne karakteristike trake su:

- kapacitet medijuma- vreme prilaza- način ugradnje

Na personalnim računarima se najčešće koriste kasete od 60 do 600MB. Vreme prilaza traci može biti nekoliko desetina ms, ali i mnogo duže što zavisi od pozicije traženog podatka u odnosu na startnu poziciju trake. Prema načinu ugradnje jedinica magnetne trake može biti interna ili eksterna. Interna se postavlja u kućište računara, a eksterna povezuje spolja preko utičnice.

Imajući u vidu dugo vreme prilaza traci, traka nije pogodna za rad kao što je disk. Zato se traka najčešće koristi za bezbednosno čuvanje podataka (backup). Da bi se povećala brzina komunikacije sa trakom izbegava se zaustavljanje i ponovno startovanje trake, već se blokovi podataka kontinualno čitaju. Ovakva jedinica magnetne trake se zove strimer (streamer).

98

Magnetna traka je napravljena od plastične materije, premazana oksidom gvožđa. Širine je oko 0,5 inča dužine od 732 do 1098 m. Podaci se na traku zapisuju kao stupci bitova, u vidu binarnih reči od po 7 ili 9 bitova, pošto trake mogu da budu sedmokanalne ili devetokanalne.

Značajna osobina trake je gustina pisanja. Pod tim pojmom se podrazumeva broj karaktera koji se mogu zapisati na dužini trake od jednog inča. Gustina pisanja se kreće od 800, 1600, 3200, 6250 a kod traka gde podacima nije nužno brzo pristupiti i preko 30000 karaktera po inču.

Druga važna karakteristika magnetne trake je brzina kojom se podaci sa trake mogu prenositi u glavnu memoriju računarskog sistema i obratno. Zove se brzinom transfera, a izražava se brojem karaktera koja jedinica magnetne trake može u jednoj sekundi primiti ili predati. Brzina transfera najviše zavisi od gustine pisanja, načina upisa podataka i brzine kojom se traka u procesu čitanja, odnosno pisanja kreće.

Magnetna traka se kod čitanja (pisanja) kreće brzinom od 63,5 do 508 cm/s. Na bazi podataka o gustini pisanja i brzini kretanja trake, može se lako izračunati, da se brzina tranfera kreće od 20 do 1250 KB/s.

5.3.5. DIGITALNI VIŠENAMENSKI DISK (DVD)

Digitalni višenamenski disk (Digital Versatile Disc – DVD) je standard velike gustine koji može da primi do 17 GB podataka na dvostranom disku. To nije samo CD uređaj velikog kapaciteta on je poboljšao audio i video mogućnosti PC računara koriste se za reprodukciju filmova sa DVD diskova. Takođe, ogroman kapacitet DVD diskova znači i više podataka u aplikacijama i bolje multimedijalne karakteristike. Veran svojim korenima kućnog bioskopa, DVD žuri ka što većem broju pravih filmova (zasad postoji oko 500 naslova) sa Dolby AC3 Surround Sound zvukom.

DVD predstavlja zapravo više stvari zapakovanih u jedan paket namenjen da zadovolji potrebe za skladišnim prostorom visoke gustine i filmski kvalitet prikazivanja slike i reprodukcije zvuka. Kapacitet DVD uređaja je dovoljan da izmeni način pisanja softvera. Dok CD diskovi mogu da prime najviše 650 MB podataka, sadašnji DVD disk može da ih primi 4,7 GB na jednoj strani što je povećanje od gotovo sedam puta. Budući DVD diskovi će moći da čuvaju podatke sa obe strane i koristiće dvoslojni medij da bi sadašnji DVD uređaji mogli da čitaju podatke sa ukupno četiri nivoa na dve strane. Rezultat: impresivnih 17 GB kapaciteta, ili gotovo 27 puta više u poređenju s kapacitetom današnjih CD diskova. Ovo omogućava da se napravi na primer, topografska baza podataka cele zemljine površine u razmacima od po 1 km.

99

Donedavno, DVD uređaji su imali veliku manu: za razliku od sadašnjih CD uređaja nisu mogli da čitaju CD upisive (CDR) i CD prepisive (CDRW) medije. DVD1 uređaji koriste crveni laser umesto žutog koji koriste CD uređaji. Crveni laser ne može da se koristi na CDR medijima obojenih zelenom umesto srebrnom bojom, koja se koristi na CD i DVD medijima. To je stoga što zelena apsorbuje previše crvenog svetla, pa je refleksija nedovoljna. DVD2 uređaji nemaju taj problem jer se za čitanje CDR i CDRW i ostalih CD formata koristi žuti laser.

Najnoviji talas DVD2 uređaja i kompleta za nadogradnju pripada tehnologiji druge generacije. DVD2 proizvodi rešavaju sve probleme kojima su bili opterećeni prvi uređaji. Oni su kompatibilni sa upisivim i prepisivim CD diskovima i postaju sve popularniji što im cena više pada.

DVD uređaj se sastoji od pogonskog mehanizma, dekoderske kartice i odgovarajućeg softvera. Dekoderska kartica može da izazove problem kompatibilnosti, jer mora tesno da sarađuje sa postojećom grafičkom i zvučnom karticom. Proizvođači DVD uređaja izjavljuju da zajedno s proizvođacima grafičkih čipova i kartica rade na obezbeđenju kompatibilnosti.

Pri testiranju DVD uređaja pokazalo se da DVD uređaj ima istu brzinu kao IDE CD uređaj, s tim da nijedan uređaj nije mogao da se meri sa SCSI CD uređajem, koji se pokazao kao mnogo brži. Nažalost, DVD hardver je i dalje korak ispred softvera. Dok se ne pojavi više DVD naslova, DVD uređaji će se ponajviše koristiti za reprodukciju CD diskova. Prelazak sa CD na DVD uređaje u ovom trenutku se isplati samo ako imamo CD brzine 8X ili sporije. Oprezniji kupci će sačekati kada će izbor naslova biti veći a cene niže. DVD uređaji pružaju mnogo i verovatno će ostati kompatibilni s većinom diskova koji će se pojaviti u narednih nekoliko godina.

5.3.6. OPTIČKI DISK

Optički diskovi su medijumi vrlo velikog kapaciteta i relativno velike brzine pristupa, i kao takvi vrlo pogodni za smeštaj velikih datoteka kojima treba brzo pristupiti. Pored toga jako su zahvalan medijum u slučaju potrebe backup a celog hard diska jer njihov kapacitet (jednog dvostranog optičkog diska) dostiže iznad 4,5 GB.

Brzina prenosa podataka je 35 MB/s. To znači da se sasvim lepo mogu pokretati aplikacije instalirane na optičkom disku. Na taj način ne moramo programe koje ređe koristimo držati na čvrstom disku, da nam ne bi zauzimale prostor, već ih po potrebi koristimo sa optičkog diska. Usporenje rada je primetno jedino kod složenih zadataka.

100

Ovi optički diskovi nalaze svoju primenu kod onih ljudi koji se bave dizajnom i pripremom štampe, gde je često potrebno privremeno skloniti sa hard diska velike datoteke, da bi napravili mesta za nove projekte, a kasnije brzo vratiti te datoteke.Velika prednost ovag medijuma je pouzdanost i trajnost, jer ne postoji opasnost od oštećenja podataka magnetnim poljem.

Slika 5.10. Uređaj za pogon optičkog diska i optički disk

Spoljne memorije obezbeđuju mogićnost trajnog zapisa programa i podataka. Danas se najčešće koriste:

o diskete,o magnetne trake,o magnetni diskovi,o optički mediji,o karice i o kartice sa fleš memorijom

Standardne savremene diskete:o ZIP disketa (100-150 MB),o superdisk diskete (120MB),o HiFD diskete (200 MB).

Jedinice za optičke medije dele se na:o CD (Compact Disk),o DVD (Digital Video Disk) io Combo (DVD/CD), uređaj koji radi sa obe tehnologije.

Optički diskovi postoje u više opcija, kao što su:o CD – ROM (650 MB što odgovara zapisu od 300.000 stranica

teksta),

101

o CD – R (700-800 MB),o CD – RW (700MB),o DVD – ROM (kapacitet od 4,7 do 17 GB),o DVD – R,o DVD – RW,o DVD – RAM,o DVD + RW

Kartice:o magnetne,o smart (pametne),o optičke (6,6 MB, oko 2000 stranica teksta),o kartice sa fleš memorijom (kompakt fleš, USB fleš)

U budućnosti se očekuje razvoj spoljnih memorija povećanjem gustine zapisa na diskovima i oslanjanja na nove tehnologije koja se naziva molekularna elektronika (hologrami, molekularni magneti, bakterije) .

Istraživanja vezana za bakterije su usmerena ka pokušaju skladištenja podataka u tri dimenzije. Naučnici su utvrdili da bi u 6 kocki (stranica 1 cm) sačinjenih od proteinskih molekula mogla da se smesti cela Kongresna biblioteka (120 miliona stavki, od čega 18 miliona knjiga, 12 miliona fotografija, 4,5 miliona mapa...)

PREGLED

Memorija

Uređena konačna jednodimenziona lista memorijskih lokacija (registara ili skladišta u kojima se smeštaju podaci, instrukije i međurezultati obrade. U memorijske lokacije (adrese) podaci se upisuju ili iz njih čitaju.

MEMORIJSKA ARHITEKTURA

Memorijski registri – služe za brzi transfer podataka izneđu glavne memorije i ostalih delova računara

o Adresni memorijski registri – registri za određivanje operanada i lokacija smeštenih u memoriji

o Memorijski registar podataka – registar za smeštanje podataka i reči programa

o Kontrolni memorijski registri – određuju svrhu pristupa

102

(upis ili čitanje) memorijio Adresni dekoder – sklop koji prenosi signal odnosno

tumači operacijski deo instrukcije i poziva logičke delove potebne za izvođenje neke operacije

Parametri za procenu memorije:

o vreme pristupao kapacitet glavne memorije

Dopunske memorije:

ROM – memorija smeštanje podataka koji se neće menjati (deo Operativnog sistema – BIOS)

PROM, EPROM, EEPROM

Cashe – memorija s brzim pristupom – smeštena između procesora i memorijskih registara – služi za ubrzanje pristupa glavnoj memoriji

Stek memorija (Stack memory) – koristi se za memorisanje redosleda sadržaja opštih registara

Virtuelna memorija – koristi se za povezivanje masovnih memorija s RAM-om

Jedinica za upravljanje memorijom – hardverska kmponenta koja služi za auomatsko dodeljivanje slobodnih delova memorije u višekorisničkom načinu rada:

o podelom adresnog prostora na deloveo premeštanjem programa u bilo koji slobodan deo memorijeo zaštitom memorijskog područja od neovlaštenog pristupa

RAM (Random Access Memory) –Glavna (operativna, radna) memorija

Osnovni zadatak RAM memorije je da privremeno čuva instrukcije i podatke, pre i nakon njihove obrade u CPU. Ona je nepostojana, što znači da su podaci memorisani u njoj samo dok je pod naponom. Isključivanjem računara se gube svi podaci iz RAM memorije, pa se zbog toga i savetuje da se prilikom rada često vrši trajno memorisanje (zapis na disk) podataka, kako ne bi došlo do njihovog gubitka u slučaju neočekivanog prekida rada.

U personalnim računarima se koristi četiri vrste RAM memorije:

103

o DRAM (Dynamic RAM), koja zahteva stalno osvežavanje od strane CPU-a kako se ne bi izgubio njegov sadržaj

o SDRAM (Synchronous Dynamic RAM), je sinhronizovana sistemskim satom i mnogo je brža od DRAM-a

o SRAM (Static RAM), je brža od bilo kog DRAM-a i sposobna je da vrati svoj sadržaj bez potrebe osvežavanja od strane CPU-a

o DDRAM (Double Data Random Access Memory) je naslednik SDRAM-a i ima duplo veću bzinu rada

o RDRAM (Rambus Dynamic RAM), je najbrža, ali i najskuplja, uglavnom se koristi u Intelovim čipovima za Pentium IV (P4)

U narednim godinama se očekuje pojava MRAM (Magnetic RAM) memorije koja bi za razliku od svih do sada navedenih bila postojana.

Osnovni parametar vezan za RAM je njen kapacitet. Razvojem personalnih računara, stalno su rasle i potrebe za većim RAM-om. Uobičajeni memorijski moduli današnjice imaju klapacitet od 128 i 256 megabajta (MB), odnosno ređe i od 512 MB.

ROM (Read Only Memory) - memorija koja se može samo učitavati.

Sadržaj ove memorije ne može se brisati od strane korisnika, odnosno za to je potrebna posebna oprema, koju najveći deo običnih korisnika nema.

104

ROM sadrži fiksne osnovne instrukcije potrebne za startovanje računara, koje su fabrički upisane od strane proizvođača. Ovo je postojana memorija, odnosno ne briše se isključivanjem računara.

PROM (Programmable ROM) – ROM memorija kja se može i programirati.

Ovo je varijanta klasične ROM memorije, gde je korisniku omogućeno da unese podatke u memoriju, ali se ova operacija može samo jednom izvršiti.

EPROM (Erasable PROM) – PROM memorija koja se može brisati.

Za razliku od pethodne PROM memorije, kod EPROM –a je moguće brisanje sadržaja, tako da se i upis novog sadržaja može vršiti više puta.

CMOS (Complementary Metal – Oxide Semicounductor) – Komplementarni metal-oksid poluprovodnik. Ovo memorijsko područje je rezervisano za upis promenljivih podataka neophodnih za startovanje računarskog sisema, tzv. setap (setup), kao što su datum, vreme, lozinka za startovanje sistema, podaci o disku, izbor redosleda učitavanja uređaja eksterne memorije i još mnogi drugi podaci čija se promena na savetuje korisnicima koji nemaju dovoljno iskustva i znanja za to.

Sadržaj CMOS-a je postojan zahvaljujući maloj bateriji, tako da se podaci čuvaju i dok je računar isključen sa električnog napona.

Fleš (Flash) memorija. Ovo je memorija novijeg datuma, može se brisati i reprogramirati, a postojana je i bez korišćenja baterije. Kapaciteti su joj različii i kreću se od 1–64 MB. Svoju primenu nalazi i u mobilnim telefonima, MP3 plejerima, PDA-ima (Personal Digital Assistant)...

Za sada je ova memorija skuplja od klasičnih megnetnih diskova, ali se ipak očekuje da će ih ona u budućnosti u potpunosati potisnuti.

Keš (Cache) memorija. Činjenica da centralna procesorska jedinica mnogo brže radi nego RAM, dovodi do situacije da CPU čeka na informacije, što čini ukupan računarski sistem manje

105

efikasnim. Iz ovog razloga se pribeglo stvaranju keš memorije. Ova memorija ima zadatak da privremeno čuva instrukcije i podatke koje će procesor najverovatnije često koristiti, pa se na taj način ubrzava procesiranje. U osnovi postoje dve vrste keša:

o Interni keš, koji je u stvari deo procesora i koji se još naziva keš L1 (Level 1), ima veću brzinu od keš L2, ali zato manji kapacitet, koji se kreće u rasponu od 8 do 256 kilobajta (KB).

o Eksterni keš, koji nije deo procesora, naziva se još i keš L2 (Level 2). On se sastoji od SRAM čipova, a kapacitet mu se kreće od 64 KB do 2 MB.

Virtuelna memorija. Ukoliko korisnik nije zadovoljan količinom RAM-a koji mu je na raspolaganju, postoji mogućnost da se RAM memorija proširi na račun odgovarajućeg prostora na magnetnom disku. Ovakva memorija se naziva virtuelnom. Naravno ovde je reč o kompromisnom rešenju, budući da je takva memorija mnogo sporija u odnosu na klasičan RAM čip. U poslednje vreme se sve manje pribegava ovakvom rešenju budući da je cena memorijskih čipova znatno niža, pa proširenje RAM-a predstavlja isplativu investiciju.

106

6. ULAZNI UREĐAJI

Ulazni uređaji služe za unošenje podataka u računar. Uređaji koji se najčešće koriste su tastatura, miš i skener, a u poslednje vreme i digitalni fotoaparat, koji se obično ne nalazi u standardnoj konfiguraciji personalnog računara.

Takođe, u ulazne uređaje spada i čitač bar kodova, koji nalazi sve veću primenu u trgovini.

6.1. TASTATURA

Tastatura je slična onima koje se koriste na pisaćim mašinama. Na tastaturi imamo tastere za unošenje slova, brojeva, znakova interpunkcije, a za razliku od tastature pisaće mašine, tastatura računara ima komandne (funkcijske) tastere i numeričku tastaturu.

Komandni tasteri izvršavaju komande koje računar izvršava neposredno po pritisku odgovarajućeg tastera (na primer pomeranje kursora). Za izvršavanje neke komande nekad moramo jednovremeno pritisnuti dva ili tri tastera. Na ovaj način se izbegava aktiviranje komande slučajnim pritiskom tastera. Osim toga mi sami možemo zadati svakom od tastera određenu funkciju koja se aktivira pritiskom na dati taster (eng. Hot Keys). Komandni tasteri se od običnih razlikuju po boji a neki su i veći nego ostali.

Pri kupovini računara, od svih komponenti, najmanje pažnje se poklanja tastaturi. Problem nije samo do kupaca već i do prodavaca koji se prema njoj ophode kao prema nevažnom elementu. Krivce možemo naći i među grafičkim operativnim sistemima kod kojih se smatra da je tastatura nepotreban “detalj”.

Ipak raditi sa bazom podataka, programom za tabelarne proračune ili obradom teksta je mnogo lakše sa dobrom tastaturom. Zato je primetno da se situacija na našem trzištu menja i pojavljuju se proizvodi koji se razlikuju od klasičnih tastatura. Ako se mnogo vremena provede pritiskajući tastere, onda je veoma poželjno odabrati kvalitetan proizvod, koji nas neće zamarati i praviti probleme. Poželjno je pre kupovine pogledati spisak tastatura, koje imamo na tržištu zajedno sa njihovim osobinama, i odabrati najpogodniju.

Moderne tastature imaju sve više tastera. Međutim, kvalitet se ne određuje prema broju dugmića, nego po udobnosti i izdržljivosti. Da bi smo to utvrdili, testiranje se mora sprovesti tokom dužeg perioda, pa i pored toga verovatno ne bismo dobili pouzdane podatke koji bi važili za sve korisnike.

U svakom slučaju, kvalitet tastature se ogleda u tome da li ima klik, da li su tasteri klimavi, kako reaguju na pritisak i posle njega i da li je svejedno na kom mestu ih pritisnemo. Prijatnom radu doprinosi i dužina hoda tastera, kao i jasno odštampani znaci na njima koji se ne brišu lako. U poslednje vreme velika pažnja se poklanja i njihovoj udobnosti, odnosno ergonomičnosti, što je naročito važno pri dužem radu.

Završni utisak o kvalitetu tastature daje njena sigurnost, odnosno masa, kao i dodatna oprema.

Kada se govori o razlikama među tastaturama, odmah se pomisli na one sa i bez klika. Pre svega, svaka tastatura ima deo koji treba da pruži neki otpor pritisku i koji se naziva aktuator, i drugi, naizgled važniji, za samo uspostavljanje kontakta. Malo iskusniji znaju da je onaj prvi zaslužan za odgovarajući osećaj tastature. Tako se one “bešumne” zasnivaju na aktuatoru od gumenih membrana i otuda i naziv membranske. One na početku pružaju velik otpor, dok kasnije naglo “propadnu”.

U principu, membranske tastature su jeftinije od mehaničkih i ustaljeno je mišljenje da kraće traju (što često i nije slučaj, jer sve to više zavisi od kvaliteta proizvođača nego od same tehnologije).

Di bi smo lakše kucali bez gledanja, mogu nam pomoći i reljefne oznake na tasterima F, J i 5. One služe za orjentisanje taktilnim sredstvima, pa su zato najčešće u obliku tačke na sredini, ili linijice pri dnu tipke. Ipak, za one koji još nisu toliko vešti, veoma je značajno da tasteri ne budu sjajni, kao ni sam karakter koji treba da je što kontrasnije boje, najčešće crn.

