INFORMATIKA 2013

UVOD – INFORMACIONE TEHNOLOGIJE I ISTORIJAT RAČUNARA

Mnogi pronalasci iz oblasti digitalnih tehnologija koji su ušli u upotrebu ne tako davno, danas su sastavni deo naše svakodnevnice i gotovo da je teško zamisliti savremeni život bez njih. Personalni računari, mobilni telefoni, internet – danas se i najmlađi sreću sa ovim pojmovima već u detinjstvu. Naše društvo se transformiše brže nego ikada do sada u ljudskoj istoriji i čovek ne može više sebi da dozvoli da ostane po strani i ne postane sastavni deo promena tako što će digitalne tehnologije početi da koristi na najadekvatniji mogući način.

Primena informacionih tehnologija je u potpunosti promenila način funkcionisanja svih ljudskih delatnosti (industrija, usluge, obrazovanje...) tako što je omogućila znatno brži prenos informacija, dostupnost na svakom mestu, koordinaciju velikog broja aktivnosti1... Bilo kojim poslom da poželite da se bavite – bez poznavanja informacionih tehnologija ste nevidljivi, neefikasni i osuđeni na neuspeh. Naravno da ove promene nisu donele samo pogodnosti – društvo se suočilo i sa problemima (automatizacija mnogih poslova dovela je do smanjenja potražnje radne snage, javili su se veliki problemi vezani za privatnost2, sigurnost podataka...), ali rešavanju tih problema se posvećuje velika pažnja. Kreiranje inovacija povlači odgovornost za iznalaženje adekvatnih mera bezbednosti.

U današnjem društvu sa sigurnošću možemo reći da informacija predstavlja jedan od najznačajnijih resursa, a znanje ima ogromnu vrednost. Ovo je postala realnost tek u poslednjih 40-50 godina, kada su ljudi počeli da usmeravaju svoje snage na iznalaženje načina za čuvanje i upravljanje tim resursom. To je početak Informacijskog doba. Kako smo do toga došli?

Sve do početka XIX veka život ogromne većine čovečanstva zavisio je isključivo od poljoprivrede, pa taj period možemo nazvati „Poljoprivredno doba“. Sa pojavom novih alata, postojeće tehnike proizvodnje su sve više usavršavane, pa je količina proizvedene hrane po proizvođaču počela da se povećava. To je dovelo do razvoja drugih delatnosti, pre svega distributivnih i uslužnih.

Industrijsko doba je započelo u Engleskoj oko 1800. godine (ne navodimo tačnu godinu jer istoričari različito definišu početak industrijske revolucije). Glavna odlika ovog doba je veći broj radnika koji su radili u fabrikama od broja radnika koji su se bavili poljoprivredom. Ovo doba takođe odlikuje izum velikog broja mašina koje su i omogućile početak industrijske proizvodnje. Ovo doba je trajalo sve do 1957. godine kada počinje Informacijsko doba. Te godine je broj administrativnih radnika premašio broj radnika u industriji. Danas najveći broj ljudi radi na kreiranju, distribuciji i primeni informacija.

1 Dva primera koja bi jasno mogla da oslikaju prednosti uvođenja informacionih tehnologija su u polju zdravstva i bankarstva. Podaci o pacijentima u zdravstvenim sistemima razvijenih država su centralizovani, pa u slučaju da neko doživi nesreću i mora hitno na operaciju, iz centralizovanog sistema se može doći do podataka o krvnoj grupi i eventualom zdravstvenom stanju (dijabetes, alergije). Ovakvi podaci nekome mogu da spasu život. Kada je bankarski sistem u pitanju, na veliko zadovoljstvo korisnika, sada je moguće plaćati račune, prebacivati novac sa jednog naloga na drugi, kupovati korišćenjem kreditnih kartica... od kuće, preko interneta.2 Prema podacima Federalne komisije za trgovinu, samo u SAD se nedeljno ukradu podaci preko 20.000 korisnika. Krađa identiteta je veoma složen problem koji predstavlja zloupotrebu ličnih podataka druge osobe kako bi se izvršila prevara, i rasprostranjen je širom sveta, pa i kod nas (pročitajte članak o tome na adresi: http://www.novosti.rs/vesti/naslovna/drustvo/aktuelno.290.html:428129-Kradja-identiteta-Pakao-zbog-dvojnika)

1

OSNOVNI POJMOVI: PODATAK, INFORMACIJA, RAČUNARSTVO, INFORMACIONE TEHNOLOGIJE

Sa razvojem računara i njihove primene nastale su tri nove računarske oblasti:

računarsko inženjerstvo (computer engineering) - vezano za proizvodnju i povezivanje hardverskih delova računara,

računarske nauke (computer sciences) - vezane za teorijske aspekte arhitekture računara, računarskog softvera i primene računara,

računarske tehnologije (computer technology) - vezane za praktične primene računara.

Predmet obrade računara bili su podaci iz kojih su obrađivanjem nastajale nove informacije, koje su se koristile za najraznovrsnije potrebe. Pošto su se ovi podaci obrađivali automatski - primenom mašine - uveden je u upotrebu termin automatska obrada podataka. Iz francuskih reči information i automatique nastala je reč informatique, prvo kao sinonim za automatsku obradu podataka.

