Računalništvo in informatika v logistiki

RAČUNALNIŠTVOININFORMATIKAV LOGISTIKI

Celje, 2013 Roman Gumzej

Naslov: Racunalništvo in informatika v logistikiAvtor: dr. Roman GumzejRecenzenti: dr. Martin Ivan Lipicnik

dr. Matjaž Colnaricdr. Simona Sternad

Izdajatelj: Univerza v Mariboru, Fakulteta za logistiko,Mariborska cesta 7, 3000 Celje, http://fl.um.si

CIP - Kataložni zapis o publikaciji

Narodna in univerzitetna knjižnica, Ljubljana

658.78659.23:004(0.034.2)

GUMZEJ, RomanRacunalništvo in informatika v logistiki [Elektronskivir] / Roman Gumzej. - El. knjiga. - Celje : Fakultetaza logistiko, 2013

ISBN 978-961-6562-87-4 (pdf)

270214400

To delo je ponujeno pod Creative Commons Priznanje avtorstva-Nekomercialno-Brezpredelav 3.0 Nedolocena licenco (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.sl)

Ucbeniku na pot. . .

Na Fakulteti za logistiko Univerze v Mariboru smo že v naših zacetkih predskoraj desetimi leti zaceli z ucinkovito in uspešno prakso podajanja znanjanovodobnim generacijam študentov s pomocjo sodobnih metod ucenja in po-ucevanja v celovitem sistemu e-študija. Hkrati se zavedamo, da proces ucenjani mogoce zožiti zgolj na uporabo interneta in elektronsko posredovane in-formacije. Zato smo se po vzoru dobrih, že preverjenih praks kombiniraneganacina študija odlocili, da bomo pri posredovanju znanja uporabili tudi tradi-cionalne metode, ki omogocajo oseben pristop do študentov ter tiskane vire.S tovrstno kombinacijo elektronskih in tiskanih virov študentom omogocamotudi casovno in prostorsko prilagodljivost pri izbiri ucnih sredstev. Skladno sto usmeritvijo je nastal tudi ta ucbenik, ki ga ob tej priliki priporocam zlastištudentom logistike, hkrati pa tudi vsem drugim, ki bi se želeli bolje seznanitiz zanimivim podrocjem informacijske podpore logistiki.

V Celju, 27. november 2013 dr. Bojan Rosi, dekan

Racunalništvo in informatika v logistiki

V okviru istoimenskega ucnega predmeta na Fakulteti za logistiko uvedemoosnovne pojme informacijske tehnologije in izvor informacijskih sistemov.Predstavimo komponente informacijskih sistemov in od le-teh podrobneje pred-stavimo: racunalniško strojno, programsko, omrežno opremo ter se posvetimoorganizacijski komponenti informacijskih sistemov v okviru poglavja o racu-nalniško podprtem vodenju projektov. Vsebino sklenemo s poglavjem o in-formacijski varnosti in mehanizmih, ki nam jo pomagajo zagotoviti. V okviruprakticnega dela se študenti seznanijo z osnovami elektronske komunikacije,uporabe interneta, pisarniško programsko opremo in programsko opremo zavodenje projektov.

V Celju, 10. januar 2013 dr. Roman Gumzej

ZAHVALA

gre strokovnim recenzentom za korektno opravljeno delo in koristne napotke.Prisrcna hvala mojim bližnjim za njihovo vzpodbudo pri pisanju.

Roman Gumzej

vi Racunalništvo in informatika v logistiki

Kazalo

UVOD 1

Racunalništvo in informatika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

Sistemski pristop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

Racunalniško podprti informacijski sistemi . . . . . . . . . . 9

Informacijska družba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Kratka zgodovina racunalništva . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Osnovni zakoni informacijske tehnologije . . . . . . . . . . . . . . 24

Kompleksnost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

Informacija . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Paralelno izvajanje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Razvojni trend racunalnikov . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

Zanesljivost racunalniške strojne in programske opreme . . . . 33

Racunalniške zakonitosti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

Študijski primeri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

Racunalniška strojna oprema (hardware) 39

Osnovna delitev racunalniške strojne opreme . . . . . . . . . . . . 39

Procesor (CPU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

Maticna plošca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

KAZALO vii

Pomnilnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

Primarni pomnilnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

Sekundarni pomnilnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

Periferne naprave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

Digitalizacija . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

Generacije racunalnikov – vpliv na poslovanje . . . . . . . . . . . . 70

Napredne racunalniške arhitekture . . . . . . . . . . . . . . . 72

Podatkovna shramba na nivoju organizacije . . . . . . . . . . 73

Racunalniška programska oprema (software) 75

Lastništvo programske opreme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

Sistemska programska oprema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

Operacijski sistemi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

Ostali sistemski programi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

Programski jeziki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

Spletni programi in servisi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

Aplikacijska programska oprema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

Splošna aplikacijska programska oprema . . . . . . . . . . . . 100

Uporabniška programska oprema . . . . . . . . . . . . . . . . 102

Programska okolja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103


viii Racunalništvo in informatika v logistiki

Racunalniška omrežna oprema (netware) 105

Komponente telekomunikacijskih mrež . . . . . . . . . . . . . . . . 107

Mrežne topologije . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

Povezovanje racunalnikov v mreže . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

Omrežna oprema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

Internet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114

Internetni servisi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

Svetovni splet – WWW (World-Wide Web) . . . . . . . . . . 123

Elektronska pošta (e-mail) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

FTP – File Transfer Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126

Telnet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

Drugi spletni servisi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

Intranet in ekstranet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129

Brezžicna omrežja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

Poslovni in logisticni informacijski sistemi (LIS) 137

Struktura poslovnega informacijskega sistema . . . . . . . . . . . . 138

Funkcije informacijskega sistema po strukturi zaposlenih . . . . . . 143

E-poslovanje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145

KAZALO ix

Organizacija informacijskih sistemov (orgware) 151

Življenjski cikel projekta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151

Strukturirana razclenitev dela . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153

Tabela linearne odgovornosti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154

Ganttov diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157

Mrežni ali PERT diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159

Casovna (CPM) analiza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162

Dolocanje kriticne poti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162

Casovna analiza dogodkovnih mrež . . . . . . . . . . . . . . 163

Casovna analiza aktivnostnih mrež . . . . . . . . . . . . . . . 165

Casovna (CPM) analiza z omejitvami virov . . . . . . . . . . 169


Varnost informacijskih sistemov 176

Varnostno kopiranje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180

Programski zašcitni ukrepi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181

Zašcita na nivoju operacijskega sistema . . . . . . . . . . . . 181

Zašcita na nivoju uporabniške programske opreme . . . . . . . 182

Kriptiranje podatkov . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182

Uporaba kljucev v e-poslovanju . . . . . . . . . . . . . . . . 186

Programska zašcita . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188

Literatura 195

x Racunalništvo in informatika v logistiki

Slike

1 Struktura sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2 Regulacijska zanka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

3 Da Vincijev racunski stroj . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

4 Babbageov diferencni stroj . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

5 Logaritmicno racunalo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

6 Hollerithov racunski stroj . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

7 Colossus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

8 Tranzistor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

9 Cip (angl. chip) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

10 Interakcija med opazovalcem/uporabnikom in sistemom . . . . 25

11 Moorov zakon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

12 Zanesljivost racunalniške strojne opreme . . . . . . . . . . . . 36

13 Zanesljivost racunalniške programske opreme . . . . . . . . . 36

14 Von Neumannova arhitektura racunalnika . . . . . . . . . . . 41

15 Razširjena von Neumannova arhitektura racunalnika . . . . . 43

16 Procesorski cip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

17 Maticna plošca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

18 Vrata na maticni plošci . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

SLIKE xi

19 Vodilo kot centralni vezni clen . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

20 Shema pomnilnika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

21 Pomnilni cipi delovnega pomnilnika (RAM) . . . . . . . . . . 56

22 Flash pomnilni mediji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

23 Magnetni trakovi in tracne enote . . . . . . . . . . . . . . . . 61

24 Magnetni diski in diskovni pogoni . . . . . . . . . . . . . . . 61

25 Zapis podatkov na enem cilindru diska – v sektorju znotraj sledi 63

26 Digitalna zaznava slike . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

27 Crno-bela in barvna slika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

28 Delitev programske opreme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

29 Vec-opravilnost (angl. multitasking) . . . . . . . . . . . . . . 83

30 Filozofi pri vecerji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

31 Govorni uporabniški vmesnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

32 Primer hierarhije datotecnega sistema . . . . . . . . . . . . . 90

33 Postopek prevajanja programa . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

34 Izmenjava EDI sporocil preko SOAP protokola . . . . . . . . 99

35 Vodilo (bus) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

36 Prstan (ring) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

37 Zvezda (star) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

38 Omrežne naprave v racunalniški mreži . . . . . . . . . . . . . 114

xii Racunalništvo in informatika v logistiki

39 Internet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

40 ISO/OSI sklad protokolov . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118

41 FTP odjemalec . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

42 Intranet in Internet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130

43 Povezava Intraneta, Ekstraneta in Interneta . . . . . . . . . . 132

44 WiFi naprave in internet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134

45 Bluetooth naprave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

46 Poslovni sistem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

47 Ustroj managementa in informacijskega sistema . . . . . . . . 139

48 Informacijski sistemi znotraj organizacije . . . . . . . . . . . 141

49 Informacijski sistemi znotraj organizacije . . . . . . . . . . . 142

50 Model projektnih parametrov . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152

51 Maslowa hierarhija potreb sodelavcev . . . . . . . . . . . . . 153

52 Primer Ganttov-vega diagrama (orodje Open Workbench) . . . 158

53 Primer dogodkovne mreže . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160

54 Aktivnostna mreža za primer . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161

55 Element dogodkovne mreže . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163

56 Casovna analiza dogodkovne mreže . . . . . . . . . . . . . . 165

57 Element aktivnostne mreže . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166

58 Casovna analiza aktivnostne mreže . . . . . . . . . . . . . . . 168

TABELE xiii

59 Primer – Microsoft Project . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173

60 Primer – Open Workbench . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174

61 Primer – Open Proj . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175

62 Struktura zašcitnih varnostnih ukrepov . . . . . . . . . . . . . 179

63 Simetricno kriptiranje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184

64 Asimetricno kriptiranje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184

65 Preko odprtih vrat in PID do trojanskih konjev . . . . . . . . . 192

Tabele

1 Generacije racunalnikov . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

2 Vrata znanih internetnih servisov . . . . . . . . . . . . . . . . 120

3 Razlaga IP naslova . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

4 WBS za projekt IS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155

5 LRC za projekt IS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156

6 CPM analiza za primer (Slika 58) . . . . . . . . . . . . . . . 167

xiv Racunalništvo in informatika v logistiki

KRATICE

ALU – Arithmetic/Logic Unit

AOA – Activity on Arc

AON – Activity on Node

APN – Access Point Name

ARPA – Advanced Research Projects Agency

AGP – Accelerated Graphic Port

ASP – Application Service Providers

B2B – Business to Business

B2C – Business to Customer

B2G – Business-to-Government

BIOS – Basic Input Output System

BD – Blue-ray Disc

BI – Business Intelligence

BIT – BInary digit

C2C – Customer-to-Customer

CAD – Computer Aided Design

CAM – Computer Aided Manufacturing

CIM – Computer Integrated Manufacturing

KRATICE xv

CCPM – Critical Chain Project Management

(C)NC – (Computer) Numerical Control(led)

CPM – Critical Path Method

CRM – Customer Relationship Management

CASE – Computer-Aided Software Engineering

CBIS – Computer-Based Information System

CD – Compact Disc

CCD – Charged coupled device

CDD – Compact Disc Drive

CISC – Complex Instruction Set Computing

CMOS – Complementary Metal Oxide Semiconductor

COTS – Commercial Off-The shelf

CPE – Centralna Procesna Enota

CPU – Central Processing Unit

CRP – Centralni Register Prebivalstva

CVI – Center vlade za informatiko

DBMS – Database Management System

DM – Data Mining

DMA – Direct Memory Access

DNS – Domain Name System

xvi Racunalništvo in informatika v logistiki

DOS – Disk Operating System

DSS – Decision Support System

DVD – Digital Video (Versatile) Disc

DVI – Digital Visual Interface

EDI – Electronic Data Interchange

EIS – Executive Information System

ERP – Enterprise Resource Planing

ESS – Enterprise Storage System

FDD – Floppy Disc Drive

FTP – File Transfer Protocol

HD – High Definition/Density

HDD – Hard Disc Drive

HW – Hardware

HTML – HyperText Markup Language

G2B – Government–to–Business

G2C – Government–to–Citizen

G2E – Government–to–Employee

G2G – Government–to– Government

GIGO – Garbage-In-Garbage-Out

GPRS – General Packet Radio Service

KRATICE xvii

GPS – Global Positioning System

GSM – Global System for Mobile communications

IM – Instant messaging

IMAP – Internet Message Access Protocol

IOS – Interorganizational Information System

IP – Internet Protocol

ISA – Industry Standard Arhitecture

ISP – Internet Service Provider

IT – Informacijska tehnologija (angl. Information Technology)

IKT – Informacijsko-komunikacijska tehnologija

IS – Informacijski sistem (angl. Information System)

LAN – Local Area Networks

LRC – Linear Responsibility Chart

MIME – Multipurpose Internet Mail Extension

MIS – Management IS

MMS – Multimedia Messaging System

NAS – Network-Attached Storage

OAS – Office Automation System

OS – Operating System

P2P – Peer-to-Peer

xviii Racunalništvo in informatika v logistiki

PC – Program Counter

PCMCIA – Personal Computer Memory Card International Association

PCI – Peripheral Component Interconnect

PDA – Personal Digital Assistant

PERT – Project Evaluation and Review Technique

PIM – Personal Information Manager

PNA – Personal Navigation Assistant

POP3 – Post Office Protocol v.3

RAID – Redudant Arrays of Independent Disks

RAM – Random Access Memory

RAT – Remote Access Tools

ROM – Read-Only Memory

RS – Republika Slovenija

SAN – Storage Area Network

SCM – Supply Chain Management

SIGEN-CA – Slovenian General Certification Authority

SIGOV-CA – Slovenian Governmental Certification Authority

SOAP – Simple Object Access Protocol

SMS – Short Message Service

SMTP – Simple Mail Transfer Protocol

KRATICE xix

SQL – Standard Query Language

SUBP – Sistem za Upravljanje z Bazo Podatkov

SW – Software

TCP – Transmission Control Protocol

TP – Transaction Processing

UDDI – Universal Description, Discovery and Integration

UDP – User Datagram Protocol

UMTS – Universal Mobile Telecommunication System

URI – Uniform Resource Identifier

URN – Uniform Resource Name

URL – Uniform Resource Locator

USB – Universal Serial Bus

VGA – Video Graphics Array

VOD – Video-On-Demand

XML – Extensible Markup Language

WAN – Wide Area Networks

WAP – Wireless Application Protocol

WBS – Work Breakdown Structure

WLAN – Wireless LAN

WWAN – Wireless WAN

WWW – World Wide Web

ZEPEP – Zakon o elektronskem poslovanju in elektronskem podpisu

UVOD 1

UVOD

Namen ucbenika je študentom prvega letnika univerzitetnega študija podati so-lidno osnovo za lažje spremljanje istoimenskega ucnega predmeta, lažje spre-mljanje sorodnih vsebin drugih predmetov in kasnejšo nadgradnjo vsebin, kise ticejo informacijske podpore v logisticnih sistemih. V ta namen najprej teo-reticno in prakticno osvežimo in utrdimo osnove racunalništva in informatiketer podamo osnovne zakone, ki so jim podvržene informacijske tehnologije. Izdefinicije informacijskega sistema izhajamo, ko opisujemo njegove posame-zne komponente: strojna oprema (angl. hardware), programska oprema (angl.software), omrežna oprema (angl. netware) in organizacija (angl. orgware).Pri tem se naslonimo na poimenovanja in mednarodno klasifikacijo, ki je naj-bolj razširjena (Rainer et al., 2006). V ucbeniku navedeni performancni kazalcise nanašajo na aktualno stanje in navedene industrijske standarde, vendar jihje na splošno treba obravnavati kot spremenljive – v smislu stalnih izboljšavperformans, vecjih kapacitet, ipd.

Najpomembnejša komponenta vsakega informacijskega sistema (IS) so sevedaljudje (angl. lifeware), vendar je upravljanje s cloveškimi viri tematika poseb-nega ucnega predmeta in jo zato tukaj samo omenjamo, ko v okviru organiza-cijske komponente govorimo o upravljanju projektov.

Potem, ko bomo predstavili osnovno informacijsko infrastrukturo vsakega in-formacijskega sistema, ki jo popularno s kratico veckrat imenujemo kar IT (in-formacijska tehnologija), lahko pregledno predstavimo poslovne informacijskesisteme in naštejemo tipicne oddelcne informacijske sisteme, ki jih obicajnonajdemo v vsakem poslovnem sistemu in organizaciji. Pri tem nas posebej za-nimata vezna clena med oddelcnimi informacijskimi sistemi: t.i. ERP sistemin transakcijski (TP) informacijski sistem, ki predstavljata povezavo med od-delcnimi informacijskimi sistemi ter njihovo informacijsko infrastrukturo. Vvišjih letnikih je to nivo, ki nas bo zanimal pri obravnavi informacijske pod-pore logisticnim sistemom.

Obravnavo informacijskih sistemov sklenemo s poglavjem, ki se tice dveh

2 Racunalništvo in informatika v logistiki

vedno pomembnejših podrocij IT – varnosti in zaupnosti. Zaradi hitrega ra-zvoja e-poslovanja sta postali nepogrešljiv del vsakega informacijskega sis-tema. Ker predstavljata nadgradnjo osnovne funkcionalnosti informacijskegasistema, imata tudi tukaj posebno mesto.

UVOD 3

Racunalništvo in informatika

Od nastanka civilizacije clovek skuša spoznavati svet okoli sebe s tem, da tvorizapise o svojih vtisih – vsem kar vidi in doživlja. Locimo vec pristopov kopazovanju realnega sveta:

1. opazovanje, ki je primerno predvsem za deterministicne fenomene; greza dogodke, ki se zgodijo vedno na enak nacin in v dolocenem casovnemsosledju ali kot reakcija na iste dogodke

2. analiza je primerna predvsem za stohasticne fenomene; na podlagi pre-teklih izkušenj induktivno sklepamo, kaj se bo zgodilo – pri tem nastopadolocena verjetnost, da se bo to dejansko zgodilo

3. sistemski – deduktivni – pristop nas uci, da najbolj zanesljivo in celovitospoznavamo naravne zakonitosti realnega sveta s sinergicnim ucinkom,ki ga ima uporaba obeh prej navedenih pristopov; pri tem gledamo nasvet okoli sebe kot na sistem, ki deluje po dolocenih ”naravnih” zakoni-tostih

Pristop opazovanja in opisovanja uporabljamo pri fenomenih, ki v nespreme-njenih okolišcinah dajejo enake rezultate. Tipicni primeri takšnih fenomenovso: prosti padec, izmenjava dneva in noci, gibanje teles pod vplivom stalnesile (ce zanemarimo trenje), uparjanje tekocin,. . . Ker so fenomeni, ki jih lahkoopišemo na ta nacin bolj izjema kot pravilo, se je že v zacetku 16. stol. pojavilanaliticni pristop.

Primeri takšnih fenomenov so: oblaki lahko prinesejo dež, sneg ali toco, vo-žnja z avtomobilom po isti poti – pri tem lahko dosežemo zelo razlicne casepotovanja (glede na razmere na cesti),. . .

Analiticni pristop je strogo formaliziran in zajema naslednje korake:

1. definicija problema


2. razclenitev problema na fizicne in logicne dele

3. razclenitev vseh vzrocno-posledicnih zvez med deli (kavzalni odnos)

4. ustvarjanje verige kavzalnih odnosov

5. rešitev problema (pojasnitev fenomena)

Analiticni pristop je bil prevladujoc od 16. pa vse do zacetka 20. stoletja.Pod vplivom Alberta Einsteina (1879–1955) v ospredje pride sistemski pri-stop. Sistemska teorija je bila tudi temelj tehnicisticnega pogleda na svet,vesolje in stvarstvo, ki se je zacel širiti v casu francoske revolucije in je ponjem vse deterministicno in doumljivo z znanstvenega vidika. Gre za po-gled, ki so ga postavili nasproti uveljavljenemu teološkemu vidiku in favo-rizira znanstven pristop k spoznavanju sveta. Njegovi prvi protagonisti sobili: Karl Marx (1817–1883), Herbert Spencer (1820–1903), Vilfredo Pareto(1848–1923), Émile Durkheim (1858–1917), Alexander Bogdanov (1873–1928),Nicolai Hartmann (1882–1950), Stafford Beer (1926–2002), Robert MaynardHutchins (1929–1951) in drugi (vir: Wikipedia).

Einstein se je v okviru svojih raziskav ukvarjal s fenomeni, ki jih z analitic-nim pristopom ni bilo mogoce rešiti in jim pripisal sinergicni ucinek. Le-ta sepojavlja, ko pomena nekega fenomena ne moremo razložiti zgolj na podlagilastnosti, niti ne moremo nanj sklepati na podlagi kavzalnih odnosov. Pri-mer sinergicnega ucinka je na primer živi organizem – ima funkcijo preživetja,medtem ko posamezne celice, iz katerih je sestavljen, te funkcije nimajo. Kermetoda indukcije tu ne da rezultatov, se moramo zanesti na metodo deduk-cije, ki pojasnjuje sinergicni ucinek. Deduktivno sklepanje deluje v smeri odsplošnega k posebnemu. Lastnosti celote so rezultat interakcije med vsemi alinekaterimi njenimi (ne vedno istimi) deli. Sistemski pristop se je uveljavil vtridesetih letih prejšnjega stoletja in na njem temelji vec znanstvenih disciplin.

Sistemski pristop

Sistemski pristop temelji na naslednjih tezah:

UVOD 5

Slika 1: Struktura sistema

1. vse je sistem

2. vsak sistem sestavlja en ali vec podsistemov

3. sistem pogosto ima lastnosti, ki jih nima nobeden od njegovih delov

4. vsak sistem ima: elemente (E), strukturo (R) in smoter/funkcijo (F)

Od tod izhaja definicija sistema:

Sistem je strukturni sklop povezanih elementov, ki z medsebojnim delovanjemin sodelovanjem z okolico izpolnjujejo nek namen ali funkcijo.

Poenostavljeno shemo sistema nam podaja slika 1, ki predstavlja sistem kottransformacijo nekih vhodov (V) v izhode (I) na podlagi transformacijske funk-cije (T), ki predstavlja namen oz. smoter sistema. V primeru informacijskegasistema gre za transformacijo nekih podatkov v nove podatke, ki jih dobimokot rezultat transformacije. Ce gre pri tem za novo znanje, govorimo o infor-maciji, ampak o tem vec kasneje.

Sistemska teorija je pristop k reševanju problemov, ki predpostavlja, da je vsakproblem možno obravnavati kot sistem.


Sistemska teorija je sestavljena veda in zajema: splošno teorijo sistemov, ki-bernetiko (veda o obnašanju tehnicnih in družbenih sistemov), semiotiko (vedao obliki simbolov in sistemih simbolov), semantiko (veda o pomenu simbolov),informatiko, matematicno teorijo sistemov, itd.

Zanjo je znacilen t.i. sistemski pristop k reševanju problemov. Le-ta zajemadolocanje:

1. komponent sistema (elemente, podsisteme)

2. mej sistema (vse izven teh mej je okolica sistema)

3. strukture sistema (ta predstavlja nacin povezanosti komponent)

4. okolice sistema (tudi to na nek nacin sistematicno opišemo)

5. povezav sistema (vhodi in izhodi sistema – povezanost sistema z oko-lico)

6. cilja sistema (smoter sistema)

7. funkcij sistema (nacin, na katerega sistem transformira vhode v izhode)

8. procesov v sistemu (nacin in vrstni red uporabe funkcij sistema)

9. zakonitosti, ki jim je sistem podvržen

Procesi predstavljajo nacin spreminjanja stanj posameznih komponent in sis-tema v celoti. Med odvijanjem procesov sistem izpolnjuje svoj smoter. Zusmerjenim delovanjem na spremenljivke sistema le-ta prehaja v želeno stanje– upravljanje sistema. Od tu pojem entropije: „Vsak sistem, ki ga namenskone usmerjamo, izgublja svojo naravno urejenost in možnost izpolnjevanja svo-jega smotra – uresnicevanja cilja“. Pravimo, da v njem narašca neurejenostsistema – entropija ali nered. Stopnja entropije je odvisna od verjetnostnihporazdelitev možnih stanj sistema.

UVOD 7

Slika 2: Regulacijska zanka

Norbert Wiener (1894–1964) je 1948. leta utemeljil novo znanstveno disci-plino, ki jo je poimenoval kibernetika (gr. Kibernetes – krmar). Kibernetika seukvarja z naceli upravljanja vseh dinamicnih sistemov. Wiener splošne kon-cepte kibernetike razloži v knjigi „Cybernetics or Control and Communicationin the Animal and Machines“ - obstajajo splošne zakonitosti upravljanja siste-mov katere koli vrste. Upravljanje sistemov temelji na aktivnostih nadzora nadsistemom (kontrole) in izmenjavi informacij (komunikaciji). Wiener je svojeraziskave povzel v enostavnem sistemu – regulacijski zanki (slika 2).

Iz kibernetike kot dela širše vede izvirajo naslednje znanstvene discipline, kiso neposredno vplivale na nastanek informatike:

1. teorija komunikacije (izmenjava informacij)

(a) teorija informacije (nastanek, prenos, sprejem in uporabo informa-cij)

(b) teorija kodiranja (nacini prikaza informacij in pretvorbe med njimi)


(c) teorija znakov (semiotika - definira znake, simbole in signale s ka-terimi prikazujemo informacije ter nacin njihovega povezovanja vsmiselne celote)

2. teorija odlocanja

(a) racionalno (odlocanje ob znanih ali predvidljivih posledicah)

(b) intuitivno (odlocanje ob nezadostnih informacijah o vseh opcijah)

(c) hevristicno (hitrejše odlocanje s kombinacijo racionalnega in intu-itivnega principa)

3. teorija programiranja

(a) teorija algoritmov (sistemski prikaz metodološkega znanja v smi-slu dolocenega števila nedvoumnih korakov, ki vodijo do gotoverešitve problema, ce le ta obstaja)

(b) teorija avtomatov (definicija tehniških sistemov, ki lahko opravljajofizicne in logicne operacije, ki so bile predhodno algoritmicno de-finirane)

4. teorija povratnih zvez

(a) tehniških (v tehniških sistemih)

(b) družbenih (v družbenih skupinah in skupnostih)

5. splošna teorija sistemov (težnja združevanja znanstvenih podrocij s ci-ljem odstranitve odvecnih prekrivanj, izogibanju neracionalnemu troše-nju sredstev in nepotrebnemu kopicenju znanstveno-raziskovalnih napo-rov

Vse naštete znanstvene discipline so vplivale na nastanek informatike z name-nom obvladati narašcajoco kolicino podatkov v zvezi z vse kompleksnejšimiproblemi drugih znanstvenih disciplin in pri tem lociti pomembno od nepo-membnega. Informatika je bila zasnovana z nalogo izvršiti to sistematizacijo.

Izraz “informatika” izvira iz francošcine:

UVOD 9

L’informatique =L’information+L’automatique(informatika=informacija+avtomatika)

Sedaj, ko smo dodobra opisali ozadje in okolišcine nastanka te nove znan-stvene discipline, že lahko uvedemo definicijo informatike.

Informatika je znanstvena disciplina, ki se ukvarja z zajemanjem, hrambo,obdelavo in uporabo informacij.

Iz definicije informatike izhaja, da gre pri informatiki za avtomatsko obdelavopodatkov (praviloma s pomocjo racunalnikov). Od tod povezava z novo vedo– racunalništvom.