U svetu su prisutna dva trenda kada su u pitanju tastature: reciklaža i ergonomija. Cela ujdurma je pokrenuta zbog “Carpal Tunnel” sindroma koji, zbog neprirodnog držanja ruke, dobijaju profesionalni daktilografi na klasičnim tastaturama. Sindrom predstavlja oštećenje nerva koji prolazi kroz Carpal Tunnel u zglobu.

I na domaćem tržištu u poslednje vreme mogu se naći i kvalitetniji uređaji. Sve je viši udeo ergonomskih modela koji svuda u svetu skreću pažnju na važnost tastature kao komponente računarskog sistema.

Insistiranje na kvalitetu i udobnosti je veoma bitno za one ljude koji većinu radnog vremena provode za računarom. Ulaganje u dobar uređaj za unos se višestruko isplaćuje, mada ponekad ni sami nismo toga svesni, jer tastaturu zapažamo tek kada ne valja.

6.2. MIŠ

Miševi su tek u poslednje vreme postali popularni. Razlog tome je u slaboj raširenosti grafičkih operativnih sistema na PC računarima. Tabelarne proračune, baze podataka i obradu teksta mnogo je lakše obavljati bez sklanjanja prstiju sa tastature. Međutim, sa pojavom Windows a i ova naprava je našla svoje mesto pod suncem.

Da bi smo videli kako miševi rade, dovoljno je skinuti poklopac sa kuglice i videti da ona zapravo pokreće tri točkića. U unutrašnjosti se nalaze točkići sa prorezima sa čije jedne strane je LED, a sa druge fotodetektor (tzv. coper sistem), pa se impulsi dobijeni na senzoru broje, najčešće u integralnom kolu. Od njegove brzine zavisi i to kolika je rezolucija miša. Standard je 400 dpi a ako se vidi neka veća brojka, reč je o softverski podignutom rezultatu (kao kod stonih skenera).

Kuglica miša je verovatno masna i prilično teška. Tu važi pravilo da što je teža i veća, miš radi bolje. Jedini problem je, što ona lako prikuplja prašinu i prlja prenosne točkiće u unutrašnjosti. Kod nekih proizvođača miševa koristi se novi tip kuglice, koja više nije masna i teška, već hrapava i laka. Miš sa njom mnogo bolje “sluša” i gotovo da nema potrebe čistiti ga.

Ono što mnogima može zasmetati kod rada sa miševima koji imaju laku kuglicu je nesigurnost i mala težina. Međutim, ako se bolje pogleda, nema potrebe da miš bude mnogo težak. Ako nam ne polazi za rukom da se naviknemo na manju težinu, postoji i kompromisno rešenje u vidu kuglice koja je teška i hrapava.

Slika 6.1. Izgled miša

Njen princip se zasniva na ispuštanju i primanju svetlosnog zraka. Da bi to bilo ostvarivo, mora se koristiti specijalna refleksivna podloga sa absorbujućom mrežom. Podloga uvek mora biti čista, a miš uvek pod gotovo pravim uglom u odnosu na mrežu.

Što se tiče veze miša sa računarom, najčešće se to izvodi pomoću kabla. Standardna dužina kabla treba da bude oko 1,5 m.

Ako nam smetaju kablovi, postoje i bežični miševi. Kod ovih miševa prenos podataka se obavlja putem IC svetlosti, kao kod daljinskih upravljača. Problem je u tome, što između miša i prijemne stanice ne sme biti prepreka. Srećom, prijemnik ima kabl duži od mnogih miševa, pa se lako može postaviti na vidno mesto. Uz to mu je i prijemni ugao dovoljno velik da bi omogućio komforan rad pri kojem ne mislimo na poziciju miša u odnosu na prijemnik. Napajanje bežičnog miša je preko adaptera na kojoj se akumulatorska baterija puni, dok je ovaj neaktivan (kao kod bežičnih telefona). Baterija je dovoljno trajna da izdrži ceo dan neprekidnog rada.

Uz svaki bolji miš sleduje i podloga. Kada se kupuje miš, može se desiti da on na novoj podlozi zapinje, jer je i podlozi potrebno da se razradi.

Danas se smatra da su miševi od vitalnog značaja za rad pošto od celog računara samo sa njima i tastaturom smo stalno u kontaktu. Ako tastaturu ne koristimo suviše, onda je verovatno da se bar miš u velikoj meri koristi. Zbog toga je bolje, pre svega, potruditi se da onaj deo koji više koristimo bude kvalitetan i udoban, a tek kasnije obraćamo pažnju na cenu.

6.3. SKENER

Skener je uređaj koji sluzi za prebacivanje teksta ili slike u “elektronsku” formu podesnu za dalju obradu na računaru. Naime, pomoću ovog uređaja “čita” se data informacija i pretvara u formu koju prepoznaje PC računar. Dati oblik se zatim obrađuje u programu koji služi za obradu slike ili teksta.

Skenere možemo podeliti na više načina. Tako, prema vrsti skeniranja dele se na:

- crno bele (sa sivim nijansama),- u boji.

Prilikom skeniranja moguće je “pročitati” informaciju u boji ili crno belo. U zavisnosti da li skener podržava rad sa bojama ili ne zavisiće i njegov “način čitanja” informacija.

Prema tipu skeneri se dele na:

- ručne,

- stone.

Ručni skener se koristi za skeniranje manjih slika i predstavlja više hobi komponentu. Za razliku od njega, stoni skener je već profesionalni uređaj koji se koristi za smeštanje većeg broja informacija na računar.

Stoni skeneri se izrađuju u raznim modelima, s različitim specifikacijama i cenama. Osnovni tipovi stonih skenera su ravni i skeneri s valjkom.

Ravni skeneri zauzimaju mnogo mesta ali su i najsvestraniji. Njihovi poklopci i ravna površina za skeniranje omogućavaju da skeniramo velike ili za to nepodesne stvari poput knjiga ili uramljenih fotografija.

Uvlačeći skeneri su mali i praktični slični skeneru u faks aparatu, ali uglavnom mogu da skeniraju samo standardni papir i fotografije.

Skeneri se razlikuju i po rezoluciji, koja se meri tačkama po inču (dpi). Reklamni materijali često mame kupce visokim rezolucijama od 2400 ili 4800 dpi, ali to je teorijski broj koji se postiže programima koji su najbolje prilagođeni sadržaju slike.

Slika 6.2. Izgled stonog skenera

Mnogo je važnija optička rezolucija, tj. ono, što skener prosleđuje računaru. Većina stonih skenera skenira s rezolucijom od 300 do 600 dpi, što sasvim odgovara potrebama gotovo svih korisnika, a ujedno je i najveća rezolucija koju mnogi štampači mogu da podnesu.

Osim toga, skeneri se proizvode u verzijama za SCSI i paralelni priključak (za štampač). SCSI skeneri imaju bolji učinak, ali su obično znatno skuplji i teže se instaliraju.

Glavna razlika između kvaliteta slike skenera s valjkom i ravnih skenera potiče od upadljivo različitih tipova “električnih očiju” koje oni koriste. Skoro svi skeneri s valjkom koriste svetlosne senzore poznate pod imenom fotomultiplikatorske cevi (Photo Multiplier Tube PMT) koji su osetljiviji od uređaja povezanih električnim nabojem (ChargeCoupled Device CCD) kod tipičnih ravnih skenera ili skenera za slajdove. Skeneri sa valjkom obično registruju veći opseg boja, izražen kao opseg gustine (poznat i pod imenom dinamički opseg).

Značaj velikog dinamičkog opsega dolazi do izražaja kod ekstremno osvetljenih mesta ili senki. PMT cevi registruju izuzetno svetle ili tamne boje, koje tipični CCD skeneri uopšte ne registruju i jednostavno ih beleže kao crno ili belo.

Najnovija generacija ravnih skenera sa CCD uređajima dostiže maksimalnu optičku rezoluciju od 5000 dpi. Mada ova brojka zvuči mnogo, najveći broj ravnih skenera postiže toliku rezoluciju samo pri skeniranju malih originala. Maksimalna površina skeniranja prostora koji može biti zabeležen u datoj rezoluciji se proporcionalno smanjuje s povećanjem rezolucije.

S povećanjem površine skeniranja na celu radnu površinu rezolucija pada na 700 dpi što je uglavnom i prosek za visokorezolucijske ravne skenere. Nasuprot tome, skeneri sa valjkom zadržavaju maksimalnu rezoluciju skeniranja na celom radnom prostoru.

Ipak, ravni skeneri pružaju maksimalnu rezoluciju tamo gde je najpotrebnija na malim originalima kojima će najverovatnije biti potrebno uvećanje. Skener se kao komponenta ne nalazi u standardnoj konfiguraciji računara. On se koristi kao profesionalni alat u pripremi štampe. Savremena štamparija je danas nezamisliva bez upotrebe skenera.

6.4. DIGITALNI FOTOAPARAT

Godinu dana pre istorijskog koraka čovjeka na Mesecu, kao i slanja prvih fotografija sa površine Meseca, 1968. godine, dizajniran je prvi patent čvrstog uređaja koji je nizom foto dioda sledio principe sakupljanja podataka iz ploče na koju je pala svetlost. Uređaj je patentirala korporacija Philips, a potpisnici dizajna bili su Edward H. Stupp, Pieter G. Cath i Zsolt Szilagyi. I onda, napokon, 1969. godine predstavljen je CCD, senzor koji je nizom električnih fotoosjetljivih jedinica, spojenih u redove, mogao zabeležiti sliku

i preneti je do procesora za obradu slike. Ovaj integrirani krug, koji će se koristiti ponajpre za digitalnu fotografiju, osmislili su Willard Boyle i George Smith. CCD (Charged-coupled Device) najpre se koristio kod videokamera, no prvi modeli koji su davali dovoljno oštru snimku napravljeni su tek pet godina kasnije od njihovog izuma. U svakom slučaju, 17. oktobra 1969. godine možemo slobodno priznati kao pravi datum rođenja digitalne fotografije jer je rođen najbitniji element koji je nedostajao za komercijalnu uspešnost digitalnih fotoaparata. Svi ostali bitni delovi preneseni su iz klasične fotografije (zatvarači, optika i sl.) ili iz računarne tehnologije (procesori, memorija).

Slika 6.3. CCD

Da bi se došlo do pravog digitalnog fotoaparata, trebalo je proći još nekoliko godina i objave nekoliko zamisli i patenata. Tako je 1972. godine Willis A. Adcock sročio, a korporacija Texas Instruments patentirala prvi elektronski fotografski sistem. Prvi komercijalni CCD senzor firme Fairchild pojavio se godinu dana kasnije, s veličinom od 100 X 100 piksela. Ovaj prvi komercijalni svetlosni senzor korišten je 1974. godine na 8-inčnom teleskopu na kojem je snimljena prva elektronska astronomska snimka Meseca, a 1975. godine i na prvom poznatom fotografskom uređaju za dobivanje elektronske fotografije. Autor ovog prvog poznatog digitalnog fotoaparata bio je Kodakov inženjer Steve J. Sasson, a da bi se snimila jedna fotografija na magnetnu traku, bile su potrebne 23 sekunde. Ovaj vrlo teški Kodakov uređaj, dakle, smatramo prvim digitalnim fotoaparatom na svetu.

Godine 1981. počinje nova era digitalne fotografije. Te godine Sony je na tržište lansirao prvi komercijalni digitalni uređaj – MAVICA (od MAgnetic VIdeo CAmera). Iako se radilo o videokameri sposobnoj za zapisivanje elektronskih fotografija na diskete, ovaj uređaj već je imao sve karakteristike digitalnog fotoaparata. Zbog izbora izmjenjivih objektiva (25 mm, F:2,0; 50 mm, F:1,4 i zum objektiv 16-65 mm, F:1,4) i senzora s rezolucijom 570 X 490 piksela veličine 10 X 12 mm, radilo se u to vreme o zaista profesionalnom uređaju. Godine 1993. na najvećem fotografskom sajmu na svetu, nemačkoj Photokini, Canon je prikazao zaista neverovatan digitalni fotoaparat (videokameru za statične snimke, kako se tada popularno zvalo

takve uređaje), rad već priznatog italijansko-nemačkog dizajnera Luigija Colanija, sa svim zaobljenim delovima, tražilom i objektivom u istoj osi te blicom koja je svetlila iz smera samog objektiva.

Slika 6.4. Sony MAVICA

Do 1990. godine, glavni proizvođači koji su prednjačili u razvoju digitalne fotografije bile su kompanije Canon, Kodak i Sony. Od 1990. godine u igri se pojavio i danas poznati proizvođač Olympus. Kasnije su se u borbu za interesantno tržište priključili i drugi poznati i nepoznati, uspešni i propali proizvođači.

Tek od 1992. godine može se reći da se na tržištu može pronaći velik broj amaterskih i profesionalnih uređaja zadovoljavajućeg kvaliteta, a ponajpre cenovnog razreda koji je obećavao uspešnu prodaju te time i brz razvoj digitalne fotografije.

U vrlo brzom razvoju digitalne fotografije još jedan značajan trenutak bio je 1994. pojavom prve komercijalne memorijske kartice za digitalne fotoaparate. Američka kompanija SanDisk pustila je u prodaju prve CompactFlash memorijske kartice, a njihov današnji opstanak i uspeh u svetu mogu zahvaliti mudrom potezu spomenute kompanije koja je autorska prava prenela na sve zainteresirane kompanije proizvođače memorijskih kartica i digitalnih fotoaparata, pa je taj tip kartica i danas najuspešniji tip u prodaji.

Princip rada

Digitalni fotoaparat je slična tradicionalnom koji koristi film. On ima vizir (tražilo) kojim se aparat usmerava ka objektu snimanja, objektiv kojim se slika uoštrava i prenosi na uređaj osetljiv na svetlost, neko sredstvo pomoću koga više slika može da se zapamti i premesti za kasniju upotrebu, a sve to je smešteno u jedinstveno kućište.Kod konvencionalne kamere, film osetljiv na svetlost služi za registrovanje slika i memoriše ih hemijskim putem. Digitalna fotografija koristi kombina-

ciju napredne tehnologije senzora za slike i memoriju koja omogućava registrovanje slika u digitalnom formatu, praktično trenutno, pa nema potrebe za procesom "razvijanja". Iako princip može biti isti kao kod kamere sa filmom, unutrašnji rad digitalne kamere je sasvim različit, jer se slika stvara ili pomoću uređaja sa spregnutim naelektrisanjem (Charge coupled device - CCD) ili pomoću CMOS senzora (komplementarni metal-oksidni poluprovodnici). Svaki od senzorskih elemenata pretvara svetlost u napon proprocionalan njenom sjaju; taj se napon onda propušta kroz analogno-digitalni konvertor koji prevodi fluktuacije u CCD uređaju u diskretni binarni kod. Digitalni izlaz analogno-digitalnog konvertora šalje se u digitalni procesor signala (DSP - digital signal processor) koji podešava kontrast i detalje te komprimuje sliku pre nego što je uputi u memorijski medijum. Što je sjajnija svetlost, napon je viši i odgovarajući piksel je sveliji. Što ima više elemenata, veća je rezolucija i može da se registruje više detalja.

Sl.6.5. Princip rada digitalnog fotoaparata

Ceo proces je vrlo udoban za korisnika. CCD ili CMOS senzori fiksirani su na jednom mestu i nastavljaju da registruju slike tokom celog radnog veka kamere. Nema potrebe za premotavanjem filma između dva kalema, a broj pokretnih delova sveden je na najmanju meru.

CCD je tehnologija koja se nalazi u srcu većine digitalnih kamera, a zamenjuje i zatvarač i film iz konvencionalnih kamera. Ona potiče iz šezdesetih godina, kada su svi tražili jeftina rešenja za masovnu proizvodnju

memorijskih uređaja. Eventualna primena CCD za uređaje za registrovanje slika nije ni padala na pamet naučnicima koji su se u početku bavili tom tehnologijom.

Sl. 6.5. Očitavanje CCD slike

CCD radi kao elektronska verzija ljudskog oka. Svaki CCD uređaj se sastoji od miliona ćelija koje se zovu fotodiode. One su u suštini "izvori" za prikupljanje svetlosti koji pretvaraju optičke informacije u električno punjenje. Kada čestice svetlosti, poznate kao fotoni, prodru u silicijum od koga se sastoje fotodiode, one unesu dovoljne energije da se emituju negativno naelektrisani elektroni. Što više svetlosti padne na fotodiodu, to je više slobodnih elektrona na raspolaganju. Svaka fotodioda ima na sebi električni kontakt i kada se na njega priključi napon, silicijum ispod fotodiode može da prihvata slobodne elektrone, pa se ponaša kao njihovo skladište. Na taj način, svaka fotodioda ima posebnu količinu naelektrisanja koja joj je pridružena; što je to naelektrisanje veće, veći je intenzitet sjaja odgovarajućeg piksela.

Fotodiode CCD uređaja u stvari daju odziv samo na svetlo, a ne na boju. Boja se dodaje slici pomoću crvenih, zelenih i plavih filtera, koji se postavljaju iznad svakog piksela. S obzirom na to da CCD uređaj imitira ljudsko oko, udeo zelenih filtera u odnosu na crvene i plave iznosi dva prema jedan. Kako piksel može da predstavlja samo jednu boju, prava boja se pravi uprosečavanjem intenziteta svetlosti na susednim pikselima; taj proces poznat je kao interpolacija boja.

CMOS-Godine 1998. pojavio se CMOS (komplementarni metal-oksidni poluprovodnik), kao alternativa tehnologiji CCD u registrovanju slika. Procesi proizvodnje CMOS-a jesu oni isti koji se koriste i za proizvodnju miliona procesora i memorijskih čipova širom sveta. Za sve te procese usta-

novljene su tehnike visokog prinosa, čija je infrastruktura već na licu mesta, što znači da je proizvodnja CMOS čipova daleko jeftinija od proizvodnje specijalizovanih CCD uređaja. Druga prednost je u tome što CMOS ima značajno manje zahteve za napajanjem od CCD uređaja. Pored toga, dok CCD uređaji imaju samo jednu funkciju registrovanja gde je svetlost pala na svaku od stotina hiljada tačaka za uzorkovanje, CMOS može obavlja i druge zadatke, na primer, analogno-digitalna konverzija, obrada signala, podešavanje ravnoteže belog i upravljanje kamerom i sl. Moguće je, takođe, povećati gustinu CMOS uređaja i dubinu bitova bez rasta troškova.

Iz tih i još nekih razloga mnogi industrijski analitičari veruju da će na kraju gotovo sve jednostavnije i jeftinije digitalne kamere biti zasnovane na CMOS tehnologiji, a da će samo one iz srednje klase i vrhunske koristiti CCD uređaje. Ostaju i problemi koje treba rešiti, na primer, slike sa šumom i nemogućnost korektnog registrovanja pokreta, pa je na početku novog milenijuma potpuno jasno kako CMOS treba da pređe izvestan put pre nego što dostigne ravnopravnost sa CCD tehnologijom.

Ipak, perspektive ove tehnologije veoma su se povećale krajem 2000. godine, kada je firma Foveon Inc. iz Silicijumske doline objavila proizvodnju svog CMOS senzora za obradu slike od 16,8 miliona piksela (4096x4096) - oko tri puta veća rezolucije od bilo kog ranije objavljenog CMOS senzora za sliku i više od pedeset puta veće rezolucije nego najčešće proizvođeni CMOS senzori digitalnih kamera za najšire tržište u tom trenutku.

Do sada je u proizvodnji CMOS senzora za sliku korišćena tehnologija 0,35–0,50-mikronskog procesa i bilo je opšte prihvaćeno da će 0,25 mikrona predstavljati sledeću rundu ponuda. Foveonov 16-megapikselski senzor prvi je senzor za sliku bilo koje veličine proizveden upotrebom tehnologije 0,18-mikronskog procesa - što je vlasnički proces proizvodnje analognih CMOS uređaja razvijen u saradnji sa firmom National Semiconductor Corporation - i to predstavlja dva skoka unapred u industriji CMOS uređaja za primene u obradi slike. Upotreba 0,18-mikronskog procesa omogućava da se više piksela spakuje na dati fizički prostor, a ovo daje bolju rezoluciju senzora. Tranzistori napravljeni 0,18-mikronskim procesom su manji i zato ne zauzimaju mnogo prostora senzora, pa on može biti upotrebljen za detekciju svetla. Ta prostorna efikasnost omogućava projekte sa "pametnijim" pikselima, koji mogu da obezbede nove mogućnosti za vreme ekspozicije, bez žrtvovanja osetljivosti na svetlo.