Podaci su registrovane činjenice, oznake ili zapažanja nastala u toku nekog procesa. Pojam podataka vezan je za fizičke simbole koji mogu da se beleže (registruju), čuvaju, prenose i obrađuju.

Informacija je skup činjenica tako obrađenih i organizovanih da predstavljaju neko obaveštenje. Obrada podataka se može posmatrati kao skup aktivnosti kojima se transformišu podaci u informacije.

Podatak i informacija razlikuju se po stepenu obrade i načinu upotrebe. Podaci su sredstva za izražavanje informacija. Podaci su pasivni, oni mogu uticati na promenu sadržaja informacije, ali ne utiču na ponašanje sistema. Podatke prikupljamo i registrujemo da bismo ih mogli čuvati i po potrebi koristiti. Ako se registrovani podatak koristi za preduzimanje akcija ili donošenje odluka, on se može smatrati informacijom. Podaci postaju informacije u momentu njihovog korišćenja. Na primer, kada smo u kući i čujemo obaveštenje da je spoljna temperatura -10°C, to je podatak. Međutim, ako se spremamo da izađemo iz kuće i na osnovu toga odlučimo kako da se obučemo, taj podatak se može smatrati informacijom.

Termin računarstvo predstavlja doslovan prevod izraza computer sciences, koji označava teorijske nauke vezane za razvoj arhitekture računarskog hardvera i softvera, na primer: teoriju automata, teoriju algoritama, teoriju programskih jezika, strukture podataka itd. Računarska pismenost ne znači poznavanje tehničkih detalja, kako računara, tako i programskih proizvoda, nego stvarno znači razumevanje principa i primenu računara.

Pod informacionom tehnologijom se smatra širok spektar alata i tehnika koje se koriste prilikom kreiranja, sladištenja i distribucije podataka i informacija, kao i prilikom kreiranja znanja. Osnovne komponente informacionih tehnologija su hardware (računari i mreže), software i znanje da se prethodne dve komponente upotrebe na pravi način.

Područja primene računara

Područja primene računara danas su vrlo velika. Sama podela ne može biti strogo razgraničena jer se područja primene prepliću i najčešće su vrlo čvrsto povezana. Nekada je podela prema područjima primene bila jednostavna: na naučno-tehničke i poslovne primene. Pod naučno-tehničkim primenama podrazumevali su se različiti proračuni, dok se pod poslovnim primenama podrazumevala "obrada podataka" pri čemu su se imale u vidu primene u: računovodstvu, knjigovodstvu, bankama, osiguravajućim kompanijama itd. Danas bi podela prema područjima primene mogla da bude:

obrada teksta, crtanje i obrada crteža, obrada slika, obrada zvuka, animacija,

2

obrada video zapisa, komunikacije, baze podataka, multimedijalne primene, naučno-tehnički proračuni, zabava i razonoda.

Najčešće je jedno područje primene povezano sa nekim drugim. Tako je, na primer, obično obrada teksta povezana sa crtežima i slikama, naučno-tehničke primene povezane sa grafičkom interpretacijom rezultata, animacije i video povezani sa zvukom itd. Iako su primene računara vrlo različite, kao i programi kojima se one realizuju, ipak su principi na kojima većina ovih programa radi uglavnom isti. Osim toga, veliki delovi ovakvih programa koji su opšteg karaktera (učitavanje i snimanje dokumenata, štampanje dokumenata, manipulacije delovima dokumenta itd.) u većini programa su jednaki ili vrlo slični. Isto tako, procesore teksta, programe za crtanje, obradu slika, baze podataka itd. podjednako primenjuju i firme i pojedinci, tako da je i termin "poslovna obrada podataka" izgubio smisao.

Osnovne jedinice mere

Elektronska kola od kojih je sagrađen računar mogu biti u jednom od dva radna stanja. Stanje uključeno, kada kroz kola protiče struja, predstavlja se cifrom jedan (1). Stanje isključeno, kada nema proticanja struje, predstavlja se cifrom nula (0). Kako su nam na raspolaganju samo dve cifre, 0 i 1, svaki podatak i instrukcija koji se unose u računar moraju biti predstavljeni kao zapis sastavljen od nula i jedinica. U matematici se brojni sistem sastavljen od ove dve cifre naziva binarni brojni sistem. Otuda se i zapis sastavljen od nula i jedinica naziva binarni zapis. Za podatke i instrukcije predstavljene pomoću 0 i 1 kažemo da su binarno predstavljeni, a svaka nula i jedinica naziva se BIT (engl. Binary digit).

U binarnom zapisu mogu se predstaviti:

brojevi: celi i decimalni, veliki i mali, pozitivni i negativni slova: velika i mala slova abecede interpunkcijski znac (.,:?”) matematički znaci (+, -, =, <, > i dr.), specijalni znaci (@, #, !)

Programske instrukcije, kontrolni kodovi (pomeranje kursora, brisanje ekrana...), slike i grafički prikazi, zvuk-govor, muzika, adrese (memorijske lokacije na koje se smeštaju podaci i instrukcije). Svaki od ovih oblika predstavlja se jedinstvenim zapisom sastavljenim od 0 i 1. Veza između broja mogućih zapisa i broja bitova definisana je sledećim jednostavnim matematičkim izrazom:

Br. različitih zapisa = 2n gde je: n – br. bitova u zapisu.