Racunalništvo predstavlja znanstveno disciplino, ki se ukvarja s proucevanjemracunalnikov in postopkov v njih.

Eden od teh postopkov je tudi obdelava podatkov, vendar je pri racunalništvupoudarek na podatkih kot predstavitvi informacije in postopkih za njihovo ob-delavo, kar predstavlja glavno razliko med obema disciplinama. Zaradi vec-plastne povezanosti obeh znanstvenih disciplin vcasih govorimo o enotnempodrocju – racunalništvu in informatiki (angl. computer science).

Pojem, ki se prav tako pojavlja v zvezi z racunalništvom in informatiko inpredstavlja rezultat skupnega delovanja obeh znanstvenih disciplin, je infor-macijska tehnologija (IT). Tu gre za sklop vseh tehnologij, ki podpirajo zbira-nje, hranjenje, prenos in obdelavo informacij. Pogosto uporabljamo tudi pojeminformacijsko-komunikacijske tehnologije (IKT), ki zajema racunalniško, pro-gramsko in telekomunikacijsko podporo naštetim operacijam, ceprav obicajnotelekomunikacijske sisteme smatramo za del informacijske tehnologije (IT).

Racunalniško podprti informacijski sistemi

Informacijski sistemi obstajajo seveda tudi brez racunalnikov, vendar v temprimeru za prenos informacij moramo uporabiti drug medij, ki nam prav tako


omogoca zbiranje, hranjenje, obdelavo in predstavitev podatkov (”papirna vojna”).Racunalniško podprti informacijski sistemi (CBIS – angl. Computer Based In-formation Systems) imajo veliko prednosti:

1. Izvršijo veliko število numericnih operacij v kratkem casu

2. Omogocajo zanesljivo komunikacijo znotraj in med organizacijami

3. Hranijo velike kolicine podatkov in informacij, do katerih dostopamohitro in preprosto ter jih ucinkovito hranimo

4. Omogocajo enostaven, hiter in cenovno ucinkovit pristop do informacijz razlicnih fizicnih lokacij

5. Izvajajo interpretacijo velike kolicine podatkov

6. Povecujejo ucinkovitost sodelovanja delavcev na razlicnih fizicnih loka-cijah

7. Avtomatizirajo vecino poslovnih procesov

Osnovna naloga informacijskega sistema je priskrbeti (1) prave informacije,(2) pravim ljudem, (3) pravocasno, v (4) pravem obsegu in v pravem formatuob sprejemljivih stroških in s tem da ohranjamo ali povecujemo konkurencnoprednost organizacije. Gre za znani logisticni ”4P princip”. Informacijski sis-temi morajo v logisticnih sistemih poskrbeti za usklajenost blagovnih, denar-nih in informacijskih tokov. Sodobnih logisticnih sistemov si brez podporeracunalniško podprtih informacijskih sistemov ne znamo vec predstavljati.

Informacijski sistemi morajo zagotoviti:

1. Zbiranje podatkov

2. Obdelavo podatkov

3. Hrambo podatkov in informacij

UVOD 11

4. Dostavo podatkov uporabnikom

Prav tako pa imajo sodobni racunalniško podprti informacijski sistemi razen ženaštetih še dodatno funkcijo, ki ji pravimo ”podatkovno rudarjenje” in predsta-vlja raziskovanje povezav med podatki in na novo pridobljenimi informacijamiz namenom generiranja novih informacij (podatkov z dodano vrednostjo).

Okoli informacijskih sistemov je zasnovana poslovna strategija, katere namenje ohranjanje/povecevanje konkurencne prednosti - informacijski sitem ni ni-koli samemu sebi namen!

Informacijska družba

Od 1954. leta naprej govorimo o pojmu ”informacijska družba”. Naravadružbe je vedno vezana na prevladujoco gospodarsko dejavnost, s katero jetako ali drugace povezano delovanje aktivne populacije. Ce smo v letih 1850-1906 govorili o poljedelski družbi in nato 1907-1953 o industrijski družbi, jedelovna aktivnost po letu 1954 tako ali drugace povezana z zbiranjem, obde-lavo, posredovanjem ali uporabo informacij – od tod informacijska družba. Zarazvite družbe smatramo tiste, kjer je vec kot 50% prebivalstva zaposleno vinformacijskem sektorju.

Za informacijsko družbo je znacilno zbiranje in posredovanje koristnih infor-macij. Seveda vse informacije, ki jih prejmemo niso takšne, zato je ob zajemupotrebna eliminacija škodljivih informacij. Seveda je ta pojem zelo širok inod primera do primera razlicen, lahko pa na splošno recemo, da so škodljivevse informacije, ki ne povecujejo našega znanja o doloceni temi, ker so npr.:neresnicne, napacnega formata ali nekonsistentne z ostalimi že zbranimi infor-macijami. Kljucna beseda tukaj je znanje in informacijska družba ima za ciljpovecevanje le-tega. Od tod tudi pojem ”na znanju temeljece družbe”. Zna-cilno za takšno družbo je (namesto stroge kontrole njihove dejavnosti) takšnovodenje posameznikov, ki ima za posledico povecanje njihove uspešnosti za-radi povecanja njihovega znanja. Da bi bilo znanje široko uporabno, mora biti


kakovostno (dosegljivo v pravilnem obsegu in formatu), zato je bila standardi-zacija na vseh fazah obdelave znanja kljucnega pomena. Standardizacija namv svetovnem merilu tudi zagotavlja enotnost dostopa do znanja, ki je tudi eno-tno organizirano za ucinkovito hrambo in obdelavo ter enako dostopno vsemsodelujocim partnerjem.

V globalnem svetu, kjer se ekonomija vse bolj decentralizira, podjetništvo do-življa nov razcvet zaradi možnosti dostopa do širšega trga ter dodatnih mo-žnosti mednarodnega sodelovanja in poslovanja. Zaradi globalne dostopnostiinformacij, se pridelava lažje prilagaja potrebam tržišca in lažje pravocasnoidentificira deficite in suficite blaga. V odprtem tržišcu, kjer je blago globalnodostopno, se povecuje tudi zahtevnost trga, kar stimulira industrijsko in trgo-vsko tekmovalnost. Zato upravljanje vse pogosteje prevzemajo specializiranistrokovnjaki, ki so pripravljeni na sodelovanje na globalnem trgu, kjer je orga-nizacija kolektiva nujno fleksibilna.

Tudi bralci teh vrstic se bodo slednjim kmalu pridružili, zato je pomembno, dase zavedajo navedenih zahtev za sodelujoce na globalnem trgu. Na tržišcu zna-nja, kjer znanstvena informacija postaja vodilni izvor pridelave, pri cemer sovisoke tehnologije samo materialna podlaga, vse bolj v ospredje stopa potrebapo vseživljenjskem-ucenju in izpopolnjevanju na vseh nivojih. Prav tako indi-vidualne spretnosti in originalne ideje pridobivajo na veljavi in nadomešcajooponašanje velikih vzorov, kar je bilo znacilno za industrijsko družbo.

Za informacijsko družbo so znacilni trije modeli:

1. inovativna: v državah, ki veliko vlagajo v razvoj in raziskave, razvijajoinformacijsko infrastrukturo ter pri tem spodbujajo osebno in kolektivnokreativnost

2. imitativna: v državah, kjer v celoti sprejemajo tehnologije in znanja raz-vitih družb

3. neinventivna: v državah, kjer je osebna in kolektivna kreativnost ome-jena s številnimi administrativnimi in infrastrukturnimi omejitvami

UVOD 13

Kljucne spremembe, ki jih v vsakodnevno življenje uvaja informacijska družbaso:

1. mnoga dela opravljajo roboti

2. informacije so enako dostopne skoraj vsem delom kolektiva, vsi pa smoinformirani o pomembnejših dogodkih

3. delo je manj fizicno in rutinsko

4. nov odnos do dela, ki prinaša zadovoljstvo

5. spoštovani so vsi clani kolektiva

6. nagrajuje se uspešno opravljeno delo

7. možnosti izpopolnjevanja pri delu

8. možnost realizirati lastne zamisli (ne samo naloge)

9. fleksibilni delovni cas

10. delavci so delnicarji

11. kooperativen odnos pri delu

12. nova vloga managementa – ne vodenje ampak spodbujanje sposobnostisodelavcev

Od tod lahko sklepamo, da v teh pogojih ni vec potrebe po nadzoru sodelav-cev. Le-ti delajo po najboljših zmožnostih, kjer in kadar so za to podani pogojiin potrebe in so k dobremu delu tudi ustrezno stimulirani. Posledicno organi-ziranost ni vec pretežno hierarhicna, ampak se veže na pretok informacij, kiso potrebne za sodelovanje pri delu. Odlocilni faktor uspeha ni vec le kapi-tal, energija ali material, temvec v ospredje stopajo informiranost, znanje inusposobljenost.

Nahajamo se na prehodu med dvema razlicnima ekonomskima modeloma:


1. ekonomiji masovne proizvodnje in potrošnje

2. informacijsko-orientirani ekonomiji (novi model)

Novi ekonomski model teži k uporabi informacij s ciljem ustvarjanja inteligen-tnega proizvoda (boljši dizajn, vecja uporabnost, okoljska neoporecnost,. . . ).Vloga informacij pri takšnem proizvodu naj bo zmanjšanje potrošnje energije,zmanjšanje kolicine potrebnega materiala in obsega vloženega dela – boljšalogistika.

Kratka zgodovina racunalništva

Zgodovino racunalništva in informatike bi lahko na kratko povzeli kot: ”odpreprostih konceptov do zapletenih izracunov.” Zgodovinsko gledano je razvojracunalniške obdelave podatkov šel vedno vzporedno z razvojem družbe in bilvedno povezan s kolicino podatkov, ki jih je bilo potrebno obdelati – bolj kotje bila družba napredna, vec je bilo podatkov, ki jih je bilo potrebno obdelati.To je potegnilo za sabo nov razvojni ciklus racunalniških naprav, ki so bilesposobne takšne obdelave, kar je spet posredno vplivalo na razvoj družbe inrazvoj novih potreb po še hitrejši/obsežnejši obdelavi podatkov. Zato nekaterigovorijo tudi o ”zaprtem krogu potreb po hitri obdelavi podatkov”.

V grobem locimo naslednje faze v razvoju obdelave podatkov:

1. Rocna obdelava podatkov

2. Mehanska obdelava podatkov

3. Elektro-mehanska obdelava podatkov

4. Elektronska obdelava podatkov

Pri rocni obdelavi podatkov gre za najstarejšo vrsto obdelave podatkov, kjer soljudje uporabljali le roke in um, kar velja tudi za najzgodnejšo obdelavo podat-kov vsakega posameznika (npr.: ”racunanje na prste”, ”daljši/krajši meseci”,

UVOD 15

ipd.). Zaradi pomnjenja vmesnih rezultatov, prav tako pa tudi zaradi hitrejšihali bolj zapletenih izracunov, so si ljudje hitro zaceli izmišljevati racunska po-magala (npr.: Abak, iznajden 2600 let pr.n.št., in njegove inacice s kamencki –lat. ”calculus”). Kljub svoji preprostosti se je ta naprava, predvsem na Kitaj-skem, kjer so jo iznašli, obdržala vse do danes. Kot zanimivost lahko povemo,da so bili tudi vsi izracuni za prvo kitajsko jedrsko bombo opravljeni na njem.

Ljudje so kmalu spoznali tudi, da lahko ucinkovito obdelujejo podatke, ce sedržijo dolocenih postopkov – algoritmov. Beseda algoritem izvira iz latin-skega prevoda imena arabskega matematika Mohammeda al-Khowarizmija, kiga imajo za “oceta” matematicne algebre.

Algoritem je natancno definiran seznam dejavnosti, ki jim je potrebno dobese-dno slediti, da bi dosegli želeni rezultat – rešili dolocen problem.

Algoritmi so bistveno vplivali na razvoj racunskih strojev (racunalnikov) inAbak je eden od prvih predstavnikov racunskih strojev, ki slonijo na algorit-micnem principu in s tem povecujejo hitrost in tocnost izracunov.

Prvi mehanski racunski stroj (Slika 3) je že okoli 1500 n.št. zasnoval univer-zalni genij Leonardo da Vinci. Tej ideji so sledile vedno naprednejše neod-visno razvite prakticne izvedbe kot na primer okoli leta 1642 razviti Pascalovaritmeticni stroj, ki je omogocal le seštevanje in odštevanje, leta 1673 razvitiLeibnizov racunski stroj, ki je razen seštevanja in odštevanja že omogocal tudimnoženje in deljenje in je uporabljal binarni sistem, ki ga sodobni racunalnikiuporabljajo še danes. Oba sta bila sestavljena iz rocno krmiljenih mehanskihsklopov (sistem, ki so ga še pred kratkim uporabljali v trgovinah za zaracuna-vanje blaga).

Prvi ne-rocno gnani mehanski racunski stroj je bil Babbage-ov diferencni stroj(1820, Slika 4). Gnal ga je parni stroj in je bil predhodnik prvega univerzalnegaracunskega stroja – analiticnega stroja (1837), ki bi naj že imel ustroj sodob-nih racunalnikov in izvajal ukaze, shranjene na luknjanih karticah. Ti zgodnji


Slika 3: Da Vincijev racunski stroj

(Vir: Da Vinci, Codex Madrid I, str. 36)

“stroji za obdelavo števil” so imeli dve pomembni skupni lastnosti: sestavljeniso bili iz mehanskih sklopov in bili so “po meri cloveka” – njihovi deli so bilidovolj veliki, da jih je bilo mogoce rocno sestaviti/popraviti.

V omenjeno skupino spada še ena iznajdba – škotski matematik Johan Napierje leta 1617 napravil logaritemske tablice. Le-te je kopiral na slonokošcene pa-lice in z njihovim premikanjem dobil želeni zmnožek. Iz te naprave so kasnejerazvili logaritmicno racunalo. Od odkritja logaritmicnega – drsnega racunala(“šiberja”, Slika 5) 1621, je to matematicno orodje prevladovalo v tehniškihokoljih do sedemdesetih let dvajsetega stoletja, ko se je pojavil elektronskikalkulator. Izum logaritmicnega racunala je poenostavil in pohitril operacijemnoženja, deljenja in potenciranja in olajšal tudi izdelavo racunskih naprav, kite operacije izvršijo avtomatsko.

Še dve iznajdbi sta bistveno vplivali na razvoj racunskih naprav, ceprav njunprvotni namen ni bil tak. Obe sta se kasneje razvili v enote za vnos podatkov

UVOD 17

Slika 4: Babbageov diferencni stroj

(Vir: http://www-03.ibm.com/ibm/history/exhibits/attic2/attic2_182.html)

Slika 5: Logaritmicno racunalo

(Vir: Wikipedia)


kot tudi enote za prikaz in hranjenje rezultatov. John Mill je leta 1714 predsta-vil izum – pisalni stroj. Leta 1868 so razvili model, s katerim je bilo možnopisati hitreje kot rocno (Christoper Latham Sholes). Joseph Marie Jacquard jeleta 1801 izumil mehanicne statve, ki so tkale vzorce, shranjene na luknjanihkarticah.

Za razvoj sodobnih racunalnikov je bil pomemben koncept Babbage-ovegaanaliticnega stroja, ki že ima njihov ustroj:

1. enota, kjer vnašamo podatke

2. enota, kjer potekajo izracuni

3. enota, ki diktira racunalniku, kaj naj dela

4. enota, ki pomni podatke

5. enota, ki prikazuje rezultate

Bil je razvit pred svojim casom in takrat tehnicno ni bil izvedljiv, so pa mo-del ohranili in uporabili kasneje pri izgradnji elektronskih in polprevodniškihracunalnikov.

Mejnik med mehanskimi in elektromehanskimi predstavlja iznajdba (Slika 6) skatero je Herman Hollerith leta 1881 zmagal na natecaju za avtomatsko obde-lavo pridobljenih podatkov popisa prebivalcev, ki jih vlada ZDA od leta 1851sistematicno izvaja vsakih 10 let. Nosilec podatkov je bila luknjana kartica,stroj pa je že gnala elektrika. Na ta nacin so lahko prve neuradne rezultatepopisa dobili že po 6 tednih. Zaradi velike prakticne vrednosti, so se odlocilizaceti Hollerithov izum izdelovati za trg – podviga se je lotilo podjetje Tabu-lating Machines Company, katerega ustanovitelj je bil Hollerith, in je kasneje1911 združeno s sorodnimi podjetji v Computing Tabulating Recording Cor-poration leta 1924 preraslo v International Business Machines (IBM), ki ješe danes eden od najvecjih in najpomembnejših proizvajalcev racunalnikov nasvetu (”Big Blue”).

UVOD 19

Slika 6: Hollerithov racunski stroj

(Vir: Wikipedia)


Tehnološki mejnik med mehansko in elektronsko obdelavo podatkov predsta-vlja iznajdba elektronke (vakuumske diode). Vec znanstvenikov je raziskovaloto, kar je Thomas Edison 1884 patentiral kot ”Edisonov efekt”. Elektronko,kot osnovo tega fenomena je sprva oznacil kot neuporabno, zato iznajdbo pri-pisujejo bolj Flemingu, ki je eksperimentiral z Edisonovimi elektronkami inleta 1904 izgotovil napravo, ki jo je sam poimenoval ”oscilacijski ventil”, kerje bila sposobna usmerjanja izmenicne napetosti in detekcije radijskih valov.1906 je Robert von Lieben patentiral triodo, ki je bila sposobna še ojacitve na-petosti in je vsebovala elektromagnet za usmerjanje elektricnega toka. Nastaleso še številne inacice elektronk, vendar osnovnega problema – prekomernegasegrevanja med delovanjem – niso uspele v celoti zajeziti (vir: Wikipedia).

Druga svetovna vojna je usodno vplivala na razvoj elektronskih racunalnikov –sodobna orodja in orožja so za svojo konstrukcijo zahtevala veliko izracunov.Neodvisno je nastalo vec elektronskih racunalnikov. Elektronke so sestavljale”srce” racunalnika z imenom ”Colossus” (Slika 7), ki so ga Britanci med 2.svetovno vojno uporabljali za dešifriranje nemških z “Enigmo” kodiranih spo-rocil. Tudi Nemci so sestavili splošno-namenski racunalnik, ki pa je bil medbombardiranjem unicen. Med leti 1943-45 so Americani izdelali “ENIAC”za izracun trajektorij topovskih izstrelkov, ipd. Mere teh racunalnikov so bileresnicno “kolosalne”; npr.: ENIAC je bil cca. 30m dolg, 2,4m visok in 30T te-žek; vseboval je 17.468 elektronk, ki so vsako uro potrošile 200 kW elektricneenergije. Zato je za obratovanje potreboval lastno elektrarno. Skupna slabostelektronskih racunalnikov so bile pogoste okvare, ki so bile delno pogojene skratko življenjsko dobo elektronk.

V cas elektronskih racunalnikov sodi tudi izraz “Bug” (racunalniški hrošc), kise je v racunalniškem slengu udomacil za karakterizacijo anomalij v sistemu,ki so vzrok napacnega delovanja ali odpovedi sistema. Leta 1945 je odpovedvojaškega racunalnika povzrocil molj, ki se je ujel med releji in povzrocil kra-tek stik. Napako je našla in odpravila castnica Grace Hopper ter dokaz (molja)

UVOD 21

Slika 7: Colossus

(Vir: Wikipedia)


Slika 8: Tranzistor

(Vir: Wikipedia)

zalepila v dnevnik. Ceprav gre tukaj za prvi dokumentirani primer, pa je po-trebno pripomniti, da je bil izraz v rabi že prej pri mehanskih strojih.

Naslednji tehnološki mejnik v razvoju racunskih strojev predstavlja iznajdbatranzistorja (1926, Slika 8). Polprevodniški tranzistor, ki pa je bil patentiranšele 1947, so iznašli pri Bell Labs. Njegova funkcija je enaka funkciji ele-ktronke – usmerjanje elektricnega toka – vendar je bil “velikosti graha” inmnogo manj “požrešen”. S komercialno proizvodnjo tranzistorjev so zacelipri Texas Instruments (TI) leta 1954, International Business Machines (IBM)pa jih je vgradil v prvi komercialni racunalnik z oznako 650. Cez 4 leta je TIsestavil prvo integrirano vezje, sestavljeno iz 5 komponent in vezja na 15cmdolgi germanijevi plošci – to je sprožilo trend miniaturizacije racunalnikov. Koso na polprevodniški element namestili vec tranzistorjev in veznih elementov,je nastalo integrirano vezje (angl. integrated circuit, IC, chip) (1959, Slika 9)(Jack Kilby, Robert Noyce). Vedno manjši racunalniki so “rasli” v racunskimoci, kompleksnosti, vendar so bili zaradi uporabniške neprijaznosti rezervi-rani za elito.

UVOD 23

Slika 9: Cip (angl. chip)

(Vir: Wikipedia)

Prvi osebni racunalnik ni imel niti zaslona niti tipkovnice (le stikala in lucke)– Altair 8800 je stal $367 in je vseboval Intel 8080 procesor ter 256 byte-ovspomina. Racunalniška zanesenjaka Steven Jobs in Steve Wozniak sta prvasestavila “PC” (angl. Personal Computer) in ga poimenovala Apple. Sledili soizdelki firm Commodore in podobnih. Preboj na podrocju osebnih racunalni-kov je storil IBM s svojim IBM-PC – odlocili so se, da bodo le-ti sestavljeniiz standardnih komponent razlicnih proizvajalcev, ki so že na trgu in so takoomogocili konkurenco (zadržali so le licenco za svoj BIOS – skupno logiko zakrmiljenje teh standardnih komponent) (vir: Wikipedia).

Zacetnim trendom zviševanja števila tranzistorjev in posledicno zmanjševanjarazdalje med njimi, kar je povzrocilo scasoma nesorazmerno višjo potrošnjoenergije in pretirano gretje procesorjev, sta sledila dva koncepta za prihodnost:

1. Vec-jedrni procesorji (vec procesorjev v enem, povezanih preko sku-pnega internega vodila na zunanje vodilo; osebni racunalniki)

2. Vec-procesorski sistemi (vec locenih procesorjev, ki vsak zase dostopajodo skupnega vodila; veliki centralni racunalniki)

Logika za tema konceptoma je: med delovanjem racunalnika je vedno zasedenle del procesorske kapacitete; ce opravila lahko “razbijemo” na vec neodvisnihprocesov, ki tecejo vzporedno, lahko popolnejše izkoristimo procesor ali vecprocesorjev (“hyperthreading”) in s tem dosežemo hitrejše izvajanje operacij.


Glede na tehnologijo, nacin programiranja in vrsto aplikacij, ki jih poganjajo,locimo vec generacij racunalnikov, ki jih povzema Tabela 1.

Tabela 1: Generacije racunalnikov

Generacija 1 2 3 4 5Osnovnigradnik

elektronka tranzistor cip mikro -procesor

mikro -procesor

Programskapodpora

strojnijezik

višji pro-gramskijeziki

operacijskisistem,programskapodpora

podatkovnebaze

umetnainteli-genca

Obdobje /Zacetek

1946 -1959

1959 -1964

1965-1971 1970 1980

Osnovni zakoni informacijske tehnologije

Preden se posvetimo osnovnim zakonom, ki veljajo za racunske sisteme in sodelno matematicno-logicne narave, po drugi strani pa zanje, ker gre za ele-ktricne naprave, seveda veljajo s tem povezane fizikalne zakonitosti, se spo-mnimo da ima informatika izvor v sistemski znanosti. V skladu s sistemskoteorijo velja, da vsak sistem vrši transformacijo vhodnih podatkov (vhod) vizhodne rezultate (izhod) s pomocjo ustreznih postopkov (obdelava) – enakoseveda velja za vsak racunski sistem. V vsakem realnem (fizikalnem) sistemulahko identificiramo materialne, energetske in informacijske tokove. Da bilahko deloval v skladu s pricakovanji, sistem potrebuje informacije, ki jih delnolahko pridobi iz okolja, delno pa jih lahko proizvede sam – s pomocjo racunal-nikov. Vemo, da brez zadostnih informacij v sistemu narašca entropija. Le-taima v sistemu enak pomen kot informacija, le nasproten predznak. Pravilnain pravocasna informacija, v pravem obsegu in formatu je tista, ki jo vsak taksistem potrebuje da izpolnjuje svoj smoter. Od tod lahko sklepamo tudi, daima informatika v logistiki sinergicen ucinek na logisticni sistem, kjer izhodneinformacije sistema po kolicini in kakovosti prekašajo vhodne.

UVOD 25

Slika 10: Interakcija med opazovalcem/uporabnikom in sistemom

Kompleksnost

Delovanje komponent ocenjujemo skozi prizmo doseganja cilja celotnega sis-tema. Vec kot jih je, vec je tudi možnih povezav med njimi in težavneje jeuskladiti njihovo delovanje. Od tod pojem kompleksnosti.

Kompleksnost zajema vse, kar je težko uvideti (Flood, 1987) – sistem to la-stnost pridobi ob opazovanju ali delovanju opazovalca na sistem.

V duhu sistemske teorije kompleksnost nastopa kot posledica interakcije opa-zovalca in sistema (Slika 10).

Glede na izvor locimo:


1. sistemsko kompleksnost (“strukturna kompleksnost”) – izvira iz sistemasamega; gre za kompleksnost v omenjenem smislu

2. projektantska kompleksnost – izvira iz analize/opazovanja sistema; po-gosto smo v situaciji, ko sami nismo nacrtovalci dolocenega sistema inga spoznavamo kot opazovalci

3. kompleksnost delovanja – povratno delovanje opazovalca na sistem; obpreizkušanju sistema, ce to možnost seveda imamo, lahko do dolocenemere ugotovimo njegovo delovanje

4. interakcijska kompleksnost (“kompleksnost obnašanja”) – glede na tipinterakcije; kompleksnost sistema je odvisna tudi od nacina interakcijez njim (npr.: najpreprostejša je preko gumbov na tipkovnici, najkomple-ksnejša pa je avdio-vizualna interakcija)

Seveda težimo k enostavnosti sistemov, ceprav glede na enega od ”ocetov”racunalništva E.W. Dijkstra: ”stvari naj bodo kar se da enostavne, vendar nepreprostejše”. Kaj je torej enostavnost? Najpreprosteje jo razložimo s komple-ksnostjo – je reciprocna kompleksnosti. Pomeni, da sistem:

1. ima malo komponent in povezav med njimi

2. je lahko razclenljiv na osnovne komponente (na osnovi obnašanja kom-ponent enostavno sklepamo na obnašanje celote)

3. ima centralizirano odlocanje (malo centrov odlocanja ter maloštevilneali neobstojece povratne povezave med odlocanjem in delovanjem). . .

Od tod vidimo, da tudi razložiti kompleksnost sistema ni enostavno. Gledena prej predstavljene izvore kompleksnosti, bomo morali nekoliko razširiti po-dano splošno definicijo – najbolj celovito lahko kompleksnost definiramo nanaslednji nacin:

UVOD 27

Kompleksnost = strukturna kompleksnost + kompleksnost obnašanja, kjerkompleksnost obnašanja = opazovalceva kompleksnost + interakcijska

kompleksnost

Kako spoznamo kompleksen sistem? Nasploh lahko recemo, da tu gre za vsaksistem, ki se obnaša ”nepredvidljivo” (asimetrija, nelinearnost, aperiodicnost)oz. je njegovo obnašanje težko uvideti. Ce imamo vpogled v sistem, rela-tivno enostavno objektivno ocenimo njegovo strukturno kompleksnost – šte-vilo komponent in povezav med njimi. Na drugi strani pa je interakcijskakompleksnost ”v oceh opazovalca” oz. jo le-ta ocenjuje iz svojega vidika –je torej odvisna od nivoja interakcije (npr.: voznik avtomobila, inženir bostakompleksnost nekega avtomobila ocenila na razlicna nacina, ceprav gre za istisistem). Nasploh lahko recemo:

Kompleksen sistem je težko razclenljiv sistem, ki ima veliko medsebojno pove-zanih komponent, sistem odlocanja v sistemu pa je decentraliziran, kar ima zaposledico negotovo obnašanje, ki izvira iz nepredvidljivosti in nerazložljivosti.