Senzor 4096x4096 ima dimenzije 22 mm x 22 mm i ima procenjenu ISO brzinu od 100 sa dinamičkim opsegom od 10 tačaka, a sastoji se od blizu 70

miliona tranzistora. Očekuje se da se senzor, osamnaest meseci posle pojavljivanja, nađe u proizvodima za profesionalno tržište visokog kvaliteta - uključujući tu profesionalne kamere, filmske skenere, medicinsku obradu slike, skeniranje dokumenata i muzejsko arhiviranje. Predviđa se da će takva senzorska tehnologija, na duži rok, preći i na veće tržište, za široku potrošnju.

Kvalitet slike digitalne kamere zavisi od više činilaca, kao što su optički kvalitet objektiva i čipa za registrovanje slike, kompresioni algoritmi i druge komponente. Međutim, najvažnija odrednica kvaliteta slike jeste rezolucija CCD uređaja. Što je više elemenata, viša je rezolucija i zato se može registrovati više detalja.

U 1997. godini tipična prirodna rezolucija digitalnih kamera za tržište široke potrošnje bila je 640 x 480 piksela. Godinu dana kasnije, kako su se poboljšale tehnike proizvodnje i tehnologija napredovala, pojava "megapikselskih" kamera značila je da se za isti novac mogao kupiti model od 1024 x 768 ili čak 1280 x 960 piksela. Do početka 1999. godine rezolucije su došle da 1536 x 1024, a pre sredine te godine, pojavom CCD uređaja od 2,3 miliona elemenata, koji su podržavali rezolucije od 1800 x 1200, bila je probijena barijera od dva megapiksela. Godinu dana kasnije, nezadrživi marš megapiksela probio je barijeru od tri megapiksela pojavom CCD uređaja od 3,34 megapiksela, koji su davali makismalnu veličinu slike od 2048 x 1536 piksela.

Na tom nivou, sirova rezolucija teško da je nešto više od igre brojeva i sporedna je u odnosu na druge činioce kvaliteta kamere. Jedan od njih - i gotovo najvažniji za kvalitet krajnje slike kao količine informacija koju je CCD uređaj sposoban da registruje na prvom mestu - jeste čistoća in-formacija prosleđenih na analogno-digitalni konvertor.

Kvalitet procesa upravljanja bojama CCD uređaja drugi je važan činilac i jedan od glavnih uzroka razlika u izlazima kamera koje imaju CCD uređaje sa istim brojem piksela. Proces ne bi trebalo mešati sa metodom interpolacije koji koriste isti proizvođači da bi došli do datoteka bit mapa sa rezolucijom većom od prave optičke rezolucije (odnosno rezolucije CCD matrica). Ovaj metod - koji se tačnije zove ponovno uzorkovanje - dodaje piksele koristeći već prisutne informacije i, mada povećava efektivnu rezoluciju, čini to po cenu smanjenja oštrine i kontrasta. To radi kvantifikovanjem piksela i njihovim kvalifikovanjem prema zajedničkim crtama. Umesto standardne interpolacije, u kojoj se pikseli kopiraju i umeću da bi se stvorile veće slike, neke kamere koriste softversku tehniku povećavanja za koju se tvrdi da daje bolje rzultate od onih koji bi se dostigli konvencionalnom interpolacijom.

Ona kopira i umeće piksele tamo gde softver za povećavanje smatra da su oni potrebni da bi napravili linije, oblike, uzorke i konture - da bi se stvorile veće slike.

Drugi ograničavajući činilac jesu rutine za komprimovanje slike, koje mnoge digitalne kamere koriste da bi omogućile pamćenje više slika u datoj količini memorije. Neke digitalne kamere memorišu slike u sopstvenom formatu, zahtevajući softver koji obezbeđuje proizvođač da bi im se moglo pristupiti, ali većina digitalnih kamera komprimuje i memoriše slike u industrijskim standardnim formatima JPEG ili FlashPIX, koje mogu da pročitaju gotovo svi grafički paketi. Oba formata koriste kompresiju sa nešto gubitaka, što dovodi do izvesnog smanjenja kvaliteta slika. Međutim, mnoge kamere imaju različita podešavanja kompresije, a to dozvoljava da korisnik traži kompromis između kvaliteta rezolucije i kapaciteta slika, uključujući i opciju da se slike, za baš najbolji traženi kvalitet, pamte bez ikakve kompresije ("CCD sirovi režim").

Rad. Važno je zapaziti da snimanje digitalnom kamerom nije uvek isto kao snimanje kamerom na film. Većina uređaja ispoljava vreme kašnjenja od 1 do 2 sekunde od pritiska na dugme zatvarača do trenutka kada kamera registruje sliku. Potrebno je neko vreme da se navikne na taj problem, što čini kameru neprikladnom za akcione snimke. Međutim, ovo se veoma brzo poboljšava i neke od najnovijih kamera stižu na tržište gotovo bez ikakvog intervala kašnjenja.

Većina kamera zahteva takođe izvesno vreme oporavka između snimaka, zbog obrade posle snimanja (analogno-digitalna konverzija podataka, preslikavanje, izoštravanje, kompresija i memorisanje slike kao datoteke). Ovaj interval može da traje od nekoliko sekundi do pola minuta, što zavisi od tipa kamere i stanja baterija.

Većina digitalnih kamera koristi nikl-kadmijumske ili nikl-hidridne baterije koje se mogu ponovo puniti, kao i obične alkalne baterije (najšešće 4 AA baterije). Životni vek baterija varira od kamere do kamere. Kao opšte pravilo, baterije koje se mogu ponovo puniti obično traju od 45 minuta do 2 sata snimanja, u zavisnosti od toga koliko se koriste LCD i fleš, dok skup od četiri alkalne baterije obično traje 1 sat.

Sl. 6.6. Veza sa drugim uređajima

Uprkos težnji ka izmenljivoj memoriji, digitalne kamere još uvek dozvoljavaju vezu sa PC računarom radi preuzimanja slika. Prenos se obično obavlja preko konvencionalnog serijskog kabla RS-232, maksimalnom brzinom od 115 Kbita u sekundi, mada neki profesionalni modeli nude brzu SCSI vezu. Izdanje operativnog sistema Windows 98 sredinom 1998. godine donelo je izglede za vezu preko univerzalne serijske magistrale (USB), pa su digitalne kamere danas često opremljene i serijskim i USB kablom. Ovaj poslednji je omiljenija opcija, jer omogućava najmanje tri puta brži prenos slika u računar nego kada se koristi serijska veza. Takođe, postaje uobičajeno opremanje digitalne kamere TWAIN drajverima koji dozvoljavaju korisnicima da jednostavno prenose slike do standardnih aplikacija za obradu slika.

PREGLED

Ulazne jedinice su uređaji koji omogućavaju unos podataka u računarski sistem. Ovi uređaji vrše transformaciju podataka iz okruženja, automatizovano ili uz pomoć čoveka, u oblik koji je u računaru prepoznatljiv (digitalni).

U najvažnije ulazne jedinice se ubrajaju: tastatura,

uređaji za kontrolu kursora, ekran osetljiv na dodir, elektronska olovka, grafički skener, bar kôd čitač, uređaji za prepoznavanje znakova, audio ulazni uređaji, web kamera digitalni foto aparat, uređaj za prepoznavanje glasa, senzori, uređaj za identifikaciju radio frekvencija i uređaji zasnovani na biološkim osobinama ljudi.

U budućnosti kod ulaznih uređaja treba očekivati trodimenzionalne skenere i novu generaciju BAR-kod uređaja koja bi trebala da ima sposobnost čitanja ne samo horizontalnih nego i vertikalnih zapisa

7. IZLAZNI UREĐAJI

Izlazni uređaji služe za prikazivanje rezultata obrade na računaru u obliku pogodnom za korišćenje. Danas se upotrebljavaju različiti izlazni uređaji u zavisnosti od namene računara. Kao izlazni uređaji najčešće se koriste monitor, štampač a u nekim slučajevima i ploter.

7.1. MONITOR

Monitor je uređaj za prikazivanje brojčanih podataka, teksta, grafike i slika na ekranu katodne cevi. To su ekrani slični ekranima televizora. Informacije se mogu nalaziti na ekranu samo za vreme rada računara. Isključivanjem računara informacije se gube. Kao i kod televizora ekran može biti:

- monohromatski- kolor

Svaki ekran ima mogućnost prikazivanja brojeva i teksta. Međutim, za prikazivanje grafike i slika mora postojati određena elektronika koja to omogućava. Ova elektronika je smeštena na posebnoj ploči koja se zove grafička kartica. Grafička kartica se montira u kućište računara uključivanjem u slot na magistrali.

Za donošenje ispravne odluke o kupovini monitora treba da razumemo tehnologiju koja stoji iza video podsistema: kako monitor i grafička kartica “sarađuju”.

Svaka promena sadržaja ekrana izaziva slanje poruke drajveru grafičkog uređaja (GDI). Drajver za grafičku karticu će “presresti” ovaj poziv, prepoznati da se radi o ekranu i pretvoriti informacije u oblik koji pogoduje monitoru. Monitor je priključen direktno na grafičku karticu i sa nje preuzima informacije o osnovnim bojama, crvenoj, zelenoj i plavoj (RGB) i putem “elektronskih topova” emituje je na fosforom prekriveni zaslon ekrana. Ekran onda svetli u bojama koje odgovaraju primljenoj RGB kombinaciji proizvodeći tako veoma širok dijapazon boja.

Princip rada monitora se tokom čitavog njegovog postojanja nije menjao. U njegovom centru bila je i ostala katodna cev. Dimenzije katodne cevi su zapravo osnovna karakteristika monitora obično se meri dijagonala katodne cevi, izražena u inčima. Tako imamo 14, 15, 17 i 21 inčne monitore.

Za svaki ekran je važno da bude ravan, što kod velikih katodnih cevi posebno dolazi do izražaja. Zaobljena katodna cev znatno je neotpornija na refleksije i unosi neprihvatljiva izobličenja slike.

Sliku na katodnoj cevi stvara mlaz elektrona koji pogađa fosforom obloženi zaslon mlazom pogođeni fosfor zasvetli, pa se uključivanjem i isključivanjem mlaza elektrona stvara matrica osvetljenih i zatamnjenih tačaka. Elektronski top polazi od gornjeg levog ugla ekrana i “šparta” ekran po horizontalnim linijama. Pošto iscrta svaku od njih, mlaz se gasi i prelazi na početak sledeće. Pošto je iscrtao poslednju liniju, top se vraća u gornji levi ugao i ponovo započinje isti proces.

Brzina vertikalnog osvežavanja (zove se i frekvencija vertikalnog skaniranja refresh rate) govori koliko puta u sekundi mlaz iscrta čitav ekran. Vrednost se izrazava u hercima (Hz). Niska frekvencija izaziva treperenje slike, jer se fosfor gasi ako ga top nije na vreme osvežio. Kod nekih starijih monitora ovaj problem je rešavan korišćenjem fosfora sa većom perzistencijom, ali se to rešenje pokazalo slabim pošto su se na ekranu pojavljivali “duhovi” delovi slike su ostali vidljivi i kada nisu više ažurni. Zato se danas ide na povećanje frekvencije vertikalnog osvežavanja slike.

Frekvencija vertikalnog skaniranja je poslednjih godina znatno napredovala. Starijim modelima je bilo potrebno znatno više vremena za prelazak mlaza elektrona preko čitavog radnog dela ekrana. Ekran današnjeg monitora osveži se najmanje 70 puta u sekundi, što određuje frekvenciju vertikalnog skaniranja od 70 Hz. Mnogi današnji monitori mogu da se prilagode brzini osvežavanja koja je potrebna grafičkoj kartici takve monitore nazivamo multiskan monitorima.

Za potpuno izbegavanje treperenja slike može da bude potrebna i brzina osvežavanja koja prelazi 70 herca. Međutim, može se desiti da monitor ne može da podnese rezoluciju i brže osvežavanje ekrana u paketu. Zbog toga se uvodi novi parametar, širina propusnog opsega.

Propusni opseg je u principu, raspon frekvencija na kojima neki elektronski uređaj može da radi sva elektronska kola su napravljena tako da rade u nekom opsegu frekvencija, pri čemu njegovo ograničenje može da bude diktirano tehnologijom ili namerno (veštački) postavljeno. Odsecanje visokih frekvencija sprečava isijavanje zračenja i neželjeno oscilovanje. Takođe, proizvodnja kola koja rade na visokim frekvencijama je srazmerno složena, pa su i kola prilično skupa. Sa druge strane, širi propusni opseg monitora obezbeđuje rad na višim frekvencijama, dakle višu rezoluciju i bolju sliku oštrina svake tačke na ekranu određena je vremenom koje je potrebno video signalu da je prebaci iz stanja isključeno u stanje uključeno.

Svaka grafička rezolucija okarakterisana je minimalnim propusnim opsegom dok maksimalni propusni opseg ne postoji. Prema tome, propusni opseg

monitora se ne mora poklopiti sa željenom rezolucijom sve dok je širi, slika je dobra. Ako je propusni opseg preuzak, slika neće biti oštra.

Prikazivanje slike u visokoj rezoluciji, kada monitor ne obezbeđuje dovoljnu frekvenciju vertikalnog skaniranja je moguće, ali uz gubitak na kvalitetu: konstruktori su se dosetili da u jednom prolazu mlaza iscrtaju prvu, treću, petu i sve neparne linije, a u sledećem prolazu sve parne linije. Ovakav ispis nazivamo ispisom sa preplitanjem može da posluzi da za nuždu pogledamo neku sliku u visokoj rezoluciji, ali treperenje ekrana onemogućava bilo kakav ozbiljan rad.

Priča o monitorima se obično završava pominjanjem zračenja. Izvršena su veoma opsežna istraživanja koja nisu dala uverljive rezultate da je zračenje monitora štetno po zdravlje, ali je svakako poželjno da zračenje bude što slabije. Preporučuje se nabavka monitora koji ispunjava standard propisan od strane Švedskog nacionalnog komiteta za merenje i testiranje (MPR). Trenutno je aktuelna druga verzija ovog standarda ako je neki monitor MPR II atestiran, sigurni smo da je njegovo zračenje izuzetno nisko (ELF extremly low frequency).

7.2. GRAFIČKA KARTICA

Grafička kartica je zapravo mali kompjuter u čijem je centru namenski mikroprocesor zvani grafički akceleratorski čip on samostalno izvodi mnoge važne grafičke funkcije. Ne samo što je na ovaj način centralni procesor rasterećen dela “dosadnog” posla, već se operacije vrše i do dva puta brže nego što bi ih procesor, makar im se u potpunosti posvetio, mogao obaviti.

Osnovne grafičke funkcije koje većina akceleratora podržava su crtanje linija, crtanje poligona i njihovo popunjavanje bojom ili rasterom.

Osim procesora, grafička kartica mora da ima dovoljno sopstvene memorije za smeštanje kompletne slike, kao i odgovarajući radni prostor za obavljanje složenijih operacija.

Tek kada izaberemo neku veću rezoluciju saznajemo koliko nam je monitor zapravo mali, nema mnogo koristi od mnoštva detalja ako su ti detalji toliko sitni da se jedva primećuju na ekranu. Zato se na monitorima od 14 i 15 inča uglavnom koriste rezolucije 640x480 i 800x600. Na ekranu od 17 inča opredeljujemo se za 1024x768, dok ekran od 21 inča obezbeduje 1280x1024.

Što se broja boja tiče, izbor se svodi na 256 ili 65536 (64K) boja. Svako ko nije video jedan i drugi prikaz reči će da velike razlike ne može da bude

najzad, jedva da bismo mogli znati da nabrojimo dvadesetak boja, a kamoli 256 ili 65000. Međutim razlika se vidi kada se pogleda ekran prelazi su daleko mekši pa je i slika ubedljivija. Veliki broj boja je osim toga neophodan kada se radi na dizajnu i pripremi ilustracija koje će kasnije biti podvrgnute separaciji boja i kolor štampi na profesionalnim uređajima.

Sa brojem boja se može ići i preko 65536 prikaz u rezoluciji 1024x768 ide u preko 16 miliona boja, tj. paleta je 24 bitna. Najvažnija ograničenja što se boja tiče je memorija: kada pomnožimo horizontalnu rezoluciju vertikalnom, proizvod pomnožimo sa brojem bita potrebnih za selektovanje svake od boja iz palete (4 bita za 16 boja, 8 bita za 256 boja, 16 bita za 65536 boja ili 24 bita za 16,7 miliona boja) i dobićemo potrebnu memoriju video kartice. Izračunata memorija je izražena u bitima treba da je podelimo sa 8 da bi smo je izrazili u bajtovima, a onda dva puta sa 1024 da bi smo stigli do megabajta.

Na primer, za grafičku rezoluciju 1024x768 u 65536 boja potrebno je 1024*768*16=12582912 bita, odnosno 1,5 megabajta, što znači da nam je potrebna grafička kartica sa dva megabajta memorije.

Broj bojaRezolucija 16 256 65536 16,7 mil640*480 150 K 300 K 600 K 900 K800*600 234 K 469 K 938 K 1,4 M1024*768 384 K 768 K 1,5 M 2,3 M1280*1024 640 K 1,3 M 2,6 M 3,8 M1600*1200 937 K 1,9 M 3,8 M 5,6 M

Tabela 7.1. Memorijski zahtevi grafičke kartice

7.3. ŠTAMPAČ

Štampač je uređaj pomoću koga se binarno kodirana informacija iz računara prenosi na papir. Na tržištu se nalazi veliki broj različitih štampača. Ovi štampači se razlikuju po principima rada, ali i po karakteristikama. Važne karakteristike štampača su kvalitet otiska i brzina štampanja. Štampača ima u tri osnovne tehnologije, a to su:- matrični štampač- štampač sa mlaznicom (inkjet štampač)- laserski štampač

Slika 7.2. Ink Jet štampač

Matrični štampači su najstarija vrsta štampača. Oni rade na principu udarnih iglica, koje su složene u takav niz, da mogu “nacrtati” bilo koji znak kombinovanjem udarca iglica i pomeranjem papira levo i desno. Iglice papir udaraju preko trake, nalik onoj za pisaće mašine, koja ostavlja taman trag na papiru na mestu udarca. Odavde logično sledi da što više iglica ima štampač, tačka koju napravi svaka će biti manja, a pošto iglica ima više u glavi štampača, i odštampani znak će biti ravnomerniji.

Postoje tri vrste glava za matrične štampače, koje se razlikuju po broju iglica u njima one sa 9, 18 ili 24 iglice. Prva i treća vrsta su najčešće, dok je druga vrsta uglavnom ograničena na neke profesionalne modele i zapravo služi povećanju brzine štampe pre nego poboljšanju izgleda znakova.

Pošto proizvođači štampača nemaju nameru da baš za svaki model razvijaju posebnu mehaniku, to ih je nateralo da odrede neki prostor odnosno površinu na kojoj se sve iglice moraju naći. Veći broj iglica na istom prostoru daje veću gustinu štampe, odnosno lepša slova.

Štampači sa mlaznicama (ink jet) u osnovi rade kao i matrični, ali sa jednom bitnom razlikom umesto fizičkog udara iglice kroz traku, oni tope posebno mastilo nalik na vosak i pod pritiskom ga izbacuju na papir kroz veoma fine cevčice ili dizne. Prilikom dodira sa papirom mastilo se hladi i ponovo stvrdnjava, usput ostajući na željenom mestu papira. Sasvim nalik matričnim štampačima, i ovde broj mlaznica određuje finoću svake tačke tipičan štampač sa ovom tehnologijom koristi 48 ili 64 mlaznice, što je duplo više od najboljih matričnih štampača. Zato je njihov ispis kvalitetan, mada je taj kvalitet u velikoj meri određen i činjenicom da se izbaci uvek jednaka količina mastila koje je stoga uvek jednako crno, tj. ne može izbledeti ili se osušiti kao traka na matričnim štampačima. Rezultat je konzistentan kontrast koji je uvek bolji od najboljeg matričnog štampača, što vizuelno daje odštampanom tekstu još bolji izgled.