Iz jednačine sledi da se sa četiri bita može napisati 16 različitih zapisa. Svaki zapis nula i jedinica naziva se kod. Grupa od osam bitova poređana u binarnom zapisu naziva se BAJT (engl. Binary term).

Sa osam bitova može ostvariti 256 zapisa. Svaki od tih zapisa može se koristiti za predstavljanje jednog broja, slova abecede ili nekog znaka. Na primer:

Za slovo A može se koristiti sledeći zapis: 01000001;Broj 1 može se predstaviti sa: 00000001;Znak ? može se predstaviti kao: 00111111;

Osnovne jedinice mere su:

1 byte = 8 bita

3

1 kilobyte: 210 = 1.024 byte → 1 KB = 1024 B 1 megabyte: 220 = 1.024 kilobyte = 1,048.576 byte 1 gigabyte: 230 = 1.024 megabyte = 1.073,741.824 byte 1 terabyte: 240 = 1.024 gigabyte = 1,099.511,627.776 byte 1 petabyte: 250 = 1.024 terabyte = 1.125,899.906,842.624 byte 1 exabyte: 260 = 1.024 petabyte = 1,152,921,504,606,846,976 byte 1 zettabyte: 270 = 1.024 exabyte ~ 1021 byte 1 yottabyte: 280=1.024 zettabyte ~ 1024 byte

U praksi se koriste oznake B-bajt, KB-kilobajt, MB-megabajt, GB-gigabajt.

Računari su elektronske mašine koje obrađuju ulazne informacije (podatke ili naredbe) i iz njih proizvode izlazne informacije (rezultate). Iako je u početku računar često nazivan i elektronski mozak, on je "mašina bez inteligencije" jer doslovno izvršava samo ono što mu je zadato instrukcijama. Za rešavanje bilo kog problema postupak rešavanja mora najpre da se raščlani na najjednostavnije korake, a zatim da se za svaki od tih koraka napiše odgovarajuća naredba koju računar treba da izvrši. Ovakav postupak naziva se programiranje a skup instrukcija za računar napisan za izvršenje neke obrade naziva se program. Ljudi koji pišu programe za računar nazivaju se programeri.

Analogni i digitalni uređaji

Analogno predstavljanje podataka je kontinuirano dok digitalno predstavljanje podataka predstavlja niz vrednosti u određenim intervalima. Temelj digitalnog zapisa je pretvaranje analognog u digitalno i natrag. Da bi od analognog signala dobili digitalni, koristimo postupak odmeravanja (uzorkovanja). U određenim, ekvidistantnim vremenskim trenucima se odmerava vrednost analognog signala i pamti. Što je veći broj uzoraka, digitalni signal je bliži analognom signalu, što je prikazano na sledećem grafiku.

Analogni uređaji mere jednu fizičku veličinu upoređujući je s drugom koja je analogna toj veličini. Ovakvi uređaji omogućavaju registrovanje (očitavanje) bilo koje vrednosti merene veličine u zadatim granicama merenja.

Digitalni uređaji rade samo sa ciframa, odnosno sa veličinama koje se menjaju u koracima i izražavaju diskretnim vrednostima. Digitalni računar je elektronski, automatski, programabilan digitalni uređaj za obradu podataka.

Prednosti analognog sastava je potpuna reprezentacija kontinuiranog protoka informacija. Prednosti digitalnog sastava je manji uticaj šuma u komunikacijskom kanalu i jednostavnije rukovanje zapisima (tačnost, pouzdanost).

Analogni uređaji Digitalni uređaji4

Računar je digitalna mašina ali ima i onih delova gde se koristi analogno predstavljanje npr. mikrofon i zvučnici itd.

Računari se mogu podeliti na različite načine u zavisnosti od toga da li se posmatra: primena računara, broj korisnika koji mogu istovremeno da koriste jedan računar ili broj naredbi koje računar može da izvrši u jednom trenutku.

Sa stanovišta primene računara, računari se mogu podeliti na: računare opšte namene i računare za specijalne namene.

Računari opšte namene mogu da učitaju različite programe i njihovim izvršavanjem rešavaju različite probleme. Računari za specijalne namene imaju ugrađene programe za rešavanje samo onih problema za koje je računar namenjen (na primer: igranje šaha, automatski piloti, upravljanje nekom mašinom itd.).

Sa stanovišta broja korisnika koji mogu istovremeno da koriste isti računar, računari se dele na: višekorisničke (mainframe based) i jednokorisničke (PC based).

Kod višekorisničkih sistema postoji centralni računar koji opslužuje sve korisnike. Međutim, sa naglim razvojem i masovnim korišćenjem personalnih računara višekorisnički računari su u velikoj meri izgubili svoju prethodnu ulogu i njihovo korišćenje je danas vrlo ograničeno. Kod personalnih računara, kao što im i ime govori, svaki korisnik ima svoj računar i na njemu vrši obradu svojih programa.

Sa stanovišta broja naredbi koje računar može da izvrši u jednom trenutku vremena računari se dele na: serijske ili SISD (Single Instruction Single Data), paralelne ili SIMD (Single Instruction Multiple Data).

Serijski računari u jednom trenutku vremena mogu da izvrše jednu naredbu nad samo jednim podatkom u memoriji. Najveći broj računara koji su u upotrebi je ovog tipa. Takvi su svi personalni računari. Paralelni računari (zovu se još i super-računari) mogu u jednom trenutku vremena da izvrše istu naredbu nad većim brojem podataka u memoriji.