Obvladovanje kompleksnosti predstavlja izboljšanje naše sposobnosti reševa-nja nalog vezanih na kompleksne sisteme. V zvezi s tem lahko postavimo dvetezi:

1. “vsaka rešitev, ki ne vodi v katastrofo in daje nek odgovor na zastavljenproblem, je uspešna”, ker nam povecuje znanje o sistemu

2. “bolje je ne dobiti rešitve kompleksnega problema kot dobiti napacnorešitev”, ker nas pri spoznavanju sistema zavaja

Pristopi k razreševanju/obvladovanju kompleksnosti so razlicni:

1. metode agregacije (združevanja):

(a) primerne v primeru strukturne ali organizacijske kompleksnosti


(b) elemente sistema združujemo v podsisteme na osnovi sorodnegaobnašanja ali prostorske razporeditve

2. metode abstrakcije (posploševanja):

(a) primerne v primeru nezadostne deterministicnosti sistema

(b) zmanjšujemo nivo podrobnosti (npr. uporaba intervalov name-sto posameznih vrednosti, uporaba opisnih namesto kvantitativnihvrednosti, ipd.)

Ena od znanih metod zmanjševanja kompleksnosti je kvalitativno modelira-nje. Kvalitativno modeliranje je postopek modeliranja na osnovi simbolicnihvrednosti. Na drugi strani imamo kvantitativno modeliranje. Kvantitativnomodeliranje je postopek modeliranja na osnovi matematicno-logicnih povezavmed komponentami. Nasploh lahko recemo, da kvalitativno modeliranje pra-viloma zmanjšuje natancnost, povecuje pa uporabnost modela sistema, ki smoga oblikovali, da bi uvideli njegov smoter, strukturo in obnašanje.

Primer kvalitativnega modeliranja – spreminjanje vrednostnega prostora:

1. najmanjše podrobnosti (+/-): “vklop/izklop”, “je/ni”,. . .

2. triadni sistem je bolj natancen (0/+/-): uvaja nevtralno stanje

3. štirivalentna logika (0/+/-/?): uvaja nedolocenost “?”

4. višjo stopnjo podrobnosti uvaja meglena (angl. “fuzzy”) logika: “visokatemperatura”, “nizka temperatura”, “zelo nizka temperatura”,. . .

Pravimo, da nam tehnika kvalitativnega modeliranja s pomocjo usmerjanjasvojih misli omogoca soociti se s kompleksnostjo sistema in nam jo pomagaobvladati. Pristopi so razlicni:

1. strukturno modeliranje (kognitivne mreže)

2. kvalitativna fizika temelji na pristopih na osnovi: komponent, procesovin/ali omejitev

UVOD 29

Informacija

“Oce” teorije informacij je po splošnem prepricanju Claude Shannon, ki jev svojem delu “A Mathematical Theory of Communication” (1948), kasnejeobjavljenem v knjigi (Shannon & Weaver, 1963), obdelal problem prenosainformacije po kanalu s šumom.

Poglavitna izsledka te raziskave sta dva teorema:

1. Kodiranje vira: “število bitov, potrebnih za predstavitev nakljucnega do-godka, je odvisno od njegove entropije”

2. Kanal s šumom: “zanesljiva komunikacija po kanalu s šumom je mo-goca, ce je hitrost komunikacije manjša od kapacitete kanala”

Oba teorema predstavljata osnovo teorije kodiranja, ki v praksi ugotavlja kapa-citeto komunikacijskega kanala z ustreznim kodiranjem in dekodiranjem po-datkov.

Shannon je informacijo opredelil kot znanje, ki zmanjša negotovost, povezanos pojavom dolocenega dogodka iz koncne množice možnih dogodkov. Gre zaspoznavanje sistema na podlagi interakcije z njim – spoznavamo ga glede naodziv sistema.

Informacijo, ki jo pridobimo s tem, ko izvemo, da se je pripetil dolocen dogo-dek, lahko izracunamo po formuli:

I =�log2 p(x)[bit]

kjer je:


1. podatek x dejstvo, da se je zgodil dogodek x (kjer je X slucajno spre-menljivka, ki ima doloceno verjetnostno porazdelitveno funkcijo in ver-jetnost p, da zavzame vrednost x iz množice vrednosti X)

2. znanje I dolocitev verjetnosti p nastopa dogodka X

3. bit (binary digit) je merska enota informacije

1 bit (b) informacije dobimo z odgovorom na vprašanje pri katerem sta možnanatanko dva enako verjetna odgovora.

Primer: ce mecemo tri kovance bi naj torej dobili 3 bite informacije. Pa pre-verimo:

I =�log21n=

log8log2

= 3

Sedaj, ko smo povedali kaj predstavlja in kako jo merimo, že lahko postavimotudi bolj prakticno naravnani definiciji informacije in podatka.

Informacija je neko novo (spo)znanje, ki prinaša v sistem dodano vrednost.

in

Podatek je nosilec informacije.

V racunalniškem svetu imajo podatki binarno predstavitev in so fizicno shra-njeni na pomnilnih medijih za masovno hrambo (trdi disk, opticni disk,. . . ),logicno pa so del podatkovnih zbirk/baz/skladišc.

Primer: standardni racunalniški ”zlog” (angl. byte) je dolg 8 bitov. Pa preve-rimo koliko razlicnih vrednosti lahko predstavimo z enim zlogom informacije:

n = 10 ⇧ I ⇧ log2 = 10 ⇧8 ⇧ log2 = 256

UVOD 31

Paralelno izvajanje

V racunalništvu, pa tudi nasploh, nas pogosto zanima pohitritev sistema, cemu dodajamo resurse, ki bi nam takšno pohitritev naj omogocili. Le-ta sevedani nujno enako možna v vsakem primeru oz. za poljuben problem. Gre za to,da je obicajno samo del problema takšen, da ga na ta nacin lahko pohitrimo.

Po Amdahlovem zakonu lahko pohitritev izvajanja s paralelno obdelavo izra-cunamo na podlagi naslednje formule:

S(N) =1

(1�P)+ PN

kjer je P delež obdelave (1 = 100%), ki ga lahko pohitrimo, N pa je faktorpohitritve tega dela.

Primer: naš problem nam omogoca vzporedno izvajanje 12% operacij, preo-stalih 88 % pa ne moremo pohitriti. Za koliko torej lahko teoreticno pohitrimonaš sistem?

S(N) =1

1�0,12= 1,136

saj je N neskoncno velik.

Od tod vidimo, da našega sistema ne moremo bistveno pohitriti oz. da je nje-gova pohitritev enaka deležu, ki ga lahko pohitrimo, tudi ce imamo na voljoneskoncne resurse.

Primer: obratno nas lahko zanima tudi ali se nam investicija splaca, oz. kolikocasa mora biti v rabi dodatna oprema, da bomo dosegli zaželeno pohitritev.

Predpostavke:


• N=10 (nova enota je 10 krat hitrejša od obstojece)

• S(N)=2 (doseci želimo 2 kratno oz. 100% pohitritev obdelave)

Zanima nas P (delež, ki ga pohitrimo):

iz

S =N

N(1�P)+P

sledi

P =N(S�1)S(N �1)

=10(2�1)2(10�1)

= 0,5556

Hitrejša enota mora torej biti v uporabi 56% casa obdelave opravila, da bi sparalelnim izvajanjem dosegli 2-kratno skupno pohitritev izvajanja.

Naš problem lahko seveda posplošimo na vec delov problema, ki jim lahkopripišemo možno pohitritev s paralelnim izvajanjem.

Primer: naša obdelava ima 4 dele, med katerimi 11% ne moremo paralelizi-rati, s paralelizacijo ostalih delov pa lahko dosežemo razlicne faktorje pohitri-tve (npr.: z dodajanjem enakega števila paralelnih procesorjev ali dodajanjemle teh samo dolocen delež casa delovnega cikla):

Predpostavke:

• P1=11% (ne moremo pohitriti) S1=1

• P2=18% (lahko pohitrimo 5 krat) S2=5

• P3=23% (lahko pohitrimo 20 krat) S2=20

• P4=48% (lahko pohitrimo 1,6 krat) S2=1,6

UVOD 33

Vsota vseh deležev P je 100 % – zato vemo, da smo upoštevali celotno obde-lavo.

Nov skupen cas obdelave bo glede na dosežene pohitritve ustrezno krajši:

T =P1S1

+P2S2

+P3S3

+P4S4

=0,11

1+

0,185

+0,2320

+0,481,6

= 0,4575

in od tod je skupna pohitritev

S =1T

= 2,1858

Razvojni trend racunalnikov

Moorov zakon opisuje dolgorocen trend v zgodovini racunalnikov: “od iz-najdbe tranzistorja se število le-teh, ki jih je možno poceni povezati v inte-grirano vezje, povecuje eksponentno” - podvoji vsaki dve leti. Ta trend, kise kljub drugacnim navedbam industrije še nadaljuje, je med prvimi opazovalin opisal eden od soustanoviteljev Intel-a Gordon E. Moore ter svoje izsledke(Slika 11) objavil leta 1965.

Zanesljivost racunalniške strojne in programske opreme

Racunalniška oprema je tako kot vsak drug fizikalen sistem podvržena stara-nju. Ker pa gre za kompleksne sisteme, katerih deli se ne starajo na enak nacinin tudi ne enako hitro, je dobro da se tega zavedamo, saj je od tega odvisnazanesljivost racunalniških sistemov.


Slika 11: Moorov zakon

(Vir: Wikipedia)

UVOD 35

V grobem racunalniško opremo delimo na strojno (angl. hardware, HW) inprogramsko (angl. software, SW). Zanesljivost strojne opreme se nanaša napojavitve fizicnih napak, medtem ko se zanesljivost programske opreme na-naša na napake v delovanju, ki jih je težje vizualizirati, klasificirati in kori-girati. Medtem, ko pri napakah strojne opreme obicajno lažje ugotovimo ne-delovanje in ga z zamenjavo ustrezne(ga) (dela) opreme relativno enostavnoodpravimo, je to pri programski opremi težje. V obeh primerih mislimo samona napake, ki vodijo v odpoved oz. napacno delovanje sistema.

Znacilno za racunalniško strojno opremo je, da so v zacetni fazi njenega ra-zvoja odpovedi pogoste (t.i. otroške bolezni). Ko tehnologija dozori, pa sonapake redke in se obicajno ustalijo pri dolocenem številu, ki ne presega nor-malnega industrijskega izmeta. Zaradi koncne kakovostne kontrole pa takšniproizvodi tudi zelo redko sploh pridejo na trg. Ko strojna oprema deluje dolo-cen cas in se bliža zakljucku predvidene ”življenjske dobe”, pa so napake spetpogostejše in kmalu koncajo z dokoncno odpovedjo (dela) opreme.

Odpovedi racunalniške programske opreme izvirajo iz napak v nacrtovanju,programerskih napak, lahko pa so tudi posledica napacnega vnosa oz. vnosanapacnih podatkov (GIGO princip – ”smeti noter, smeti ven”). Do svoje zreledobe – stabilnega delovanja – so odpovedi programske opreme pogoste (po-dobno kot pri strojni opremi). Za razliko od strojne opreme v zreli dobi inpo njenem poteku odpovedi prakticno ni ali pa so omejene na napake zaradinapacnega vnosa podatkov. Programska oprema ni podvržena staranju, saj negre za oprijemljivo (fizikalno) stvar, ampak za logiko po kateri deluje strojnaoprema.

Zanesljivost racunalniške strojne (Slika 12) in programske opreme (Slika 13)v casu – skozi njuno življenjsko dobo – ponazarjata krivulji, ki sta zaradi zna-cilne oblike dobili ime po “kopalni kadi” (Keene, 1994).


Slika 12: Zanesljivost racunalniške strojne opreme

(Vir: http://www.ece.cmu.edu/~koopman/des_s99/sw_reliability/)

Slika 13: Zanesljivost racunalniške programske opreme

(Vir: http://www.ece.cmu.edu/~koopman/des_s99/sw_reliability/)

UVOD 37

Racunalniške zakonitosti

Zaradi kompleksnosti racunalniških sistemov so jim v zacetku nekateri pripi-sovali nadnaravne sposobnosti in v slengu racunalniški strokovnjaki v zvezi zracunalniki ali programsko opremo še pogosto uporabljajo izraze, ki s tehno-logijo nimajo neposredne zveze.

Enega najbolj nazornih primerov “religije” racunalniških zakonitosti predsta-vljajo t.i. Murphy-jevi zakoni, ki jasno kažejo na zapletenost dela racunalni-ških strokovnjakov, pa tudi na dejstvo, da je vecino problemov najlažje prene-sti, ce že ne rešiti, s humorjem.

Primer: citat in pomen

“Kruh ponavadi pade na namazano stran.” oz. “Ce lahko kaj gre narobe, botudi šlo.”

Študijski primeri

Vse je število

Vsi podatki so v racunalniku predstavljeni kot števila v binarnem sistemu (kotzaporedja 1 in 0), saj jih racunalnik tako najlažje obdeluje/hrani. Obseg šte-vil, ki jih lahko hkrati hranimo/obdelujemo je seveda odvisen od dolžine ”be-sede” (daljša, kot je, vecji je obseg oz. natancnost podatka). Potrebne pre-tvorbe iz desetiškega sistema in nazaj so podrobno razložene na spletu (npr.:http://en.wikipedia.org/wiki/Binary_number). Za vajo sami izvršite nekaj pre-tvorb in kakšno aritmeticno operacijo nad binarnimi števili. Podobno kot šte-vila moramo tudi crke in locila znati shraniti na racunalniku, da bi jih lahkoobdelovali ali posredovali. V ta namen jih je bilo treba ustrezno zakodirati -ASCII (angl. ”ask-key”) kodiranje, je prvo omogocilo kodiranje poljubnegaštevila z racunalniške tipkovnice. Zaradi velikega števila svetovnih jezikov


so ta standard razširili z nacionalnimi kodirnimi tabelami. Vec informacij bo-ste našli na spletu (npr.: http://en.wikipedia.org/wiki/Ascii). Razlicici ASCIIkodiranj ISO-8859-2 oz. Windows 1250, ki smo ju zlasti uporabniki MS Win-dows operacijskega sistema srecevali kot izbrani kodni tabeli za centralno-evropske jezike vse bolj nadomešca UTF-8 kodiranje, ki zaradi univerzalneuporabnosti in kompatibilnosti z ASCII kodiranjem postaja dominantno ko-diranje dokumentov za svetovni splet. Vec informacij o tem kodiranju bostenašli na spletu (npr. http://en.wikipedia.org/wiki/UTF-8).


Racunalniška strojna oprema (hardware)

Potem, ko smo že nekaj povedali o kronologiji racunalniške obdelave podatkovter v grobem našteli glavne tehnološke mejnike in generacije racunalnikov, sebomo v tem poglavju skoncentrirali na racunalniško strojno opremo oz. racu-nalniške sisteme kot takšne in njihove komponente.

Identificirali bomo osnovne strojne komponente racunalnika ter predstavili vonNeumannovo arhitekturo racunalnika, ki je skupna splošno namenskim racu-nalnikom. Potegnili bomo mejo locnico med racunalniško periferno opremo incentralno procesno enoto (CPE) in jih podrobneje predstavili. Prav tako bomovzpostavili tudi povezavo med ustrojem procesorja in performansami racunal-nika. Podrobneje bomo predstavili hierarhijo pomnilniških enot v racunalnikuter izpostavili razliko med enotami za hrambo podatkov znotraj racunalnika intistimi za hrambo podatkov v okviru organizacije.

Racunalniki se glede na namembnost razlikujejo med sabo – obstaja nekajarhetipov, ki so vredni omembe, ceprav sodobna delitev med njimi ni vec takostroga.

V kratkem bomo opisali tudi multimedijske sisteme in njihove komponente terob tem diskutirali trend razvoja racunalniške tehnologije. Zakljucili bomo zdiskusijo o vplivu strojne racunalniške opreme na poslovno strategijo.

Osnovna delitev racunalniške strojne opreme

Racunalniška strojna oprema predstavlja vidne, otipljive komponente racunal-nika, ki so namenjene:

1. vnosu podatkov – vhodne (periferne) naprave; preko njih racunalniksprejema podatke (npr.: tipkovnica, miška, opticni citalnik, citalnik cr-tne kode, kamera,. . . )


2. obdelavi podatkov – procesor (centralna procesna enota) – vsak racu-nalnik ima vsaj enega; CPE opravlja vse potrebne aritmeticne in logicneizracune za delovanje racunalnika

3. shranjevanju podatkov – pomnilne naprave; med delovanjem racunalnikshranjuje podatke v delovni pomnilnik (RAM), ki ga imenujemo tudiprimarni pomnilnik, vmesne in koncne rezultate pa shranjuje v trajnejšisekundarni pomnilnik (npr.: disk, opticne enote, tracne enote,. . . )

4. za izpis in posredovanje podatkov – izhodne (periferne) naprave (npr.:racunalniški zaslon, tiskalnik, risalnik,. . . )

Vsi sodobni komercialni racunalniki imajo enak ustroj in jih sestavljajo zgorajomenjene komponente. Kot lahko zasledimo že pri Babbageovem analiticnemstroju (1837), ki je bil takrat še nehnološko neizvedljiv, je John von Neumann(1946) oblikoval arhitekturo sodobnega racunalnika z naslednjimi funkcional-nimi enotami (glej sliko 14):

1. krmilna enota – upravljavska enota, ki koordinira delovanje vseh ostalihenot

2. racunska enota (A/L enota) – izvaja aritmeticne in logicne operacije

3. pomnilnik – glavna pomnilna enota, kjer so shranjeni vsi podatki, kakortudi programi, ki kontrolirajo delovanje celotnega racunalnika

4. vhodne enote – služijo za vnos podatkov iz zunanjega sveta v racunalnik

5. izhodne enote – služijo za posredovanje rezultatov zunanjemu svetu

Od tod pojem von Neumannova arhitektura. Pomembno je poudariti, da to niedina racunalniška arhitektura, je pa najbolj razširjena. Komponente so vsemenake, le da jih kombinirajo na razlicne nacine zaradi ucinkovitosti obdelavepri razlicnih aplikacijah.


Slika 14: Von Neumannova arhitektura racunalnika

(Vir: Wikipedia)


Osnovna ideja von Neumanna je bila ustvariti arhitekturo racunalnika, ki bosimulirala delovanje cloveških možganov in omogocala vecplastno sklepanjeter paralelno procesiranje. Oblikoval je tudi osnutek takšne arhitekture, vendarle-ta zaradi tehnoloških omejitev še ni bila realizirana.

Znacilna za von Neumannovo Arhitekturo je zaporedna obdelava ukazov. Le-tiso shranjeni v skupnem pomnilniku (angl. Main Memory), ki hrani programe(zbirke ukazov) in podatke (števila, znaki, besedilo, slike, zvok, ...). Pomnilnikmora biti zato organiziran dokaj univerzalno. Realiziran je v obliki pomnilnihcelic enake velikosti, od katerih ima vsaka svoj naslov, preko katerega dosto-pamo do njene vsebine. Celice hranijo ukaze programa, prav tako pa tudi vme-sne in koncne rezultate obdelav. Osnovni cilj arhitekture je bil, da je strukturaracunalnika takšna, da je neodvisna od problema, ki ga le-ta rešuje. Programnaj bo možno vstaviti od zunaj, ga naložiti v glavni pomnilnik in ga od tamzagnati. Za prenos podatkov med glavnim pomnilnikom in centralno procesnoenoto skrbi krmilna enota (angl. Control Unit, CU), ki potrebuje neposrednopovezavo z glavnim pomnilnikom. Centralna procesna enota (angl. CentralProcessing Unit, CPU) v izvršnem ciklusu izvaja ukaze, kot mu jih dostavljakrmilna enota. Takt procesorja doloca hitrost zaporedja izvršnih ciklusov in stem tudi hitrost obdelave. Za samo obdelavo ukazov je zadolžena aritmeticno-logicna enota (angl. Arithmetic/Logic Unit, ALU), ki ukaze dekodira, zahtevamorebitne potrebne parametre in dela z registri procesorja (angl. Registers),kamor shranjuje vmesne rezultate, koncne pa (s posredovanjem krmilne enote)shranjuje v glavni pomnilnik.

Omenjeni izvršni cikel (angl. execution cycle) “pridobi-dekodiraj-izvrši” (angl.fetch-decode-execute) je sestavljen iz naslednjih korakov:

1. pridobi naslednji ukaz

2. dekodiraj ukaz v obliko, ki je razumljiva aritmeticno-logicni enoti

3. precitaj morebitne potrebne podatke (operande)

4. izvrši ukaz


Slika 15: Razširjena von Neumannova arhitektura racunalnika

(Vir: Wikipedia)

5. vmesne rezultate shrani v registre procesorja, koncne pa v glavni po-mnilnik (RAM)

6. programski števec (Program Counter – PC) procesorja pokaže na nasle-dnji ukaz za izvedbo (nov ciklus)

Programski števec je register procesorja, katerega vsebina vedno hrani lokacijonaslednjega ukaza za izvedbo v izvršnem ciklu.

Ker moramo ukaze in podatke na nek nacin prenesti v racunalnik potrebujemoše povezave do vhodno-izhodnih naprav (angl. Input/Output System). Pravzaradi lažje izvedbe povezav med omenjenimi komponentami racunalnika souvedli t.i. vodila (angl. Bus), ki jih povezujejo med sabo (Slika 15).

Kot kaže slika 15, imajo vodila namenske linije za dolocene tipe podatkov, kijih prenašajo. Zato obicajno govorimo kar o treh vodilih:


Slika 16: Procesorski cip

(Vir: Wikipedia)

1. naslovno vodilo (angl. Address Bus) prenaša naslove podatkov za obde-lavo

2. podatkovno vodilo (angl. Data Bus) prenaša podatke med glavnim po-mnilnikom in procesorjem

3. krmilno vodilo (angl. Control Bus) prenaša krmilne signale, ki dolocijokateri ukaz se bo naslednji izvajal in katere komponente bodo pri temsodelovale

Procesor (CPU)

Procesor (Slika 16) ali centralna procesna enota izvaja ukaze v strojnem jeziku(angl. assembly language, assembler), kjer so ukazi podatki zakodirani v bi-narnem sistemu in shranjeni v pomnilnih lokacijah. Sestavljata ga že omenjenikrmilna in aritmeticno-logicna enota ter registri procesorja.

Zmogljivost procesorja je dolocena s hitrostjo izvajanja operacij in velikostjopodatka (dolžino besede), ki ga procesor lahko obdela naenkrat (v enem izvr-šnem ciklu). Krajši kot je izvršni cikel, vec jih lahko izvedemo v casovni enotiin hitrejše je lahko izvajanje. Enostavni ukazi zahtevajo le en izvršni cikel,


da se v celoti izvedejo, kompleksnejši pa zahtevajo vec osnovnih ciklov (npr.:vsako pridobivanje vsebine dodatnega operanda iz glavnega pomnilnika lahkozahteva dodaten izvršni cikel, prav tako pa tudi vsako shranjevanje rezultata vglavni pomnilnik). Skupno število osnovnih ciklov v sekundi predstavlja ”hi-trost” – takt procesorja (npr.: racunalnik s taktno frekvenco 1GHz izvaja 109osnovnih operacijv sekundi, kar pomeni, da en cikel traja 1 ns). Sodobni pro-cesorji imajo takt do 3.8 GHz (kar je trenutno tehnološka meja, saj nad 4GHzprihaja do prekomernega segrevanja procesorja).

Kot smo že omenili, tudi dolžina besede pogojuje hitrost procesiranja. Le-tadoloca velikost podatkov oz. kompleksnost ukazov, ki jih procesor lahko na-enkrat obdela. Glede na število bitov v besedi lahko vanjo zakodiramo celaštevila in racionalna števila razlicnega obsega – daljša kot je beseda, vecji jeta obseg, oz. vecja je natancnost predstavitve racionalnega števila in natanc-nost izracuna (s tem se tudi izognemo veckratnemu nalaganju vecjih števil, kijih, ce je dolžina besede vecja, lahko naložimo v enem ciklu). Sodobni proce-sorji uporabljajo kompleksen nabor ukazov (CISC – Complex Instruction SetComputing), ki že na strojnem nivoju omogoca vec raznovrstnih operacij. Zarazliko od RISC (Reduced Instruction Set Computing) procesorjev le-ti po-trebujejo tudi vecjo dolžino besede za lažje in hitrejše kodiranje/dekodiranjeukazov. Sodobni procesorji so 32- ali 64-bitni. Dolžina besede je pogojena znotranjo arhitekturo procesorja (velikostjo registrov, širino notranjega vodila)in zunanjimi napravami (širina zunanjega vodila, dolžina besede RAM, ROM).

Veliko sodobnih procesorjev ima tudi interni t.i. “hitri predpomnilnik” ali ca-che (tipicne kapacitete teh enot so 256-512KB), ki jim omogoca hitrejši dostopdo podatkov in izvrševanje ukazov, shranjenih tam. Gre za dodatni interni po-mnilnik, ki procesorju omogoca skoraj enako hiter dostop do vecjega obsegapodatkov, kot jih lahko shrani v registrih procesorja. V hitrem predpomnil-niku shranjujemo podatke in ukaze, ki jih krmilna enota ”na en mah” precita izglavnega pomnilnika (RAM). S tem procesorju pri prevzemanju in izvajanjuukazov ter nalaganju dodatnih operandov ni vec treba dostopati do glavnegapomnilnika, ampak te podatke hitreje dobi iz hitrega predpomnilnika. Takokot prevzemanje tudi shranjevanje podatkov iz hitrega predpomnilnika nazaj v


glavni pomnilnik poteka ”na mah” – periodicno ali na zahtevo (ob zahtevi podostopu do lokacije, ki se ne nahaja v predpomnilniku). Od vrste in kolicineinternega pomnilnika je odvisna arhitektura procesorja. Nasploh velja – veckot ima internega pomnilnika, manj casa bo procesor porabil za nalaganje po-datkov iz delovnega (RAM) ali sekundarnega pomnilnika in hitrejše bo lahkonjegovo delovanje.

Primer: Intelova procesorja Pentium in Athlon imata vgrajen hitri predpo-mnilnik, Celeron in Duron pa ga v osnovi nista imela in ga imata sedaj precejmanj ter sta zato ob istem procesorskem taktu znatno manj zmogljiva.

Hitrost procesorja obicajno izražamo z:

1. MIPS (Mega Instructions Per Second) – je enota za hitrost, ki predstavljamilijon izvedenih ukazov v sekundi

2. MFLOPS (Mega FLoating point Operations Per Second) – je enota zahitrost, ki predstavlja milijon operacij z racionalnimi števili oz. števili splavajoco vejico (angl. floating point)

Glede na izvedbo locimo vec vrst procesorjev. Mikroprocesor je procesor naenem cipu (Slika 16). Med najvecjimi proizvajalci mikroprocesorjev sta pod-jetji Intel in AMD. Mikrokrmilniki so sorodni mikroprocesorjem, vendar sopreprostejše zgradbe in namenjeni manj zahtevnim aplikacijam (manjša dol-žina besede, obicajno ne vsebujejo hitrega predpomnilnika,. . . ). Pogosto sovgrajeni v proizvode, ki v svoji osnovni funkciji niso racunalniki (npr. go-spodinjski aparati, avtomobili,. . . ). Trend v razvoju mikroprocesorjev so t.i.vec jedrni (multi-core) cipi z vec procesorji. Namenjeni so za najzahtevnejše(multimedijske) aplikacije (npr.: igre, HD-video,. . . ), ki zahtevajo najvecjoprocesorsko moc oz. hitrost procesorja.