Laserski štampači koriste prilično složen sistem ogledala, laserske diode tonera (crnog praha) i polarizatora za nanošenje tonera na željene tačke i njegovo pečenje na papir. U osnovi, ovi štampači rade nalik na fotokopir mašine, sem što nemaju skener da očitaju umetnuti tekst ili sliku, ali za to imaju potrebnu elektroniku da razumeju i izvrše sve što im računar naredi. Ceo taj komplikovani sistem daje sjajne rezultate u vidu najboljeg kontrasta i najveće finoće od svih pomenutih tehnologija.

Prednosti matričnih štampača su relativna jednostavnost i dugovečnost tehnologije, što ih čini zrelim proizvodima kod kojih nema puno nepoznanica. Tu je i njihova razumna cena i prilično skromna cena potrošnog materijala, koja se dalje može smanjiti osvežavanjem traka umesto prostom zamenom, mada je ovo mač sa dve oštrice (često nestručno i površno osvežene trake dovedu do blokiranja i pregorevanja iglica u glavi štampača, koja neretko košta polovinu cene celog uređaja). Brzina matričnih štampača je u neposrednoj zavisnosti od traženog kvaliteta štampe, koji obično ima dva a neretko i tri nivoa “draft” (konceptni režim, grub ali brz), “NLQ” (bolji ali sporiji režim) i “LQ” (najbolje što može, ali i najsporiji rad).

U celini može se reći da su oni sasvim zadovoljavajuće brzi, posebno u kontekstu činjenice da su oni skuplji proporcionalno i brži od onih jeftinijih. Jedinstvena prednost ove tehnologije je njena sposobnost da odjednom štampa original i četiri kopije, što im obezbeđuje prioritet bar u kancelarijama gde se popunjava veliki broj formulara, sve dok postoji potreba za kopijama.

Mane su im bučnost, trake im obično ne traju baš dugo, brzina štampanja složenijih tekstova je ipak mala a kvalitet grafike na njima je ograničen na nivo do informativnog.

Prednosti štampača sa mlaznicama su odličan kontrast u odnosu na matrične (više je nalik laseru nego matričnim štampačima), tišina pri radu, relativno velika brzina rada, i daleko bolje sposobnosti štampanja grafike od matričnih. Takođe, tu je i prednost rada sa bojama, i to 16,7 miliona boja u rezoluciji koju ni matrični, ni laserski štampači ne mogu postići.

Mane su im relativno velika cena štampe po stranici, čak i u ekonomskom režimu, nemogućnost štampanja na kopijama i velika osetljivost na kvalitet papira na njima treba koristiti kvalitetan bankpost papir od 80 grama, a takođe postoje i specijalni papiri koje koristimo kod visokih rezolucija u radu sa grafikom ili za neke druge specijalne slučajeve.

Prednost laserskog štampača je najveća brzina štampanja i najbolja rezolucija uz bezuslovno najbolji kontrast od sve tri tehnologije. Neosetijiv je na kvalitet papira, sem po težini traži raspon od 50 do 120 grama što je ionako standard za bankpost. Može da štampa neposredno na foliju ili paus, mada traži termostabilne folije (zbog visokih temperatura na dobošu). Totalno je programibilan, skoro sve se može programski kontrolisati, uključujući i neograničen broj fontova. Laserski štampači su ujedno i računari, sa sopstvenim procesorom, memorijom i BIOS – om.

Jedina suštinska mana laserskog štampača je velika nabavna cena i prilično velika cena štampanja po stranici – ali to je nužna mana svakog kvaliteta.

PREGLED

Izlazni uređaji omogićavaju da se prikažu rezultati računarake obrade. Budući da ti rezultati mogu biti različitog formata, na raspolaganju stoje sledeće izlazne jedinice:

monitori, štampači, ploteri, audio izlazni uređaji i video izlazni uređaji.

MONITORIRezolucija:

SVGA (Super Video Grapfic Array), sa rezolucijom 800 x 600 piksela

XGA (Extended Graphic Array), sa rezolucijom 1024 x 768 piksela

SXGA (Super Extended Graphic Array), sa rezolucijom 1280 x 1024 piksela

UXGA (Ultra Extended Graphic Array), sa rezolucijom 1600 x 1200 piksela

Veličina ekranaVeličina ekrana je takođe vrlo važna osobina monitora. Ona se meri pomoću dijagonale ekrana i izražava i inčima (") . Najčešće veličine monitora su: 15", 17", 19", 21". U ovom trenutku se kao standardna veličina smatra ona od 17". Sada se pojavljuju i monitori čija je dijagonala 67".

Vrste monitoraNa osnovu tehnologije koja se koristi za njihovu izradu,

monitori se dele na dve osnovne vrste: CRT (Cathode Ray Tube) monitori, koji koriste katodnu

cev za prikaz slike i LCD (Liquid Crystal Display) monitori, kod kojih se

slika dobija osvetljavanjem molekula tečnog kristala (TFT, HPA, STN, DSTN, CSTN)

Karakteristike štampača: rezolucija, brzina štampanja, mogućnost štampe u boji maksimalni podržani format papira (A4, A3).

ŠTAMPAČIVrste štampača:

linijski, matrični, ink-jet ("pljuckavci") termalni (Thermal DYE, thermal WAX) laserski

Ploteri: klasični ploteri s olovkom elektronski ploteri ploteri velikih formata

Audio izlazni uređaji zahtevaju: jaku grafičku karticu, dosta radne memorije, snažan procesor i veliki prostor na eksternoj memoriji.

Budućnost izlaznih uređaja:

Iako je, kako je već ranije napomenuto, u oblasti informacione tehnologije nezahvalno davati prognoze, u budućem periodu se u okviru izlaznih uređaja može očekivati sledeće:

veći ekrani sa sjajnijom i oštrijom slikom, približavanje cena LCD monitora cenama CRT

monitora, putem smanjenja cena LCD monitora, još bolji kvalitet zvučnih kartica (3D audio), 3D video prikaz, PC video izlaz će imati kvalitet bioskopskih filmova, veći broj sličica u sekundi – pokret bez »kočenja«,

bolja sinhronizacija zvuka i slike, veća rezolucija i prikaz slike preko celog ekrana

Kriterijumi za izbor izlaznih uređaja

Prethodni pregled izlaznih uređaja je jasno ukazao na njihovu raznovrsnost, ali i na velike razlike koje postoje u performansama i kvalitetu u okviru pojedinih grupa. Veliki broj opcija pred budućim korisnikom nekih od ovih uređaja čini proces pravog izbora vrlo osetljivim i komplikovanim.

Da bi se opredelili za najpodesniji izlazni uređaj neophodno je voditi računa o sledećim njegovim karakteristikama:

brzini izlaza, kvalitetu izlaza, ceni, vrsti aktivnosti koja se automatizuje, obimu izlaza i glasnosti rada.

8. ULAZNO – IZLAZNI UREĐAJI

Ulazno izlazni uređaji mogu da izvršavaju i ulazne i izlazne operacije. Među ulazno izlazne uređaje spadaju modem i zvučna kartica.

8.1. MODEM

Modem (MODulator / DEModulator) je uređaj koji omogućava komunikaciju dva računara preko telefonske linije. On omogućava prenos podataka i komunikaciju sa javnim kompjuterskim mrežama i BBSovima. Zadatak modema je da prekidačke signale iz računara pretvara u odgovarajuće signale pogodne za prenos poštanskim komunikacionim linijama (modulacija) i obrnuto (demodulacija). S obzirom da većina PC modema zadovoljava neophodan uslov (Hayes kompatibilnost) i podržava neophodne protokole, izbor modema se svodi na odluku o brzini i tipu eksterni ili interni.

Interni modem je kratka PC kartica koja se umeće u jedan od kratkih slotova. Pomoću ugrađenih mikroprekidača modem se konfiguriše na jedan od COM portova i tako je potpuno nezavisan od ostalih kartica. Eksterni modem ima kućište, nalazi se van kompjutera, pa sa PCjem komunicira kablom. Prednost internog modema je nešto niža cena dok eksterni modem povećava sigurnost sistema (izbegava se direktna veza telefonska linijaPC) i garantuje vezu sa računarima koji ne moraju biti PC kompatibilni na nivou ekspanzionih slotova. Mana eksternog modema je što zauzima jedan COM port, a ako imamo samo jedan COM port, ostajemo bez miša.

Što se brzine modema tiče, ona je danas na 33,6 Kb/s ili 56 Kb/s. Cene ovih brzih modema su u poslednje vreme dosta pale, pa se i preporučuje da se uzme brži modem, jer se i sistemi instaliraju na ovako brzim modemima. Sporije modeme od ovih nema smisla kupovati.

Svaki modem karakteriše i link protokol da bi dva modema uspešno komunicirala, moraju međusobno biti usaglašeni tj. podržavati isti protokol za razmenu informacija.

Od svih komponenti računarskog sistema modemi su najosetljiviji na razna atmosferska pražnjenja. Mnogima je modem stradao u trenucima jake grmljavine, a interni modemi pokazuju i nezgodnu težnju da u sličnim prilikama “spale” i neke druge kartice. Havarije se ne dešavaju samo ako je modem uključen bliski udar munje će “spaliti” i modem u isključenom računaru. Zato je najbolje da kada sa modemom ne radimo, da ga isključimo tj. odvojimo od telefonske linije.

8.2. ZVUČNA KARTICA

PC je od svojih prvih dana imao zvučnik, takozvani “biper”, a realno se mogao upotrebiti tek da nas upozori da je nastao neki problem ili da je posao obavljen. Autori igara su se potrudili da od bipera naprave nešto više, čak i sintezu glasa, ali kvalitet koji je postignut je ipak bio nezadovoljavajući.

Tokom poslednjih par godina PC je pre svega zbog narastajućih muitimedijalnih primena, dobio sjajne i jeftine dodatke koji su ga učinili najmoćnijim personalnim računarom u domenu generisanja zvuka.

Zbog multimedije računaru je neophodno obezbediti zvučne efekte, muziku i govor. Za ovo postoje posebne kartice koje se mogu priključiti preko utičnica na magistrali. Ove kartice su poznate pod nazivima zvučne ili muzičke kartice.

Uz zvučnu karticu ide i odgovarajući softver koji korisnicima omogućuje lako unošenje nota ili snimanje zvuka mikrofonom. Podaci se mogu unositi preko tastature, klavijature muzičkih instrumenata ili mikrofona. Za dobru reprodukciju zvuka mora se izlaz iz kartice povezati sa kvalitetnim zvučnicima.

Zvučna kartica nudi reprodukciju na nivou CD ploča i šesnaestobitno semplovanje na 44,1 kHz, što praktično znači da svakoga sekunda može da primi i obradi 44100 šesnaestobitnih uzoraka zvuka. Ali kada se sve stavi na papir, ovi podaci mogu da budu varljivi. Kvalitet analognih komponenti na zvučnoj kartici, uključujući pojačalo i pretpojačalo na njoj, ima bar onoliko uticaja na ukupni kvalitet koliko i njena digitalna kola.

Ako objektivno testiramo šesnaestobitno stereo semplovanje na 44,1 kHz, pronaći ćemo jako malo kartica koje daju prihvatljive nivoe vernosti zvuka po pitanju frekventnog odziva (20 Hz do 20 kHz), odnosa signal/šum, ukupnog harmonijskog izobličenja i ukupnog intermodulacionog izobličenja.

Kartice koje prolaze sve ove testove su višestruko skuplje od “običnog” Sound Blastera. Međutim, ovako kvalitetne zvučne kartice kupuju oni, koji se profesionalno bave zvukom. Za sve multimedijalne primene većina jeftinijih zvučnih kartica je sasvim dovoljna.

Zvučna kartica sadrži čip za digitalnu obradu signala (DSP), procesor posebne namene koji oslobađa centralni procesor potrebe da obrađuje i

sažima zvuk. Što je centralni procesor slabiji to je DSP potrebniji na 286 i 386SX sistemima je nezamenljiv dok se na jačim konfiguracijama ponekad (softverski) isključuje, pošto centralni procesor može bolje da komprimuje. DSP povremeno obavlja i neke funkcije koje od njega ne očekujemo na pojedinim zvučnim karticama može da radi kao faks ili modem.

Zvučne kartice raspolažu sa AD i DA konvertorima. AD konvertor se koristi na ulazu za pretvaranje analognog (kontinualnog) naponskog signala u digitalni koji se može čuvati i obrađivati u računaru. Na ovaj način se govorni ili muzički signal iz mikrofona konvertuje u digitalni. Obrnutu operaciju, pretvaranje digitalnog signala u analogni vrši DA konvertor. Izlaz iz DA konvertora se može poslati na zvučnike ili snimiti na audio kasetu.

Digitalizovani zvuk nije jedina vrsta audio signala koje zvučna kartica generiše. MIDI (Musical Instrument Digital Interface) zvuk koriste mnoge igre i multimedijalni CD ROM naslovi. MIDI datoteke, umesto kompletnih memorisanih pasaža, sade naredbe za emitovanje memorisanih zvukova instrumenata najčešće se upotrebljavaju za reprodukciju zvukova proizvedenih na eksternim uređajima kao što je sintisajzer sa klavijaturom. MIDI datoteke zauzimaju minimalnu količinu prostora na hard disku, ali kvalitet zvuka nije uvek sjajan.

Većina jednostavnijih zvučnih kartica koristi frekventnu modulaciju, dakle simulira instrumente koristeći jedan sinusoidni talas da bi se modifikovao u drugi. Posledica ovoga je pištanje i škripa koja ima malo veze sa zvukom originalnih instrumenata. Zbog toga zvučna kartica reprodukuje MIDI korišćenjem takozvanih zvučnih tabela wavetable. Ove tabele sadrže digitalne snimke zvukova pravih instrumenata i proizvode puniji, verniji zvuk. Raznih instrumenata ima poprilično, pa i ove tabele zahtevaju dosta prostora u ROMu zvučne kartice. Ovde se koristi tehnika online kompresije da bi u memoriju smestili više podataka.

Zvučna kartica sadrži veliki broj ulaza i izlaza, među kojima su utičnica za mikrofon, linijski ulaz za signal iz audio CD plejera ili kasetofona, linijski izlaz za reprodukciju zvukova putem standardnog stereo sistema (aktivnih zvučnika) i analogni konektor za CD ROM da bi se reprodukovale audio CD ploče. Mikseta ugrađena u karticu treba da ima bar osam do deset kanala za mešanje zvukova iz nekoliko stereo izvora.

PREGLED

Modem Telefonski midem (56 kbita/s), ISDN modemi,

DSL modem (16-640kbita/s, pojavljuju se kao: XDSL, VDSL, SDSL, RADSL),

Kablovski modem Satelitski modem

Komunikacije između računara uspostavljaju se i drugim medijima putem komunikacionih kanala:

Dvožilni bakarni kabel, Koaksijalni kabel, Optički kabel, Infracrveni zraci (bežični prenosi), Radio mikro talasi, Kominikacioni sateliti (GEO MEO, LEO), Sistem za globalno pozicioniranje GPS, Pejdžeri Mobilna telefonija Bežične komunikacije na malu razdaljinu BLUE

TOOTH, veza do 10m

13. OSNOVNI POJMOVI RAČUNARSKE KOMUNIKACIJE

13.1. POJAM RAČUNARSKE KOMUNIKACIJE

U savremenom svetu postoji više tehničkih sredstava koji se koriste u svrhu komuniciranja. Najpoznatiji su telefon, radio i televizija. Međutim, poslednjih godina računar postaje moćno sredstvo u telekomunikacijama sa mnogo prednosti u odnosu na uobičajena sredstva. Te prednosti bi se mogle klasifikovati u nekoliko grupa:

- Neposredna komunikacija – ova komunikacija se ostvaruje posredstvom računara. Nju čini slanje poruka korisniku čiju adresu pošiljalac zna (što je vid komunikacije koji se ostvaruje preko pošte, ali mnogo brže), ali i komunikacija sa korisnikom čije adrese pošiljalac ne poznaje, a ima interese da prima poruke.

- Prenos fajlova – ova komunikacija posredstvom računara omogućuje razmenu fajlova među korisnicima, pri čemu fajl može biti: tekst, slika, zvuk, program i dr.

- Pretraživanje baza podataka – svaka savremena institucija organizuje svoje baze podataka po različitim sadržajima i namenama. Ovim se omoguđuje da udaljeni korisnici preko svojih računara pretražuju baze podataka radi dobijanja informacija koje su im potrebne.

- Korišćenje udaljenih resursa – korisnici koji ne raspolažu potrebnim resursima mogu da ih potraže i koriste preko računarskih komunikacija. Tako postoji mogućnost korišćenja superračunara ili neke specijalne računarske opreme.

- Komercijalni servisi – ova računarska komunikacija ostvaruje se radi ostvarivanja poslovnih usluga. Tako se mogu vršiti finansijske transakcije, kupovina robe, turističke rezervacije i slično.

Računarske komunikacije se ostvaruju na svim delovima Zemljine kugle i njihova cena je znatno niža od uobičajenih vidova komunikacije. Zbog toga računarska komunikacija nalazi primenu u svim oblicima ljudskog rada i društva, i pospešuje kako komunikaciju među ljudima, tako i razmenu dobara i usluga.

13.2. POJAM RAČUNARSKE MREŽE

Računari povezani radi ostvarivanja računarske komunikacije obrazuju računarsku mrežu. Računarsku mrežu čine sledeće komponente:

- računari,- komunikacioni hardver,- komunikacioni softver,- komunikacione linije.

Velika prednost savremenih računarskih mašina je povezivanje hardverski različitih računara i sa različitim operativnim sredinama. Za povezivanje računara u mrežu korisnik mora da raspolaže odgovarajućim hardverom za komunikaciju. To mogu biti razne vrste mrežnih kartica ili modema. Mrežna kartica služi za povezivanje računara u mrežu na manjim udaljenostima, pri čemu se obrazuju lokalne mreže. Modem služi za povezivanje računara u mrežu na velikim udaljenostima, pri čemu se obrazuju globalne mreže.

Komunikacione linije fizički povezuju računare u mrežu. Ove linije mogu biti različite prirode, kao što su: telefonske linije, radio veze, satelitske veze, koaksioni i optički kablovi i drugo. Od prirode veza zavisi najvažnija karakteristika mreže, a to je brzina prenosa. Brzina prenosa se izražava brojem bita u sekundi. Optičkim kablovima se ostvaruje najbrži prenos, dok se telefonskim linijama postižu male brzine prenosa.

Komunikacioni softver predstavlja kolekciju programa koji podržavaju rad računara u mreži. Komunikacioni softver obezbeđuje sledeće funkcije:

- uključivanje računara u mrežu,- rad korisnika u mreži,- sigurnosne mere,- administrativne poslove i drugo.

Komunikacioni softver se može naći u formi vlastitog, javnog i deljenog softvera.

13.3. ORGANIZACIJA RAČUNARSKIH MREŽA

13.3.1. TOPOLOGIJA MREŽE

Računari u mreži, pri komunikaciji, zauzimaju određene lokacije i čine čvor mreže. Fizički povezani računari (komunikacionim linijama) i locirani po potrebi korisnika mreže čine topologiju mreže. Najčešće topologije mreže su: magistrala, zvezda i prsten. Topologija mreže se grafički prikazuje pomoću kružića (simbolički predstavljaju čvorove) i linija (simbolički predstavljaju veze).

Topologija magistrale

Topologija magistrale (slika 13.1.) se najčešće koristi od svih vrsta topologije lokalnih mreža. Dobre karakteristike ove topologije su: kvar na jednom računaru ne blokira rad na ostalim računarima, brza komunikacija između svih korisnika, ravnopravnost korišćenja i drugo.

Slika 13.1.

Topologija prsten

Slika 13.2.

U topologiji prsten (slika 13.2.) kvar na jednom računaru ne utiče na rad ostalih računara. Nedostatak ove topologije je relativno velika dužina veza, pa samim tim sporija komunikacija.

Topologija zvezde

U topologiji zvezde (slika 13.3.) postoji centralni računar preko kojeg su povezani svi računari u mreži. Loše dejstvo ove topologije je to što kvar u centralnom računaru dovodi do otkaza cele mreže.

Slika 13.3.