Teorijski postoje još dve grupe. MIMD (Multiple Instruction Multiple Data) ili ultra-računari koji u jednom trenutku izvršavaju više naredbi nad različitim podacima. Ovo bi više odgovaralo mreži računara kod kojih je rešavanje delova jednog problema podeljeno na više računara. Četvrta grupa MISD (Multiple Instruction Single Data), gde bi se u jednom trenutku izvršavalo više naredbi nad istim podatkom, praktično je neizvodljiva.

Prema svojim dimenzijama i preformansama, računare možemo podeliti i na kategorije: mikroračunari, midrange (srednje veličine), mainframe i super-računare (najmoćniji). U mikroračunare spadaju desktop računari, notebook računari (lap-topovi), tablet računari, ručni (handheld) računari (PDA-personal digital assistants, i Palm PC računari) i pametni telefoni.

5

Desktop računari su dobili naziv po svom dizajnu – osmišljeni su tako da se njihovi periferni delovi smeste na radni sto, a kućište je obično na podu. Notebook računari imaju različite veličine monitora i jako su popularni zbog svoje prenosivosti. Tablet računari poslednjih godina beleže neverovatan rast popularnosti. Predviđa se da će poslednji kvartal 2013. godine doneti veću prodaju tableta (predviđeno 84,1 milion u poslednjem kvartalu) u odnosu na desktop računare (83,1 milion u poslednjem kvartalu). Prodaja je eksponencijalno rasla od 2010. godine. Procenat na tržištu je sledeći: Android modeli su najpopularniji sa 67% ukupne prodaje u svetu, zatim slede Apple tableti sa 28,3% u na kraju Windows sa oko 4,5 procenata. Pametni telefoni (smartphones) danas imaju dugačak spisak funkcionalnosti. Cena, prenosivost, funkcionalnost – zajedno su učinili da su ovo danas najprodavaniji uređaji industrije računara. Prvi pametni telefoni su kobinovali mogućnosti PDA sa mobilnim telefonima. Sledeći modeli su dodali funkcionalnost prenosivih medija plejera, kompaktnih digitalnih kamera, kao i SPS navigacionih sistema. Današnji modeli uglavnom imaju touchscreen (ekran osetljiv na dodir) i mogućnost korišćenja web-a pomoću WIFI konekcije ili mreže mobilne telefonije.

Imajući u vidu da je računarski sistem samo mašina koja radi po određenom programu, može se reći da se svaki računarski sistem sastoji od dve komponente: same mašine - računarskog hardvera i programa po kojima računar radi - računarskog softvera.

6

2 RAČUNARSKI HARDVER

Hardver čini fizičku (elektronsku) strukturu računarskog sistema, a sačinjavaju ga: procesor, matična ploča, memorije, i niz ulazno-izlaznih uređaja.

PROCESOR

Procesor, odnosno CPU (Central Processing Unit) je srce svakog računarskog sistema, njegov najvažniji deo. Sastoji se iz: upravljačku jedinicu, aritmetičko-logičku jedinicu i memorije (unutrašnje memorije).

Aritmetičko-logička jedinica služi za izvršavanje svih logičkih i aritmetičkih operacija u računaru. Upravljačka jedinica, dovodi instrukcije iz memorije, a zatim ih dešifruje, odnosno prevodi u oblik razumljiv za procesor, odnosno u instrukcije u mašinskom kodu. Upravljačka jedinica ima mogućnost memorisanja instrukcija i informacija, mogućnost provere i praćenja sopstvenih operacija kao i upravljanje njima, i upravlja svim ostalim uređajima u sistemu.

Memorija (unutrašnja memorija) čuva podatke tokom njihove obrade u CPU. U memoriji se čuvaju dve vrste podataka: podaci koji se obrađuju (šalju se aritmetičko-logičkoj jedinici) i instrukcije programa koje određuju kako izvršiti obradu tih podataka (šalju se upravljačkoj jedinici). Memorija PC računara sastoji se od osmobitnih registara (bajtova). Na osnovnoj ploči nalaze se četiri tipa memorije: Cache, CMOS, RAM i ROM. Kapacitet memorije izražava se brojem bajtova, KB i MB.

Cache memorija je vrlo brza memorija koja se nalazi u samom procesoru (interni keš) ili uz njega (eksterni keš). Ova memorija ima višestruko brže vreme pristupa od obične memorije. Zbog toga se u njoj drže podaci koji se često koriste.

CMOS memorija je vrlo mala memorija (100B), čija je prednost što zahteva malo energije za održanje memorije, tako da male baterije koje se koriste u tu svrhu mogu dugo da traju.

RAM (Random Access Memory) predstavlja najveći deo memorije i u nju korisnik može da upisuje i čita sadržaj. U njoj se za vreme rada računara nalaze program i podaci sa kojima računar radi. Po isključenju računara sadržaj ove memorije se gubi. Postoje dve glavne vrste

7

RAM-a: DRAM (dinamički RAM), SRAM (statički RAM). SRAM pamti podatke memorisane u njemu sve vreme dok je PC uključen, dok DRAM mora biti osvežavan svakih nekoliko milisekundi. SRAM ima veću brzinu odziva, ali je ista količina memorije mnogo skuplja u odnosu na DRAM.