Primer: vecjedrna procesorja sta na primer mikroprocesorja s komercialnimaimenoma ”dual-core” (core 2 duo) – dvojedrni – in ”quad-core” (core 2 extreme= 2 x core 2 duo) – štirijedrni procesor.


Pri nakupu osebnega racunalnika se dandanes moramo najprej odlociti za do-locen procesor, saj smo po tem omejeni pri izboru maticnih plošc.

Maticna plošca

Ce procesorju pogosto recemo “možgani” racunalnika, je “cipovje” (angl. chip-set) njegovo “srce” (opravlja vlogo krmilne enote). Maticna plošca (Slika 17)je integrirano vezje, ki vsebuje vodila in cipovje, ki jih krmili.

Cipovje v grobem delimo na:

1. North-Bridge, ki nadzira komunikacijo med procesorjem, delovnim po-mnilnikom in graficno kartico

2. South-Bridge, ki nadzira komunikacijo med procesorjem in perifernimienotami (tiskalnikom, opticnim citalnikom, miško, tipkovnico, disketnoenoto, trdim diskom, ipd.)

North-Bridge je vecji cip, ki se na plošci obicajno nahaja bližje procesorju innosi pasivni ali aktivni hladilnik, medtem ko je South-Bridge manjši in neko-liko bolj oddaljen od procesorja.

Vodila so sklopi vodnikov, po katerih se prenašajo podatki, naslovi in krmilnisignali. Medsebojno se razlikujejo predvsem po hitrosti prenosa. Za prenospodatkov iz razlicnih enot se lahko uporabljajo ista vodila, vendar je prenosepotrebno uskladiti (arbitraža vodila) – to je vloga krmilne enote.

Koncni clen vodil predstavljajo prikljucki:

1. vrata (angl. ports) in

2. reže (angl. slots).


Slika 17: Maticna plošca

(Vir: Wikipedia)


Na maticni plošci najdemo vec vrst rež (glej sliko 17), ki so namenjene pred-vsem za prikljucevanje notranjih perifernih naprav:

• AGP (Accelerated Graphic Port) – namenjen prikljucevanju graficnihkartic (hitrost prenosa podatkov do 2133 MB/s)

• PCI (Peripheral Component Interconnect) – namenjen prikljucevanjuzvocnih kartic, internih modemov, mrežnih kartic, A/D kartic (133 MB/s– 533MB/s); novejši PCI-Express omogoca hitrejšo “cip-na-cip” komu-nikacijo paralelno v obe smeri (250 MB/s – 15,75 GB/s)

• ISA (Industry Standard Arhitecture) rež na novejših maticnih plošcah nivec (do 33MB/s) , najdemo pa njihove hitrejše naslednike IDE (do 133MB/s), SATA (do 600 MB/s) in SATA Express (do 2 GB/s)

Vrata (Slika 18) nam omogocajo prikljucevanje zunanjih perifernih naprav nacentralno procesno enoto:

• PS/2 vrata (IBM, 1987) nam služijo za prikljucitev tipkovnice in miške(razlicna barva nas opozarja, da ju ne zamenjamo).

• Serijska vrata (angl. serial port) imajo 9-pinski konektor na kateregalahko priklapljamo razlicne naprave, ki zahtevajo zanesljivo in ne nujnohitro komunikacijo (npr.: zunanji modem, serijska miška; 105 Kbps).Pogosto nosijo oznako COM1, COM2, COM3,. . . Pretok podatkov jezaporeden (”8 bitov – eden za drugim”).

• Paralelna vrata (angl. parallel/printer port) imajo 25-pinski konek-tor. Nedavno smo nanj priklapljali tiskalnike – od tod ime. Obicajnoimajo oznako LPT1. Pretok podatkov je vzporeden (“8 bitov – hkrati”;100KBps). Nadomestil jih je USB.

• VGA (angl. Video Graphics Array) vrata (1987) omogocajo prikljuci-tev racunalniškega monitorja (analogna povezava). Vedno pogosteje jihnadomešcajo DVI (Digital Visual Interface) vrata (1999), ki omogocajoprikljucitev racunalniškega monitorja (digitalna povezava).


• Igralna vrata (angl. Game port) omogocajo prikljucevanje igralnih palic(angl. game stick). Obicajno se nahajajo na zvocni kartici.

• USB (Universal Serial Bus) vrata omogocajo prikljucevanje širokeganabora naprav (tiskalniki, miši, tipkovnice, digitalne kamere, opticni ci-talci, zunanji trdi disk itd.). Glavna novost teh vrat je, da lahko te na-prave priklapljamo tudi med delovanjem racunalnika in lahko nadome-stijo katera koli razen VGA vrat (480Mbps). Preko USB vrat lahko naracunalnik prikljucimo do 127 naprav.

• Ethernet vrata – nanje lahko prikljucimo mrežni kabel, ki nam služi zapovezovanje racunalnika v omrežje.

Na maticni plošci so lahko razen cipovja namešcene tudi integrirane vhodno-izhodne komponente (npr.: graficna ali zvocna kartica, modem, mrežna karticaipd.), ki obicajno ne dosegajo kakovosti prikljucenih, vendar so praviloma ce-nejše. Najpomembnejši proizvajalci maticnih plošc so ABIT, ASUS, MSI,EPOX, DFI,. . .

Slika 19 nam pregledno prikazuje vse možnosti prikljucitve notranjih in zu-nanjih perifernih naprav na vodilo, ki predstavlja ”interno avtocesto” za vsepodatke, ki jih racunalnik zajema, obdeluje, hrani ali prikazuje. Na krmilnoenoto je prikljucena ura, ki diktira osnovni cikel vodila in s tem posredno tudicikle prikljucenih enot.

Pomnilnik

Razlikujemo dva osnovna tipa pomnilnika:

1. primarni (angl. primary) – hrani majhne kolicine podatkov, ki jih boprocesor takoj uporabil


Slika 18: Vrata na maticni plošci

(Vir: Wikipedia)


Slika 19: Vodilo kot centralni vezni clen

(Vir: http://www.laits.utexas.edu/~anorman/long/hard-soft.html)


2. sekundarni (angl. secondary) – hrani vecje kolicine podatkov in infor-macij (operacijski sistem, podatkovne zbirke, aplikacijske programe,. . . )za daljši cas

Lahko si ga predstavljamo kot veliko tabelo po zaporednih naslovih urejenihpomnilniških celic (zaporedij bitov) kamor lahko zapisujemo vse vrste podat-kov. Dolžine besed v pomnilniku so lahko razlicne (npr. 16-bitne - Slika20). Njihovo kapaciteto merimo v zlogih (angl. byte, B), ki so sestavljeni iz8 osnovnih enot informacije (bitov). Bite (b) uporabljamo za izražanje hitro-sti prenosnih kanalov – število bitov v enoti casa (npr.: sodobno racunalniškoomrežje ima hitrost 100 Mbps), medtem ko so zlogi osnovna enota za merjenjekapacitete pomnilnih medijev.

Ker so postali zlogi kot enota premajhni, uporabljamo izvedenke te osnovneenote:

1. Kilo-Byte (KB): 1024 B

2. Mega-Byte (MB): 1.048.576 B ali 1024 x 1024 B

3. Giga-Byte (GB): 1.073.741.824 B ali 1024 MB

4. Tera-Byte: 1024 GB

5. Peta-Byte: 1024TB

6. Exa-Byte: 1024 PB

Opazite lahko, da v racunalništvu pretvornik ni 1000, ampak 210 = 1024 vsmislu binarnega sistema.


Slika 20: Shema pomnilnika


Primarni pomnilnik

Primarni pomnilnik ali glavni pomnilnik služi za kratkorocno hrambo treh ti-pov informacij:

1. podatke, ki jih procesor obdeluje

2. ukaze procesorju, kako naj obdeluje podatke

3. dele operacijskega sistema, ki opravljajo razlicne funkcije

Primarni pomnilnik se obicajno nahaja na raznih cipih, ki so vgrajeni ali vsta-vljeni v maticno plošco (Slika 21). Locimo štiri glavne tipe primarnega po-mnilnika:

1. registri procesorja,

2. delovni – random access memory (RAM),

3. (hitri) predpomnilnik – cache in

4. bralni – read-only memory (ROM).

Oznaka RAM (Random Access Memory) pomeni “pomnilnik s poljubnim do-stopom” (lahko neposredno dostopamo do katere koli pomnilne celice – npr.:da bi prebrali sedmo, ne rabimo najprej prebrati prvih šest) ali “bralno-pisalni”pomnilnik (Read – Write Memory) – za razliko od ROM (Read-only Memory).

Dva osnovna tipa RAM sta:

1. SRAM (Static Random Access Memory) je drag, vendar zelo hiter RAM;uporabljamo ga za registre in procesorski cache – tu hitri predpomnilnikuporabljamo kot vmesni blažilec zaradi razlicnih hitrosti procesorja indelovnega pomnilnika


Slika 21: Pomnilni cipi delovnega pomnilnika (RAM)

(Vir: Wikipedia)


2. DRAM (Dynamic Random Access Memory) je cenejši od SRAM-a inga odlikuje vecja gostota bitov na cipu, troši tudi manj energije in semanj greje; uporabljamo ga za delovni pomnilnik – glavni pomnilnik

DRAM je lahko dveh tipov:

1. SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory )

2. DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic Random AccessMemory)

Glavna razlika med obema je v hitrosti delovanja in nacinu branja/zapisovanjapodatkov. Prvi tip lahko zapisuje/cita podatke samo na eni fronti taktnegasignala, drugi tip pa lahko te operacije izvaja ob narašcajoci in ob padajocifronti taktnega signala – zato ju pogosto imenujemo:

1. SDRAM (Single Data Random Access Memory)

2. DDRAM (Double Data Random Access Memory)

Locimo tri vrste cache pomnilnika:

1. med procesorjem in RAM velikosti 128,256 ali 512 kB

2. med diskom in procesorjem velikosti 512 kB do 8 MB

3. interni “on-chip” cache je predpomnilnik, integriran na samem cipu pro-cesorja velikosti 128 – 512 kB

Karakteristicni podatki za pomnilnike RAM so razen kapacitete še:

1. dostopni cas (angl. Access Time) – cas od trenutka pojavitve naslovaspominske lokacije na naslovnem vodilu do trenutka, ko se vsebina po-javi na prikljucku (“pinih”) spominskega modula za dostop (podatkovnovodilo); krajši kot je ta cas (latenca), dražji je spomin


2. razen tega podatka, ki je karakteristicen za pomnilne module RAM, jehitrost delovanja spomina dolocena tudi s hitrostjo pridruženega vodila(njegovo frekvenco) in frekvenco osveževanja pomnilnega modula

Glavna pomanjkljivost RAMa je, da ob izkljucitvi racunalnika z napajanja iz-gubi vsebino.

Oznaka ROM (Read Only Memory) predstavlja spomin, samo za branje. ROMje tipicno najmanjši spomin v racunalniku. Njegova vsebina je tovarniško za-pisana in je ne moremo niti spreminjati niti brisati – ni odvisna od napajanja.Nahaja se na maticni plošci. Po zagonu racunalnika se prvi aktivira zaradimožnosti trajnega pomnjenja (tudi, ko je racunalnik izkljucen). Vsebuje samosistemske podatke in programe, ki so nujno potrebni za delo racunalnika –uporabljamo ga za hranjenje upravljavskih programov – BIOS (Basic InputOutput System). So majhne kapacitete (tipicno 128 kB), kar zadošca za ome-njeno vsebino.

Obstajajo posebne izvedbe ROM, katerih vsebino je možno spreminjati – pro-gramabilni ROM (PROM) oz. elektricno programabilni (EPROM) ter ele-ktricno izbrisljiv in programabilen EEPROM. Postopek spremembe vsebineEEPROMA imenujemo FLASH.

V zadnjem casu je pogosta posebna izvedba EEPROM pomnilnikov – t.i. FLASHpomnilnik (Slika 22). Za razliko od EEPROMa njegove vsebine ne prepisu-jemo po zlogih ampak v vecjih blokih spomina, operacijo pa imenujemo FLA-SHanje. Je prenosen, kompakten in troši malo energije. Vgrajen je lahko vsami napravi ali pa predstavlja nadgradnjo spomina v obliki spominske (flash)kartice. Flash kartice uporabljamo v mobilnih telefonih, digitalnih kamerah,PDA, PNA, ipd. napravah.

BIOS (Basic Input Output System) je program, shranjen na programabilnemcipu (EEPROMu – Electrically Programmable Read Only Memory) na maticni


Slika 22: Flash pomnilni mediji

(Vir: Wikipedia)

plošci. Njegova naloga je posredovanje med strojno in programsko opremo(tipicno operacijskim sistemom in aplikacijami, ki delajo s strojno opremo nanizkem nivoju). Brez BIOSa je racunalnik neuporaben – ob zagonu se prvi za-žene (prvi ukaz, racunalnik precita z naslova FFFF:0000h, kjer se zacne izva-jati BIOS z diagnosticnim izpisom na ekranu, ki signalizira, da BIOS preverjastanje vseh komponent racunalnika, od delovnega spomina, diskovja, itd., nakoncu pa sledi nalaganje operacijskega sistema). Lahko ga konfiguriramo, cemed diagnosticnim postopkom pritisnemo doloceno kombinacijo tipk (npr. F2,DEL, ipd.), lahko pa ga tudi posodabljamo, saj se nahaja na programabilnem(“Flash ROM”) cipu. Najbolj poznana proizvajalca BIOSov sta Award in AMI.

Sekundarni pomnilnik

Ce želimo vsebino RAM ohraniti za ponovno rabo, jo moramo shraniti namedij, kjer trajnost zapisa ni odvisna od napajanja (pomnilniki, ki ne izgubijovsebine ob izklopu racunalnika) – najpogosteje ”trdi disk” (angl. Hard Disk).V to skupino spadajo tudi gibki diski, magnetni trakovi, opticni diski ter flashpomnilniki oz. spominske kartice.

Sekundarni pomnilnik je namenjen hrambi velike kolicine podatkov za daljšicas. Pri tem je treba pripomniti, da gre za trajno, ne pa vecno hrambo. Kotvse elektricne naprave so tudi magnetni diski podvrženi staranju. Nanje ne-


gativno vplivajo tudi mocnejša elektromagnetna sevanja, ki lahko povzrocijopopacenje in tudi izgubo podatkov.

Zanje so znacilne naslednje lastnosti:

1. obstojnost podatkov (angl. non-volatile)

2. cas dostopa je mnogo daljši kot do RAM (razlog je njihova elektrome-hanska izvedba)

3. so cenejši od primarnih

4. razlicne izvedbe (vsak ima drugacno tehnologijo – magnetna, opticna,. . . )

Trend v razvoju sekundarnih pomnilnih medijev je direkten dostop (kot priRAM), povecana kapaciteta in prenosljivost (npr. SSD (angl. Solid StateDrive), ki delujejo po istem principu kot FLASH pomnilniki).

Magnetne trakove (Slika 23) obicajno uporabljamo za periodicno izdelavo var-nostnih kopij v vecjih informacijskih sistemih (npr.: banke, zavarovalnice,javna uprava,. . . ). Pogoni, ki jih uporabljajo za branje in zapisovanje trakov sot.i. tracne enote (TRAX), ki so lahko samostojne ali pa vgrajene v racunalni-kih. Zlasti tiste vecjih kapacitet so obicajno samostojne. Za magnetne trakoveje znacilno, da je dostop do podatkov zaporeden – da pridemo do dolocenegapodatka, moramo prebrati vse predhodne. Omogocajo shranjevanje ogromnekolicine podatkov (ranga TB), za shranjevanje pa uporabljajo posebne kasetez vec-steznim zapisom na magnetnem traku.

Magnetni diski (Slika 24) nastopajo v dveh vrstah – trdi diski (angl. Hard DiscDrive, HDD) in gibki diski (angl. Floppy Disc Drive, FDD) in so zelo razlicnihkapacitet (od nekaj KB do vec GB).

Znacilnosti gibkih diskov (disket, angl. Floppy Disc) so:


Slika 23: Magnetni trakovi in tracne enote

(Vir: Monitor PRO, Racunalniške novice)

Slika 24: Magnetni diski in diskovni pogoni

(Vir: Wikipedia)


1. majhna kapaciteta (1.2 oz. 1.44MB – HD High Density 5.2" oz. 3.2"diskete)

2. nezanesljivi mediji (fizicne poškodbe, razmagnetenje, temperaturno ob-cutljivi)

3. pocasni pogoni (FDD)

4. za branje in pisanje na disketo je potrebna disketna enota (FDD – FloppyDisk Drive)

Gre za tehnologijo izpred 20 let, ki so jo že nadomestili opticni diski in pogoni.

Trdi disk (HDD – Hard Disc Drive) je sestavljen iz vec magnetno obcutljivihkovinskih diskov na skupni osi, mehanizma za premikanje glav za branje inzapisovanje podatkov, krmilnega mehanizma in ohišja. Omogoca neposreden(nakljucen – angl. random) in relativno hiter dostop do podatkov (glede na ma-gnetne trakove, diskete in opticne diske). Na njih lahko shranjujemo relativnovelike kolicine podatkov – sodobni trdi diski imajo kapacitete od nekaj sto GB(tipicna kapaciteta v standardni PC konfiguraciji je trenutno okoli 500 GB) donekaj TB.

Tipicni podatki, ki vplivajo na hitrost branja in zapisovanja na trdi disk, so še:

1. hitrost vrtenja (tipicno 5400 obratov/min ali 7200 obratov/min)

2. vgrajen vmesni spomin – cache (tipicno 8 ali 16 MB)

3. tip prikljucka na vodilo (IDE, SATA,. . . ); na trgu prevladujejo SATAdiski predvsem zaradi vecje hitrosti pretoka podatkov

Podatki se na diske shranjujejo v t.i. sektorje in sledi. Na sliki (Slika 25) jesled oznacena z zeleno barvo, sektor pa z rdeco. Vsak podatek ima enolicennaslov v okviru sektorja in sledi. Do podatkov dostopamo neposredno (DMA– Direct Memory Access) – zadošca, da poznamo naslov pomnilniške lokacijepodatka.


Slika 25: Zapis podatkov na enem cilindru diska – v sektorju znotraj sledi

Opticni diski (angl. Optical Drive) uporabljajo opticne medije za hrambo po-datkov (CD – Compact Disc). Laser odcitava podatke z reflektirajoce povr-šine. Potrebujemo ustrezen pogon CDD (Compact Disc Drive) – CD ROM(tudi CD-R ali Compact Disk Read Only Memory) ali CD-RW (Compact DiscReWritable – t.i. ”CD-pekac”). CD-RW je opticni disk z možnostjo pisanjain brisanja (zato ga vcasih imenujejo tudi “Erasable”). Tipicna kapaciteta CDmedijev je 650 oz. 700MB (74 oz. 80min glasbe).

Opticne medije uporabljamo tudi za hrambo multimedijskih vsebin (od tod tudinavedbe o kapaciteti CD medijev – min. glasbe v digitalni stereo tehniki). Zzapisi višje gostote je bila omogocena tudi hramba video posnetkov v digitalnikakovosti slike in zvoka ter višji locljivosti, kot je ta bila obicajna pri pred-hodnem analognem zapisu (VHS – Video Home System). Bistvene prednostidigitalnega video zapisa so: kvalitetnejša slika, digitalni zvok (veckanalni), in-teraktivni meniji, možnost izbire jezika in številne druge. V ta namen sta se


uveljavila dva standarda za ustrezne digitalne medije, ki si s CD delita enakofizicno dimenzijo:

1. DVD (Digital Video (Versatile) Disc) ima kapaciteto 4,7 GB (enostran-ski) ali 9.4 GB (dvostranski)

2. HD-DVD (high definition DVD) ima kapaciteto 15 oz. 30 GB, standar-diziran pa je tudi že vec-slojni 51 GB HD DVD (Toshiba)

3. Blue Ray disc (modri laser za razliko od CD in DVD, kjer uporabljajordecega) ima kapaciteto 25 GB oz. 50 GB

DVD pogoni razen DVD diskov lahko berejo tudi vse vrste CD-jev. Dostopniso tudi ”DVD pekaci”, s katerimi lahko na DVD medije zapisujemo razlicnevsebine. Blue Ray pogoni (BD – Blueray Drive) lahko berejo in/ali zapisujejoCD, DVD in Blue Ray medije.

Karakteristicni podatki o opticnih pogonih se nanašajo predvsem na hitrostprenosa podatkov:

1. 1x hitrost pri CD opticnih pogonih ustreza hitrosti pretoka podatkov 150KB/s,

2. 1x hitrost pri DVD opticnih pogonih ustreza hitrosti pretoka podatkov1,32 MB/s

3. 1x hitrost pri BD opticnih pogonih ustreza hitrosti pretoka podatkov 4,5MB/s

4. vgrajen vmesni spomin – cache (tipicno 2 MB)

Tipicne vrednosti za CD pogone so 48x, pri DVD pogonih 16x, pri BD pogonihpa 10x za branje. Za zapisovanje pa za CD pogone 24x, pri DVD pogonih 8xin pri BD pogonih 2x.


Spominske kartice so naprave razlicnih formatov za hrambo pretežno podat-kov (npr. CF card, SD card, MS card), ki jih lahko vstavimo v vmesnik-režodigitalnega fotoaparata, video kamere, mobilnega telefona ali osebnega racu-nalnika. Njihova glavna slabost je cena hrambe MB podatka, ki je višja kotpri trdih diskih. Njihova glavna prednost pa je, da so zanesljivejše, bolj pre-nosljive, in enostavne za uporabo. Tehnologijo smo že razložili pri FLASHpomnilnikih, nekaj tipicnih predstavnikov pa prikazuje slika 22.

Tipicni predstavnik spominskih kartic je tudi t.i. USB kljuc (angl. USB Me-mory Stick ali USB flash drive), ki ima naslednje lastnosti:

1. vsebuje FLASH pomnilnik – podatke lahko hranimo in beremo, brisanjepa je nepovratna akcija

2. tipicne kapacitete: 1GB, 2GB, 4GB, 8GB, 16GB s tendenco narašcanjaob hkratnem nižanju cen

3. sodobni standard za prenos podatkov – USB 3.0 (teoreticna hitrost pre-nosa podatkov je 5 Gbit/s ali 625 MB/s, kar je vec kot 10 krat hitreje kotUSB 2.0); USB 2.0 ima teoreticno hitrost prenosa podatkov 480Mb/s,kar je bistveno hitreje od osnovnega standarda USB 1.1 s hitrostjo pre-nosa 12Mb/s

Periferne naprave

Periferne naprave so vse zunanje naprave (glede na centralno procesno enoto,CPE).

Gre za vse naprave, ki služijo za vnos/izpis in hrambo (sekundarni pomnilnik)podatkov.

To so na primer:

1. vhodne naprave za vnos informacij v racunalnik (tipkovnica, miška, mi-krofon, kamera, senzorji, ipd.)


2. izhodne naprave omogocajo posredovanje rezultatov delovanja racunal-nika v okolje (zaslon, tiskalnik, projektor, zvocniki, el. motorji, ipd.)

Poenostavljeno pogosto kot periferne imenujejo vse naprave, ki so prikljucenena racunalnik. Glede na razne vrste racunalnikov (od centralnih do osebnih)zlasti pa s pojavitvijo majhnih prenosnih racunalnikov pa ta definicija vec nezdrži, saj so periferne naprave zlasti pri prenosnih racunalnikih integrirane vceloto – notranje (npr. tipkovnica, zaslon, kamera, mikrofon, ipd.) ali pa sonanj prikljucene preko njegovih vhodno/izhodnih vrat – zunanje (npr.: miška,GPS sprejemnik,ipd.).

Periferne naprave lahko prikljucimo na CPE preko enega izmed predvidenihvmesnikov.

1. ustrezne reže (sleng: “slot”) – predvidene predvsem za prikljucitev no-tranjih (internih) perifernih naprav (graficne kartice, trdega diska, glas-bene kartice, TV kartice, ipd.)

2. ustrezna vrata (sleng: “port”) – predvidene predvsem za prikljucitevzunanjih (eksternih) perifernih naprav (monitorja, tiskalnika, miške, op-ticnega citalnika, tipkovnice, ipd.)

3. (brez-)žicnih vmesnikov (npr. infra rdeci (IR), bluetooth (BT), firewire,omrežni (WiFi), ipd.)

Opis vseh zelo raznolikih perifernih naprav presega okvir tega ucnega pred-meta. V nadaljevanju se bomo ukvarjali predvsem s tehnologijama za pre-tvorbo zvoka in slike iz analogne v digitalno obliko za racunalniško obdelavoin obratno ter za prenos digitaliziranih informacij. Ker gre pri omenjeni pre-tvorbi za stik analognega sveta z digitalno obdelavo podatkov, je kakovost tepretvorbe – analogno-digitalna (A/D) pretvorba – kriticnega pomena za kako-vosten zajem in obdelavo podatkov. Prav tako pa seveda velja, da je pomembnatudi pravocasna in dovolj kakovostna pretvorba v obratni smeri – digitalno-analogna (D/A) pretvorba – za prenos rezultatov nazaj v analogni svet (npr.


ob poslušanju glasbe z opticnih nosilcev podatkov, krmiljenju aktuatorjev vindustrijskem okolju, ipd.).

Digitalizacija

Zvok digitaliziramo s pomocjo posebne – glasbene – kartice (“soundblaster”),pri cemer na vhodu lahko uporabimo mikrofon ali drugo analogno napravo, kiproizvaja elektricno valovanje. V primeru mikrofona gre za pretvorbo niha-nja zracnega tlaka v elektricno napetost. Mikrofon mora oddajati elektricnokarakteristiko, ki je cim bližje nihanju pritiska, prav tako pa mora biti enakoobcutljiv za vse frekvence, sicer prihaja do linearnega popacenja (dodajanjaharmonicnih frekvenc dolocenim zvokom). Kakovost digitaliziranega zvokaje odvisna od dolžine besede za zapis tonov in frekvence vzorcenja, npr. ste-reo CD avdio 44,1 kHz in 16-bitna locljivost po kanalu.

Po pretvorbi lahko digitalni signal obdelujemo – filtriramo ali dodajamo di-gitalne ucinke. Digitalne podatke lahko shranimo na pomnilne medije (npr.:disk, flash pomnilnik, CD).

Ob predvajanju glasbe poteka pretvorba zvocnega signala v obratni smeri –digitalno-analogna pretvorba do elektricnih signalov, ki zanihajo opno na zvoc-nikih ali v slušalkah in spet povzrocijo nihanje zracnega tlaka ter s tem zvok.

Sliko lahko digitaliziramo s pomocjo digitalnega fotoaparata oz. kamere aliopticnega citalnika.

Digitalni fotoaparat ima namesto filma vgrajen poseben senzor tipa CCD (Char-ged coupled device) ali CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor).

Kakovost slike je odvisna od locljivosti (števila tock na palec – angl. inch) inštevila barv (velikosti besede, ki pomni barvo – barvna globina, podobno kotpri zvoku in tonih), pomembne pa so tudi druge komponente: optika, algoritmiza izracun barvnih nians, svetlobna obcutljivost senzorja, ipd.).


Ko so svetlobni žarki, ki so vdrli v kamero, skoncentrirani na senzorju, kiprevede svetlobo v elektricno napetost, se ustvari digitalna slika (Slika 26).Princip je enostaven – mocnejša kot je svetloba, ki zadene foto-diodo, vecja jenapetost. Barvo dolocimo tako, da svetlobo, ki vdre skozi objektiv v kameroin je obicajna bela svetloba, ki vsebuje vse valovne dolžine, filtriramo. Obfiltriranju te valovne dolžine skozi RGB filtre (red-green-blue), na osnovnihcelicah senzorja dobimo informacijo o intenzivnosti posamezne komponentefiltriranega žarka svetlobe ter s tem kumulativno podatek o barvi.