U globalnim mrežama najčešće se koristi struktura mreže. Ova topologija omogućava da se između dva čvora može obezbediti veza različitim prolaskom kroz mrežu. Svaki od ovih prolazaka čini jedan put. Značajno sredstvo savremenih mreža je to što se mogu međusobno povezivati. Ovo povezivanje se vrši preko posebnih komunikacionih procesora pod imenom kapija mreže. Na ovaj način se mogu povezivati lokalne mreže sa globalnim mrežama.

13.3.2. MREŽNI PROTOKOLI

U mreži je povezan velik broj različitih računara. Da bi oni mogli komunicirati uvode se pravila ponašanja koja još zovemo i protokoli. U svetu postoji više organizacija koje se bave standardizacijom pravila, a najvažnija su:

- Udruženje inženjera elektrotehnike i elektronike – IEEE- Udruženje elektronske industrije – EIA- Međunarodna organizacija za standarde – ISO

Podaci koje se prenose kroz mrežu organizuju se u strogo definisane celine, koje zovemo paketi. U standardu se propisuje izgled paketa. Tačno se zna šta koji bit predstavlja i pravila pakovanja podataka u paket moraju poštovati kako pošiljalac tako i primalac podataka. Paket obično ima sledeću strukturu:

- identifikator paketa,- adresu primaoca,- adresu pošiljaoca,- definisanje tipa podataka,- polje podataka,- proveru ispravnosti podataka i dr.

Da bi se omogućila komunikacija između različitih mreža donet je standard poznat kao otvoren sistem povezivanja – OSI. Ovaj standard donela je Međunarodna organizacija za standarde pa je njegov potpun naziv ISO – OSI referentni model. Po ovom standardu svi problemi prenosa podataka u računarskim mrežama razvrstavaju se u sedam nivoa (slika 13.4.):

1. Fizički nivo – Physical layer – se bavi prenosom bitova podatka kroz kanal za komunikaciju. On rešava sledeća pitanja: koliko će mikrosekundi trajati prenos bita; da li će se prenos vršiti dvosmerno ili u oba smera istovremeno; na koji će se način uspostaviti a na koji prekinuti komunikacija.

2. Podatkovani nivo – Data link layer – preuzima podatke od fizičkog sloja, oslobađa ih grešaka i prosleđuje mrežnom sloju. Takođe ovaj sloj preuzima podatke od mrežnog sloja i prosleđuje ih fizičkom sloju. Ovaj sloj ima i zadatak da prilagodi brzine prenosa predajnika i prijemnika.

3. Mrežni nivo – Network layer – ima zadatak da poruke prenese od izvora do odredišta, rešavajući pri tom probleme koje mu nameće topologija mreže. On vrši izbor puteva pri prenosu paketa sa podacima.

4. Transportni nivo – Transport layer – ima zadatak da preuzme podatke od sloja sesije, ako je potrebno da ih izdeli na manje celine, prosledi mrežnom sloju i uveri se da su ispravno primljeni na drugom kraju veze.

5. Sesioni nivo - Session layer – obezbeđuje: da korisnici na različitim računarima uspostave konverzaciju, prenos fajlova, uspostavljanje prekinutih veza i dr.

6. Prezentacioni nivo – Presentation layer – se ne bavi prenosom podatka, već problemima sintakse i semantike. Prezentacioni sloj podatke dobijene od računara konvertuje u neku drugu formu u kojoj se oni prenose kroz mrežu. Na prijemnoj strani, ovaj sloj tako dobijene podatke prevodi u formu koja tom računaru odgovara.

7. Aplikacioni nivo – Application layer – obezbeđuje veliki broj najrazličitijih servisa. Njega čine programi za elektronsku poštu, elektronski prenos novca, prenos fajlova i drugo. Svi drugi nivoi moraju

biti podređeni ovom nivou.

Mnogi postojeći standardi se odnose samo na neke od navedenih nivoa. Svaki nivo koji postoji na mestu pošiljaoca mora postojati na mestu primaoca.

NIVO RAČUNAR RAČUNAR7 Aplikacioni Aplikacioni6 Prezentacini Prezentacini5 Sesioni Sesioni4 Transportni Transportni3 Mrežni Mrežni2 Podatkovani Podatkovani1 Fizički Fizički

Slika 13.4.

13.3.3. POJAM KLIJENT - SERVER

U mrežama se komunicira tako što jedan računar traži usluge od nekog drugog računara u mreži. Računar koji traži usluge zove se klijent, a onaj koji pruža usluge zove se server. Model ovakve komunikacije poznat je kao model klijent – server. Usluge se mogu odnostiti na korišćenje fizičkih uređaja (disk, štampač, modem,. . .), ali i na korišćenje fajlova sa podacima ili programima.

Slika 13.5.

13.4. PRIMERI RAČUNARSKIH MREŽA

13.4.1. POVEZIVANJE DVA RAČUNARA

Prvi korak u povezivanju računara jeste povezati dva personalna računara i omogućiti prenos fajlova sa jednog na drugi računar. Da bi se ostvarila ovakva komunikacija ona mora sadržati: dva personalna računara, kabl za povezivanje, softver za prenos. Danas postoji više vrsta softvera (programa) za povezivanje, a neki od njih su: FastLynx, Direc – Link, LapLink.

Računare treba povezati kada su isključeni iz elektronskog napajanja. Kada povežemo računare preko serijskih ili paralelnih portova možemo ih uključiti. Na svakom od računara moramo imati softver za prenos – FastLynx. U ovom paketu programa nalaze se tri fajla: fx.exe, fx.xlp, fx.cmd. Komande tastera na tastaturi imaju sledeću namenu:

- F2 – promena kataloga,- F3 – prenos fajlova,- F4 – kreiranje kataloga,- F5 – selekcija fajla,- Shift + F5 – selekcija više fajlova,- F6 – promena imena fajlu ili katalogu,- F7 – selekcija svih fajlova,- F8 – pregled sadržaja tekstualnih fajlova.

13.4.2. LOKALNA MREŽA

Računare možemo povezati u lokalne mreže. Za ovakvo povezivanje su pored računara potrebne sledeće komponente: server, mrežna kartica, kablovi za povezivanje i mrežni softver.

U lokalnim mrežama obično postoji tri tipa korisnika mreža. To su: supervizor, regularni korisnik i operater.

Supervizor je lice odgovorno za efikasan rad mreže. U njegovoj nadležnosti je održavanje mreže, određivanje prava korisnika, održavanje sistema fajlova na serveru i slično. Regularni korisnici su sva lica koja preko radnih stanica mogu prići serveru. Korisnici od supervizora dobijaju šifre za prilazak serveru, a u međuvremenu mogu koristiti ograničene usluge u mreži prijavom pod šifrom gosta (Guest). Operater je korisnik koga je supervizor ovlastio da obavlja neke poslove u mreži. Korisnik se uključuje u mrežu prijavom (Login). Prijava korisnika se vrši unošenjem imena korisnika i šifre korisnika npr.: ime korisnika je marjana, i prijava bi izgledala ovako:

LOGIN MARJANA

Sistem proverava ovo ime i ako ga ima traži od korisnika šifru (lozinku), naredbom Password. Posle kucanja šifre korisnik može da koristi mrežu u smislu: slati poruke drugim korisnicima mreže; prići datotekama na serveru; prići aplikacijama na serveru i drugo.

13.4.3. BBC

Ovo je mreža koja omogućuje korisnicima da komuniciraju posredstvom jednog računara sa kojim se veza uspostavlja biranjem telefonskog broja. Naziv dolazi od engleske reči Bulliten Board System – BBS, što se može prevesti kao “sistem oglasne table”. Za ovakav vid komunikacija treba da raspolaže: personalnim računarom, modemom, telefonskom linijom i softverom za modemsku komunikaciju.

U komunikacionim programima postoji mogućnost evidencije brojeva BBC – ova za koje je korisnik zainteresovan. Sistem sam bira cifru po cifru, čeka ako je broj trenutno zauzet, i uspostavlja vezu. Sistem zahteva unošenje lozinke (password) i tek kad se ona pravilno unese korisnik može da radi u sistemu. Usluge koje se mogu dobiti na BBC – u su sledeće: elektronska pošta, prenos fajlova, konferisanje i informisanje.

U našoj zemlji postoji nekoliko desetina BBC – ova različite namene. Na primer broj FON – a, Beograd je 011 / 237 – 2393. Na ovom broju nalaze se sve informacije vezane za ovu instituciju, kao što su: uslovi upisa na fakultet, nastavni planovi i programi, spiskovi literatura, stručnih kadrova i drugo.

PREGLED

Podela mreža na osnovu njihove veličine

U zavisnosti od geografskog područja koje pokrivaju računarske mreže se dele na: WAN, MAN i LAN mreže.

WAN (Wide Area Network)

WAN mreže su mreže širokog opsega, one pokrivaju najšira područja, od veličine jedne zemlje pa do cele zemaljske kugle.

MAN (Metrpoloitan Area Network)

MAN mreže su mreže područja veličine grada ili gradske oblasti (koja uključuje i predgrađa).

LAN (Local Area Network)

LAN mreže su lokalne mreže i one povezuju računare u okviru jednog preduzeća ili kvarta. To praktično znači da bi elementi povezani LAN mrežom mogli da budu udaljeni najviše do nekoliko stotina metara.

Kao najmanje od svih mreža, LAN mreže su i najjednostavnije za izgradnju, ali ipak i one zahtevaju:

računare sa mrežnim karticama, najčešće jedan ili više jakih servera i veliki broj personalnih računara ili terminala,

kablove (najbolje optičke, ali su dobri i klasični bakarni) za povezivanje elemanata mreže,

periferni uređaji predviđeni da budu deljeni u mreži (štampači, skeneri...),

uređaji za upravljanje i kontrolu komunikacije kao što su ruteri (router), habovi (hub), svičevi (switch) i

softver za obezbeđenje rada mreže (mrežni operativni sistem).

Kao poseban vid LAN mreža se pojavljuju TAN (Tiny Area Network) mreže, koje se razvijaju na nivou manjih firmi, obično povezujući jedan server sa malim brojem računara.

PBX (Private Branch Exchange)

PBX mreža je takođe računarska mreža koja pokriva potrebe jednog preduzeća, ali je za nju karakteristično da je izgrađena isključivo na osnovu postojeće telefonske mreže preduzeća.

Podela računarskih mreža na osnovu vlasništva

Javne mreže Privatne mreže VAN (Value Added Network) Virtuelne privatne mreže (Virtual Private Network)

Topologija računarskih mreža

Slika 13.6. Linijska mreža

Slika 13.7. Prstenasta mreža

Slika 13.8. Zvezdasta mreža

Dva tipa poslovnih mreža

Lokalne mreže (LAN) se u praksi pojavljuju najčešće u obliku dve osnovne arhitekture: “peer-to-peer” i klijent/server.

Arhitektura ravnopravnih računara (peer-to-peer)

Server hub ili svič

Na engeskom jeziku reč peer označava nekog ko ima jednaka prava u odnosu na druge. U tom smislu se “peer-to-peer” arhitektura može shvatiti kao mreža računara jednakog prioriteta.

U takvoj arhitekturi se odvija direktna komunikacija između računara (odnosno čvorova, tj. elemenata mreže), bez posredovanja servera.

Slika 13.9. Arhitektura ravnopravnih računara Klijent/server arhitektura

U okviru klijent/server (client/server) arhitekture, računari mogu imati ili ulogu servera ili ulogu klijenta.

Server (poslužilac) je računar na kojem se nalaze programi i podaci kojim se služe računari klijenti.

Pored toga na serveru se nalazi i softver koji upravlja svim resursima u mreži: mrežni operativni sistem (NOS- Network Operating System). Računar koji ima ulogu servera je obično personalni računar sa vrlo jakom konfiguracijom (snažan procesor, veliki RAM i diskovi sa velikim kapacitetom).

U zavisnosti od uloge koja im je poverena serverima se dodeljuju određeni nazivi. Tako se razlikuju:

o fajl (file) serveri, koji imaju zadatak da čuvaju podatke i programe koji su deljeni u okviru mreže,

o serveri baza podataka (database server), koji skladište samo podatke, bez programa,

o serveri elektronske pošte (mail server), koji upravljaju

lokalni štampač

deljeni štampač

elektronskom poštom,o veb serveri, zaduženi za održavanje veb prezentacija i o print serveri, koji upravljaju sa jednim ili više

štampača namenjenim da opslužuju sve računare u mreži.

Klijenti su računari koji putem mreže potražuju softver i podatke sa servera, kako bi mogli izvršiti svoje aktivnosti. U praksi se pojavljuju dva tipa klijenta: tanki i debeli.

Tankog klijenta (thin client) karakteriše najslabija konfiguracija hardvera i softvera, te su svi resursi potrebni za rad prebačeni na server.

Debeli klijenti (fat client) imaju sistemski i deo aplikativnog softvera na svom disku, te se samo u specifičnim situacijama koriste uslugama softvera.

Naziv modela

Na serveru je Na klijentu je

1Distribuirana prezentacija

Prezentacija softveraLogika procesaUpravljanje podacima

Prezentacija softvera

2Udaljenaprezentacija

Logika procesaUpravljanje podacima

Prezentacija softvera

3Distribuirana logika

Logika procesaUpravljanje podacima

Logika procesaPrezentacija softvera

4Udaljeno upravljanje podacima

Upravljanje podacimaLogika procesaPrezentacija softvera

5DistribuiranoUpravljanje podacima

Upravljanje podacimaUpravljanje podacimaLogika procesaPrezentacija softvera

Tabela 13.10. Modeli klijent/server arhitekture

Postoji pet raličitih delova klijent/server arhitekture, koji su nastali na osnovu različitih kombinacija raspodele elemenata:

procesa prezentacije softvera (korisnički interfejs), logike procesa (proces obrade podataka) i komponente upravljanja podacima.

Na osnovu tih kombinacija, koje su prikazane u tabeli, nastaju sledeći modeli klijent/server arhitekture:

distribuirana prezentacija,

udaljena prezentacija, distribuirana logika, udaljeno upravljanje podacima i distribuirano upravljanje podacima.

Klijent/server arhitektura je vrlo primenjena u formiranju LAN mreža, ali ona ne predstavlja uvek najbolje rešenje. Da bi se donela pravilna odluka o njenoj primeni ili ne, neophodno je dobro upoznati sve dobre i loše strane klijent/server arhitekture.

Prednosti klijent/server arhitektureoBudući da su podaci centralizovani, mreža je

rasterećena preuzimanja i vraćanja datoteka na obradu.

oMnogo je lakše održavanje integriteta podataka, uzimajući u obzir činjenicu da ih samo server menja

oBezbednost podataka je veća, budući da postoji mogućnost da se sa centralizovanog mesta (servera) administriraju prava korisnika i određuju mere obezbeđenja cele mreže.

Nedostaci klijent/server arhitektureoMrežni elementi sa mogućnošću samostalnog

procesiranja su teži za administraciju i koordinaciju.oPostoje teškoće u pisanju softvera kod kojeg je

razdvojeno procesiranje između servera i klijenata, slučaj koji je vezan za model nazvan distribuirana logika.

oSuviše veliki broj klijenata može loše uticati na performanse servera.

Mrežni operativni sistem

Mrežni operativni sistem (NOS- Network Operatting Sistem) ima zadatak da omogući višekorisnički pristup računaru, kao i kontrolu pristupa preko sistema korisničkih imena i lozinki.

Klijent/server arhitektura dozvoljava mogućnost da on bude instaliran samo na serveru. Moguće je da u odredjenim situacijama deo mrežnog softvera bude instaliran i na klijent mašinama. Među najpoznazije mrežne operativne sisteme spadaju: Novell NetWare, Microsoft Windows NT 2000, Unix i Linux.

Arhitektura ravnopravnih računara zahteva mrežni softver na svakom elementu mreže, a kao moguće rešenje se najviše primenjuju: Windows 95, Windows 98, Windows ME, Windows XP, ili Windows for Workgroups.

13.4.4. INTERNET

Internet je naziv za najveću svetsku globalnu mrežu. Sa ovom mrežom se mogu povezati druge računarske mreže, pa za Internet kažemo da je “mreža svih mreža”.

Svaki računar u Internet – u ima svoju adresu. Adresa se sastoji od četiri grupe simbola između kojih se nalaze tačke.

Podaci koje se prenose u mrežama organizuju se u pakete. Protokol koji obezbeđuje prenošenje od pošiljaoca do primaoca zove se Internet Protokol – IP. Paket podatka može imati najviše 1500 karaktera. Pojava velikog broja paketa smanjuje efikasnost mreže. Paket podatka sadrži adrese primaoca ii pošiljaoca. Ako želimo da pošaljemo veću količinu paketa to će obezbediti Transmission Control Protocol – TCP. Ovaj protokol iseca dugačke pakete u poruke dužine od najviše 500 bajtova. Svaki od paketa je numerisan tako da se na osnovu ove numeracije, na mestu prijema, može sastaviti dugačka poruka.

Da bi koristili prednosti Internet –a moramo prvo stupiti u vezu sa servisnim posrednikom – Service Provider. Od servisnog posrednika dobijaju se svi uslovi povezivanja računara u mrežu i koriščćenje pojedinih resursa mreže. Rad u mreži se odvija po modelu klijent – server.

U Internet – u postoji velik broj servisa. Neki od njih su:- Elektronska pošta – pošiljka u elektronskoj pošti se sastoji od adrese

primaoca, adrese pošiljaoca i tekst poruke. Program koji podržava elektronsku poštu pokreće se komandom mail.

- Interaktivni razgovor – ovim servisom ostvaruje se razgovor, pri čemu oba sagovornika moraju biti istovremeno prijavljeni u mrežu. Razgovor se odvija po principu: sve što jedan korisnik kuca na tastaturi odmah se prikazuje na ekranu drugog korisnika.

- Mrežne vesti – ovi servisi odgovaraju diskusionim grupama, oglasnim tablama ili konferencijama u drugim mrežama. Ova aktivnost se organizuje u grupe prema kategorijama vesti i to:

- com – oblast računarstva i informatike,- news – informacije o Internet – u,- rec – diskusije o hobijama, veštinama, rekreaciji,

- talk – rasprave na različite teme,- misc – sve ostale oblasti.

- Multimedijalni servisi – računar je multimedijalna mašina koja osim teksta može da obrađuje sliku, zvuk, grafiku, pa shodno tome da ih prenosi i kroz mreže. Najnovija aplikacija u Internet – u podržava ovakav rad. Aplikacija je poznata pod nazivom WWW – World Wide Web. Ova publikacija se zasniva na hipertekstu, koji predstavlja način prezentacije informacija u kome selektovana reč u tekstu omogućava proširenje teksta. Ovakva reč služi kako povezivač na drugi dokument. Jezik koji omogućuje pisanje dokumenata za WWW zove se HTML.

Početkom 2003. godine. Internet je obeležio dve decenije postojanja. Kao rođendan svetske mreže uzima se 1. januar 1983. godine kada su stručnjaci usvojili TCP/IP protokole koji regulišu komunikacije između umreženih računara.

Kao i u vezi sa mnogim drugim stvarima vezanim za Internet, oko njegovog rođendana takođe se vode brojne rasprave i nesuglasice među ljudima koji se bave ovom problematikom. Neki istoričari tvrde da je svetska mreža rođena 1961. godine kada je dr Leonar Klajnrok sa Instituta za tehnologiju u Masačusetsu objavio dokument o tehnici povezivanja računara. Drugi poznavaoci smatraju da je 1969. godina ključni momenat, jer je tada uspostavljena mreža američkog ministarstva odbrane ARPANet. Godinu dana kasnije, vojna mreža se proširila i na civilne ustanove, a pojavile su se prve e-mail poruke što stručnjake navodi na pomisao da je to rođendan Interneta.

Ipak, prema najrasprostranjenijem mišljenju, tek stvaranje TCP/IP protokola uvodi savremenu mrežu kakvu većina korisnika danas poznaje. Pre 1983. godine je u ARPANetu postojalo svega 1.000 računara koji su komunicirali po zastarelom protokolu. Novi protokoli omogućili su različitim kompjuterima da međusobno “razgovaraju” preko mreže. Mnogi poklonici Interneta ovaj trenutak vole da opisuju kao “mali korak za čoveka, ali veliki za čovečanstvo”.