Za današnje programe optimalna memorija za uobičajene potrebe je nekoliko GB. Pored kapaciteta, druga važna karakteristika memorije je i vreme pristupa, tj. vreme koje protekne između zahteva memoriji za podatkom i dobijanja podatka iz memorije. RAM memorija nije sastavni deo osnovne ploče nego se na osnovnoj ploči samo nalaze konektori na koje se ona priključuje.

ROM (Read Only Memory) je vrsta memorije koja čuva podatke čak i kada je glavno napajanje računara isključeno. To je neophodno da bi sistem mogao da pristupi podacima koji su mu potrebni za pokretanje. Kada su sačuvane u ROM-u, informacije koje su potrebne za pokretanje i rad računara se ne mogu izgubiti ili promeniti. BIOS je softver koji se nalazi u ROM čipovima a koristi se tokom pokretanja sistema, za proveru sistema i pripremu za rad hardvera. Noviji sistemi koriste tehnologiju zvanu flash ROM ili flash BIOS koja omogućuje da kod, smešten u osnovnim čipovima, bude ažuriran softverom koji je dostupan preko proizvođača BIOS-a ili matične ploče.

Све инструкције се могу поделити у 4 основне групе:

Инструкције улаза и излаза Инструкције за пренос података Инструкције за обраду података Инструкције гранања

Део централног процесора који побољшава укупне перформансе рачунара, преузимајући терет обављања аритметичких операција са покретним зарезом од процесора, се назива акцелератор покретног зареза или математички ко-процесор (FPU) и уграђен је у све савременије чипове.

Основна карактеристика сваког процесора је његова фреквенција, односно брзина извршавања инструкција. Код данашњих процесора фреквенција прелази 3GHz, али су у масовној употреби код рачунара и они са фреквенцијама од 100-500 MHz. Карактеристике процесора су одређене његовом архитектуром а то су: брзина процесора, дужина процесорске речи, радни такт и кеш меморија.

Брзина процесора изражава се у милионима операција које процесор може да обради у једној секунди MIPS-овима (Milion Instructions Per Second) или MFLOPS- овима (Milion Floating Point Operation Per Second). Процесор није саставни део основне плоче, него се на основној плочи само налазе конектори за његово прикључење. Због велике брзине рада долази до великог загрејавања процесора па се на њих монтира додатни вентилатор који их хлади (кулер-cooler).

Дужина процесорске речи је број битова који се једновремено преноси и обрађује унутар процесора.

Радни такт је учестаност импулса које генерише сат (clock) - специјално електронско коло којима се иницирају операције процесора. Мери се у MHz или GHz.

Да би подаци од CPU дошли до меморије (RAM) морају да прођу путем који се зове магистрала процесора. Ако магистрала служи за међусобну комуникацију само два уређаја, обично се тада зове port.

Подаци се преносе кроз адресну и контролну магистралу.

Aдресна магистрала преноси адресе које генерише процесор, којима се специфицирају меморијске локације на које се уписују подаци или са којих се читају подаци ради обраде.

Контролна магистрала служи за пренос управљачких и контролних сигнала од процесора ка компонентама и обратно.

Када се податак пошаље магистралом података, истовремено се адресном магистралом шаље адреса компоненте или меморијске локације којој је податак упућен. Када компонента препозна своју адресу на адресној магистрали она зна да треба да преузме податак са магистрале података.

8

Када процесор тражи податак од компоненте или меморијске локације, он шаље адресу компоненте адресном магистралом, а контролном магистралом упућује сигнал да се тражени податак пошаље магистралом података. Подаци су ускладиштени у рачунару у регистрима који се састоје од одређеног броја битова. Важећим стандардом одређено је да дужина регистра мора да буде степен од 2 (23, 24, 25, 26, 27 односно 8, 16, 32, 64, 128, бита). Ширина магистрале процесора је број битова које процесор може пренети или обрадити у једном радном такту (4-битне, 8-битне, 16-битне и 32-битне магистрале). 32-битни процесор има магистралу по којој се крећу инструкције и подаци ширине 32 бита. Шира магистрала значи бржи рад процесора.

Poslednja generacija najpoznatijeg svetskog proizvođača procesora (Intel) zove se CORE (čita se “kor”). Moćnija je od prethodnih varijanti “Celeron” i “Pentium”. Varijante u ovoj generaciji su Intel Core i7, Intel Core i5, Intel Core i3, i starije verzije Intel Core 2 Solo, Intel Core 2 Duo, Intel Core 2 Quad, i Intel Core 2 Extreme lines.

Intel “Centrino” procesori su kreirani za potrebe jeftinijeg PC tržišta a “Pentium-M” za lap-top računare

МАТИЧНА ПЛОЧА

Матична плоча је основа рачунарског система која обједињује све остале компоненте. То је плоча на којој се налазе места за повезивање са другим уређајима: процесором, диск јединицама, видео картом, као и меморијом. Између процесора и других уређаја постоји веза која се назива магистрала.

На матичној плочи се налазе:

чип који у својој меморији (ROM меморији има програм за чување корисникових хардверских подешавања, тзв. BIOS (Basic Input Output System).

места за повезивање картица (графичких, звучних, ТВ...) у рачунарски систем која су означена као слотови.