Pri CCD senzorjih slikovno informacijo preberemo po vrsticah in po najmanj-ših celicah senzorja – pikah (angl. pixel=picture element), zato je cas zajema-nja slike nekoliko daljši, vendar je postopek zelo natancen.

CMOS senzor namesto konvertiranja svetlobnih valov na locenem cipu, fo-tone prevede v elektrone s takojšnjim procesiranjem. Z uporabo sistema oja-cevalcev in pretvornikov so ti senzorji hitrejši kot CCDji, vendar spremen-ljiva ucinkovitost pretvornikov in ojacevalcev vpliva na dodajanje šuma sliki.Ceprav tudi vecina CMOS senzorjev uporablja RGB filtre za dolocanje barv,obstaja izboljšava Foveon (Sigma), ki izkorišca lastnosti samega silikona zafiltriranje barv. Predvsem zaradi hitrosti zajemanja slike, so CCD senzorjev osnovi tipicno uporabljali v digitalnih fotoaparatih, CMOS pa v digitalnihvideo-kamerah. Zaradi številnih izboljšav enih in drugih trenutno stroge loc-nice v uporabi ni, so pa kakovostni CCD senzorji tipicno nekoliko dražji odCMOS senzorjev (ki jih pogosto najdemo v mobilnih telefonih).

Locljivost (angl. resolution) slike je izražena s številom pik na palec (dpi –dots per inch) ali številom vrstic na palec (lpi – lines per inch; mera, ki seuporablja npr. pri opticnih citalnikih).

Izbira locljivosti je povezana z velikostjo datoteke v kateri je slika shranjena.Z velikostjo slike in gostoto rastra se povecuje poraba pomnilnika, ki bo potre-ben, da sliko shranimo v digitalni obliki. Izbira locljivosti je odvisna od želje-nega rezultata. Za objavo na internetu ima po nepotrebnem izbrana prevelika


Slika 26: Digitalna zaznava slike

(Vir: Wikipedia)


Slika 27: Crno-bela in barvna slika

(Vir: Wikipedia)

locljivost slike za posledico pocasnejše odpiranje datoteke s sliko preko brskal-nika. Posledicno vecja locljivost slike zahteva tudi bolj dolgotrajno osvetlje-vanje pri izdelavi reprodukcije. Na drugi strani premajhna locljivost poslabšakakovost slike ob reprodukciji. Skozi prakso so se oblikovale tipske vrednostiza locljivost, glede na namen uporabe: za tisk – 300 dpi, za splet – 72 dpi, itd.

Podatki o barvi vsake pike se nahajajo v nizu bitov fiksne dolžine. Številobitov, uporabljenih za eno piko, predstavlja barvno globino slike. Vecja kotje barvna globina, vec razlicnih barv lahko prikažemo na sliki – bolj je slikakontrastna, vecja pa je tudi zasedenost pomnilnika ob prikazu slike. Podobnokot pri locljivosti, so se tudi tukaj oblikovale tipske vrednosti, glede na uporabo(Slika 27): crna in bela – 1 bit, siva skala ali sivinska (angl. grayscale) – 8bitov, osnovna barvna (angl. color) – 8 bitov, hi-color – 16 bitov, true color –24 bitov, itd.

Generacije racunalnikov – vpliv na poslovanje

Splošno priznanih je pet generacij racunalnikov glede na kronologijo njiho-vega nastanka in namembnost. Vsako novo generacijo karakterizira povecanje


procesorske moci, spominskih kapacitet, zanesljivosti in nižja cena. Tradici-onalno delimo racunalnike po procesorski moci v šest osnovnih kategorij ali“platform”:

1. super racunalniki (Supercomputers): specializirani zelo zmogljivi racu-nalniki

2. centralni racunalniki (Mainframe Computers): splošno namenski cen-tralni korporativni racunalniki

3. midi/mini-racunalniki (Midrange Computers): splošno namenski cen-tralni racunalniki za majhna in srednja podjetja

4. delovne postaje (angl. Workstations): splošno namenski zmogljivi na-mizni racunalniki za analitike, nacrtovalce in inženirje

5. notesniki in namizni racunalniki (angl. Notebooks and Desktop Com-puters): splošno namenski racunalniki za vsakodnevno poslovno ali do-maco rabo

6. naprave z vgrajenimi racunalniki (angl. Appliance): industrijski stroji,vozila, gospodinjski aparati, ipd.

Zmogljivost racunalnikov je tesno povezana z uporabo v dolocenem poslov-nem okolju. Za zelo specificna podrocja uporabe so bili razviti t.i. super ra-cunalniki. Gre za specificne arhitekture racunalnikov, ki so prirejene za do-locene obdelave (npr. vremenske prognosticne programe, analizo in prognozepotresov, raziskave vesolja, ipd.). Ti racunalniki sicer imajo enake tipe kompo-nent, kot ostali, vendar gre za maloserijske specializirane izvedbe komponentin specificne arhitekture. Centralni racunalniki so bili razviti, da bi s svojoprocesno mocjo zadostili potrebam vecuporabniških in tudi vecprocesnih oko-lij. Vecinoma gre tukaj tudi za distribuirane lokacije poslovnih podružnic, kipa uporabljajo skupne racunalniške kapacitete. Po namenu in strukturi enaki,le manj zmogljivi so t.i. mini/midi-racunalniki. V sodobnem casu so jih pre-težno že izpodrinili zmogljivi osebni racunalniki, ki imajo trenutno procesno


moc delovnih postaj in pokrivajo cel spekter aplikacij – od zahtevnih poslov-nih analiz, nacrtovanja novih proizvodov, do vodenja poslovanja za manjšapodjetja. Morebitno pomanjkljivo procesno moc kompenzirajo z omreženjemin distribuiranim delovanjem vec sorodnih racunalnikov. Koncno, dandanesskoraj vec ni elektronske naprave, ki v sebi ne bi skrivala drobnega namen-skega racunalnika, ki jih obicajno poganjajo mikrokrmilniki in svojo nalogoucinkovito opravljajo ob minimalnih merah in stroških vgradnje.

Napredne racunalniške arhitekture

Za zakljucek bi želel omeniti še nekaj nastajajocih tehnologij, ki že oblikujejoracunalniško in informacijsko podporo v sodobnem svetu in bodo predvidomaoblikovale bodoce generacije racunalnikov in informacijskih sistemov.

Mrežno (angl. Grid) racunalništvo združuje vec v mrežo povezanih racunal-nikov, ki delajo na isti nalogi. Problemi (naloge), ki jih rešujejo, so vecinomaznanstvene ali tehnicne narave in zahtevajo veliko racunskih ciklusov ali do-stop do velike kolicine podatkov (npr.: SETI@home – znanstven projekt, za-snovan na GRID racunalništvu, namenjen iskanju nezemeljske inteligence –Search for Extraterrestrial Intelligence; vkljucitev v projekt na osnovi brez-placnega programa za analizo radio-teleskopskih podatkov, ki si ga sami nalo-žimo). V to skupino sodi tudi racunalništvo oblakov (angl. Cloud Computing)

Uporabno racunalništvo (angl. Utility computing ali Subscription computingali On-demand computing) predstavlja ponudbo racunalniških storitev, kjeropreme ne kupujemo, ampak najamemo. Ponudnik glede na njegove potrebezagotavlja racunalniške resurse in infrastrukturo uporabniku.

Nano-tehnologija (angl. Nanotechnology) se nanaša na materiale, naprave insisteme velikosti 1–100 nm. Ta tehnologija je na zacetku svojega razvoja –dokazovanje konceptov (teoreticne osnove) in prvi eksperimenti. Izdelali sože prve nano-tranzistorje in pomnilne celice, vendar so raziskave še vedno na


ravni prototipov. Nakazuje pa ta tehnologija možen trend nadaljnje miniaturi-zacije in potencialni skokovit razvoj tehnologije v smislu Moorove teorije, kibo omogocal ne-slutene gostote tranzistorjev na nano-vezjih.

Podatkovna shramba na nivoju organizacije

Zaradi padca cen enot za hrambo podatkov, so organizacije lahko organiziralelastne centre za hrambo podatkov. Sistem hrambe podatkov na nivoju organi-zacije (Enterprise Storage System, ESS) je neodvisen zunanji sistem (glede naracunalniški sistem organizacije), ki ga tvorita dve ali vec naprav za hrambopodatkov z inteligentnim sistemom za nadzor.

Znacilno za ESS je:

1. velika kapaciteta hrambe podatkov

2. velika hitrost prenosa in dostopa do podatkov

3. visoka stopnja razpoložljivosti

4. sofisticiran sistem upravljanja podatkov

Osnovni tipi ESS so:

1. Redudant Arrays of Independent Disks (RAID)

2. Storage Area Networks (SAN)

3. Network Attached Storage (NAS)

Redudant Arrays of Independent Disks ali RAID polje je sistem hrambe podat-kov, ki povezuje nekaj standardnih trdih diskov preko skupnega mikrokrmil-nika. Le-ta koordinira delo diskov, tako da se obnašajo kot en-sam, podatki pa


se istocasno shranjujejo na dva diska (razlicica RAID polja). Obstaja vec raz-licic RAID polj, vse pa šcitijo organizacijo pred izgubo dragocenih podatkov.Zainteresirani bralci si lahko vec o tem preberejo na spletu.

Storage Area Network (SAN) je sistem za hrambo podatkov na nivoju organi-zacije, ki je zasnovan na posebnih arhitekturah namenskih mrež za hitro in za-nesljivo hrambo podatkov ter dostop preko vec strežnikov. Gre za t.i. storageover IP tehnologijo prenosa/hrambe podatkov med odjemalci in strežniki, za-snovana na Internetnem Protokolu (IP). Implementacija zahteva posebno pro-gramsko opremo – Storage visualization software, ki graficno prikazuje celo-tno mrežo, kar administratorjem omogoca, da spremljajo stanje in nadzirajovse naprave v SAN mreži z ene konzole. Ta sistem v nasprotju z RAID zah-teva kompleksno administracijo. Zainteresirani bralec lahko vec o tem preberena spletu.

Pri Network-Attached Storage (NAS) imamo namenski strežnik, ki zagota-vlja hrambo datotek uporabnikom, ki imajo do njega avtoriziran dostop prekoomrežja (potrebujejo uporabniško ime in geslo; podobno kot npr. Google-Docs). Ker ta strežnik deluje kot ostali splošno namenski strežniki, sta njegovaimplementacija in vzdrževanje relativno enostavni. Prav tako ni potrebe po do-datnem izobraževanju osebja ali nakupu kakšne dodatne programske opremeza administracijo podatkov, saj za nadzor pravic in dodeljevanje dostopa ad-ministratorji uporabljajo iste mehanizme kot za administracijo splošno namen-skega strežnika. Zainteresirani bralec lahko vec o tem prebere na spletu.


Racunalniška programska oprema (software)

V okviru tega poglavja bomo opredelili pojem programske opreme, podalinjeno klasifikacijo ter opisali vlogo in glavne funkcije operacijskega sistema,programskih orodij in jezikov. Spregovorili bomo tudi o vplivu programskihpaketov in spletnih servisov na produktivnost.

Po tem, kar ste izvedeli doslej, je racunalnik hiter stroj, sestavljen iz razlicnihstrojnih komponent. Programska oprema, s katero se srecamo ob njegovi upo-rabi, je njegova nematerialna komponenta, ki nam omogoca izvršitev razlicnihnalog in pri tem uporablja (krmili) strojno opremo.

Racunalnik razume posebne ukaze zapisane v t.i. strojnem jeziku (angl. as-sembly language), ki jih prenaša iz delovnega pomnilnika v aritmeticno lo-gicno enoto in jih izvaja enega za drugim. Strojni jezik (torej jezik, ki ga strojrazume) je neposredni prevod zbirnega jezika, ki predstavlja njegovo berljivorazlicico (angl. human-readable). Prvi racunalniški programi so bili zapisani vtem jeziku. Za izvajanje zahtevnejših nalog potrebujemo kompleksnejšo pro-gramsko opremo, ki bi jo bilo programerju zelo težko zapisati konsistentno inbrez napak, cetudi bi bil zelo pazljiv in sistematicen. Zaradi tega so bili raz-viti visoko-nivojski programski jeziki, ki omogocajo opis racunskih postopkovna višjih nivojih, ki so manj podvrženi napakam, specializirani programi – t.i.prevajalniki (angl. compilers) pa nato te programe sistematicno prevedejo vserije ukazov zbirnega oz. strojnega jezika.

Sedaj že lahko podamo definiciji programske opreme in racunalniškega pro-grama kot njegove sestavne komponente.

Programska oprema so racunalniški programi, napisani v enem izmed pro-gramskih jezikov in prevedeni v strojni jezik racunalnika, na katerem se izva-jajo.

Racunalniški program je navodilo racunalniku, zapisano kot zaporedje uka-zov v strojnem jeziku


Programsko opremo delimo po funkcionalnosti na sistemsko in aplikacijskoprogramsko opremo.

Sistemska programska oprema je nabor racunalniških ukazov, ki služijo pri-marno kot vmesnik med racunalniško strojno in programsko opremo

Aplikacijska programska oprema je razred racunalniških ukazov, ki služijo zausmerjeno delovanje racunalniškega sistema, da opravlja specificne aktivno-sti, ki služijo uporabniku.

Aplikacijsko programsko opremo delimo na uporabniško programsko opremo,ki je bila razvita znotraj organizacije za potrebe organizacije in COTS (Com-mercial Off-The Shelf) programsko opremo, ki je bila razvita za prodajo v veckopijah razlicnim uporabnikom.

Uporaba v tipicnih poslovnih okoljih in postavitvah je rodila potrebo po t.i.programskih okoljih. Le-ta so zbirke aplikacijskih programov, ki imajo na-slednje lastnosti:

1. povezuje jih skupna funkcionalnost

2. pogosto imajo programi zelo podobne uporabniške vmesnike

3. vgrajene so možnosti za enostavno medsebojno izmenjavo podatkov

Slika 28 prikazuje funkcionalno delitev programske opreme. Med sistemskoprogramsko opremo prištevamo operacijske sisteme, razvojna orodja ter ser-visne/uslužnostne programe. Med aplikacijsko pa splošno aplikacijsko pro-gramsko opremo in namensko aplikacijsko programsko opremo. Ker gre prinamenski programski opremi za izpolnjevanje specificnih uporabnikovih funk-cij, to programsko opremo veckrat imenujemo tudi uporabniška.

Obicajno posamezni programi delujejo samo na dolocenih operacijskih siste-mih, ti pa so spet prilagojeni doloceni strojni opremi. V nadaljevanju bomo


Slika 28: Delitev programske opreme


predstavili vec tipicnih kategorij programov. Zaradi velike konkurence na trguprogramske opreme imamo na voljo vec operacijskih sistemov, programskihokolij in programov, ki služijo istemu namenu, svojo nalogo pa opravljajo boljali manj ucinkovito.

Programsko opremo lahko dobimo v razlicnih oblikah in na razlicnih nosil-cih podatkov. Lahko jo, kot na primer operacijski sistem, kupimo s strojnoopremo. Lahko jo dokupujemo naknadno po potrebi. Medtem ko smo racu-nalniške programe še pred desetletjem dobili na eni ali vec disketah, sodobniprogrami obicajno zahtevajo vec spomina, zato so shranjeni na CD, DVD alicelo BD nosilcih podatkov. Vse pogosteje si jih lahko naložimo tudi z inter-neta na lokalni trdi disk in od tam instaliramo. Obstajajo tudi spletni programi,ki jih dostopamo preko spletnega brskalnika (angl. browserja) in nam jih nipotrebno instalirati. Glede na številne pojavne oblike se je že zgodaj pojavilapotreba po zašciti avtorskih pravic dolocene programske opreme.

Lastništvo programske opreme

Ker obicajno gre za zunanji razvoj in vzdrževanje programske opreme, nampo navadi podjetje, ki je program izdelalo, hkrati z medijem za instalacijo pro-gramov podeli tudi licenco ali vec licenc za njegovo uporabo. Kot lahko skle-pate iz pravkar omenjenega, gre za to, da lahko dolocen program instalirate navec racunalnikih, lahko pa si vec uporabnikov tudi deli uporabo programa naprimer na lokalnem strežniku. Najenostavnejša oblika licence je seveda: enprogram – en racunalnik – en uporabnik.

Kot smo že omenili, obstaja tudi možnost uporabe spletnih programov prekointerneta in tudi za te naceloma moramo pridobiti licenco. Te programe upra-vljajo t.i. Application Service Providers (ASP) – gre za podjetja, ki posedu-jejo, izdelujejo in vzdržujejo aplikacijske programe in racunalniške resurse.Njihove aplikacijske programe uporabljamo preko interneta, dostop do njih palahko zakupimo zacasno (sezonsko ali enkratno) ali za stalno. Podobno de-lujejo tudi on-line videoteke ter video-on-demand (VOD) sistemi, kjer pa ne


zakupimo uporabe programske opreme za dostop, ampak le pravico za snema-nje (angl. download) dolocenih avtorsko zašcitenih vsebin (glasbe ali videa).V tem primeru veckrat ne gre za casovni zakup licence, ampak za posameznelicence za ogled naloženih vsebin.

Pri programski opremi je obicaj, da je le-ta pod licenco (COTS, ASP) v ce-loti. Pravzaprav, podobno kot pri e-videoteki, ne kupimo programa (njegoveizvorne kode in pripadajocih programskih knjižnic), ampak licenco za njegovouporabo pod pogoji licencnega sporazuma (angl. “terms of the licensing agre-ement”). Ti narekujejo trajanje licence, upravicenost do posodobitev program-ske opreme, koliko oseb jo sme uporabljati, ali jo smemo razširjati (instaliratina vec racunalnikih), itd. Licenca šciti pravice lastništva prodajalcev.

Kaj pomeni odprta kodna programska oprema (angl. Open-Source Definitionali OSD)? Za razliko od zastonjske programske opreme (angl. freeware), prikateri dobimo pravico za njeno uporabo zastonj in to v licencni pogodbi tudieksplicitno piše, gre tukaj za podelitev licence za celotno programsko opremo.Res gre tudi tukaj v osnovi za zastonjske programe, vendar pri teh ne dobimo lelicence za uporabo, ampak dobimo v last hkrati še programsko izvorno kodoin ustrezne programske knjižnice, ce so le-te pod enako licenco. V tem pri-meru lahko programsko opremo za lastne potrebe tudi spreminjamo, ce to zna-nje posedujemo. Obicajno gre tu za doloceno interesno skupino in dogovor vokviru skupine, da programsko opremo razvijajo skupaj in morebitne posodo-bitve in razširitve posredujejo ostalim ter s tem dosežejo boljše delovanje inširšo uporabnost dolocene programske opreme. Ta licenca nam skratka jamcipravico uporabe programske opreme, posedovanja izvorne kode, sprememb iz-vorne kode in prosto distribucijo programske opreme. Pogosto ta programskaoprema vseeno ni povsem brez stroškov – placati je treba npr. usposabljanje,uporabniško podporo in doloceno dokumentacijo (npr. uporabniški prirocnik).

Primeri odprtokodne programske opreme:

1. Linux – operacijski sistem,


2. Apache Web server – spletni strežniški program,

3. Sendmail – upravitelj e-pošte,

4. Perl scripting language – programski jezik,

5. Open Office – programsko okolje, itd.

V zvezi z odprtokodno programsko opremo še vedno obstajajo tudi dolocenaodprta vprašanja:

1. Skupna cena (podpora, dokumentacija,. . . )?

2. Storitve in podpora (dobimo hkrati tudi posodobitve in možnost javljanjain popravljanja morebitnih napak)?

3. Usposabljanje (šolanje uporabnikov)?

4. Nadgradnje (odvisno od interesne skupnosti so le-te na voljo samo cla-nom skupnosti ali širše)?

5. Zanesljivost (tipicno ta programska oprema ne more biti stestirana v to-likšni meri kot COTS programska oprema, vendar se tudi hitreje poso-dablja)?

To so pomembna vprašanja in jih odprtokodne skupnosti uporabnikov pro-gramske opreme same ne morejo zadovoljivo rešiti. Morda pa je rešitev upo-raba spletnih aplikacij pri ASP.

Sistemska programska oprema

Med sistemsko programsko opremo štejemo programe, ki upravljajo in podpi-rajo delovanje racunalniškega in omrežnega sistema. To so:


1. Programi za upravljanje s sistemom (System management programs) soprogrami, ki

(a) upravljajo s strojno opremo,

(b) upravljajo z uporabniško programsko opremo,

(c) nam pomagajo upravljati mrežo in mrežne povezave ter

(d) upravljajo podatkovne resurse (npr.: sistemi za upravljanje baz po-datkov), ipd.

2. Sistemski razvojni programi (Systems development programs)

(a) Programi, ki uporabnikom pomagajo pri razvoju aplikacijskih pro-gramov za informacijske sisteme

Operacijski sistemi

Operacijski sistem (angl. Operating System, OS) je osnovni program oz. sklopprogramov, ki upravljajo racunalnik in skrbijo za njegovo ucinkovito uporabo.

Operacijski sistem predstavlja osnovno vez med strojno opremo in uporabni-kom. Glede na to, da je racunalniški strojni opremi najbližji, upravlja delo-vanje centralne procesne enote, vhodno/izhodnih operacij, resurse za hrambopodatkov itd. Operacijski sistem tudi poskrbi za zagon ostalih racunalniškihprogramov ter krmili izvajanje aplikacijskih programov – jih zažene oz. jim(zacasno) prepusti kontrolo nad centralno procesno enoto, upravlja (v primeru,da izvajamo vec programov hkrati koordinira njihovo izvajanje) in zakljuci(ob prekinitvi izvajanja zaradi odpovedi programa ali ob normalnem zakljuckuprograma znova prevzame kontrolo).

Glavne naloge OS so:

1. upravljanje s procesi


2. upravljanje s pomnilnikom

3. krmiljenje perifernih naprav

4. zagotavljanje uporabniškega vmesnika in osnovnih (sistemskih) ukazov

5. delo z datotekami

6. nalaganje in izvajanje programov ter v sodobnem casu še

7. zagotavljanje omrežne varnosti in

8. funkcionalnost interneta

Upravljanje s procesi (angl. process management) nam omogoca urejeno iz-vajanje opravil na racunalniku. Opravila so vsaka logicno zakljucena sekvencaprogramskih ukazov (instrukcij), ki nam da nek uporaben rezultat. Obicajnoeno opravilo izvaja en proces, lahko pa opravilo izvaja tudi vec procesov. Pro-cesi predstavljajo opravila v izvajanju. Zato se je udomacila naslednja defini-cija procesa:

Proces je program ali del programa, ki se izvaja v centralni procesni enoti.

Vsi sodobni operacijski sistemi so vec-procesni – lahko izvajajo vec proce-sov “hkrati”. Zaradi zaporedne narave obdelave ukazov v procesorju sevedane gre za dejansko vzporedno izvajanje (razen v primeru vec-procesorskih alivec-jedrnih centralnih procesnih enot), ampak gre za navidezno vzporedno iz-vajanje vec aktivnih opravil, med katerimi procesor preklaplja po dolocenemzaporedju in jim namenja (enakomerno porazdeljene) casovne rezine (angl.time slice) izvajanja, kar ustvarja vtis vzporednega izvajanja (Slika 29). Opra-vilom lahko priredimo prioritete, ki razvršcevalniku procesov (angl. schedu-ler) povedo, da naj procesom, ki pripadajo opravilom z višjo prioriteto dodelivec casa, ali jih obravnava prednostno, da se bodo prej zakljucila. Aktivnoopravilo se od pasivnega loci po tem, da ima vse pogoje za izvajanje – je biloaktivirano, se še ni izvedlo do kraja in ima vse potrebne resurse za izvedbo.


Slika 29: Vec-opravilnost (angl. multitasking)

(Vir: Wikipedia)

Zaradi ozke povezanosti obeh pogosto uporabljamo izraza vec-procesno izva-janje ali vec-opravilnost (angl. multi-tasking) izmenjaje. Med tipicne pred-stavnike eno-opravilnih operacijskih sistemov prištevamo zgodnje operacijskesisteme (npr. DOS), vsi sodobni operacijski sistemi pa so vec-opravilni (npr.Unix, Linux, Windows, Mac OS).

Vecina sodobnih operacijskih sistemov je tudi vec-uporabniških (angl. multi-user). To pomeni, da lahko v nekem trenutku racunalnik uporablja vec uporab-nikov. Tipicni predstavniki zgodnjih vec-uporabniških operacijskih sistemovso bili operacijski sistemi centralnih racunalnikov (npr. VMS), prav tako paso vec-uporabniški vsi sodobni operacijski sistemi, ki omogocajo oddaljen do-stop do racunalnikov (npr. Linux, Windows). Vsi vec-uporabniški operacijskisistemi so hkrati tudi vec-opravilni, ne velja pa obratno (npr. Windows Mo-bile).

Opravila lahko izvajamo zaporedno – eno naenkrat in v tem primeru govo-rimo o zaporedni, paketni (angl. batch processing) obdelavi. Od tod tudi ime


t.i. batch datotek (.BAT), ki vsebujejo navodila (ukaze) za izvajanje zaporedjaopravil. Vec-opravilna obdelava implicira navidezno vec-procesno izvajanje zdodeljevanjem casovnih rezin (angl. time-sharing) ali dejansko vzporedno iz-vajanje opravil na vzporednih procesorjih (angl. multi-processing). Seveda sepojavi pri vec-opravilnem izvajanju problem upravljanja racunalniških virov,saj si jih procesi med sabo delijo. Ti so omejeni – zato nastopi t.i. problemfilozofov pri vecerji (angl. dining philisophers problem, Slika 30; vsak od filo-zofov pri mizi potrebuje dva kosa pribora, da bi jedel - tega je ocitno premaloza vse, ce hocejo vsi jesti hkrati, zato je potreben dogovor). Naloga operacij-skega sistema je seveda, da poskrbi, da ne pride do konflikta med procesi in sele-ti nemoteno izvedejo (”filozofi nasitijo”).

V primeru, ko vec procesov dostopa do istega vira hkrati, potrebujemo po-sredovanje arbitra – podobno kot pri vodilu – vir je lahko prost ali zaseden.Lahko ga zaseda en proces ali vec procesov. Obicajno arbiter tvori vrsto pro-cesov, ki skušajo dostopati do vira, pa ta zaradi zasedenosti ni bil na voljo.Ta vrsta je lahko navadna FCFS oz. FIFO (angl. First Come First Served oz.First-In-First-Out ali ”kdor prvi pride prvi melje”), obstajajo pa tudi razlicice,ki upoštevajo prioritete procesov. Splošen postopek je takšen: ko vir potrebu-jemo, ga zasedemo (“alociramo”) in ga po uporabi ponovno sprostimo; ce jevir, ki ga potrebujemo, zaseden, pocakamo v vrsti, dokler se ne sprosti in ganato zasedemo. Primeri tipicnih virov: disk, tiskalnik, mrežna kartica, zvocnakartica, datoteka, ki jo urejamo, zapis v bazi podatkov, itd. Naloga operacij-skega sistema je, da poskrbi, da ne pride do situacije, ko bi pasivni procesblokiral izvajanje aktivnega zaradi konflikta virov, saj bi ta lahko na vir cakalneomejeno dolgo (smrtni objem ali angl. dead-lock).