PREGLED

ŠTA JE INTERNET? Internet je globalana računarska mreža koja povezuje

računare i mreže računara (network of networks), Preko 250 miliona računara uz porast od 60 miliona

godišnje, od toga su 45 miliona računara web-serveri, Rast Interneta i upravljanje mrežama je decentralizovano, Internet koristi preko pola milijarde ljudi uz porast od

preko 100 miliona godišnje, Internet je globalni komunikacioni prostor, Digitalizovane informacije kao medij za publikovanje

podataka, tekstova, softvera i ostalih multimedijalnih informacija,

Internet je dinamičan istraživački i obrazovni medij, Globalni medij za elektronsko poslovanje i stvaranje

internet-ekonomije, Osnovna tehnologija za stvaranje informatičkog društva,

INTRANET: Privatne računarske mreže organizacija dostupne samo

osobama koje u njima rade (biznis, vladine organizacije, državna uprava ...),

Veća sigurnost nego na otvorenoj mreži, Omogućuje zaposlenima brz i jednostavan pristup

resursima firme,

EKSTRANET: Deo intraneta na koji imaju pravo pristupa saradničke

firme, Saradničke firme imaju pravo na informacije potrebne za

obavljanje poslova koji su zajednički za obe firme (pružanje kvalitetnijih usluga, upravljenje lancem snabdevanja, ubrzano odvijanje poslovanja...)

AKTIVNOSTI NA INTERNETU potraga za informacijama, korišćenje elektronske pošte, elektronska trgovina, zabava, praćenje novosti, preuzimanje (download) datoteka,

izvođenje finansijskih transakcija, održavanje sastanaka (ćaskanje-chat, video konferencije), učenje na daljinu (distance learning)

DEMOGRAFIJA INTERNETA:

ISTORIJA INTERNETA:

1950-te1957 SSSR lansira prvi satelit Sputnik1958 SAD formira Advanced Research Projects Agency u

zajednici sa Ministarstvom odbrane da osigura prevlast SAD u nauci i tehnologiji

1960-te

1961-1967povezivanje univerzitetskih računara, istraživanja o računarskim mrežama, vojne potrebe

1965 prvo povezivanje dva računara

1969

ARPANET: mreža sa četiri čvora poručena od Ministarstva odbrane SAD za istraživanje računarskih mreža (UCLA-University of Californija at Los Angeles, SRI-Stanford Research Institute, UCSB-University of California Santa Barbara i U of U-University of Utah)

1970-te

1972prvi program za elektronsku poštu, ARPANET ima 15 čvorova

1973prve međunarodne veze sa ARPANET-om, Bob Metcalf u doktorskoj tezi na Harvardu opisuje lokalnu mrežu Ethernet

1974razvoj arhitekture međusobno povezanih mreža (Cerf i Kahn), definisana današnja arhitektura Interneta

1980-te1982 Specificiran TCP/IP protokol za ARPANET1983 prvi PC računari

1984uveden Domain Name Server (DNS), >1.000 računara u mreži

1985 Specificiran File Transfer Protocol (FTP)

1986stvoren NSFNET (National Science Foundation), brzina magistrale 56Kbps

1988razvoj nacionalnih mreža Csnet, BITnet, Minitel, internetski »crv« (worm) zarazio 6.000 od 60.000 čvorova u mreži

1989>100.000 račuanra u mreži

1990-te1990 prva daljinski upravljana mašina vezana za Internet

1991razvijen Gropher, World Wide Web, PGP sistem kriptovanja

1992 >1.000.000 računara u mreži1993 biznis i mediji se uključuju u Internet1994 počinju sa radom Lycos i Yahoo1995 RealAudio, Infoseek, AltaVista, JAVA, VRML

1996>10.000.000 računara u mreži, protok magistrale 622 Mbps

1998300 miliona Web strana, preko 2 miliona domena, XML tehnologija

1999 1 milijarda Web strana, protok magistrale 2,5 Gbps2000-te

2000masovni napadi sprečavaju funkcionisanje Yahoo, Amazon i eBay

2001GEAN evropska gigabitna istraživačka i akademska mreža (aktivirana 23.10.2001)

2002GTRN- globalna terabitna istraživačka mreža, 18.02.2001

2003 prvi službeni online izbori u Švajcarskoj

PRINCIP RADA INTERNETA: Mogu se uklopiti razna hardverska i softverska rešenja, razni

proizvođači opreme, Upravljanje mrežom je distribuirano, nijedna organizacija ne

kontroliše celu mrežu, zajedničko je jedino upravljanje domenima (DNS), jedinstvena struktura adresa za sve računare na Internetu,

Ne proverava se sadržaj poruka, interpretacija podataka samo na krajevima mreže,

Za izradu aplikacija nije potrebno poznavanje konfiguracije mreže, Internet robustan i pouzdan, mora biti otporniji na napade a time

sigurniji za transakcije i informacije, Skalabilnost. Obezbediti dovoljan broj adresa za korisnike, Standardi. Raznolika oprema, razne vrste softvera i decentralizacija

zahtevaju poštovanje standarda. Standarde razvijaju međunarodne organizacije Internet Engineering Task Force, International Telecommunications Union i WWW Consortium.

NAČIN RADA INTERNETA: Koristi telefonske, satelitske linije Protokoli-pravila za obavljanje saobraćaja na mreži, IP (Internet

Protocol), dodeljuje adrese porukama, TCP (Transmission Control Protocol) deli poruke na pakete dužine 1-1500 znakova koje putuju različitim putevima do odredišta.

NEZAHVALNO JE PREDVIĐATI 1943. Thomas Watson, direktor IBM-a

»I think there is a world market for maybe five computers« (»Ja mislim da postoji svetsko tržište za možda 5 računara«)

1949. časopis Popular Mechanics »Computers in the future may weight no more than 1.5 tons« (»Računari u budućnosti mogu da budu teški ne više od 1,5 tone«)

1977. Ken Olson, predsednik i osnivač Digital Eq. Corp.»There is no reason anyone would want a computer at home« (»Nema razloga zašto bi neko želeo računar kod kuće«)

1981. Bill Gates, osnivač Microsofta»640K ought to be enough for anybody« (»640K bi trebalo da bude svakome dovoljno«)

INTERNET DOMENI Internet koristi 32-bitne numeričke adrese a paralelno i imena

koja se lakše pamte. Domeni su hijerarhijski organizovani:

GENERIČKI DOMENI.com komercijalne organizacije.edu obrazovne.gov državne.mil vojne.net mrežne.org ostale

DRŽAVE (bez SAD).fr Francuska.si Slovenija.yu Srbija i Crna gora.uk Velika Britanija

VRSTE ORGANIZACIJA.nom individualni korisnik.firm firma.arts kultura i umetnost.rec rekreacija

.shop prodaja

PROBLEMI INTERNETA Bezbednost i zaštita podataka, Zaštita autorskig prava, Zaštita protiv kriminalaca i terorista, Preopterećenje mreže, Virusi, neprihvatljiv sadržaj, Korišćenje raznih pisama

BUDUĆNOST INTERNETA

IPv6 protokol, nastao sredinom 1980-tih, omogućuje 4,3

milijarde jedinstvenih adresa, 128 bita umesto dosadašnjih 32, prelaz postepen,

Internet ugrađen u mikroprocesore, Internet 2. Usmeren na istraživanja i razvoj, razvoj

mrežnih tehnologija, napredne usluge (digitalni video, daljinsko upravljanje, multimedijalne digitalne knjižare...),

Evropski GEANT projekat. Brzina nekoliko desetina gigabita u sekundi, ugrađen IPv6 protokol, priključen gigabitnim vezama sa Severnom Amerikom i Japanom,

Evropski DataGrid projekat. Infrastruktura za korišćenje velikih baza podataka istovremeno sa raznih lokacija, primena u visokoenergetskoj fizici, biologiji, posmatranju Zemlje,

Ugrađeni (embedded) Internet. Minijaturni procesori u aparatima, automobilima, bežična komunikacija, danas je svega 2% procesora ugrađeno u računare,

Međuplanetarna mreža

14. SISTEMSKI I APLIKATIVNI SOFTVER

Razvoj i usavršavanje elektronike i proizvodnih tehnologija uslovio je brojna poboljšanja fizičkih komponenti računarskog sistema. Povećava se kapacitet glavne i periferne memorije, povećava se brzina obrade i prenosa podataka između komponenti, stvaraju se preduslovi za višeprocesorski i višeprogramski rad računara, za efikasniju i kvalitetniju razmenu podataka između fizički udaljenih računara i sl. Korisnicima računarskih sistema su bitne karakteristike hardverskih komponenti računara ali je takođe veoma značajna mogućnost što jednostavnijeg i efikasnijeg upravljanja računarom, kao i optimalno iskorišćavanje svih raspoloživih hardverskih resursa. Koordiniranje radom svih programa kao i upravljanje računarom omogućuje se korišćenjem određenog broja međusobno usklađenih programa koji sačinjavaju operativni sistem računara. Svi ovi programi mogu se ipak sistematizovati u tri osnovne kategorije:

- programi operativnog sistema,- uslužni programi i programski paketi,- programi prevodioci.

Na bazi odgovarajućeg sistemskog softvera, koji izrađuju proizvođači opreme ili posebne specijalizovane firme, pristupa se izradi aplikativnog softvera koji se radi za specifične potrebe korisnika. Stalni razvoj sve tri navedene kategorije sistemskog softvera, zatim gotovih programskih paketa itd., doveo je do toga da je granica između sistemskog i aplikativnog softvera, danas sve manje uočljiva.

14.1. OPERATIVNI SISTEMI

Prema funkcijama koje obavlja operativni sistem (u daljem tesktu OS) možemo posmatrati sa dva aspekta:

- sa aspekta izvršavanja pojedinačnih zadataka;- sa aspekta obezbeđivanja funkcionalnosti sistema kao skladne celine.

Zadaci vezani za izvršavanje pojedinačnih obrada su:

- čitanje upravljačkih naredbi vezanih za kontrolu obrade podataka,- raspoređivanje memorijskih lokacija za pojedine poslove, - ispunjavanje zahteva dinamičke relokacije memorije,- obezbeđuje izvođenje input /output operacija u procesu realizacije

programa,

- uvodi programe i daje inicijativu za izvršavanje programa,- obezbeđuje završetak obrade podataka i dr.

Optimalno iskorišćenje računarskog sistema kao celine operativni sistem obezbeđuje kroz realizaciju sledećih zadataka:

- dodeljivanje centralnog procesora programima obrade,- dodeljivanje memorije programima obrade,- čitanje programa za izvršenje,- dodeljivanje ulazno / izalznih jedinica programima obrade i- izvršavanje input / output operacija.

Prva generacija kompjutera sadržavala je minimalan sistemski softver koji je pružao mogućnost rada sa programima koji su morali biti pisani na mašinskom jeziku što je zahtavalo mukotrpan rad specijalizovanih programera. Mali broj stručnjaka i dugotrajan rad potreban za kreiranje softvera nije mogao da stvori preduslove za masovnije korišćenje kompjutera za obradu podataka.

Druga generacija kompjutera karakteriše korišćenje Assembler programskog jezika a naknadno i nekih drugih programa prevodioca za više programske jezike. Usavršavanje softvera omogućuje jednostavniji rad sa kompjuterom, te je sve veći broj korisnika kompjuterskih sistema.

Kompjuterski sistemi treće i četvrte generacije koriste operativne sisteme koji omogućuju multiprogramski rad. Ovakvi operativni sistemi obezbeđuju istovremenu realizaciju više programa čime se povećava efikasnost korišćenja računara i smanjuje vreme potrebno za obradu podataka. Multiprogramski OS se sastoje od: sistema u procesu obrade podataka i komponente podrške koja ima zadataka da stvori preduslove za kvalitetno obavljanje aktivnosti za koje je zadužena upravljačka komponenta.

Osnovni zadatak upravljačke komponente OS je: optimalno upravljanje memorijom, aktivnostima procesora i perifernih jedinica kao i upravljanje i usmeravanje podataka u procesu obrade. Upravljačke rutine mogu se podeliti u tri grupe:

- rutine upravljanje predmetom obrade,- rutine upravljanje zadatkom,- rutine upravljanja podacima.

Komponenta podrške obuhvata obavljanje sledećih aktivnosti:

- održavanje aplikativnog softvera,- podržavanje kompajlera,

- funkcija podrške upravljanju,- podržavanje uslužnih programa.

Najprostije rečeno osnovne funkcije OS su:

- funkcije upravljanja perifernim jedinicama,- funkcije upravljanja memorijom,- funkcije upravljanja procesorom kompjuterskog sistema, - funkcije upravljanja podacima (i informacijama),- kontrolne funkcije (uključujući i otkrivanje i otklanjane grešaka).

Za realizaciju funkcija operativnog sistema postoji čitav jedan skup modula, između kojih se (kao podsistem) svojim značenjem izdvaja SUPERVIZOR (naziva se i monitor). Osnovna namena supervizora je provođenje i kontrola svih onih procedura kojima se postiže optimizacija funkcionisanja OS – a. U tom kontekstu supervizor povezuje i koordinira rad gotovo svih modula, koji nam stoje na raspolaganju.

Njegovi specifični zadaci mogu se stoga grupisati u sledeće oblasti:

- upravljanje hardverskim resursima (memorija, procesor i periferali),- planiranje redosleda izvođenja poslova (bez uticaja čoveka),- prekidanje obrade, kod savremenih načina rada kompjuterskog sistema

(mulitprogramiranje, real time i sl.).

14.1.1. BATCH operativni sistemi

Batch operativni sistemi ili serijski operativni sistemi predstavljaju grupaciju starijih OS koji podržavaju i omogućavaju izvođenje programa u nekom unapred definisanom redosledu. Karakteristika ovog OS je da se svi kompjuterski resursi dodeljuju samo jednom programu koji se u datom trenutku izvršava.

Batch operativni sistem u skladu sa tim, aktivnom programu obezbeđuju:

- čitanje programa i podatka (input),- dodeljivanje potrebne memorije i procesora,- angažovanje drugih zahtevanih i raspoloživih resursa (datoteke,

biblioteke i sl.)- organizaciju izlaza (output) i komunikacije sa korisnikom,- kontrolu izvođenja poslova.

Imajući u vidu potrebu stalnog prisustva ove kateogrije OS – a u memoriji, za čitavo vreme rada sistema, isti se smeštaju u tzv. “rezidentni” deo

memorije (sistemska rezidencija). Za razliku od tranzitnog dela memorije, ovim je obezbeđena njihova stalna prisutnost u sistemu.

Između skupa programa batch operativnog sistema, međusobne veze se uspostavljaju najčešće na tzv. hejerarhijskom principu, pri čemu se na vrhu hijerarhije nalaze rezidentni kontrolni programi i moduli kao što je supervizor, budući da se oni najviše koriste.Razvoj batch operativnog sistema (koji je takođe evidentan) rezultira danas njihovim sledećim obeležjima i mogućnostima:

- upravljanje podacima i datotekama,- korišćenje posebnih jezika za komunikacione programe,- utiliti sistemom za rad sa datotekama i bibliotekama,- razvijeni sistem zaštite (softverski aspekt),- sistemskom podrškom svim lokalno i udaljeno priključenim

instalacijama,- sistemskom podrškom interaktivnom programiranju.

14.1.2. OPERATIVNI SISTEMI SAVREMENIH RAČUNARA

Sa razvojem informacione tehnologije i sve masovnijom upotrebom računara u obradi podataka, animacija, video – materijala i dr. javila se potreba za kreiranjem OS kojima se omogućuje optimalno iskorišćenje usavršenih hardverskih komponenti savremenih računarskih sistema. Složenije obrade podataka zahtevaju velike memorijske kapacitete, brže procesiranje, brže pristupe diskovima i ostalim U / I uređajima. Na prvi pogled učiniće se da se ovi zahtevi mogu rešiti nabavkom kvalitetnijeg hardvera, ali već na primeru mikroračunara lako je dokazati da operativni sistem može, u značajnoj meri ograničiti potpuno iskorišenje hardverskih komponenti. Npr. mikroračunar može da ima ugrađenu memoriju kapaciteta 64 MB ali pod operativnim sistemom MS DOS možemo da iskoristimo samo jedan mali deo raspoložive memorije. Posebni zahtevi koji se postavljaju pred savremen OS, u cilju optimalnog korišćenja hardverskih resursa su:

- multiprogramski rad,- virtuelni koncept iskorišćavanja memorije,- multiprocesorski rad.

Multiprogramski rad podrazumeva mogućnost računara da izvršava više korisničkih programa deleći istovremeno hardverske resurse koji im stoje na raspolaganju. Velika brzina CPU (centralne procesorske jedinice) odaje utisak da su jednovremeno svi programi aktivni ali se u jednom trenutku samo jedan program aktivno izvršava. Naime, multiprogramski rad

omogućava da se više programa može nalaziti u glavnoj memoriji, ali CPU je u stanju da izvršava samo jednu instrukciju u isto vreme. Kontrolni program operativnog sistema (supervizor) omogućava CPU da izvršava instrukcije jednog programa, privremeno prekidajući izvršenje drugog, a zatim nastavlja instrukcije koje je privremeno prekinuo, što zahvaljujući velikoj brzini rada odaje utisak da se oba programa istovremeno izvršavaju. Računarski sistem može obavljati U/I operacije jednog programa dok se izvršavaju aritmetičko – logičke operacije drugog.

Izmenom uloga, do koje stalno dolazi vrši se “blokiranje” jednog i “deblokiranje” drugog programa onog kojeg želimo aktivirati.

Multiprorgamski operativni sistem razlikuje se od batch operativnih sistema ne samo u delu upravljanja procesima, već i u delu upravljanja memorijom. U tom pogledu je osnovna razlika u tome što je kod multiprogramskog OS – a:

- više programa istovremeno u memoriji,- svakom programu dodeljen je fiksni deo memorije,- svi programi su potencijalno aktivni.

Virtuelni koncept iskorišćavanja memorije zasnovan je na principu veštačkog povećanja primarne memorije, što se postiže:

- podelom primarne i bekap memorije (disk),- privremenim smeštanjem programa u bekap memoriju,- preuzimanjem samo potrebnih delova programa u primarnu memoriju

radi izvršavanja, a zatim vraćanja u bekap memoriju.

Konvencionalni princip mulptiprogramiranja podrazumeva da je kompletan program, u vreme izvrašavanja, smešten u primarnu memoriju dok se po virtuelnom konceptu samo deo programa smešta u primarnu memoriju.

Multiprocesorski rad podrazumeva korišćenje više međusobno povezanih procesora (CPU) u procesu obrade podataka, tako da se više instrukcija različitih programa, zaista izvršavaju u istom trenutku. Višeprocesorska obrada primenjuje se kod minikompjutera na kojima može da se vrši formatizovanje podataka, ažuriranje, editovanje ili druge operacije, dok se glavni CPU ili Main – frame koristi za složenije obrade. Prateći CPU minikompjutera mogu da budu zaduženi za upravljanje U / I operacijama svojih terminala, tako da se glavni CPU rasterećuje, jer nema potrebe da pristupa svi terminalima, već samo minikompjuteru, koji u ovakvim uslovima predstavlja front – end – procesor.

Rekapitulirati ćemo stoga samo bitna obeležja i mogućnosti savremenih operativnih sistema:

- podržavaju sve konfiguracije i načine rada procesora,- dinamički upravljaju opterećenjima resursa sistema (S.R.M. – System

Resource Manager)- dinamičko dodeljivanje i oslobađanje podataka (datoteka) i memorije,- razvijene funkcionalne rutine za otkrivanje i ispravljanje grešaka,- optimizirane funkcije ulaza poslova (Job Entry), koje su posebno

programski podržane (Job Entry Subsystem),- pružaju mogućnost dodeljivanja veće količine memorije, koristeći

virtuelni koncept pristupa memoriji,- podržavaju multiprocesorski rad (ukoliko fizički postoji više CPU).

Sve veća popularnost, hardverski usavršenih, mikrokompjutera uslovljavaju da se posebna pažnja posveti operativnim sistemima mikroračunara.