места за меморију и процесор означена су енглеском речју sockets. екстерни уређаји као што су монитор, тастатура, штампач итд, повезани су

са плочом преко портова. низ електронских уређаја и чипова као што су џампери, контролери,

конектори итд. литијумска батерија која служи за обезбеђивање електричне енергије чипу

који води датумску и временску евиденцију када је рачунар искључен.

Контролери

За прикључење било ког уређаја на рачунар потребан је посебан елемент - контролер, који се, с једне стране стандардно уграђује у рачунар, а с друге стране има прикључак на који се прикључује уређај. Код уобичајених и стандардизованих уређаја, као што су дискови, дискете и CD уређаји, контролери су стандардизовани. У зависности од технологије, начин њиховог прикључења на основну плочу се повремено мења. Код првих рачунара они су били интегрисани у основну плочу. Касније је технологија промењена па су ови контролери били одвојени и прикључени на магистралу. Тренутно, технологија је таква да су ови контролери интегрисани у основну плочу, што има својих предности и недостатака. Један од недостатака је што се у случају квара контролера мора мењати цела основна плоча.

Контролери обично подржавају јединице као што су дискови, дискетне јединице CD/DVD уређаји итд. Други, ређе коришћени уређаји имају своје посебне контролере у облику картица који се прикључују на додатна прикључна места за картице (слотове) на основној плочи.

Прикључци (конектори, слотови)

9

Многи корисници желе да прилагоде себи свој персонални рачунар тако што ће у њега да уграде додатке који су им потребни. Персонални рачунари имају отворену архитектуру тако да могу да се конфигуришу у складу са потребама корисника. За прикључивање додатних уређаја постоје стандардизована прикључна места, слотови, у која се ови додатни уређаји прикључују. Прикључци се састоје од утичница на које се прикључују контролери различитих јединица или саме јединице (картице).

Portovi

Za povezivanje ostalih uređaja koriste se posebna priključna mesta koja se nazivaju portovi. Prvi portovi koji su postojali su se delili na serijske i paralelne.

Kod serijskih portova (poznatih još pod imenom RC-232 ili asinhroni portovi) bitovi jednog bajta izlaze kroz port jedan po jedan. Kod paralelnih portova (poznatih još pod imenom centronics ili EIA) svi bitovi jednog bajta izlaze istovremeno paralelnim putem. Zbog toga što se u jednom trenutku prenosi osam bitova umesto jednog kao kod serijskih portova oni su brži način za komunikaciju računara s okolinom.

USB port (Universal Serial Bus) je danas najčešće korišćeni priključak za flash memorije. On je konstruisan da bi se napustili konvencionalni serijski i paralelni portivi jer nisu imali adekvatnu standardizaciju. USB sistem ima asimetrični dizajn. Velika prednost je što omogućava grananje pomoću USB Hub-a, tako da je moguće povezati više uređaja istovremeno. Kada se uređaj prikači na USB priključak, on se automatski prepoznaje i instalira se odgovarajući drajver. Obično se priključuju miš, tastatura, uređaji za igrice, skeneri, digitalne kamere, printeri, dodatne memorije, modemi, itd. Za mnoge uređaje je ovo postao standarni metod konekcije. Čak i printeri, koji su uglavnom koristili paralelne portove, prelaze na USB, omogućavajući jednostavno istovremeno povezivanje više štampača za jedan računar. Samo uređaji koji iziskuju prenos velike količine informacija ne mogu da koriste ovaj priključak - npr. monitori.

Транзистори

Транзистори, главна компонента микропроцесора, су мали електронскипрекидачи. Укључене/искључене позиције транзистора формирају кодове бинарне азбуке, којима се регулише представљање података.

Интегрисана струјна кола

Интегрисано струјно коло (IC) је електрични уређај који се састоји из много минијатурних транзистора и осталих елемената струјног кола (на пример, отпорници и кондензатори).

10

Матична плоча у кућишту рачунара

11

PRILOG 1 – Istorija računara

Настанак рачунара везан је за вековну тежњу човека да себи олакша процес рачунања, убрза га и учини тачнијим. У давна времена су људи рачунали поређењем једног скупа објеката са другим (нпр. камење, дрвца). Операције сабирања и одузимања биле су једноставно операције додавања или одузимања група објеката на гомилу.

Први записи математичких проблема могу се пронаћи на папирусу и камену 1800. година пре Христа. У периоду од 300-600. година прe нoве ерe, примећена је прва употреба нуле и негативних бројева.

Први записи математичких проблема

Абакус

Прве табле за рачунање звале су се абаци и нису само створиле овај метод рачунања него су и увеле концепт позиционог означавања, који и данас користимо. Следећи логични корак било је прављење првог "персоналног калкулатора" - Абакус (енгл. Abakus), који користи исти концепт, да један скуп објекта замењује други скуп, али и концепт да један објекат замењује колекцију објеката (позиционо означавање). Процес рачунања постао је процес манипулације симболима тек када је процес рачунања и аритметике постао апстрактнији, па су различитим групама додељени симболички прикази, а резултати су се могли записати на "медијуму за складиштење", као што су били папирус или глина.