Upravljanje s pomnilnikom (angl. memory management) nam omogoca nala-ganje ukazov opravil iz sekundarnega pomnilnika v primarnega in tamkajšnjoobdelavo opravil. Zaradi velikosti programov, veckrat ni možno naložiti celo-tnega programa v primarni (delovni) pomnilnik. Da bi vseeno lahko obdelovalitako velike programe, je bilo treba najprej poskrbeti za dovolj velik naslovni


Slika 30: Filozofi pri vecerji

(Vir: Wikipedia)


prostor, da bomo lahko naslovili vsako lokacijo programa, potem pa je bilotreba poskrbeti še za avtomatski prenos ustreznih delov programa v delovnipomnilnik zaradi obdelave. Pri tem nastopi težava preslikave logicnih v fizicnenaslove, saj je logicni naslovni prostor mnogo vecji od fizicnega, pri kopiranjudela sekundarnega pomnilnika v primarnega, pa se naslovi spremenijo. Zatomoramo vedno vedeti, kateri del logicnega naslovnega prostora je trenutno tudifizicno dostopen – govorimo o blokih (angl. block) in straneh (angl. page) po-mnilnika. Ko nastopi situacija, da logicni naslov ni fizicno dostopen (se nenahaja na fizicno dostopni strani v primarnem pomnilniku), moramo prenestiustrezno stran ali blok iz sekundarnega pomnilnika v primarnega in pri temeventualno zamenjati obstojeco stran ali blok, preden jo lahko uporabimo. Taoperacija je seveda zamudna in je zato naloga dobrega upravljavca pomnilnika,da jo izvaja tako, da so cim redkejše.

Da bi lažje (spet) našli odložene dele programa, so oblikovali t.i. izmenjalni(angl. swap) pomnilnik, ki ga uporabimo, ko se delovni pomnilnik prenapolniz naloženimi stranmi. Tukaj so lahko strani urejene tako, da jih pri (ponov-nem) nalaganju hitreje najdemo in enostavneje naložimo. Pri vecini sodobnihoperacijskih sistemov imamo t.i. swap particijo, ki se nahaja na delu diska,ki ga lahko najhitreje dostopamo. Ta pomnilniški prostor lahko uporabljamokot razširitev primarnega spomina, saj je še vedno precej hitreje dosegljiv kotpomnilni prostor na drugih medijih in ima glede dostopa (branje, pisanje, bri-sanje) enake karakteristike kot delovni pomnilnik (RAM).

Pri krmiljenju perifernih naprav operacijski sistem ne sme cutiti razlike mednarecji razlicnih istovrstnih naprav. Za vse tiskalnike na primer obstajajo enakevzhodno-izhodne operacije, ki se glede na tehnologijo tiskanja morajo na ni-voju naprave prevesti v atomarne ukaze. Delno tu gre za ukaze, ki neposrednokrmilijo mehanizem za odtis pik, crt in lahko tudi crk na papirju. Ti so pra-viloma zakodirani v t.i. firmware strojno-programski opremi in shranjeni vROM pomnilnikih znotraj naprav. Na drugi strani pa so tu ukazi, ki z racunal-nika naložijo vsebino za odtis in krmilne ukaze, ki dolocajo, kje in kako naj bole-ta odtisnjena. Na podlagi teh sledi izpisovanje, sestavljeno iz zaporedij prejomenjenih atomarnih ukazov. Ti so na nivoju operacijskega sistema poenoteni


v obliki t.i. gonilnikov naprav (angl. device-driver). Nekoliko karikirano bilahko rekli, da operacijski sistem gonilniku enostavno posreduje datoteko zaizpis, ta pa jo nato interpretira na nacin, ki je lasten dolocenemu tiskalniku. Zagonilnike velja, da so edina programska oprema, ki neposredno komunicira sstrojno opremo. Praviloma je ob namestitvi nove strojne opreme zanjo trebav operacijskem sistemu namestiti tudi nov gonilnik (npr. Windows), ni pa tonujno (npr. Linux gonilnike že vsebuje in se ob aktivaciji dolocene naprave leustrezno konfigurira).

Uporabniški vmesnik operacijskega sistema je lahko glede na izvedbo zelo ra-znolik. V splošnem locimo tri osnovne tipe uporabniških vmesnikov:

1. znakovne vmesnike

2. graficne vmesnike (GUI)

3. govorne vmesnike

Pri znakovnih vmesnikih gre za razlicice uporabniških vmesnikov, ki so bili inso še v uporabi pri vecjih centralnih racunalnikih s terminalskim oddaljenimdostopom (npr.: VMS, IBM OS), pri osebnih racunalnikih pa je tak uporabni-ški vmesnik imel operacijski sistem DOS. Znacilno zanje je, da uporabnik zoperacijskim sistemom komunicira preko vnosa znakov (crk, številk in simbo-lov ASCII abecede).

Pri graficnih vmesnikih (angl. Graphical User Interface) imamo obicajno ka-zalno napravo (angl. pointing device; npr.: miško, risalno tablico, sledilno kro-glico, ipd.) s pomocjo katere lažje izbiramo elemente racunalniškega sistemain izvajamo želene akcije nad njimi. Znacilni elementi graficnega uporabni-škega vmesnika so: okna, ikone, meniji, gumbi, itd.

Pri govornih uporabniških vmesnikih racunalnik mora razpoznavati govorneukaze in se na njih ustrezno odzvati. Tipicni primeri uporabe takšnih racu-nalniških sistemov zajemajo: informacije o voznih redih, rezervacije in nakup


Slika 31: Govorni uporabniški vmesnik

(hoteli, vozovnice, vstopnice, ipd.), poslovanje z banko, upravljanje navigacij-skega sistema ali klimatske naprave avtomobila, ipd. Operacijski sistem moraza govorno komunikacijo, za razliko od graficnega uporabniškega vmesnika alikot dodatek k njemu, uporabniku nuditi še funkcije razpoznave in sintetizira-nja govora (Slika 31 prikazuje potek govorne komunikacije). Zadnja – govornakomunikacija je najtežja (narecja, nacin govora,. . . ) in je zato zaenkrat našlasvojo uporabo le v namenskih aplikacijah. Z njo lahko tipicno krmilimo leposamezne funkcije aplikacijskih programov, ne pa celotnega nabora funkcijoperacijskega sistema.

Delo z datotekami (angl. file management) predstavlja tisti del operacijskegasistema, ki skrbi za podatke v sekundarnem pomnilniku. Vloga operacijskegadela v tem delu je, da zagotovi korektno in ucinkovito shranjevanje podatkovna zunanje pomnilne medije. Tega dela smo se že dotaknili, ko smo govorili o


upravljanju s spominom in navideznim pomnilniškim prostorom, vendar je vtistem delu šlo za razširitev primarnega pomnilnika – torej podatke, ki jih obizklopu racunalnika izgubimo. Tukaj pa bomo obravnavali trajnejše shranjenepodatke, do katerih dostopamo preko magnetnih in opticnih pogonov.

Podatki v sekundarnem pomnilniku so organizirani v obliki datotecnega sis-tema (angl. file system). Obstaja vec razlicnih standardnih datotecnih siste-mov: npr. FAT, NTFS, ext, itd., ki med sabo praviloma niso kompatibilni,vendar sodobni operacijski sistemi vsebujejo module za delo z vecimi dato-tecnimi sistemi, tako da prenašanje podatkov na pomnilnih medijih med raz-licnimi racunalniškimi sistemi obicajno ni problem. Datotecni sistemi logicnoshranjujejo datoteke (podatkovne zbirke) v drevesni strukturi imenikov (Slika32), da jih lahko hitreje najdemo, fizicno pa so datoteke shranjene na doloce-nem cilindru/sektorju/sledi in od tam jih tudi precitamo, ko jih nalagamo zaobdelavo v primarni pomnilnik. Programski moduli izvajajo preslikavo medlogicno in fizicno lokacijo datotek na disku. Koreni posameznih datotecnihstruktur so t.i. particije (angl. partition), ki lahko nosijo imena logicnih pogo-nov (npr.: Windows – A:, B:, C:, . . . ) ali pa so oštevilcene (npr. Linux – /hda1(IDE diski), /hda2, /sda1 (SCSI diski), sdb2,. . . ).

Datoteka (angl. (data) file) je osnovna enota za shranjevanje podatkov v sekun-darnem spominu (obicajno na disku). Vsaka datoteka ima nekatere osnovnelastnosti: ime, koncnico (karakterizira vsebino) in pot (lokacija v imeniškistrukturi). Vecina datotecnih sistemov loci dva osnovna tipa datotek: tekstovne(vsebujejo ASCII besedilo) in binarne (vsebujejo slike, glasbo, tudi formati-rano besedilo,. . . ). Medtem ko za urejanje tekstovnih praviloma ne potrebu-jemo posebnih programov (vsak operacijski sistem vsebuje preprost urejeval-nik ASCII datotek), za urejanje binarnih datotek potrebujemo splošne aplika-cijske programe, ki znajo delati s podatki v dolocenem formatu zapisa (predva-jati/urejati glasbene datoteke, urejati slike, ipd.). Za urejanje binarnih datotektorej praviloma potrebujemo dodatne programe, ki niso del operacijskega sis-tema. V vecuporabniškem okolju imajo datoteke obicajno še dodatne lastnosti:


Slika 32: Primer hierarhije datotecnega sistema

(Vir: http://linux.startcom.org/docs/en/Introduction toLinux/sect_03_01.html)


lastništvo datoteke (kateremu uporabniku pripadajo), dostopne pravice (bra-nje, zapisovanje, izvajanje), dodatne informacije (arhiviranje), cas dostopa inspremembe datoteke (zaradi inkrementalnega arhiviranja) ter velikost (fizicnavelikost na disku).

Nalaganje in zagon programov seveda implicira prej opisane funkcije za delo zdatotecnim sistemom (iskanje in prenos (delov) programske datoteke v delovnipomnilnik), upravljanje pomnilnika (upravljanje programov in podatkov v de-lovnem pomnilniku ter njihovo (sprotno) shranjevanje na disk) ter v koncnifazi še upravljanje s procesi (dodeljevanje procesorja procesom programov).Nekatere programe zaženemo sami preko ukazov ukazne vrstice, s klikom naikono ali govorno zahtevo racunalniku, po potrebi pa programi lahko za izpol-njevanje zahtevanih funkcij zaženejo tudi drug drugega in si med sabo posre-dujejo za obdelavo potrebne podatke. Zaradi distribuirane obdelave je postalapomemben del operacijskega sistema tudi upravljanje omrežnih funkcij s funk-cionalnostjo interneta ter s tem povezane varnostne funkcije, vendar o tem vecv locenem poglavju.

Ostali sistemski programi

Med sistemsko programsko opremo razen operacijskega sistema prištevamoše druge programe, ki so obicajno del t.i. distribucij operacijskih sistemov,kjer v paketu razen le-tega prejmemo še t.i. uporabne programe. Nekateri žeomenjeni programi ne spadajo pod sistemsko programsko opremo, preostalepa lahko v grobem razvrstimo v naslednje kategorije:

1. Uslužnostni programi (Utilities): mednje spadajo programi, ki opra-vljajo razlicne koristne funkcije (npr.: prevajalniki programskih jezikov,programi za varnostno kopiranje podatkov, antivirusno zašcito, kompri-miranje podatkov, itd.)

2. Nadzorniki performans (Performance monitors) so programi, ki omo-gocajo nadzor in nastavitve racunalniškega sistema s ciljem normalnega(optimalnega) delovanja


3. Nadzorniki varnosti (Security monitors) so programi, ki spremljajo inomogocajo nadzor uporabe racunalniškega sistema, z namenom, da bioptimizirali izrabo in onemogocili neavtorizirano izkorišcanje resursov

4. Aplikacijski strežniki predstavljajo programsko opremo, ki “prinaša”aplikacijo na racunalnik klienta (vecinoma preko HTTP protokola) inomogoca njeno delovanje preko interneta (spletne aplikacije)

5. “Middleware” je programska oprema, ki pomaga razlicnim aplikacij-skim programom pri izmenjavi podatkov in skupnem delovanju

Med sistemsko programsko opremo nekako prištevamo še t.i. programerskaorodja (angl. programming enivironments), ki predstavljajo nadgradnjo pre-vajalnikov programskih jezikov. Sodobna programerska orodja vkljucujejo vi-zualna programska okolja (IDE – Integrated Development Environment), kiprogramerjem pomagajo najti, identificirati in minimizirati pogostost pojavlja-nja napak med razvojem programov. Sem sodijo:

1. Graficna programska okolja (Graphical Programming Interfaces) inte-grirajo nacrtovanje graficnih uporabniških vmesnikov s programiranjemfunkcij programov in obicajno vkljucujejo tudi dostop do podatkovnebaze

2. Programski urejevalniki (Programming Editors) so obicajno del grafic-nih programskih okolij, lahko pa so tudi samostojni; omogocajo izbolj-šano berljivost programov z uporabo oznacevanja sintakse (angl. syntaxhighlighting) in ustreznim zamikanjem (struktura programa)

3. Razhrošcevalniki (Debuggers) so programi, ki omogocajo programer-jem najti mesto napake s sledenjem skozi izvajanje programa in/ali spre-mljanjem sprememb vrednosti ustreznih spremenljivk ali preprosto najtimesto v programski izvorni kodi, kjer program iztiri

Za razvoj programske opreme so bile razen omenjenih programskih okolij raz-vite še metodologije, ki podpirajo sistematicen pristop k izgradnji programske


opreme (programsko inženirstvo). Programerska orodja, ki podpirajo ome-njene metode, s kratico imenujemo CASE orodja (angl. Computer-AidedSoftware Engineering). Vkljucujejo uporabo programskih okolij pri razvojuin vzdrževanju programske opreme (npr. spremljanje verzij, ustvarjanje varno-stnih kopij, itd.). Veckrat predstavljajo tudi nadgradnjo omenjenih program-skih orodij (angl. programming tools) in omogocajo kombinacijo vec orodij vokviru ene aplikacije s skupnim uporabniškim vmesnikom (nacrtovanje, ure-jevalniki, prevajalniki, povezovalniki, razhrošcevalniki. . . ).

Primer: UML CASE orodja tipicno vkljucujejo

1. Orodja za modeliranje podatkov (data modeling tools)

2. Orodja za avtomatsko generiranje kode (code generation tools) in

3. Programska orodja za posamezne programske jezike in ciljne operacij-ske sisteme

Programski jeziki

Sedaj je cas, da povemo še nekaj vec o programskih jezikih. Omenili smože strojni jezik, sestavljen iz zaporedij 1 in 0, ki ga procesorji interpretirajoneposredno in njegovo ”cloveško-berljivo” (angl. human-readable) razlicico –zbirni jezik. Sodobni programi so prekompleksni, da bi jih lahko sprogramiralizgolj v zbirnem jeziku, katerega kompleksnost je s kompleksno strukturo inmožnostmi sodobnih procesorjev prav tako rasla.

Programski jeziki so razdeljeni v generacije, kot so se razvijali:

1. strojni jezik (1. generacija) – ukazi sestavljeni iz 0 in 1

2. zbirni ali simbolicni jezik (2. generacija) – ukazi predstavljeni z zbra-nimi logicnimi simboli (npr. “ADD, MOVE,. . . ”)


3. visokonivojski programski jeziki:

(a) 3. generacije:

i. strukturni (Fortran, Basic, Pascal, C, Cobol, idr.)

ii. objektni (C++, Java, C#)

(b) 4. generacije

i. povpraševalni jeziki (SQL,. . . )

(c) 5. generacije

i. še niso v celoti razviti (umetna inteligenca, naravni jezik,. . . )

4. skriptni jeziki

(a) JavaScript, PHP, Perl, VBScript, Python

5. oznacevalni jeziki

(a) HTML, XHTML, XML, VRML

Skriptni in oznacevalni jeziki so bili razviti za potrebe spletnih aplikacij in jihne moremo uvrstiti v že omenjene generacije, saj so se razvili zaradi potrebepo cim boljši predstavitvi staticnih vsebin (oznacevalni jeziki) in uvedbi dina-micnih vsebin v spletišca (skriptni jeziki).

Visoko-nivojski programski jeziki so bili zasnovani zaradi narašcajoce (struk-turne) kompleksnosti aplikacij. Gre za programske jezike, ki jih s pomocjoprevajalnikov prevedemo v zbirni oz. strojni jezik (obicajno gre za dvosto-penjski postopek prevajanja in povezovanja v izvedljivo celoto). Vsak ukazvišjega programskega jezika se torej prevede v vec ukazov zbirnega oz. sim-bolicnega jezika skladno z uporabljeno razlicico ukaza ter tip parametrov inkontekst v katerem je uporabljen. Kot smo že omenili, gre tukaj zraven ob-vladovanja funkcionalne kompleksnosti tudi za obvladovanje strukturne kom-pleksnosti aplikacij. V ta namen je bil najprej razvit strukturni nacin progra-miranja, nato pa objektni nacin programiranja, skladno z naravo problemov


oz. aplikacij, ki jih želimo z njimi realizirati. Vzporedno so nastajali povpra-ševalni jeziki, ki so tudi lahko strukturirani, vendar gre pretežno za jezike, kise ne prevajajo v zbirni jezik, ampak se (kot skriptni jeziki) interpretirajo vdolocenem programskem okolju (npr.: upravljavca podatkovne baze). Zaradipotrebe po shranjevanju kompleksnih struktur podatkov so razvili podatkovnebaze in eden od najprominentnejših predstavnikov povpraševalnih jezikov zadelo z njimi je prav SQL. Ukaze SQL lahko prožimo tudi iz višjih program-skih jezikov preko aplikacijskega programskega vmesnika (API – ApplicationProgramming Interface) upravljavca s podatkovno bazo.

Razvoj programskih jezikov ni zastal, ampak se razvija še naprej v smislu razu-mevanja govornih ukazov – naravnega jezika. Pri programiranju gre vedno zato, da želi clovek racunalnik prepricati, da stori nekaj, kot si je zamislil. Glavnatežava pri programiranju je z dovolj natancno in nedvoumno formulacijo zami-sli, da jo racunalnik lahko pravilno interpretira. Ker je najbolj problematicnanedvoumnost, saj je vezana na kontekst, raziskave potekajo v smeri razume-vanja nenatancno formuliranih ukazov. Dolocen napredek je bil že dosežen naprimer pri krmiljenju inteligentnih sistemov za udobje in asistenco pri vožnjiv avtomobilih (”info-tainment”).

Sedaj že imamo dovolj jasno sliko o tem, kaj programski jezik je, da lahkopostavimo definicijo:

Programski jezik omogoca pisanje programov, ki jih lahko izvajamo na racu-nalniku.

Zaradi velike raznolikosti strojne opreme, zlasti procesorjev, racunalniški pro-grami v splošnem niso prenosljivi med razlicnimi tipi racunalnikov oz. t.i.”platformami” (tip procesorja, operacijski sistem). Do neke mere so racunal-niški programi prenosljivi le v izvorni obliki, medtem ko so prevajalniki zavsako platformo razlicni.

Programski jezik sestavljajo naslednje komponente:

1. sintaksa (doloca ukaze, podatkovne tipe)


2. semantika (doloca pravila uporabe ukazov)

3. programske knjižnice (dostopne preko ukazov iz njihovih API); zlastipri programskih knjižnicah pride do izraza raznolikost platform, omeji-tve pri prenosljivosti programov pa predstavlja predvsem odsotnost do-locenih programskih knjižnic za dolocene platforme, ali pa omejitve vnjihovi rabi, ki lahko izvirajo tudi iz omejitev strojne opreme

Programske jezike v splošnem delimo na:

1. prevajane (izvedba v strojnem jeziku) in

2. interpretirane (izvedba po izvorni kodi)

Prevajanje praviloma zahteva dva programa:

1. prevajalnik (angl. compiler) in

2. povezovalnik (angl. linker)

Slika 33 prikazuje postopek prevajanja od izvorne kode programa do izvedlji-vega oz. izvršljivega (angl. executable) programa. Izvorno kodo najprej ure-dimo (1), nakar sledi prva faza prevajanja, kjer nas prevajalnik opozori na pra-vopisne (sintakticne napake), ce so v programu prisotne. Te popravljamo s tem,da urejamo izvorno kodo (2), dokler le-ta ni sintakticno pravilna. Druga fazaprevajanja (3) k naši prevedeni kodi doda še (reference na) kodo programskihknjižnic, ki jih uporablja naš program. Dobimo izvršljiv program, ki ga lahkozaženemo na racunalniku. Obicajno pri tem naletimo še na logicne (seman-ticne) napake, ki jih moramo prav tako popraviti s popravljanjem/dopolnitvamiizvorne kode. Šele nato je naš program uporaben aplikacijski program ali apli-kacija.

Programske napake locimo na:


Slika 33: Postopek prevajanja programa

1. pravopisne oz. sintakticne napake,

2. logicne oz. semanticne napake,

3. izjeme (angl. exception) oz. predvidljive napake v delovanju,

4. nepredvidljive napake (angl. error) v delovanju.

Za razliko od prevajanja, kjer izvorno kodo prevajamo v strojni jezik racunal-nika, interpretirane izvorne programe ukaz po ukaz izvajajo t.i. interpreterji.Predpogoj za to je seveda sintakticno pravilen izvorni program. SQL, Shell-script (ukazni jezik operacijskega sistema), JAVA script in PHP (programskajezika spletnih aplikacij) so primeri interpretiranih programskih jezikov. Kotvidimo, gre v tem primeru obicajno za posamezne ukaze ali krajše programe,ki v okolju operacijskega sistema, spletnega brskalnika ali sistema za upravlja-nje baze podatkov izvedejo neko specificno aktivnost.

Spletni programi in servisi

Od nastanka Interneta se je pojavila narašcajoca potreba po ucinkoviti spletnipredstavitvi vsebin. Zaradi potrebe po stalnem posodabljanju in aktualizaciji


vsebin ter dvosmerni komunikaciji, so bili razviti t.i. spletni programski je-ziki. Gre za interpretirane programske jezike, katerih ukazi se interpretirajo obprikazu spletnih strani.

Dokumenti za splet so ASCII datoteke, ki so kodirane na poseben nacin, kienolicno oznacuje njihovo strukturo (glava, naslov, odstavek,. . . ). To strukturovsi spletni brskalniki interpretirajo na enak nacin zato govorimo o interpretira-nih programskih jezikih. Vsi aktualni jeziki za oblikovanje spletnih dokumen-tov imajo svoj izvor v jeziku HTML (HyperText Markup Language). Tu sicerne gre za program v klasicnem smislu besede, lahko pa med besedilo vstavimokodo drugih skriptnih programskih jezikov (npr.: JAVA script, PHP).

Medtem ko v primeru HTML, XHTML, VRML ipd. oznacevalnih jezikov go-vorimo v glavnem o formatiranem besedilu, v primeru JAVA script in PHP go-vorimo o spletnih programskih jezikih, namenjenih procesiranju, posredovanjuali zajemu informacij preko spleta. V primeru PHP (Hypertext Preprocessor)gre za skriptni jezik, ki ga enostavno vgradimo na ustrezna mesta v HTML be-sedilu in nam omogoca izvajanje ukazov na spletnem strežniku (za razliko odJAVA script, kjer obdelava poteka lokalno na strani brskalnika). Ker gre za ti-picne konfiguracije (operacijski sistem, spletni strežnik, brskalnik, podatkovnabaza, spletni program), ki morajo med sabo tesno sodelovati, so se pojavile t.i.spletne platforme, kot je na primer LAMP (Linux – Apache – MySQL – PHP).Zainteresirani bralec bo širšo razlago in povezave na dodatne informacije dobilv (Debevc & Vlaovic, 2001).

Za fleksibilen nacin kreiranja in izmenjave informacij preko spleta je bilo trebaoblikovati format, ki ne bo odvisen od predstavitve formatov v tej ali oni po-datkovni bazi sodelujocih racunalnikov, pa bo vseeno nedvoumno dolocal vse-bino podatkovnih sporocil med njimi. Ta format – XML (Extensible MarkupLanguage) je definiral in vzdržuje World Wide Web Consortium (W3C) in jepostal standard za izmenjavo vseh vrst informacij preko spleta. Gre za najširšeuporabljen standard za elektronsko izmenjavo informacij (EDI, angl. Electro-nic Data Interchange).


Slika 34: Izmenjava EDI sporocil preko SOAP protokola

(Vir: Inder Nandrajog, CIS Management of IS, Spring 2001http://web.njit.edu/~turoff/coursenotes/IS679/sample/soap.htm)

Kaj so torej spletni servisi? To so programske komponente, zasnovane na sple-tni in objektni paradigmi programiranja ter tehnologijah za elektronsko pove-zovanje razlicnih uporabnikov in platform. Zaradi boljšega medsebojnega de-lovanja spletnih servisov je bil zasnovan projekt UDDI (Universal Description,Discovery and Integration). Gre za vrsto repozitorija procesov in pripadajocihspletnih servisov. Podpira XML in SOAP (Simple Object Access Protocoloz. danes Service Oriented Architecture Protocol), kjer je SOAP protokol zaizmenjavo XML sporocil v racunalniških omrežjih – neko vozlišce (klient) po-šlje zahtevo drugemu vozlišcu (strežnik), ki mu takoj odgovori z rezultatompovpraševanja (Slika 34).


Aplikacijska programska oprema

Kot uporabnik se z operacijskim sistemom srecujemo vecinoma le posredno– uporabljamo ga za zagon aplikacijskih programov, ki nam omogocajo izvr-ševanje razlicnih nalog (aplikacij) s pomocjo racunalnika. Glede na vrsto tehnalog locimo razlicne vrste aplikacijskih (uporabnih) programov.

Splošna aplikacijska programska oprema

Za zakljucek si poglejmo še katero programsko opremo prištevamo med t.i.splošno aplikacijsko programsko opremo. Gre za programsko opremo, raz-vito pod COTS ali odprto-kodno licenco, namenjeno splošni uporabi oz. vecraznovrstnim uporabnikom.

Obicajno med splošno aplikacijsko programsko opremo prištevamo:

1. Spletne brskalnike

2. Programe za e-pošto, takojšnja sporocila, Web-log ali Blog programe

3. Programe za obdelavo besedil in namizno založništvo

4. Programe za izdelavo preglednic in predstavitev

5. PIM (Personal Information Manager) in Groupware programe. . .

Spletni brskalniki (angl. browser) so programi, namenjeni brskanju (iskanjuinformacij) po spletu. Postali so univerzalna programska platforma tudi zaspletne aplikacije. Tipicni predstavniki takšnih programov so na primer: Mi-crosoft Explorer, Netscape Navigator, Opera, Mozilla Firefox,. . .

E-poštni programi so programi za komunikacijo po internetu – pošiljanje /sprejemanje e-poštnih sporocil. V osnovi gre pri elektronski pošti za ASCII


kodirana sporocila. MIME (Multipurpose Internet Mail Extension) je vecna-menska razširitev internetne pošte in standard za pripenjanje binarnih datotekelektronski pošti. Omogoca tudi oznacevanje tipa dodatkov, ki jih prilepimo kelektronski pošti. E-poštni programi praviloma omogocajo komunikacijo takoz intranetom kot z ekstranetom. To so na primer: Outlook Express, MozillaThunderbird, Microsoft Outlook, Lotus Notes,...

V zadnjem casu se je s pojavom socialnih omrežij razmahnila uporaba t.i. pro-gramov za takojšnja sporocila (angl. Instant messaging ali IM). Ti programiomogocajo trenutno (takojšnjo) komunikacijo preko e-sporocil, ki so tipicnokrajša od e-pošte in neformalna (kot npr. SMS (angl. Short-Message-Service)v GSM omrežjih). To so na primer: IRC, Skype, Empathy,. . .

Za sodelovanje imamo koncno še t.i. Web-log ali blog programe. Gre za sple-tne programe, ki nam olajšajo oblikovanje in hrambo lastnih spletnih strani vobliki osebnega dnevnika in tipicno vsebujejo sveže informacije o neki temiali sklopu tem, ki nas zanimajo.

Programi za obdelavo besedil (angl. word processors) nam omogocajo ustvar-janje, urejanje, pregledavanje in izpis dokumentov. Obicajno tu ne gre leza ASCII besedila, ampak formatirane dokumente, ki so shranjeni v binarniobliki. Tipicni predstavniki so: Microsoft Word, Lotus WordPro, OpenOfficeWriter,. . .

Programi za namizno založništvo (angl. desktop publishing) nam omogocajoizdelavo materialov, ki izgledajo kot profesionalno oblikovani dokumenti, pri-pravljeni za izpis/tisk ali objavo na spletu. Tipicni predstavniki so: AdobePageMaker, Microsoft Publisher, QuarkXPress,. . .