14.1.3. OPERATIVNI SISTEMI MIKRORAČUNARA

Operativni sistemi mikroračunara sastoje se iz dva dela: unutrašnjeg, koji se za vreme računara nalazi u radnoj memoriji i omogućava provođenje internih instrukcija i spoljašnjeg dela koji se nalazi u perifernoj memoriji i služi za povremene aktivnosti, te se u glavnu memoriju poziva po potrebi. Za mikroračunare se najčešće koriste operativni sistemi DOS – a i Windows – a.

Prvi operativni sistem mikroračunara CP/M, nastao je pre više od dvadeset godina. U to vreme, skoro da nisu ni postojali čvrsti diskovi, tako da su se podaci arhivirali na disketama, čiji je kapacitet bio 90 KB. Tek kasnije, kada su se pojavili drajvovi sa dve glave i kada je osvojena tehnologija za dvostruko gušći zapis podatka, kapacitet se povećao četiri puta – do 360 KB (diskete koje se i danas koriste na starim XT računarima).

Zbog male količine memorije prvi operativni sistemi (CP/M, MS DOS 1.0) nisu imali direktorijume, te su se svi programi arhivirali na osnovnom nivou diska (Root). CP/M je kreiran za procesore 8080, a kasnije je prilagođen za 8086 procesor – XT računari. U vreme kreiranja prvog operativnog sistema računari nisu koristili ekrane kao izlazne uređaje, tako da su se programi pisali na karticama (bušene karice) i to tako da se na svakoj kartici nalazila samo jedna naredba. Izlaz se, umesto na ekranu, dobija na papiru, preko velikih štampača, koji su se zvali linijski štampači (line printers), odakle i potiče skraćenica za štampače, koja se koristi i u novijim verzijama MS DOS – a, LPT. Ekran i tastatura predstavljaju sklop koji se naziva konzola (console), odakle potiče skraćenica CON.

Najčešće korišćeni operativni sistemi mikroračunara su:

o MS DOS,o WINDOWS,o OS / 2,o NOVELL NETWARE,o PC UNIX.

MS DOS

DOS je akronim (skraćenica) od Disk Operating Sistem. Označava operativni sistem računara koji poseduje disketnu jedinicu i / ili disk. DOS je kolekcija programa koji omogućavaju komunikaciju između delova računara (diska, disketne jedinice, tastature, . . .) i izvršavanje posebnih operacija.

Rad DOS - a se može posmatrati na dva nivoa.

Prvi nivo je upravljanje hardverom, čime se postiže:- da su aplikacioni programi oslobođeni od upravljanja hardverom - prenosivost programa tj. izvršavanje programa na različitom hardveru,

ali koji rade pod istim DOS - om.

Drugi nivo je izvršavanje komandi: internih (one koje su “ugrađene” u sam DOS) i eksternih.

Razvoj MS DOS - a započeo je u oktobru 1980. godine, kada je IBM počeo da traži tržište za operativni sistem za tek najavljeni IBM PC. Prvi operativni sistem za 16 - bitne računare napravila je firma Seatle Computer Products, koji je nazvan 86 - DOS (Disk Operating System). 1981. godine IBM je predstavio računar zasnovan na Intelovom procesoru 8088 i uz njega je prodavan operativni sistem 86 - DOS, izmenjen i nazvan PC - DOS, verzija 1.0. Microsoft je otkupio od firme sva prava na njihov proizvod, a Seatle Computer Products je dobio prava da prodaje sve dalje verzije operativnog sistema. 1982. godine izlazi MS - DOS 1.25 prva verzija za PC kompatabilne računare. Dalje se uporedo razvijaju PC - DOS (za IBM PC računare) i MS - DOS (za PC kompatabilne računare). U sledećim verzijama su uvođene novine uz održavanje kompatabilnosti sa ranijim verzijama, a do danas operativni sisttem se stalno usavršavao, tako da je postao znatno fleksibilniiji, jednostavnij za rad i prilagođeniji korisniku (MS DOS 6.2). Osnovne naredbe DOS –a nisu se bitnije promenile, mada su se u novijim verzijama, pored novih naredbi, inovirale postojeće naredbe, čime su se proširile mogućnosti upravljanja računarom.

Windows 95 omogućuje obavljanje svih aktivnosti na računaru u zajedničkom okruženju, tako da korisnik ovlada određenim nizom komandi koje se koriste u većini Windows 95 aplikacija. Kreiran je tako da obezbeđuje sve usluge grafičkog korisničkog interfejsa, upravljanja memorijom, rada sa diskovima i dr. Windows 95 je kao i MS DOS kreacija korporacije Microsoft i u sadašnjem obliku služi kao nadogradnja operativnog sistema MS DOS, tako da predstavlja softverski paket koji obezbeđuje efikasno izvršavanje Windows 95 i MS DOS aplikacija, iako ga mnogi smatraju nezavisnim operativnim sistemom.

Za razliku od programa koje aktiviramo u DOS okruženju, Windows 95 okruženje omogućava istovremeni rad sa više programa (višeprogramski rad - multitasking), tako da se za svaki program otvara po jedan prozor (window), te na ekranu možemo da otvorimo više prozora. U Windows 95 okruženju svaki program je predstavljen svojom ikonom (programi su raspoređeni u odvojene grupe - prozore) i startuje se pritiskom na taster ENTER. Korisnik može, po potrebi da menja veličinu prozora, tako da pozicionira strelicu miša na ivicu prozora, pritisne levi taster miša, a zatim poveća ili smanji veličinu prozora. Levi taster miša se drži sve vreme dok se vrši promena dimenzije prozora.

Značajna prednost rada u Windows 95 okruženju, u odnosu na DOS je mogućnost razmene informacija u različitim programima. Npr. u programu za kreiranje šema, crteža i sl. (Paintbrush, Corel Draw, Harvard Graphics) može se kreirati crtež, a zatim kopirati u Clipboard. U drugom programu, npr. Microsoft Word, može da se unese tekst, a zatim iz Clipboard – a kopira šema ili crtež u tekst.

Windows 97 je operativni sistem mikroračunara koji je predviđen da maksimalno iskoristi raspoložive hardverske uređaje računarskog sistema, posebno u multimedijalnim prezentacijama, a da pri tom bude što jednostavniji za širi krug korisnika.

Savremeni softverski paketi, programski prevodioci i operativni sistemi kreirani su tako da budu pristupačni i razumljivi korisnicima koji nemaju profesionalna zanimanja iz oblasti informatike i računarstva, a računar koriste kao pomoćno sredstvo u radu. Zaštita od eventualnih grešaka koje bi mogle da naruše integritet i funkcionisanje sistema kreirana je tako da korisnik dobija upozorenje i mogućnost da odustane od nameravane operacije koja bi potencijalno mogla biti opasna.

U Windows – u 97 su na razumljiv način predstavljene hardverske komponente računara (hard disk, disketa, CD ROM, modem i dr.) i kompjuterski programi. Slično prethodnim verzijama WINDOWS – a

svaka aplikacija definisana je svojim nazivom i grafičkim simbolom (ikonom). Pored naziva, uz svaku aplikaciju, definisane su osobine koje ih karakterišu.

Operativni sistem Windows 97 predviđen je za jednostavno prepoznavanje ostalih mrežnih operativni sistema (Novell, Unix, Windows NT i dr.) i uključivanje računara kao radne stanice. Mrežni servisi ugrađeni u operativni sistem omogućavaju prepoznavanje modema i korišćenje aplikacija za modemsku komunikaciju (Elektronska pošta – e-mail, slanje i primanje faksova i dr.).

Posebno je značajna podrška globalnom povezivanju računara preko svetske Internet mreže u koju je uključeno preko 200 miliona korisnika širom sveta.

Windows 97 podržava mnoge programe za multimedijalne prezentacije:

- Media Rack – za obradu audio prezentacija,- Photo Shop – za obradu slika i animacija,- Premier – za obradu video klipova (kombinaciju dinamičkih video

klipova i zvuka),- Power Point – za kreiranje multimedijalnih prezentacija sa slikom,

zvukom i filmom.

Operativni sistem multimedijalnih sistema Windows 97 je univerzalni sistem koji omogućava, pored ostalog, sledeće aktivnosti:

- optimalno korišćenje raspoložive memorije,- jednostavna instalacija hadvera i softvera,- jednostavno kopiranje i brisanje datoteka,- uvid u kataloge – datoteke značajne za korišćenje u različite svrhe

(naučne, istorijske, ekonomske, edukativne),- ostvarivanje detaljnijeg uvida u vrednosti svakog kataloga,- saznavanje osobina novih hardverskih komponenti i njihovih

mogućnosti za instalirani softver,- razumevanje suštinskih karakteristika multimedijalnih uređaja i ostalih

karakteristika multimedijalnih sistema,- Windows 97 omogućava iskorišćavanja starih DOS aplikacija i time

omogućava povećanje upotrebljivosti postojećih baza podataka,- aplikacijom Norton Utilities 97 dobijaju se informacije koje su u vezi sa

računarskim sistemom, monitorom i video adapterima, štampačem, glavnom i perifernom memorijom, priključenim ulaznim i izlaznim uređajima i dr.

Windows 97 podržava veliki broj programa za multimedijalnu obradu i prezentaciju kao što su: obrada audio prezentacije, obrada slike i animacije,

obrada kombinacije dinamičkih video klipova i zvuka i kreiranje multimedijalnih prezentacija sa slikom, zvukom i filmom.

Nema sumnje da Windows 97 predstavlja značajan činilac koji omogućava efikasno i jednostavno upravljanje računarskim sistemom, korišćenje 32 – bitnih aplikacija, optimalno korišćenje hardverskih resursa i predstavlja kvalitativan napredak u omasovljenju korisnika informacione tehnologije.

Windows 2000 ima poseban program koji prati sve otvorene programe. Zove se paleta poslova i uvek zna koji program radi i gde se nalazi. Obično se nalazi na dnu ekrana, mada može da se postavi uz bilo koju ivicu ekrana.

Novine vezane za CD Player u Windows 2000 su:a) DVD Player, najnovije tehnološko otkriće iz familije kompakt diskova,

može da pohrani ceo film, zajedno sa muzikom na jedan kompakt disk.b) Interaktivni CD sa uzorcima softvera je impresivan katalog proizvoda

Microsoft - a na kompakt disku. Program će instalirati “probne verzije” softvera koji odaberete, omgućavajući vam da tako isprobate sve što vas interesuje. Ne zaboravite, uzorci zauzimaju dosta prostora na disku, tako da dobro pazite da ih obrišite kada završite sa njima.

c) WebTV For Windows prikazuje televizijski program na ekranu računara, ali vaš računar mora da ima instaliranu TV karticu.

Program Imagging, koji je napravio Kodak, dopušta Windows - u 2000 da radi sa skenerima: da manipuliše sa slikama i snima ih u velikom broju različitih formata. To je jedan zgodan program, ali softver koji se dobija uz skener radi bolje.

OS/2 je IBM – ov operativni sistem za personalne računare koji omogućava obavljanje istih funkcija koje podržava Windows okruženje. Iako je nova verzija OS/2 2.1. značajno poboljšana u odnosu na prethodne, realtivno mali broj aplikacija kreiran je za OS/2 (prema istraživanjima tržišta oko šest puta više aplikacija kreirano je za Windows okruženje).

Drugi problem je masovnost upotrebe postojećih aplikacija. Naime, za OS/2 većina aplikacija su razvojni alati, koji su interesantniji profesionalnim programerima, dok su za masovniju upotrebu širem krugu korisnika interesantni gotovi softverski paketi za obradu podataka.

Značajne prepreke masovnijoj upoterbi OS/2 su, pored nedovoljnog broja aplikacija, i veći hardverski zahtevi, što podrazumeva:

- procesor 80486 ili bolji,- najmanje 8 MB RAM – a,- hard disk od najmanje 100 MB.

Verzija OS/2 Warp se može, uz izvesne promene u datoteci CONFIG.SYS, instalisati i na računarima koji imaju samo 4 MB RAM–a, mada je tada usporen rad sa diskovima. Ova verzija zasnovana je na kreiranju tzv. SWARP fajla kojim se prividno povećava radna memorija, tako da se podaci koji, u datom trenutku nisu neophodni, odlažu na disk. Ušteda memorije postiže se i redukcijom prostora koji se rezerviše za štampanje, kao i izbacivanjem iz datoteke CONFIG.SYS svih drajvera koji nisu neophodni (drajveri za faks, za TCP/IP emulaciju i dr.). Količina radne memorije je kod ovog operativnog sistema veoma značajna za kvalitetan i efikasan rad, iako se i sa 4 MB mogu obezbediti osnovne karakteristike sistema: multitasking i objektno okruženje.

Prednosti OS/2 u odnosu na ostale operativne sistema, po mišljenju IBM – ovih stručnjaka su:- veće mogućnosti u radu sa aplikacijama,- bolja otpornost na pad sistema,- kvalitetnije i robusnije multitasking okruženje (okruženje za

višeprogramski rad).

Inovacije operativnog sistema OS/2, doprinele su da nova verzija OS/2 2.1 u potpunosti, podržava Windows okruženje, kako u standardnom, tako i u enhanced modu (podržava aplikacije koje zahtevaju 16 – bitni ili 32 – bitni procesor).

Nowell NetWare – mrežni operativni sistem

Novell NetWare je jedan od najrasprostranjenijih mrežnih operativnih sistema za lokalne računarske mreže, koji je u zavisnosti od verzije, planiran za rad sa računarima 80286, 80386, 80486 ili boljim. Do 1993. godine najčešća je bila verzija 3.11 koja je mogla da podržava do 250 korisnika. Radne stanice koje se povezuju sa centralnim računarom (serverom) mogu da rade pod operativnim sistemom DOS (verzije 2.x ili više), OS/2 (sve verzije), MS Windows i Unix sa instalisanim NFS (Network File System).

Verzija 4.0 prevazilazi potrebe LAN mreža i zamišljena je kao operativni sistema gradskih računarskih mreža (MAN). Podržava višeprocesorski rad (rad sa više centalnih računara - servera) i predstavlja objektno orijentisan operativni sistem, tako da je administracija zamišljena na principu upravljanja, hijerarhijski raspoređenim objektima (terminalima, serverima, štampačima), uz definisanje rasporeda izvođenja i dodeljivanja prava korisnicima.

Posebne prednosti ove verzije nad prethodnim su:

- veći broj korisnika (do 1000),

- korišćenje perifernih uređaja velikog kapaciteta (optički diskovi i dr.),- mogućnost kompresije podataka,- povećan broj komunikacionih protokola koje podržava i dr.

Unix je dosta popularan operativni sistem koji podržava multiprogramski rad, a predviđen je za rad na miniračunarima boljh hardverskih karakteristika i na grafičkim radnim stanicama koje se koriste za projektovanje u arhitekturi, građevinarstvu, mašinstvu, elektronici i dr. Relativno jeftina, a ipak funkcionalna, računarska mreža može da sadrži centralni računar sa procesorom 80386 i više jeftinih terminala koji rade sa specijalnim Unix programima. Kompanije AT&T, Microsoft i Santa Cruz Operation kreirali su inoviranu, integrisanu verziju Unix – a koja obezbeđuje korišćenje istih kompajlera i pružanje istih usluga, što omogućava lakšu instalaciju od OS/2 i zauzima manje radne memorije.

Operativni sistem Unix kreiran je 1973. godine na programskom jeziku C, a AT&T ga je, za popularizaciju, ponudio koledžima i univerzitetima u SAD – u besplatno, što je, uz brzu obuku sistem inženjera, dovelo do značajnijeg širenja tržišta.

Unix je neprekidno usavršavan, tako da su stručnjaci sa Univerziteta u Kaliforniji (University of California) iz Berklija, uveli rutine koje omogućavaju podršku mreže, podršku mnogim perifernim uređajima, a takođe su razvili alate za kreiranje softvera (razvojne alate).

Značajna inovacija je BSD (Berkly Standard Distribution) Unix, koji ima ugrađene protokole TCP / IP koji omogućavaju povezivanje različitih tipova računara u mreži (računare različitih proizvođača).

Poboljšanje karakteristika Unix – a dovelo je do brojnije ponude softvera koji je predviđen za rad na miniračunarima pod Unix – om i na PC računarima.

Program Network File System (NFS), proizvod kompanije Sun Microsystems, podržava simultani, višestruki pristup datotekama na računaru, čime se računar koji radi pod Unix – om pretvara u server za mrežu personalnih računara.

Prevođenje zahteva korisnika personalnih računara koji rade pod DOS ili OS/2 operativnim sistemom na strukture datoteka koje podržava Unix, efikasno je rešeno primenom Lan Managera na Unix – u. Osnovna prednost Lan Managera na Unix – u su mogućnosti da DOS, OS/2 i drugi softver zajednički koriste datoteke, a komunikacioni resursi (npr. X. 25 komutacija paketa), na Unix matičnom računaru mogu se koristiti, radeći pod DOS ili OS/2 operativnim sistemom.

Popularizacija Unix – a, u poslednjih nekoliko godina, doprinela su pojednostavljenja instalacije na matičnom računaru (osnovna instalacija sadrži svega 3 do 4 diskete). Osnovne instalacione diskete ponuđene su besplatno, tako da se naplaćivala samo dalja nadgradnja.

14.2. USLUŽNI PROGRAMI I PROGRAMSKI PAKETI

Obzirom na sve složenije zahteve u pogledu kompjuterskog praćenja i upravljanja poslovanjem, a time i sve veće zahteve u odnosu na sistemsku programsku podršku, razvijene je danas i čitav niz tzv. uslužnih programa, koji povećavaju delotvornost prevashodno operativnih sistema i procesora.

Svi oni se najčešće smeštaju u posebne sistemske programe – biblioteke i pohranjuju na magnetnom disku, odnosno onom delu memorije na kome se nalazi “sistemska rezidencija”. Kao takvi, dostupni su u svakom trenutku korisniku i sistemu, te otvoreni za eventualnu dopunu novim programima.

Najvažniji uslužni programi su:

- Loader (punilac) – je program koji može da poveže jedan ili više korisničkih programa i da ih smesti u odogovarajuće memorijske lokacije. Input (ulaz) Loadera je prema tome kompilirani, odnosno assemblirani program, a njegov output (izlaz) tačno definiše adresu i lokaciju svake instrukcije.

- Linkage Editor ima osnovni zadatak da obezbedi automatsko prevođenje i povezivanje relativnih adresa u programu sa apsolutnom adresom u memoriji. To ujedno znači da je proces “linkovanja” neminovan preduslov memorisanja i izvođenja programa.

- Sort / Merge programi su oni uslužni programi koji obezbeđuju automatsko sortiranje podataka prema željenom sortnom pojmu (ili više njih), spajanje (uparivanje) datoteka, pripisivanje sa jednog mesta u memoriji na drugo, promenu magnetne memorije na kojoj se podaci nalaze itd.

- Utiliti programi čine skup brojnih uslužnih programa različite namene. Tako npr. pod ovim nazivom podrazumevaju se programi koji nam služe za automatsko kreiranje i vođenje biblioteka (programa, modula i dr.), ulaz podataka, njihov prenos na neko drugo mesto u memoriji itd.

Gotovi programski paketi čine posebnu klasu softverskih proizvoda koja ima osobine i sistemskog i aplikativnog softvera. Njihova primena je

izuzetno velika posebno u klasi mikroračunara, gde se su izdiferencirali sledeći važniji paketi:

- za obradu tekstualnih informacija: Wordperfect, Wordstar, Chiwriter, Word for Windows, Corel Ventura…

- za obradu tabela: Lotus 1 2 3, Quattropro, Excel, Supercalc…- za obradu grafike: Harward Grafic, Corel Draw, Paintbrush, 3D

Studio…- za inženjersko projekotvanje: AutoCAD, Design CAD…

14.3. PROGRAMI PREVODIOCI

Programi prevodioci imaju zadatak da programe koji su napisani u višem programskom jeziku prevedu na mašinski jezik koji je razumljiv računaru.

U tom procesu prevođenja izvornog programa (Sources Programs Objects Program) može se uočiti pet ključnih faza i to:

- leksička analiza i dijagnostika grešaka,- sintaktička analiza i dijagnostika grešaka,- konstrukcija radnog programa,- optimizacija radnog programa,- obaveštavanje programera (korisnika).