Абакус је механичко помагало које се користи за рачунање. На стандардном абакусу може се сабирати, одузимати, делити и множити. Абакус и данас користе власници радњи у Азији и "кинеским четвртима" у северној Америци. Једна од практичних употреба абакуса јесте да деца науче једноставну математику, а посебно множење. Абакус је одлична замена за учење таблице множења на памет, што деци представља посебно тежак задатак. Абакус је одлична алатка за учење других основа нумеричких система, јер се лако прилагођава било којој основи. Слепа деца уче да користе абакус тамо где би деца са нормалним видом користила папир и оловку за рачунање.

Значајни људи и године за развој рачунара

12

Leonardo Da Vinci, даје нацрт првог механичког калкулатора.

John Napier, шкотски математичар 1617. године измислио је механизам за множење заснован на шипкама са бројевима (Napier кости). Napier је израдио прве логаритамске таблице.

Blaise Pascal, (1623-1662) чувени француски научник, заслужан је за прављење прве дигиталне машине за рачунање. Машина коју је направио имала је точкиће са бројевима и могла је само да сабира и одузима, а била је намењена Паскаловом оцу, који је био прикупљач пореза.

Wilhelm Gottfried Leibniz (1646-1716), немачки математичар, 1671. године је осмислио калкулатор, а направио га је 23 година касније. Овај изум никад није ушао у широку примену зато што је у оно време био веома компликован за израду. Паскалова и Лајбницова машина су калкулатори а по данашњим стандардима оне нису рачунари.

Joseph Marie Jacquard (1752-1834), 1801. године уводи бушене картице као носиоца информација. Он их

је користио за управљање радом разбоја за ткање.

Charles Babbage (1791-1871), професор математике у Кембриџу у

Енглеској, дошао је 1813. године на идеју да направи рачунарску машину која би могла самостално да ради. Желео је да конструише машину која би тачно израчунавала одређене математичке функције. Машину је назвао је диференцијална машина. Део ове машине је направљен али цела машина никада није довршена. Године 1832. Babbage је пројектовао аналитичку машину. Машина је требала да буде први аутоматски рачунар опште намене који би извршавао сваку врсту прорачуна на основу добијених инструкција. Аналитичка машина је имала све карактеристике модерних рачунара: меморију (са колонама точкића), аритметичку јединицу (млин), управљачку јединицу, улазни и излазни уређај.

Ada Augusta Byron King, (Lady Lovelace, 1815-1852), енглеска математичарка, сматра се првим програмером. Она је прва писала програме за аналитичку машину.

Samuel Morse, конструише први електрични телеграф. Информације почињу да се преносе на велике даљине у

веома кратком временском периоду.

Морзеова азбука

George Boole (1815-1864), ирски математичар описује свој систем за симболичко и логичко расуђивање који касније постаје основа за компјутерски дизајн. Творац је: математичке логике, савремене алгебре и Булове алгебре (прекидачка- логичка кола).

13

Christopher Latham Sholes, дефинише QWЕРТY распоред на писаћој машини. Данашње тастатуре задржале су исти распоред.

Hollerith Herman (1860-1929), прави машину са електричним погоном која је направљена за сортирање. Помогла је да се резултати из пописа 1890. године сортирају за шест недеља. Бушена картица користила се за сортирање и пребројавање резултата. Компанија коју је основао, Hollerith Tabulating Company, 1914. године преименована је у IBM.

Никола Тесла (1856-1943), је био далеко испред свих осталих по својој проналазачкој генијалности и значају изума. Теслини изуми са најширом применом су: мотор на наизменичну струју

(покреће све значајне уређаје у домаћинствима и индустрији), Теслин трансформатор ниског напона (користе

га сви савремени електронски уређаји попут телевизора, компјутера, аудио и видео технике), поли-фазна електрична

струја и системи њеног преношења на велике раздаљине помоћу трансформатора високог напона, радио (одлуком америчког

Врховног суда од 1943. патент за радио је одузет Markoni-ju и додељен Тесли). Без Теслиних проналазака не би био могућ рад ниједног уређаја који користи електричну енергију, као ни савремених електронских система попут сателита, телевизијске, видео, радио и компјутерске технологије.

Konrad Zuse (1910-1995), је у Берлину развио свој Z-1 релејни рачунар који је користио бинарну аритметику. Оснива рачунарску компанију која се временом припија корпорацији Siemens. Творац је првог програмског језика Plankalkül.

John V. Atanasoff (1903-1995), професор математике и физике, развио је први електронски дигитални рачунар, као машину посебне намене за решавање скупова линеарних једначина у физици. Машина звана ABC ("Atanasoff-Berry Computer") имала је све елементе

14

који ће се појавити касније у "модерним рачунарима" (електронску аритметичку јединицу и регенеративну, цикличну меморију).

Alan Mathison Turing (1912-1954), професор математике на Кембриџу, развио је идеју "универзалне машине" која може да изврши сваки алгоритам који се може описати. Идеја представља основу за концепт "рачунарства". Уводи појам "симболичке обраде". Тјурингов строј се увек налази у једном од одређеног броја стања а постоје правила како се из једног стања прелази у друго. У Tјуринговим радовима срећу се зачеци асемблерских језика и зачеци вештачке интелигенције.

У Америци је главна потреба за подршку ратним напорима било дешифровање ухваћених порука немачких снага. За шифровање се у првим годинама рата користила ENIGMA, дизајнирана у САД. Alan Turing, изградио је серију машина које су достигле врхунац 1943. године са машином Colossus.