Elektronske preglednice (angl. spreadsheets) so programi, ki nam omogocajohrambo in izracune na podlagi delovnih listov, razdeljenih na vrstice in stolpce.Omogocajo tudi tvorbo grafikonov na podlagi izracunanih podatkov. Tipicnipredstavniki so: Microsoft Excel, Lotus 1-2-3, OpenOffice Calc,. . .

Predstavitveni programi (angl. presentation managers) so programi, ki omogo-cajo multimedijske predstavitve, vkljucujoc grafiko, slike, animacije in video


posnetke. Tipicni predstavniki so: Microsoft PowerPoint, Lotus Freelance,OpenOffice Impress,. . .

Upravljavci osebnih informacij (angl. Personal Information Manager ali PIM)so programi za koncne uporabnike, ki so namenjeni vecji produktivnosti inlažjemu sodelovanju. Gre za elektronsko razlicico rokovnikov oz. terminerjev,ki lahko hranijo podatke o strankah, sestankih, opravilih, casovnice,. . . Tipicnipredstavniki so: Lotus Organizer, Microsoft Outlook, Evolution,. . .

Vecji produktivnosti in intenzivnejšemu sodelovanju pri projektih so name-njeni tudi programi za skupinsko delo (angl. Groupware). Ti programi podpi-rajo delovne skupine pri sodelovanju na nalogah in nudijo poenoteno e-pošto,forume, podatkovne baze, medsebojne video-konference, ipd. Tipicni pred-stavniki so: Lotus Notes, Novell GroupWise, Microsoft Exchange,. . .

S tem pregledom aplikacijske programske opreme zakljucujemo poglavje oprogramski opremi, programih in programskih jezikih. Vecino omenjenih splo-šnih aplikacijskih programov študenti pri svojem delu ali zabavi že sami upo-rabljate, zato ne potrebujejo posebne razlage. Dobro pa je, da se zavedateklasifikacije le-teh.

Uporabniška programska oprema

Zadnje skupine aplikacijske programske opreme – uporabniške programskeopreme ne bomo posebej opisovali, saj po eni strani gre za specificne pro-grame, ki so pisani na kožo enemu ali manjši skupini uporabnikov in služijotocno dolocenemu namenu, po drugi strani pa je njihova struktura z uporab-niškega vidika obicajno enostavno dojemljiva. Omogocajo vnos podatkov,njihovo procesiranje in hranjenje ter oblikovanje izpisov rezultatov v oblikiekranskih slik ali pisnih porocil. Tipicni predstavnik, ki ga vsi poznate je AIPS.Ceprav je študentska populacija številcna, vseeno gre za specificno program-sko opremo, namenjeno le vam in samo vaši izpitni evidenci.


Programska okolja

Programska okolja so zbirke aplikacijskih programov, ki imajo dolocene sku-pne lastnosti:

• Povezuje jih skupna funkcionalnost

• Pogosto imajo programi zelo podobne uporabniške vmesnike

• Vgrajene so možnosti za enostavno medsebojno izmenjavo podatkov

Tipicne predstavnike iz skupine COTS aplikacijske programske opreme smože omenili (npr.: programi za avtomatizacijo pisarniškega poslovanja – t.i.”Office programi”). Uporabniška programska oprema za vodenje poslovanjaima obicajno prav tako omenjene lastnosti (npr. ERP sistemi, študentske evi-dence oz. AIPS, ipd.). Tukaj je težko potegniti mejo locnico med COTS inuporabniško programsko opremo, saj veckrat gre za komercialno programskoopremo, ki jo ponudniki naknadno ”ukrojijo” za potrebe koncnega uporabnika.

Študijski primeri

Uporaba spleta, elektronske pošte in urejevalnikov besedil

V okviru prve naloge boste sestavili svoj življenjepis na osnovi predloge EU.Navodila najdete na spletu (http://www.europass.si/europass_zivljenjepis.aspx).Sestavite ga lahko v obliki dokumenta (MS Word ali OpenOffice Writer) alitako da izpolnite življenjepis na spletni strani Europass, nato pa dokumentprenesete na svoj racunalnik. Izkoristite pa lahko tudi možnost vnosa svojihpodatkov preko spleta in preverite še druge možne formate in nacine prikazasvojega življenjepisa.

Ko boste s tem koncali, sestavite elektronsko sporocilo, kateremu priložite svojživljenjepis. Zamislite si, da se prijavljate na razpis na delovno mesto. Okvirnastruktura sporocila je lahko naslednja:


Od: <vaš e-naslov> (ce ga nimate, si ga izmislite)

Za: <e-naslov osebe, ki ji pišete> (izmislite si ga)

Zadeva: Življenjepis/<Vaše ime>

Spoštovani g./ga. <oseba, ki ji pišete>,

želim se vam predstaviti... Zato prilagam svoj življenjepis.

Lep pozdrav,

<vaše ime>

Uporaba elektronskih preglednic

Elektronske preglednice nam omogocajo pregledno predstavitev podatkov, nji-hovo urejanje in obdelavo. Celice preglednic lahko hranijo števila, besedilo,datume, ipd. in funkcije, ki jih lahko uporabimo nad vnesenimi podatki, dana podlagi njih izracunamo želene rezultate. Te rezultate lahko prikažemo kotgrafikone, pri cemer si lahko pomagamo s številnimi vnaprej definiranimi tipigrafikonov, ki jim kot osnovo podtaknemo naše podatke in izracune.


Racunalniška omrežna oprema (netware)

V tem poglavju bomo širše obravnavali racunalniško omrežno opremo (angl.netware). V ta namen bomo najprej razložili pomen komunikacije in teleko-munikacijskih omrežij. Uvedli bomo pojem komunikacijske mreže in njihovoklasifikacijo ter identificirali komponente telekomunikacijskih omrežij. Sle-dila bo podrobnejša predstavitev osnov racunalniških omrežij z opisi topologij,komponent in protokolov, ki so v rabi v racunalniških omrežjih.

Komunikacije mreže lahko delimo glede na razlicne kriterije: vrsto informacij,prostranost/obseg, namen, vrsto komunikacijskega medija, itd. Glede na vrstoinformacij jih delimo na mreže za govorno in mreže za podatkovno komunika-cijo, pri cemer v sodobnih mrežah težimo k integraciji obeh. Po prostranostimreže delimo na lokalne (angl. Local Area Networks oz. LAN), ki so omejenena eno stavbo ali njen del in prostrane (angl. Wide Area Networks oz. WAN),ki pokrivajo vecja zemljepisna podrocja. Mreže po namenu delimo na privatnein javne. V privatnih imajo dostop le omejene skupine uporabnikov ali posa-mezniki. Glede na uporabnike privatne mreže delimo na akademske (študenti,raziskovalci,. . . ), poslovne (npr. bancne), mreže sistemov (npr. nadzor distri-bucije elektricne energije, ipd.). Javne mreže so dostopne vsem uporabnikompod dolocenimi pogoji, ki so predmet sporazuma med uporabniki in mrežnimoperaterjem (npr.: javne WLAN dostopne tocke). Glede na vrsto medija mrežev splošnem delimo na žicne (prenos informacij po žici – telefonska parica, ko-aksialni kabli, UTP kabli, opticni kabli) in brezžicne (prenos informacij po etru– radijski valovi/frekvence).

Sedaj smo dodobra spoznali vrste komunikacijskih mrež in že lahko postavimodefinicijo komunikacije.

Komunikacija je izmenjava podatkov med najmanj dvema udeležencema.

Osnovna nacina izmenjave podatkov sta:

1. komutacija kanalov, ki je primerna za kontinuiran prenos informacij oz.podatkov v realnem casu; npr.: govor (telefonsko omrežje) in


2. komutacija paketov, ki nam omogoca boljšo izkorišcenost kapacitete ko-munikacijskega kanala, saj je le-ta zaseden le v casu prehoda paketa;npr.: prenos podatkov (internet).

Telekomunikacijska mreža je kateri koli sistem, ki prenaša sporocila od poši-ljatelja k prejemniku.

Primeri sodobnih telekomunikacijskih mrež so:

1. Internet – vec o njem malo kasneje

2. Fiksna telefonska javna mreža se je prvotno odvijala analogno s komu-tacijo kanalov po telefonski parici (angl. twisted pair); z digitalizacijotelefonskih povezav so dosegli vecjo hitrost in kakovost prenosa (po op-ticnih povezavah), omogocena pa je tudi integrirana rešitev prenosa go-vora in podatkovnih paketov (faks, internet) brez dodatnih posegov oz.širitve mreže

3. Globalni sistem mobilnih komunikacij (GSM) podrocja pokrivajo t.i. ce-lice (radijski signal je zagotovljen na dolocenem podrocju; v Evropi de-luje na dveh omejenih frekvencnih pasovih 900MHz in 1800 MHz za ka-tera operaterji državi placujejo koncesnine; razen govorne komunikacijeomogocajo izmenjavo kratkih (multimedijskih) sporocil (SMS – ShortMessage Service, MMS – Multimedia Messaging System) in brezžicendostop do interneta (WAP – Wireless Application Protocol)

Nove generacije mobilnih komunikacijskih mrež omogocajo vecje hitrosti pre-nosa podatkov in manj motenj na govornih kanalih. GPRS (General PacketRadio Service) ali t.i. 2.5G omrežje omogoca vzpostavitev neposredne pove-zave z internetom (WAP) s hitrostjo do 140kb/s. Brezžicni dostop do internetaje omogocen skozi krmilno enoto za upravljanje paketnega prenosa podatkovv GSM bazni postaji. UMTS (Universal Mobile Telecommunication System)ali t.i. 3G omrežje deluje na frekvencah 1900-2100MHz in omogoca multime-dijske komunikacije (video-telefonijo) in vecjo hitrost brezžicnega dostopa do


interneta (do 21,6 Mb/s). V prihodnosti je napovedano povezovanje fiksnih inmobilnih omrežij.

Komponente telekomunikacijskih mrež

Komponente telekomunikacijskih mrež so telekomunikacijski terminali (semprištevamo zraven telefonov in faksov ter drugih komunikacijskih naprav tudiracunalnike vseh tipov in velikosti, ki mrežo uporabljajo za medsebojno ko-munikacijo).

Terminali so katera koli vhodno/izhodna naprava, ki uporablja mrežo za poši-ljanje/sprejem podatkov.

Telekomunikacijski procesorji so naprave, ki podpirajo sprejem in pošiljanjepodatkov.

Telekomunikacijski kanal je medij preko katerega se prenašajo podatki.

Telekomunikacijska upravljavska programska oprema so programi, ki upra-vljajo in nadzirajo vse aktivnosti v telekomunikacijski mreži.

Racunalniška mreža predstavlja skupino racunalnikov, ki so med sabo pove-zani preko komunikacijskega medija in so lahko poljubno oddaljeni. Racu-nalniško omrežje predstavlja sistemsko-programsko celoto, v kateri se podatkiprenašajo po komunikacijskih kanalih od enega do drugega vozlišca mreže.Vsak udeleženec v komunikaciji predstavlja vozlišce omrežja (node). Vsi po-datki, ki se prenašajo od enega do drugega vozlišca morajo preko prenosnegakanala. Lastnosti prenosnega kanala dolocajo hitrost prenosa podatkov - pre-pustnost kanala.

Mrežne topologije

S.A.Tanebaum (1988) je postavil temelje nacrtovanja racunalniških mrež (to-pologije) na visoko strukturiran nacin – vecinoma hierarhicno – velikost, vse-


Slika 35: Vodilo (bus)

(Vir: Wikipedia)

bina in funkcija se od mreže do mreže razlikujejo. Tukaj predstavljamo nekajarhetipov mrežnih topologij.

Vodilo (bus) topologija (Slika 35) vsebuje vozlišca, povezana linearno po sis-temu racunalniškega vodila. Glavna prednost te topologije je enostaven pri-klop in manj ”kabliranja” (polaganja povezovalnih kablov), glavna pomanjklji-vost pa, da prekinitev mreže na kateri koli tocki pomeni prenehanje delovanjamreže.

Prstan (ring) topologija (Slika 36) vsebuje vozlišca povezana tako, da imavsako vozlišce v mreži natanko dva soseda. Paket informacij kroži po omrežjudokler ne doseže ciljnega vozlišca. V tem casu morajo biti vsa ostala vozlišca“tiho” (ne morejo oddajati zaradi zasedenosti mreže). Je manj obcutljiva odtopologije vodila, saj njena prekinitev pomeni le nedostopnost od tocke preki-nitve naprej, vendar tudi ta ni vec v rabi. Namesto nje se je razmahnila uporabatopologije zvezde.


Slika 36: Prstan (ring)

(Vir: Wikipedia)


Slika 37: Zvezda (star)

(Vir: Wikipedia)

Vozlišca topologije zvezde (star) (Slika 37) za priklop na omrežje uporabljajot.i. koncentrator (hub, switch ali router). Njena slabost je potreba po kon-centratorjih, preko katerih vozlišca komunicirajo med sabo in z oddaljenimivozlišci pri drugih koncentratorjih. Njena glavna prednost pa je – ce nek kon-centrator odpove, to pomeni, da samo nanj povezana vozlišca niso dostopna,preostala mreža pa normalno deluje.

Povezovanje racunalnikov v mreže

Osnovni razlogi za povezovanje racunalnikov v omrežja so:

1. enostaven dostop do deljenih skupnih vsebin (podatkov)


2. podatke med uporabniki enostavno in hitro izmenjujemo

3. delitev drage opreme med vec uporabniki (npr. barvni laserski tiskalnikali risalnik)

4. porazdeljena obdelava podatkov

5. zabava (mrežne igre)

Povedali smo že kaj sta telekomunikacijska in racunalniška mreža. Sedaj jecas da postavimo definicijo racunalniškega omrežja.

Racunalniško omrežje je skupek medsebojno povezanih racunalnikov, ki ko-municirajo po enem ali vec protokolih prenosa podatkov.

Protokol je nabor pravil in dogovorov o komunikaciji med napravami.

Pri racunalniških omrežjih obicajno govorimo o LAN omrežjih, saj WAN omrežjapravzaprav predstavljajo le vec med sabo povezanih LAN omrežij. Internet jenajvecje svetovno racunalniško omrežje, ki združuje številna tehnološko hete-rogena lokalna omrežja v enoten “medmrežni” prostor zato ga vcasih imenu-jemo tudi Medmrežje.

Standard za povezovanje racunalniških omrežij je Ethernet, ki omogoca, da siisti prenosni medij delita dve ali vec vozlišc v omrežju. Sestavljajo ga komu-nikacijski protokoli in mrežne arhitekture: vodilo (bus), prstan (ring), zvezda(star).

Glede na vlogo vozlišc v omrežju locimo dve logicni arhitekturi racunalniškihomrežij, t.i.:

1. Odjemalec-strežnik (angl. client-server) omrežja, v katerih je lahko tudivec obojih in

2. Vsak-z-vsakim (angl. peer-to-peer oz. P2P) omrežja, v katerih so vsiracunalniki enakopravni (lahko so hkrati odjemalci in strežniki).


P2P omrežja pogosto srecamo, kjer si želimo deliti dolocene vsebine prekoInterneta (npr.: eMule, BearShare, Shareaza, LimeWire itd.), v uporabi pa sotudi pri internetni telefoniji.

Arhitektura odjemalec-strežnik je zasnovana na principu – postrežen je le tistiodjemalec, ki poda zahtevo. Racunalnik, ki streže zahteve imenujemo strežnikali v slengu pogosto ”server”. To je racunalnik, ki daje na voljo in posredujepodatke, servise in naprave registriranim odjemalcem. Hkrati ima odgovornostnadzora nad varnostjo podatkov in lahko nadzira aktivnosti odjemalcev. Ra-cunalnik, ki prejema podatke od strežnika imenujemo odjemalec ali v slengu”klient”. Le-ta nam omogoca dostop do podatkov in servisov, ki jih nudi stre-žnik. Odjemalci lahko med sabo tudi izmenjujejo podatke s posredovanjemstrežnika; takšna izmenjava je praviloma nekoliko pocasnejša kot pri P2P po-vezavi, je pa varnejša. Princip delovanja strežnika je analogen delovanju npr.klicnega centra podjetja – uporabnik po telefonu postavlja vprašanja in prejmeinformacije.

V LAN obstaja vec tipov strežnikov:

1. avtorizacijski

2. datotecni

3. E–mail

4. Web

5. Backup. . .

Omrežna oprema

Omrežna oprema, ki jo uporabljamo v racunalniških omrežjih sestavljajo na-slednji tipi naprav:

1. Modem


2. Repetitor (hub)

3. Stikalo (switch)

4. Usmerjevalnik (router) - prehod (gateway)

Modem (angl. MOdulator-DEMmodulator) je naprava za pretvorbo podatkovv obliko primerno za prenos po telekomunikacijskih linijah. Modem pri po-šiljanju podatkov modulira digitalni signal iz racunalnika v analogni signal inobratno pri sprejemu.

Podobno kot pri omrežnem delilniku napajanja elektricnih naprav se je tudi priomrežnih napravah pojavila potreba po delitvi ali razširitvi (obsega) omrežnepovezave, ki nam jo nudi npr. modem. Repetitor (angl. hub) predstavlja spojvseh mrežnih kablov, ki se vežejo nanj in tvori skupen medij za prenos paketovpovezanih racunalnikov. Pri tem lahko pride do trkov paketov, ki jih HUB samne more razrešiti. Enako vlogo imajo stikala, ki so ”pametnejša” od repeti-torjev in bolje prenašajo obremenitve prometa. Stikalo (angl. switch) internopreklaplja zveze med povezanimi racunalniki in na ta nacin navidezno ustvarineodvisne zveze preko prenosnega medija (med racunalnikom, ki pošilja in ra-cunalnikom, ki sprejema podatke). S tem stikalo lahko zmanjša število trkov(angl. collisions) na Ethernet mreži.

Usmerjevalnik (angl. router) uporabimo, ko želimo povezati mreže razlic-nih karakteristik (npr.: razlicnih protokolov, razlicnih operacijskih sistemov).Preko usmerjevalnika lahko LAN prikljucimo na Internet. Sodobni usmerje-valniki služijo tudi kot požarni zidovi (angl. firewall), ki šcitijo omrežje prednezaželenimi podatki.

Usmerjevalniki imajo v telekomunikacijskih omrežjih funkcijo prehodov (angl.gateway). Prehod lahko vsebuje naprave, kot so prevajalniki protokolov, na-prave za usklajevanje upornosti, pretvorniki hitrosti prenosa, izolatorji napak,pretvorniki signalov za zagotavljanje inter-operabilnosti komunikacijskih sis-temov. Vloga prehoda zajema vzpostavitev vzajemno sprejemljivih admini-strativnih procedur med obema omrežjema. Prehod z izvedbo konverzij proto-


Slika 38: Omrežne naprave v racunalniški mreži

(Vir: Wikipedia)

kolov izvaja prevajanje/usklajevanje protokolov povezanih heterogenih omre-žij.

Slika 38 prikazuje tipicno postavitev omrežnih naprav in terminalov v racunal-niškem omrežju.

Internet

Internet je globalno racunalniško omrežje. Slikovito ga lahko predstavimokot pajkovo mrežo, ki povezuje racunalnike po celem svetu (Slika 39). Za


Slika 39: Internet

(Vir: http://www.unc.edu/~unclng/Internet_History.htm)

povezavo na internet racunalniki uporabljajo telefonske linije, opticne kable,mrežne kable ali brezžicne povezave.

Internet je globalna javna dobrina – ne pripada nikomur in nihce si ga ne la-sti. Celoten internetni prostor v fizicnem in informacijskem smislu imenujemocyberspace. Uporaba interneta kot takšnega ni placljiva, uporabnik pa lahkoima stroške nabave opreme in stroške vzpostavitve komunikacijske povezave.Organizacije, ki nudijo usluge priklopa na internet imenujemo ISP-ji (angl.Internet Service Provider).

Ni odvec ce se na kratko seznanimo z zgodovino interneta, da bomo lažjerazumeli vzgibe, ki so vodili njegove pionirje in Internet, ki je na podlagi tehnastal skozi cas in prerasel prvotno idejo, ceprav je v osnovi obdržal prvotnozamisel – povezovanje heterogenih omrežij.

V ZDA so leta 1958 ustanovili institucijo za napredno raziskovanje – ARPA(Advanced Research Projects Agency). Naloga te organizacije je bila izgra-


dnja racunalniškega omrežja, ki bi lahko neovirano delovalo tudi ce bi bil njenvecji del unicen (npr. po jedrskem napadu). Raziskovanje se je zacelo leta1968 in prvi rezultat je bilo testno racunalniško omrežje ARPANET, ki je po-vezovalo 4 univerze v ZDA (4 racunalnike z razlicnimi operacijskimi sistemi).To omrežje smatramo za predhodnika Interneta. Nadaljnji miljski kamni pla-sticno prikazujejo razmah interneta:

1. 1971 – v ARPANET povežejo 23 racunalnikov (predvsem za vojaškenamene)

2. 1987 – ARPANET pocasi preraste v Internet, ki povezuje okoli 10.000racunalnikov vec akademskih institucij in neha biti vojaško omrežje

3. 1989 – 100.000 povezanih racunalnikov; Internet postane svetovno omrežje

4. 1991 – povezuje 33 držav s 700.000 racunalniki

5. 1992 – povezuje 49 držav z 1.200.000 racunalniki

6. 1993 – Bela hiša in Združeni narodi so dostopni preko Interneta; pojavprvih komercialnih oglaševalcev; 59 držav z 2.000.000 racunalniki

7. 1994 – 75 držav z 3.500.000 racunalniki; popularizacija Interneta naosnovi WWW servisa

8. 1996 – 50.000 racunalniških omrežij z okoli 6.000.000 racunalniki; In-ternet uporablja okoli 40 milijonov ljudi

9. 2007– Internet postaja nuja vsakdanjika; uporablja ga okoli milijardaljudi v skoraj vseh državah sveta

Ta skokovit razvoj je dobro izrazil Bill Gates: ”Internet je plimni val. Odpla-vil bo racunalniško in druge industrije in potopil tiste, ki se ne bodo nauciliplavati na njegovih valovih!”

Kaj potrebujemo za povezavo z Internetom? Odvisno od tocke priklopa potre-bujemo mrežno kartico, ki omogoca žicno ali brezžicno povezavo na LAN alimodem (npr.: telefonski, kabelski, GPRS, UMTS,. . . ).


Omrežje od nas zahteva doloceno konfiguracijo lastne Internetne povezave:

1. IP številka

2. Številka prehoda

3. Številka DNS strežnika

4. Nacin dostopa (PPP, LAN, WLAN, WWAN, ipd.)

5. Posebne zahteve:

(a) uporabniško ime in geslo

(b) SSID (WLAN)

(c) APN (za WWAN – GPRS ali UMTS omrežja)

Seveda moramo za povezavo z internetom, razen omenjenih pristopnih podat-kov, ki definirajo nas kot uporabnika, omrežje na katerega se prikljucujemoin nacin naše povezave, govoriti tudi ustrezen ”jezik”. Na najvišjem nivoju(operacijskega sistema) je ta jezik poenoten, na nižjem pa zaradi raznolikostiopreme nujno prihaja do razlik pri izvedbi, vseeno pa je bilo potrebno na ni-voju servisov, ki jih nudijo, poenotiti vec nivojev komunikacijske opreme –odtod standardizacija.

Najpomembnejša protokola sta na najvišjem nivoju TCP (Transmission Con-trol Protocol) in IP (Internet Protocol). Naloga TCP protokola je, da se podatkimed prenosom ne izgubijo, naloga IP protokola pa, da poišce pot od enegaracunalnika do drugega. Ker sta povezana (ne moreta eden brez drugega), vec-krat govorimo kar o TCP/IP protokolu. Slika 40 prikazuje vse nivoje po nivojih– ISO/OSI referencni model (zaradi oblike mu veckrat recemo tudi ”ISO/OSIProtocol Stack”).

Pot podatkov se ob uporabi ISO/OSI modela zacne pri aplikaciji, ki podatkepošilja. Le-te preda transportnemu nivoju, ki jih razbije na pakete (najmanjše


Slika 40: ISO/OSI sklad protokolov


enote prenosa). Da se ne izgubijo in ohranimo strukturo podatkov, jih na temnivoju opremimo z zaporedno številko in ostalimi podatki ter jih shranimo vglavi paketov. Omrežni nivo doda izvor in cilj v glavo paketov. Nivo podat-kovne povezave doda podatke o vozlišcu v glavo paketov in jih preda fizicnemunivoju, da jih prenese. Na drugi strani ustrezni nivoji berejo podatke iz glavepaketa ter izlušcijo vsebino, ki jo na koncu spet sestavijo v celoto glede nazaporedne številke paketov.

Podatke, ki jih pošiljamo po internetu, zaradi raznolike dolžine in strukture terkapacitet prenosnih medijev razbijemo na pakete enake strukture in dolocenemaksimalne velikosti. Vsak paket na svoji poti do cilja išce najmanj obreme-njeno (najhitrejšo) pot.

Struktura paketa:

1. Glava (header) vsebuje naslov prejemnika sporocila

2. Informacijski del vsebuje izbrani del izvornega sporocila

3. Zaglavje (flag) vsebuje naslov pošiljatelja sporocila, zaporedno številkopaketa, pariteto (kontrola) in še nekaj upravljavskih informacij

Ko vsi podatki pridejo na cilj, se združijo v celoto. Osnova delovanja Internetasloni na arhitekturi odjemalec–strežnik, ki omogoca zmanjšanje obremenjeno-sti prenosnih poti.

Že prej omenjeni TCP protokol omogoca zanesljivo povezavo med dvema ra-cunalnikoma – zagotavlja dostavo paketov v pravilnem vrstnem redu, ce tani mogoca, pa sporoci napako. V istem ISO/OSI modelu je možno uporabitiUDP (User Datagram Protocol) protokol za manjše podatke, ki se pravilomaprenesejo v enem paketu. Le-ta ne zagotavlja prispetja paketov, pravilnegavrstnega reda le-teh in ne preverja podvojenih paketov. Omogoca prenos pa-ketov (datagramov), ki so med sabo neodvisni. Tipicni primeri uporabe tegaprotokola so: pošiljanje tocnega casa, preverjanje delovanja povezave (ping),


Tabela 2: Vrata znanih internetnih servisov

Protokol Številkavrat

Opis

HTTP 80 ali8080

protokol za prenos spletnih strani

HTTPS 443 protokol za varen prenos spletnihstrani (uporaba protokola SSL)

SMTP 25 protokol elektronske pošteTELNET 23 delo na oddaljenem racunalnikuRMI 1099 protokol oddaljenega proženjaping (UDP) preizkus delovanja omrežjaFTP 20 in 21 protokol za prenos zbirk

ipd. Ker ne potrebuje vnaprejšnje vzpostavitve povezave med racunalnikomapred prenosom in preverjanja dostave paketov, je ta protokol lahko hitrejši kotTCP. Zaradi njihove narave požarni zidovi v racunalniških omrežjih pogostone prepušcajo UDP paketov.

Vrata (omrežna) so aplikacijsko- ali procesno-specificen programski konstrukt,ki služi kot komunikacijski prikljucek transportnemu nivoju nabora internetnihprotokolov – TCP in UDP protokoloma. Vsaka vrata identificira številka vrat(16-bitna številka iz obsega 0 do 65.535) in IP naslov ter protokol za komuni-kacijo. Dolocene številke vrat (0 do 1023) so rezervirane za znane internetneservise (npr. HTTP ima številko 80). Na vratih se praviloma srecata komu-nikacijska programa – odjemalca in strežnika. Pri strežniku imamo za dolo-cena vrata registrirane ustrezne programe, ki strežejo ves promet na dolocenihvratih. V primeru TCP protokola odjemalec ”govori” neposredno s tem stre-žniškim programom. V primeru UDP protokola pa je številka vrat zakodiranav paketu in jo strežnik sprejme na namenskih vratih, dekodira ter nato posre-duje vsebino paketa ustreznemu strežniškemu programu glede na številko vrat.Tabela 2 vsebuje nekatera najbolj znana vrata internetnih servisov.