U prvoj fazi tzv. leksičke analize program prevodioc (engl. Compiler) analizira svaku pojedinačnu instrukciju izvornog koda, sa ciljem otkrivanja eventualnih formalnih grešaka. Da bi ovo uspešno obavio compiler mora ispitati korektnost svakog upisanog alfa – numeričkog znaka, upotrebljenih konstanti, varijabli itd.

Rezultat ove faze su posebne logičke celine (tzv. “morfeme”), koje su pogodne za dalje prevođenje na mašinski jezik.

U drugoj fazi sintaktičke analize (koja kao i prethodna faza uključuje dijagnostiku eventuatlnih grešaka), vrši se dalja analiza korektnosti izvornog programa u smislu pravila sintakse. To drugim rečima znači ispitivanje korektnosti upotrebljenih konstrukcija u programu, sa nekim unapred utvrđenim standardnim pravilima (tzv. “redukciona pravila”). Rezultat ove faze treba da bude pravilna struktura programa u celini i korektne jezičke konstrukcije. U slučaju da postoji leksička ili sintaktička greška, proces prevođenja programa se prekida uz istovremeno obaveštavanje programa o uočenoj greški.

Kao treća faza označena je konstrukcija radnog programa. U ovoj fazi se generiše radni program kroz tzv. “imedijatni kod” i to za svaku instrukciju izvornog programa. Odnos broja instrukcija izvornog i radnog programa je 1 : n.

Četvrta faza je faza optimizacije radnog programa u koji se vrši odgovarajuće sažimanje instrukcija radnog programa (izbegavanje redudanse) i zamena onih instrukcija koje su spore ili suvišne. Pored toga kao drugi kriterijum uzima se potreban memorijski kapacitet (svakoj varijabli radnog programa mora se dodeliti pozicija i adresa). Na bazi ova dva kriterijuma, obavlja se niz iteracija, dok se ne dođe do optimalnog radnog programa.

Poslednja faza prevođenja odnosi se na obaveštavanje programera (korisnika) o izvršenom poslu, koje se postiže kroz ispis odgovarajućeg protokola. Takav protokol se sačinjava (od strane compiler – a) bez obzira da li su u izvornom programu postojale greške ili ne.

Konačni izlaz (rezultat) svih navedenih faza prevođenja tj. kompilacije je radni program koji je ekvivalentan izvornom programu. Sasvim je jasno, obzirom na činjenicu da postoji niz programskih jezika, da imamo i niz compiler – a – kao program prevodilaca. Prezicnije, svaki viši programski jezik da bi se uopšte mogao primeniti, zahteva postojanje odgovarajućeg compiler – a.

U drugu grupu programa prevodilaca (pored compiler – a) ubrajamo programe koji se zovu “Assembleri”. Njihov osnovni zadatak je da prihvataju radni program i prevode ga na mašinski jezik tj. interni mašinski kod (object program).

Generisanje mašinskog koda se vrši u sledećim koracima:

- oslobađanje od pozivanja na simboličke adrese,- izračunavanje stvarnih adresa,- generisanje binarnih mašinskih instrukcija na mašinskom jeziku.

U procesu asemliranja nemamo više odnos 1 : n, kao kod kompilacije, već jednoj simboličkoj instrukciji odgovara uvek jedna mašinska instrukcija (1 : 1).

U treću grupu programa prevodilaca spadaju generatori i interpreteri.

Osnovni zadataka generatora je da izvorni program prevedu u mašinski kod i to u obliku tzv. radnih modula koji su spremni za izvođenje. Posebne vrste novijih generatora omogućavaju čak i dopunu izvornih programa, kroz dodavanje nekih standardnih funkcija istim.

Interpreteri su programi koji takođe pripadaju grupi simultanih programa prevodilaca. Njihovi zadaci su:

- obavljanje dela leksičke i sintaktičke analize,- konstrukcija i generisanje radnog programa i- memorisanje i zaštita radnog programa do njegovog izvršenja.

14.4. APLIKATIVNI SOFTVER

Pored sistemskog softvera, čija je uloga objašnjenja u prethodnom poglavlju, postoji i čitav niz skupova korisničkih programa, koje jednim imenom nazivamo aplikativni softver. Ovi skupovi programa orijentisani su na najrazličitija područja poslovanja kao što su: proizvodnja, robni tokovi i usluge, finansijsko poslovanje itd. Kod svakog privrednog subjekta ona imaju određene specifičnosti, što znači da i njihova aplikacija putem programa na kompjuterski sistem nikad nije u celosti identična za različite subjekte. Aplikativne programe, stoga i izrađuje sam korisnik, prema svojim potrebama.

Obrada tektsa, izračunavanje osnovnih matematičkih i statističkih operacija nad nizovima podataka i kreiranje slika, animacija, šema i dr., predstavljaju veoma značajne zadatke koji se efikasno rešavaju na mikroračunarima. Kreiranje kompleksnih programa korišćenjem viših programskih jezika i prevodilaca, isuviše je teško za veliki broj korisnika koji nemaju usko specijalizovana programerska znanja.

Obrada i uređenje teksta je, svakako, najčešći posao koji obavljaju gotovo svi korisnici računarskih sistema. Relativno jednostavna obuka i minimalni hardverski zahtevi uslovili su da se, u proteklih desetak godina, uglavnom, koristili tekst – procesori u DOS okruženju. Najčešeće su bili u upotrebi: Word Perfect, Word Star, Chiwriter, Word for DOS, Framework i dr.

Usavršavanje hardverskih komponenti računara, niže cene, jednostavniji rad u Windows okruženju, uključujući i multiprogramski rad i kvalitetniji softver su razlozi koji su veliki broj korisnika, u poslednjih pet godina, usmerili prema tekst – procesorima u Windows okruženju. Najčešće se koriste Word for Windows i Corel Ventura.

Programi za rad sa tabelama i grafikonima nastali su kao rezultat težnji proizvođača da maksimalno pojednostave obradu podataka na računarima. Namenjeni su prvenstveno za:

- kreiranje radnih tabela,

- kreiranje različitih tipova grafikona,- izračunavanje osnovnih matematičkih i statističkih operacija,- rad sa bazama podataka i dr.

Najviše su u upotrebi:

- Lotus 1-2-3- Quattro Pro- Excel

Programi su kreirani za najširi krug korisnika i maksimalno su pojednostavljeni postupci vezani za obradu podataka. Korišćenjem osnovnih i dodatnih makro naredbi moguće je napraviti i složenije programe za različite analize podataka i rezultate obrade, a nisu neophodna programerska znanja.

U okviru aplikacija u Windows okruženju, najčešeće se koriste sledeće aplikacije:

- MS Word,- Excel,- Corel Draw

14.5. VIRUSI

Računarski virus je program koji se izvršava kao i bilo koja druga aplikacija na sistemu, s tom razlikom da radi bez znanja vlasnika zaraženog sistema.

Da bi se neki program nazvao računarskim virusom, mora biti u mogućnosti da se umnožava na druge fajlove u sistemu bez ikakvog učešća korisnika u toj proceduri. Tako su ovi programi i dobili svoje ime, jer samostalno umnožavanje uz modifikaciju koda domaćina jeste ponašanje koje u velikoj meri podseća na ponašanje bioloških virusa u prirodi. Postojanje virusa ne bi bilo toliko problematično da većina njih ne nosi sa sobom neku malicioznu funkciju koja može u većoj ili manjoj meri, u zavisnosti od namera i sposobnosti autora virusa, da kompromituje računar zaražen virusom.

VRSTE VIRUSA: Ne postoji jasna i opšteprihvaćena podela virusa, moderni virusi često kombinuju tehnike širenja dotad poznatih virusa kako bi se što efikasnije širili i zaobišli postojeće sisteme zaštite. U skladu s tim, podelu virusa u ovom tekstu treba shvatiti više kao informativnu, nego kao ustaljenu i baziranu na bilo kakvom standardu.

KLASIČNI I BOOT VIRUSI su vrlo mali programi (nekoliko stotina bajtova; poređenja radi, MS Word 2002 izvršni fajl je veličine 10,5 megabajta) koji se posle ulaska na sistem trajno smeštaju u radnu memoriju računara i/ili boot sektor hard diska i iz njih se repliciraju na svaki pokrenuti fajl modifikujući ga na način na koji je to autor virusa programirao.

E-MAIL VIRUSI se šire putem elektronske pošte. Smatra se da se preko 95 odsto virusa širi na ovaj način. Uobičajeno je da korisnik koji nema antivirusnu zaštitu pokrene zaraženi prilog poruke (attachment), koji pošalje samog sebe bez znanja korisnika na adrese koje korisnik ima u svom elektronskom adresaru i tako proširi zarazu.

WORM VIRUSI su programi koji se šire preko mreže koristeći neki od sigurnosnih popusta u softveru, najčešće “Microsoftovom”.

SKRIPT VIRUSI koriste neki od popularnih skript jezika – Visual Basic Script ili Java Script – kako bi se izvršio virusni kôd zaraženom sistemu. Skriptove mogu izvršavati popularne mail aplikacije Outlook i Outlook Express, Microsoft operativni sistemi i Internet čitači.

TROJANCI su aplikacije koje skrivaju svoju pravu nameru od krajnjeg korisnika, poput trojanskog konja iz grčke mitologije. Nemaju mogućnost da se repliciraju, već se dobijaju isključivo preko e-maila ili preko preuzimanja zaraženog fajla s neke od lokacija na koje je autor virusa postavio svog trojanca. Najčešće rade u pozadini sve vreme dok je računar uključen i prate akcije korisnika, a sofisticirane verzije trojanaca omogućavaju autoru kompletnu kontrolu nad računarom koji je zaražen trojancem.

NAČIN ZAŠTITE: Nema načina da se čovek trajno izbori sa virusima bar dok računari i softver funkcionišu onako kako funkcionišu od svog nastanka – virusi su bili i biće deo informatičke svakodnevnice. Kaspersky Antivirus (KAV) je jedan od programa za zaštitu koji se kvalitetom i pouzdanošću izdvaja od softvera drugih proizvođača. Svaki program, fajl, slika ili bilo šta preuzet sa Interneta ili dobijen kao prilog poruke od poznatih i od nepoznatih osoba treba da bude podvrgnut proveri pomoću nekog od postojećih antivirusnih programa. Na listi za proveru su i poznate osobe jer vaši poznanici i prijatelji neće ni znati da se virus poslao sa njihovog računara, jer virus to radi automatski bez njihovog znanja.

PREGLED

Softver predstavlja skup instrukcija koji hardver izvršavada bi se izveo određeni zadatak na računaru

Podela softvera na osnovu funkcija koje obavlja

Sistemski softver Sistemski softver ima dva osnovna zadatka:

da upravlja internim i eksternim resursima računara i da omogućava izvršavanje aplikativnog softvera

Aplikativni softverAplikativni softver, primenom programskih instrukcija, obezbeđuje korisniku funkcionalnost širokog spektra.

Podela softvera na osnovu vlasništva komercijalni softver javni softver šerver (besplatna dstribucija) friver (besplatno se distribuira u integralnoj verziji,

nema preprodaje) adver (sa reklamama) spajver (špijun – softver) rentalver (softver za iznajmljivanje) abandonver( napušten softver) negver (softver na određeno vreme - period) piratski softver (ne poštuje autorska prava

proizvođača)

Sistemski softverOsnovni zadatak sistemskog softver je da obezbedi pravilno funkcionisanje internih i eksternih resursa računara i da obezbedistabilnu platformu za izvršavanje aplikativnog sofvera.

U sistemski softver se ubrajaju: Operativni sistem (OS) Drajveri i Uslužni (servisni) programi.

Operativni sistem Operativni sistem je skup programa koji obezbeđuje izvođenje osnovnih operacija na računaru, kao što su:

Učitavanje operativnog sistema u radnu memoriju,

Upravljanje korisničkim interfejsom, Upravljanje procesorom, Upravljanje datotekama, Upravljanje zadacima (taskovima), Formatiranje Upravljanje bezbedonosnim metodama itd…

Operativni sistemi se dele na: Operativne sisteme za pojedinačne desktop prenosne

računare, Mrežne operativne sisteme i Opearativne sisteme za hendheld računare i PDA

Operativni sistemi za pojedinačne desktop prenosne računareo DOS (1982)o MAC OS (1984)o WINDOWS 3.X (1992)o WINDOWS MILLENIUM

Mrežni operativni sistemio NOVEL NETWARE o WINDOWS NTo WINDOWS 2000o WINDOWS XPo WINDOWS XP HOME EDITIONo WINDOWS XP PROFESSIONAL EDITIONo BLACK COMB 25o LONG HORNo UNIX (1969)o LINUX (1991)Za Linux postoji OpenOffice sa programima Write (tekst procesor), Calc (program za obradu tabela), Impress (za izradu multimedijalnih prezentacija), Draw (za izradi bitmapiranih i vektorskih crteža i dijagrama), i Database Tools (rad sa bazama podataka). Svi programi OpenOffice-a bez problema mogu da prihvate datoteke formirane programima Microsoft-ovog Office-a.

Opearativne sisteme za hendheld računare i PDAo Palm OS-Ovo je dominantan operativni sistem u

svetu handheld računara i PDA-a (Personal Digital Assistant). Džef Hokins (Jeff Hawkins) i

Dona Dubinski (Donna Dubinski) su 1996. lansirali prvi proizvod iz grupe hendheld računara pod nazivom Palm, radeći u firmi Palm Computing.

o Windows CE-Windows CE je Microsoft-ova verzija opeartivnog sistema za handheld računare i PDA-e, koja se sada pojavljuje pod nazivom Pocket PC.

DrajveriDrajver (driver) je program koji povezuje određeni uređaj sa ostalim elementima računarske komunikacije. Drajveri su uvek vezani za određene verzije operativnih sistema.

Uslužni programi

Uslužni programi pružaju servise koji nisu obuhvaćeni postojećim operativnim sistemom ili unapređuju već postojeće funkcije istog.

Aktivnosti koje ovakvi programi izvršavaju su: bekap podataka; zaštita od virusa (program AntVirus kompanije Norton,

VirusScan kompanije McAfee...); kompresija podataka (programi kao što su WinZip, Rar,

Arj, ACE...); defragmentacija diska, odnosno reorganizacija podataka

na disku kako bi se oslobodio nepotrebno zauzeti prostor i pospešila brzina pristupa podacima;

skeniranje diska, što podrazumeva pregled diska sa ciljem pronalaženja logičkih i/ili fizičkih grešaka, kao i pokušaj delimičnog ili potpunog rešavanja nekih od ustanovljenih problema...

Aplikativni sofverZa razliku od sistemskog sofvera koji je više okrenut ka funkcionalnostima, računarskog sistema, aplokativni sofver pokušava da rešava vrlo širok spektar funkcionalnosti koje su potrebne korisniku za obavljanje svog rada. Aplikativni softver može biti:

Namenski aplikativni softver, ili Aplikativni softver opšte namene

Namenski aplikativni softver

Namenski aplikativni softver je okrenut ka rešavanju specifičnih aktivnosti u preduzeću, kao što su:

upravljanje ljudskim resursima računovodstvo i finansije proizvodnja, upravljanje zalihama, obračun plata, marketing, nabavka, prodaja itd...

Aplikativni softver opšte namene

Aplikativni softver opšte namene nije okrenut ka rešavanju samo određene specifične aktivnosti (funkcije) u preduzeću, već može biti bilo gde primenjen kao pomoćni alat za izvršavanje svakodnevnih aktivnosti zaposlenih.

U aplikativni softver opšte namene se, između ostalih, ubrajaju: tekst procesori, programi za obradu tabela (spreadsheets), programi za izradu multimedijalnih prezentacija

(presentation graphics software), programi za rad sa bazama podataka (database

software), programi za stono izdavaštvo (DTP – Desktop

Publishing), grafički programi za crtanje (vektorska grafika), grafički programi za slikanje (bit-mapirana grafika), programi za izradu veb aplikacija programi za upravljanje projektima, programi za audio i video editovanje, programi za automatizaciju projektovanja, programi za organizovanje rada grupa itd...

Programski jeziciProgramski jezik predstavlja skup naredbi i pravila njihovog korišćenja, čijom se primenom mogu koristiti računarski resursi. Kao i prirodni jezik, svaki programski jezik poseduje svoje:

reči (komande, naredbe), simbole i

gramatička pravila (sintaksu).

Naredbe programskih jezika su vrlo različite i kao što će kasnije biti prikazano, njihova razumljivost od strane čoveka se stalno unapređivala. Međutim naredbe svakog programskog jezika moraju biti prevedene u oblik «0» i «1», jer je to procesoru jedini razumljivi kôd. Ovaj se posao obavlja pomoću prevodioca, koji može biti kompajler ili interpreter.

Kompajler vrši prevođenje kompletnog programa, iz izvornog kôda (naredbe programskog jezika) u izvršni kôd (mašinski kôd). Primeri programskih jezika koji se prevode uz pomoć kompajlera su: COBOL, PASCAL, C…

Interpreter vrši prevođenje svake naredbe i odmah je i izvršava. Ne postoji izvršni kôd nezavistan od izornog, tako da se proces prevođenja ponavlja svaki put kada se poziva program.

Razvoj programskih jezika

Razvoj programskih jezika se posmatra kroz pet generacija.

Prva generacija programskih jezika-U okviru prve generacije programskih jezika (od 1945. godine pa nadalje) se koristio mašinski jezik. Mašinski jezik je u stvari izvorni jezik računara. Naredbe ovog jezika su sastavljene na osnovu «0» i «1». Nepovoljna okolnost je i to što je ovaj programski jezik mašinski zavistan, što znači da svaki tip računara ima svoj mašinski jezik.Druga generacija programskih jezika-Upotreba mašiskih jezika je vrlo brzo pokazala da je neophodno naredbe za programiranje učiniti razumljivijim, kako bi se postigla veća produktivnost programera. Tako su nastali asembleri, 50-ih godina XX veka.

Treća generacija programskih jezika-Jezici koji pripadaju ovoj generaciji, se nazivaju višim programskin jezicima, a pojavili su se 1960-ih godina. Najpoznatiji predstavnici jezika treće generacije su: FORTRAN, BASIC, COBOL, PASCAL, C… PASCAL je bio prvi predstavnik strukturnog programiranja.

Četvrta generacija programskih jezika-Za razliku od jezika treće generacije koji su bili proceduralni, jezici četvrte

generacije (4GL – Fourth Generation Languages) su problemski orijentisani jezici; to su neproceduralni jezici.

Postoje tri osnovna tipa jezika četvrte generacije: generatori izveštaja, upitni jezici i generatori aplikacija.

Peta generacija programskih jezika-U petu generaciju programskih jezika se ubrajaju prirodni jezici. Oni su još uvek u povoju i predstavljaju jednu od oblasti veštačke inteligencije.

Savremeni programski jezici: FORTRAN (prevodilac formula) COBOL (poslovno orijentisan jezik) BASIC PASCAL C (za izradu aplikativnog softvera) Objektno - orijentisani jezici

U objektno orijentisane programske jezike se ubrajaju: Smalltalk, C++, Turbo>Pascal, Java, itd…

Programiranje veb aplikacija

Izrada Internet prezentacija podrazumeva vrlo često da se kombinuju različiti medijski oblici kao što su tekst, grafika, zvuk i animacija. Da bi se to postiglo, koriste se posebni programski jezici kao što su HTML, XML, VRML, i JAVA.

Programiranje veštačke inteligencije

Iako je veštačka inteligencija oblast koja je tek u poslednje vreme počela da nalazi široku primenu, programski jezici koji su u okviru nje korišćeni nastali su još početkom 60-ih godina prošlog veka:

LISP (1958) LOGO (1967) PROLOG (1972)

Programiranje baza podataka

Iako se baze podataka posmatraju kao fizički oblik skladištenja, odnosno organizacije podataka, potrebne su i procedure koje će

nad tim podacima vršiti aktivnosti pretraživanja i obrade (upis, ažuriranje, brisanje).

DBASE je prvi programski jezik za rad sa bazama podataka. Pojavio se pod nazivom Vulcan, a zatim doživeo nekoliko novih verzija pod nazivom dBASE (dBASE II, dBAsE III, dBASE IV, dBASE 2000)

CLIPER FOXPRO PARADOX ACCESS INFORMIX PROGRESS ORACLE