Colossus - дизајнира A. Turing а израђује Max Newman

Howard Aiken (1900-1973), професор математике на Харварду, изумео је први велики аутоматски електро-механички калкулатор опште намене. Звао се Harvard Mark I (тј. IBM Automatic Sequence Control Calculator [ASCC]). Имплементирали су га Hamilton, Lake и Durfee из IBM-а.

Grace Murray Hopper (1906-1992), је радила у тиму са Howard Aiken-ом. Јуна 1944. постала је трећи програмер на рачунару Mark I. На рачунару Мark II (у морнаричком центру) она је пронашла прву рачунарску бубу. Мољац који је улетио и заглавио релеј а потом настрадао од струје залепљен је у службени извјештај о квару. Кад би касније машина стала (што се често дешавало) Hopper је говорила Aiken-у да "уклања бубе" (енгл. debugging) из рачунара. Прва буба и даље постоји у National Museum of American History of the Smithsonian

Institutions. Ово је прва потврда да се реч буба и концепт уклањања примењује на рачунаре.

John von Neumann (1903-1957), један од највећих математичара 20. века. Радио је на оптимизацији процеса снабдевања савезничких трупа у Европи и учествовао у изради атомске бомбе. Радио је у тиму који је развијао рачунар ENIAC а уједно је и главни дизајнер рачунара EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer). Уводи бинарну аритметика уместо декадне и ствара концепт програма запамћеног у меморији у дигиталном облику. Логички дизајн рачунара који се и данас користи је von Neumann архитектура рачунара. Ствара концепт

рачунара с могућношћу учитавања програма који се састоји од меморије за податке и инструкције, јединице за израчунавање и контролне јединица, која интерпретира инструкције и одлучује о даљем израчунавању на темељу добијених резултата.

Године 1946. је на универзитету у Пенсилванији конструисан електронски рачунар ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator). Био је тежак 30 тона, заузимао је површину од 167 м2, а трошио је 180 кW електричне енергије (као 180 грејача у кварцним грејалицама). За конструкцију рачунара употребљено је 18000 вакумских

15

електронских цеви. Радио је са бројевима од 10 цифара, и за једни секунду могао је да изврши 5000 сабирања или 300 множења. Бушене картице су служиле као улаз и излаз, а регистре као сабирачи и као уређаји за чување података.

William Shockley, John Bardeen и Walter Brattain изумели су уређај "преносни отпорник", касније познат као транзистор. Преносни отпорник је променио рачунар и дато му поузданост која се није могла постићи вакумским цевима.

Claude Elwood Shannon (1916-1999), амерички математичар, Boole-ова стања “true” и “false” примењује на прекидаче у електронским круговима. Заслужан је за имплементацију симболичке логике коришћењем релеја, синтезу електронских кола и први програм за играње шаха.

Maurice Wilkes је са особљем математичке лабораторије на Кембриџ универзитету развио први електронски дигиталнипрограмски рачунар комплетно функционалан. Назван је

EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Computer). Заједно са Stanley Gill-ом и David Wheeler-ом развио је концепт подпрограма у програмима за прављење поново употребљивих модула. Формализовани концепт развоја

софтвера (који није добио име целу деценију) је започео.

John W. Backus (1924-), је предложио развој програмског језика који ће омогућити корисницима да изразе проблеме помоћу уобичајених математичких формула, који је касније назван FORTRAN. Састављајући тим од истраживача из IBM-а и корисника, Backus је стално веровао да ће им требати 6 месеци да заврше посао. Кад год га је неко питао кад ће систем бити спреман он би одговарао "за шест месеци"! Након три године рада Backus и његове колеге су испоручили

FORTRAN програмски преводилац за IBM 704, а одмах затим су наишли на прву поруку о грешки – недостаје зарез у израчунатој GoTo наредби. Свет програмских језика је напредовао од области у којој су само обучени програмери могли да заврше пројекат, до области у којој су они који имају проблеме могли сами да изразе своја решења.

Gordon E. Moore (1929-), суоснивач Intel-а, 1965. уочава тренд “дуплирање броја транзистора по квадратном инчу сваких годину дана”.

16

William (Bill) H. Gates (1955-) и Paul Allen (1953-) написали свој први производ за Атари - Basic преводилац (назван по планети у епизоди серије "Звездане стазе"). Годину дана касније оснивају Microsoft. Данас су међу најбогатијим људима на планети.

Steven Paul Jobs (1955-) и Stephen Wozniak (1950-) су

произвели Apple II који је састављен и завршен са сопственом тастатуром и монитором. Убрзо је Apple II уведен у школе и колеџе и постао је основа многих курсева о "микропроцесору". Исте године су основали корпорацију Apple.

Stephen Wolfram (1959-), доктор физике, креатор програмског пакета Mathematica и аутор књиге „A New Kind of Science“, која представља нови начин виђења науке. Оснивач и председник Wolfram Research.

Много је људи заслужно за развој рачунара. Имена многих су овде поменута али су странице ове књиге мале за опис свих оних људи који

су радили из сенке. Рачунар се свакодневно мења. Можда док пишемо странице ове књиге неко у својој радној соби ради на проналажењу начина за још бржи, ефикаснији и сигурнији пренос података или ради на стварању новог рачунара и себе великим словима уписује у рачунарску историју.

17