IP številka enolicno definira racunalnik na internetu, kot telefonska številka


Tabela 3: Razlaga IP naslova

A B C D164 8 132 245

Legenda:A - številka domene (UM)B - številka omrežja (UM-FL)C - številka racunalnika (My PC)D - enolicno razpoznavna številka racunalnika

enolicno definira telefonski prikljucek. IP naslov je 32 bitno število, sesta-vljeno iz štirih zlogov – 4 decimalnih števil iz obsega 0-255 (4x8 bitov), kiso zaradi preglednosti za prikaz obicajno loceni s piko (npr.: 164.8.132.245).Seveda ta delitev ni le opticna, ampak ima (spet podobno kot pri telefonskihštevilkah) tudi svoj pomen (Tabela 3).

IP naslovi so lahko:

1. stalni/fiksni (imajo jih strežniki)

2. zacasni/dinamicni (imajo jih odjemalci)

Zacasni naslov pridobimo ob priklopu na Internet in je vsakic drugacen – koracunalnik ”odklopimo” z interneta, ta IP naslov postane prost za drugega od-jemalca.

Podobno kot pri telefonskih imenikih so se tudi v primeru racunalniških IPštevilk uveljavila (simbolicna) imena, saj si številke težko zapomnimo. Zlastije uporaba imen razširjena pri dostopu do racunalnikov, ki hranijo in posredu-jejo vsebine na internet – spletnih strežnikov (npr. www.uni-mb.si, mail.fl.uni-mb.si, ftp.arnes.si). Tudi ta imena so sestavljena na dolocen nacin:

1. ime servisa (je lahko www, ftp, smtp, pop,. . . )


2. ime strežnika (ni obvezno – dodeli ga administrator strežnika in pogostooznacuje delovno mesto ali servis, ki ga nudi)

3. ime domene (najpogosteje ime institucije ali podjetja; potrebno ga jeregistrirati s strani državne institucije (npr. Arnes) ali preko posrednika(angl. web hosting providers))

4. ime root domene

Root ali glavna domena je fiksna in je dolocena z mednarodnimi standardi(glede na profil podjetja oz. njegovo primarno dejavnost ali državo kjer jeustanova registrirana):

1. .com (komercialna podjetja)

2. .edu (izobraževalne ustanove)

3. .gov (državne ustanove)

4. .mil (vojaške ustanove)

5. .net (organizacije mrežnih dejavnosti)

6. .org (neprofitne organizacije)

7. .si (Slovenija)

8. .hr (Hrvaška)

9. .de (Nemcija). . .

Preslikavo simbolicnih v številske IP naslove izvajajo namenski strežniki –DNS (Domain Name System). Potrebno je bilo zagotoviti ”telefonski imenik”strežnikov, saj uporabniki uporabljajo simbolicne naslove, racunalniki pa ra-zumejo samo binarne naslove. Najprej je to vlogo opravljal le en strežnik (SRI(Stanford Research Institute)), v katerega hosts.txt datoteki so bili shranjeninaslovi najpomembnejših strežnikov. Zaradi pogostih sprememb, je bil razvit


DNS, ki omogoca avtomatsko sporocanje sprememb naslovov preko omrežjain ga vzdržuje sistem distribuiranih podatkovnih baz, ki deluje na konceptuodjemalec-strežnik. Vozlišca tega sistema imenujemo imenski strežniki (angl.nameservers). Vsaka domena ima vsaj en avtoritativen imenski strežnik, kiobjavlja podatke domene in njenih pod-domen; na vrhu hierarhije (angl. TopLevel Domain oz. TLD) je t.i. korenski imenski strežnik (angl. root nameser-ver).

Internetni servisi

Sedaj, ko smo se spoznali z omrežno infrastrukturo, si lahko pobližje pogle-damo posamezne internetne servise.

Svetovni splet – WWW (World-Wide Web)

WWW ali tudi W3 je najpogostejši in najustreznejši nacin prikaza informacijna internetu. WWW strani so prikazane na uporabnikovem monitorju in sopodobne stranem knjige. ”Rojen” je bil leta 1991 v Švici na inštitutu CERNkot sredstvo med-oddelcne izmenjave raziskovalnih informacij.

Spletne strani (angl. web page) lahko vsebujejo tekst, (animirane) slike, zvokitd. Razen tega lahko vsebujejo še povezave (t.i. linke), preko katerih do-stopamo do novih informacij na povezanih spletnih straneh. Skupino sple-tnih strani, ki se nahajajo na isti domeni in so med sabo povezane s poveza-vami imenujemo spletišce (angl. site). Zacetno stran vsakega spletišca ime-nujemo domaca stran (angl. home page) in služi kot vstopna tocka pri br-skanju po ostalih straneh istega ali povezanih spletišc. Strani lahko pregledu-jemo/brskamo z brskalniki (angl. browser), kot so na primer Internet Explorer,Mozilla Firefox ali Opera. Posamicne strani so, ko so precitane/naložene sstrežnika na naš racunalnik, prikazane v oknu brskalnika.


Povezave, s katerimi lahko skacemo z ene spletne strani na drugo imenujemos polnim imenom hiperpovezave (angl. hyperlink). Skrajšano govorimo obi-cajno o “linkih”. Pri tem je link lahko:

1. katera koli beseda,

2. katera koli slika,

3. ali kak drug element spletne strani.

Obicajno nas ”klik na link” prenese na novo spletno stran v istem oknu, ali pase za prikaz te strani odpre novo okno/zavihek v brskalniku.

Ko dostopamo do vsebin na svetovnem spletu, se obicajno ne zavedamo, kjese vsebine oz. strežnik, ki jih hrani, fizicno nahajajo. Zmotno je tudi pogostoenacenje interneta in svetovnega spleta. V tem primeru gre za odnos ”infra-struktura – aplikacija”, pri cemer internet predstavlja infrastrukturo za to in šeštevilne druge aplikacije (internetne servise).

Kako torej dostopamo do vsebin spletnega strežnika? Poznati moramo ime/IPnaslov spletnega strežnika, vrsto servisa in natancno lokacijo vsebine – URI(Uniform Resource Identifier).

URI enolicno doloca lokacijo vsakega vira na spletu. Sestavljen je iz dvehdelov:

1. URN – Uniform Resource Name, ki doloca ime vira, ne doloca pa nje-gove lokacije (npr.: studenti-prvega-letnika-UN) in/ali

2. URL – Uniform Resource Locator, ki natancno doloca metodo za iskanjevira: protokol+lokacija v omrežju.

Primer: http://fl.uni-mb.si/UN/studenti-prvega-letnika-UN.html


Pa poglejmo ali imamo vse informacije. Protokol za dostop oz. ime servisa je vnašem primeru HTTP in je locen od ostanka URL z ”://”. To je obicajni spletniprotokol, ki nam omogoca objavo podatkov na spletu v obliki t.i. spletnihstrani. HTTP je request/response protokol za komunikacijo med strežnikom inodjemalcem. Preko navedbe URL HTTP odjemalec, kot je na primer InternetExplorer (IE), sproži prenos podatkov po tem, ko je vzpostavil TCP povezavoz oddaljenim spletnim strežnikom. Pred tem, smo ga seveda morali najti –to nalogo je prevzel DNS strežnik, ki je razrešil spletni naslov fl.uni-mb.si. Natem naslovu se obicajno nahaja (korenska ”/”) domaca stran npr.: index.html, kise naloži, ce ne navedemo poti do specificnega spletnega dokumenta. V našemprimeru smo navedli celotno pot do spletne strani in, ce datoteka obstaja, se bonaložila ter jo bo naš brskalnik prikazal.

Svetovni splet nam omogoca izmenjavo razlicnih podatkov na internetu. Sple-tne strani so pripravljene v oznacevalnih jezikih, ki jih spletni brskalniki (bro-wserji), kot je na primer že omenjeni IE, znajo interpretirati. To so na primerrazlicice HTML jezika uveljavljajo pa se tudi njegove razširitve XHTML (raz-širitev z XML), VRML (navidezna resnicnost), ipd. Za prikaz dinamicnihspletnih strani so dodatno v uporabi razlicni skriptni programski jeziki JSP,ASP, Perl, CGI skripte, JAVA Script, ipd., ki nam omogocajo (kontekstno od-visen) prikaz vsebin na zahtevo. Pri tem kontekst predstavlja vrsto in identitetoodjemalca, številko seje, ipd.

Elektronska pošta (e-mail)

Elektronska pošta je enostaven in hiter nacin komuniciranja po elektronskipoti. Za to vrsto komunikacije potrebujemo racunalnik in dostop do inter-neta. Komunikacija se odvija preko e–poštnih strežnikov in odjemalcev (npr.:Outlook express, Mozilla Thunderbird, Eudora ipd.) ali preko spletnih vme-snikov (web mail). ISP vsakemu uporabniku dodeli e–poštni naslov v obliki:[email protected] (npr.: [email protected]). Znak @ ci-tamo kot “afno” (at, master space ali monkey), organizacija.podrocje pa pred-


stavlja domeno. e-poštni naslovi v osnovi ne morejo vsebovati diakriticnihznakov (npr.: š,c,ž).

Spletni servisi, ki skrbijo za izmenjavo e-pošte pri e-poštnih strežnikih so:

1. SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) omogoca pošiljanje e-sporocil,ki shranjena pri e-poštnem strežniku cakajo na odjemalca

2. najpogostejša servisa za dostop do e-poštnih predalov sta POP3 (PostOffice Protocol v.3) in IMAP (Internet Message Access Protocol), prekokaterih omenjeni odjemalci dostopajo do e-poštnega strežnika, da bi pre-citali morebitna shranjena e-poštna sporocila

FTP – File Transfer Protocol

FTP je protokol za prenos podatkov z enega racunalnika (najpogosteje odje-malca) na nek drug racunalnik (najpogosteje strežnik) preko Interneta ali lo-kalnega omrežja. Pošiljanje datotek ali “nalaganje” na (oddaljeni) strežnikstrokovno imenujemo upload. Sprejem datotek oz. snemanje s strežnika pastrokovno in v slengu imenujemo download.

Pri povezovanju s FTP strežnikom, se vzpostavita dve seji:

1. kontrolna seja sprejema ukaze

2. podatkovna seja skrbi za prenos podatkov

Ta servis je vgrajen v operacijski sistem in spletne brskalnike, obstajajo patudi posebni graficni odjemalci, ki nam lahko olajšajo delo. Za operaciji nala-ganja/snemanja potrebujemo uporabniško ime in geslo za avtorizacijo dostopana strežniku. Vcasih je dovoljen prenos datotek brez posebnega dovoljenja(anonymous FTP servers). Lahko pa so prosto dostopni le posamezni imenikioz. datoteke znotraj njih (FTP public folders).


Slika 41 prikazuje primer tipicnega graficnega FTP odjemalca. V zgornjemoknu lahko identificiramo kontrolno sejo, v spodnjem pa izbiramo datoteke zapodatkovne seje.

Telnet

Telnet je program za oddaljen dostop do racunalniških sistemov preko Inter-neta. Omogoca delo na drugem racunalniku v terminalskem nacinu (termi-nal/konzola). V zadnjem casu ga v okolju Windows zamenjuje Remote De-sktop, v okolju Unix/Linux operacijskih sistemov pa je obicajen X-terminaldostop. Za prijavo na drug racunalnik obicajno potrebujemo uporabniško imein geslo, lahko pa je omogocen tudi javen dostop (anonymous). Racunalnik, dokaterega dostopamo se v tem primeru obnaša kot strežnik, ki omogoca dostopnašemu telnet-odjemalcu.

Drugi spletni servisi

Klepet (angl. chat) programi (odjemalci) nam omogocajo izmenjavo tekstov-nih sporocil v realnem casu (uporabniki se prijavljajo pod psevdonimi).

Pojavili so se tudi omrežni casopisi (npr. UseNet, Slo-Tech,. . . ), ki omogo-cajo elektronski nacin izmenjave mnenj med uporabniki. Uporabnik pošljesporocilo casopisu, na katerega je prijavljen, in ima vpogled v sporocila dru-gih uporabnikov. Zaradi velike kolicine sporocil, so le-ta obicajno razdeljenav tematske skupine (angl. newsgroups). Komunikacija je vsebinsko podobnae-pošti, le da so sporocila vidna vsem uporabnikom iste skupine.

E-poslovanje (angl. e-business) je sodobna oblika poslovanja na osnovi in-formacijskih tehnologij in predvsem Interneta. Vsa sodobna podjetja, na neknacin uvajajo to obliko poslovanja.

Najvažnejši razlogi za uvajanje e – poslovanja:


Slika 41: FTP odjemalec


1. da bi cim bolje izkoristili poslovne informacije in druga razpoložljivaposlovna sredstva

2. da bi dosegli cim boljšo konkurencno pozicijo

3. iz želje po doseganju boljših poslovnih ucinkov

4. zaradi boljše organizacije dela vseh struktur podjetja

Koncept tega nacina poslovanja je možno prenesti na katero koli obliko dejav-nosti, najvecje uspehe pa so doslej dosegli pri:

1. prodaji lastnega blaga in uslug

2. trgovanju na daljavo

3. opravljanju financnih transakcij (elektronsko placevanje in sprejemanjeplacil)

4. elektronskem založništvu

Intranet in ekstranet

Številne organizacije so izgradile lastna omrežja, zasnovana na nacelih delo-vanja Interneta. Tako so zasnovali t.i. Intranet in Ekstranet.

Lastnosti teh privatnih mrež so:

1. arhitektura odjemalec-strežnik

2. uporabljajo komunikacijske protokole, ki jih uporablja tudi Internet

3. servisi so organizirani na enak nacin, kot jih srecujemo na Internetu

Intranet je privatna mreža organizacije, ki deluje po nacelih Interneta. Možnevloge intraneta v informacijskem sistemu so:


Slika 42: Intranet in Internet

1. je lahko zamenjava za lokalno omrežje podjetja

2. služi za povezovanje vec lokalnih mrež podjetja

3. vcasih je uporabljen kot zamenjava za prostrano mrežo podjetja

4. lahko povezuje lokalne in prostrane mreže velikih podjetij

Vsak intranet je praviloma sestavni del Interneta, potrebna pa je vgradnja po-žarnega zidu (angl. firewall) med njima zaradi varnosti le-tega in podatkov, kijih hrani. Požarni zid je naprava ali racunalniški program, ki zagotavlja:

1. neomejen pretok informacij iz intraneta v Internet

2. omejen dostop iz Interneta k Intranetu

Slika 42 prikazuje tipicno konfiguracijo Intraneta.


V racunalniških mrežah je posredniški ali angl. proxy strežnik racunalniškisistem ali aplikacijski program, ki deluje kot posrednik med zahtevami odje-malcev, ki zahtevajo resurse drugih strežnikov. Odjemalec se poveže s proxy(strežnikom) z zahtevo po dolocenem servisu (npr.: datoteki, povezavi, spletnistrani,. . . ). Pri tem proxy ovrednoti zahtevo glede na pravila filtriranja (pro-met filtrira glede na IP naslove ali uporabljene protokole). Ce je zahteva ve-ljavna, proxy zagotovi dostop do spletnega vira s tem, da se poveže z ustre-znim strežnikom in ga zahteva v imenu odjemalca. Proxy lahko po potrebispremeni/prilagodi zahtevo odjemalca ali strežnikov odgovor (npr. formatiraspletno stran za mobilno napravo), vcasih pa postreže zahtevo tudi brez kon-taktiranja specificiranega strežnika; v tem primeru obicajno crpa iz shranjenih(caching) odzivov oddaljenega strežnika, ki jih lahko uporabi, da sam postrežesledece zahteve po istem viru.

Proxy strežnik služi vec namenom:

1. anonimnost odjemalcev/strežnikov za njim (zaradi varnosti)

2. pohitritev dostopa do spletnih virov (caching)

3. vpeljava pravil dostopa do omrežnih servisov ali vsebin, npr. blokiranjenezaželenih vsebin

4. avtorizacija in beleženje dostopov – porocanje o uporabi Interneta

5. pregled vsebine pred pošiljanjem (zašcita pred trojanskimi konji, pre-precevanje “uhajanja” podatkov,. . . )

6. da obidemo regionalne omejitve

Za razliko od požarnega zidu, ki deluje na nivoju paketov podatkov, proxydeluje na nivoju spletnih servisov.

Ekstranet je skupina neodvisnih privatnih mrež dveh ali vec poslovnih par-tnerjev, povezanih po nacelih Interneta. Smiselno ga je razvijati le, ko imajo


Slika 43: Povezava Intraneta, Ekstraneta in Interneta

(Vir: http://en.kioskea.net/contents/entreprise/intranet.php3)

njegovi udeleženci vzpostavljene lastne Intranete. Vsak Intranet ima lastni po-žarni zid za zašcito neodvisnih Intranetov med sabo, saj je potrebno zagotoviti,da dolocene informacije ostanejo izven dosega poslovnih partnerjev, po drugistrani pa je potrebno zagotoviti tudi zašcito celotnega ekstraneta pred nezaže-lenimi vpadi iz Interneta. Slika 43 prikazuje tipicno konfiguracijo ekstraneta.


Brezžicna omrežja

V sodobnem svetu bo vedno vec mrežnih povezav brezžicnih. V bodocnosti, kije delno že tu, bomo predvidoma imeli kombinacijo mobilnih globalnih mrež(WWAN) in brezžicnih lokalnih mrež (WLAN).

WLAN deluje na podobnem principu kot mobilne mreže – pokriva prostor ponacelu celic. Njegovo infrastrukturo sestavljajo dostopne tocke (angl. AccessPoint oz. AP), ki jih prikljucujemo na ožiceni LAN ali kak drug komunikacijskisistem (npr.: fiksna telefonija).

Osnovni del dostopne tocke je radijski sprejemnik/oddajnik, ki omogoca dvo-smerni pretok informacij. Dostopne tocke pogosto vsebujejo tudi vezje, kiomogoca prenos signala med brezžicnim in ožicenim delom mreže in so po-gosto izvedene kot usmerjevalniki (angl. router). Da bi racunalniki lahkokomunicirali preko dostopnih tock, potrebujejo brezžicno mrežno kartico (zustreznimi gonilniki).

Popularni naziv za standarde in tehnologije brezžicnih lokalnih mrež je WiFi(Wireless Fidelity). Hitrosti prenosa podatkov v sodobnih WLAN omrežjihdosegajo 1, 2 in 11Mbit/s v frekvencnem obsegu 2.4GHz oz. 54Mbit/s v fre-kvencnem obsegu 5GHz. Slika 44 prikazuje nacin povezovanja komunikacij-skih brezžicnih naprav na internet.

Pomanjkljivosti WLAN omrežij so:

1. popacitve signala – napake v prenosu podatkov

2. oteženo vzdrževanje zveze

3. prostorske omejitve dosega signala

4. varnostni problemi


Slika 44: WiFi naprave in internet

(Vir: http://www.wi-fi.org)


Slika 45: Bluetooth naprave

(Vir: http://casestudy-itgs.wikispaces.com/Terminology+-+Bluetooth)

Zaradi visokih stroškov in zamudnega ”kabliranja” so za povezovanje napravna kratkih razdaljah (znotraj sobe/pisarne) na osnovi radijskih zvez iznašli teh-nologijo Bluetooth. Tehnologija je ime dobila po vikinškom kralju HarolduBluetoothu, ki je bil znan po svojih diplomatskih sposobnostih, kjer je pogostouspel vzpostaviti komunikacijo in razumevanje razlicnih strank. Tudi tu gre zapovezovanje zelo raznovrstnih naprav – ne nujno v osnovi mobilnih (Slika 45).Poudarek je na njihovi enostavni povezljivosti za osnovno izmenjavo informa-cij. Frekvenca na kateri deluje Bluetooth je 2.45 GHz. Standard Bluetooth 2.0omogoca prenos podatkov s hitrostjo 2,1 Mbit/s.



Slika 46: Poslovni sistem

Poslovni in logisticni informacijski sistemi (LIS)

Vsak poslovni sistem definirajo trije osnovni procesi: temeljni, upravljavski ininformacijski (Slika 46). Temeljni predstavlja osnovno dejavnost v poslovnemsistemu, upravljavski vodenje tega sistema, informacijski pa vso potrebno iz-menjavo informacij pri tem. Vloga informacijskega sistema, posebno racunal-niško podprtega, je olajšati, pohitriti in narediti pretok informacij zanesljivejšikot bi bil zgolj pretok dokumentov in ustnih navodil.


Struktura poslovnega informacijskega sistema

Kot smo prej nakazali, informacijski sistem služi predvsem managementu priopravljanju njegove funkcije, gre tudi pri ustroju informacijskega sistema zapodobno organiziranost kot je organiziranost managementa v poslovnem sis-temu (Slika 47).

Glede na potrebe managementa na razlicnih nivojih je temu ustrezen tudi ustrojinformacijskega sistema (IS). S tem, ko se vrhovni management ukvarja pred-vsem z vprašanjem ”kaj narediti” (npr.: z razvojem novih produktov, reorga-nizacijo poslovanja, uvajanjem novih tehnologij ali raziskavami novih tržišc)so njegove potrebe skoncentrirane predvsem na zmožnost odlocanja o tem,kaj to pomeni zanje ali za njihov poslovni sistem. Sprejemajo predvsem dol-gorocne odlocitve. Za ta namen so bili razviti t.i. managerski informacijskisistemi (MIS) z vgrajeno funkcijo podpore odlocanju (DSS), ki lahko služijorazlicnim nivojem managementa. Srednji ali izvršni management je skoncen-triran na vprašanje ”kako narediti” in sprejema predvsem takticne odlocitveorganizacijske narave. Gre za srednjerocne odlocitve, ki so pogojene s spo-sobnostjo sodelavcev, tehnicno opremljenostjo in podkovanostjo, pogoji po-slovanja, specificnostjo poslovnega procesa ipd. Pri nacrtovanju si pomagajos programskimi okolji za celovito upravljanje poslovanja (ERP) ter projek-tantskimi programskimi orodji (CAD, CAM). Operativno vodstvo sprejemaodlocitve, ki so odgovor na vprašanje ”s pomocjo cesa narediti” in sprejemakratkorocne (vsakodnevne) odlocitve. Pri tem ima podporo transakcijskih in-formacijskih sistemov, ki povezujejo programsko-aparaturne sklope kot so naprimer proizvodne celice (npr.: CIM=CNC+roboti) z višjimi nivoji informacij-skega sistema podjetja. Shematsko predstavitev vseh nivojev informacijskegasistema podjetja/korporacije prikazuje slika 48. Zainteresirani bralec bo vecinformacij dobil v (Šuhel & Murovec, 2003) in (Grant et al., 2006).

Informacijski sistem ima torej centralno vlogo v poslovnem sistemu in zago-tavlja lažjo in boljšo komunikacijo med oddelki, poslovnimi enotami in posa-


Slika 47: Ustroj managementa in informacijskega sistema


meznimi zaposlenimi. S stališca opazovalca so možni razlicni vidiki informa-cijskega sistema. Konceptualni pogled nam, kot na sliki 49, razkriva strukturosistema. Pri tem lahko vidimo, da nam vse, s cimer smo se ukvarjali do sedajpredstavlja infrastrukturo informacijskega sistema, ki je na višjem nivoju pove-zana s poslovnimi pravili, zakoni in objekti in subjekti, katerih podatke obde-lujemo in hranimo v okviru informacijskega sistema. V okviru konceptualnegapogleda na informacijski sistem se ukvarjamo tudi z nacinom procesiranja po-datkov (poslovno logiko) in podatkovno bazo, ki jih hrani – opisom entitet vbazi, ki predstavljajo strukturne elemente. Notranjemu konceptualnemu po-gledu sta komplementarna notranji in zunanji uporabniški pogled – odvisenje od okolja iz katerega izvira uporabnik. Tehnicni pogled na informacijskisistem je v domeni razvijalcev in vzdrževalcev le-tega (informatikov) in za-jema omenjeno informacijsko infrastrukturo – strojno in programsko opremoter omrežje.

Slika 49 prikazuje konceptualni ustroj informacijskega sistema. IS oddelkovso samostojni. Sistem ERP jih povezuje preko skupne podatkovne baze, karpoveca nivo komunikacije med oddelki in zmanjša možnost napak. Transakcij-ski IS podpira nadzor, zbiranje, shranjevanje in procesiranje podatkov osnov-nih transakcij organizacije. Kot smo že omenili, je osnova IS IT infrastruktura,ki jo predstavljajo strojna, programska oprema, omrežje in ljudje. Vloga tran-sakcijskih (Transaction Processing oz. TP) IS je nadzor, zbiranje, hramba inprocesiranje podatkov osnovnih transakcij organizacije. Na primer: blagajnik,ki precita crtno kodo z artikla, opravi transakcijo, ipd. Transakcije je potrebnospremljati v realnem casu (sproti, kot nastajajo). Ti podatki predstavljajo vnosev bazo podatkov organizacije. Iz tega lahko sklepamo, da je TP IS kriticni fak-tor uspeha organizacije, saj omogoca izvedbo in spremljanje glavnih poslovnihoperacij in dogodkov v njenem okviru.

Celovit poslovni informacijski sistem – ERP (IS) predstavlja za poslovne sis-teme pomembno novost. Zasnovani so bili kot nadgradnja TP IS predvsem za


Slika 48: Informacijski sistemi znotraj organizacije

(Vir: (Rainer et.al. 2006))


Slika 49: Informacijski sistemi znotraj organizacije

korekcijo zaznanih težav IS oddelkov. IS oddelkov so “samostojni” sistemi(angl. stand-alone systems), ki niso bili zasnovani za medsebojno komunika-cijo ali pa je bila le-ta neucinkovita. ERP ta problem rešuje tako, da integriraIS oddelkov preko skupne podatkovne baze (npr.: ORACLE). Na ta nacin zvi-šuje nivo komunikacije med oddelki organizacije. Strokovnjaki priporocajonjegovo uvedbo zaradi povecanja njene produktivnosti.

Koncepta na katerih sloni ERP sta:

1. “podjetje brez zakasnitve” (Zero Latency Enterprise): zagotavlja, da sespremembe, narejene v delu informacijskega sistema takoj (brez opaznezakasnitve), odrazijo v ostalih delih informacijskega sistema, ne gledena njegovo distribuiranost in s tem minimizira njihovo redundanco

2. “premocrtno procesiranje” (Straight Through Processing) zagotavlja, dase isti podatki v informacijski sistem vnašajo samo enkrat – s tem jezagotovljena njihova konsistentnost in zmanjšana možnost napak zaradiveckratnih (razlicnih) vnosov


Funkcije informacijskega sistema po strukturi zaposlenih

Ce želimo bolje predstaviti uporabniški vidik informacijskega sistema, se mo-ramo najprej ozreti na strukturo zaposlenih v organizaciji:

1. uslužbenci (Clerical workers) – podpirajo delo managerjev

2. operativni vodje (Low-level managers) – se ukvarjajo z dnevnimi rutin-skimi opravili (razporeditev dela, manjša narocila ipd.)

3. srednji in vrhovni management (Middle and Top managers) – sprejemajotakticne odlocitve, ki se nanašajo na kratkorocno oz. srednje/dolgorocnoplaniranje, organizacijo in upravljanje

4. strokovnjaki (Knowledge workers) – specializirani sodelavci, kot so npr.financni analitiki, inženirji, pravniki,. . . so pogosto svetovalci srednjemuin vrhovnemu managementu

Omenjenim kategorijam zaposlenih so namenjeni naslednji deli IS:

1. OAS (Office Automation System) programi – avtomatizacija pisarni-škega poslovanja omogocajo:

(a) obdelavo besedil in obracune

(b) casovno razporejanje opravil

(c) komunikacijski programi (e-pošta, chat,. . . )

2. MIS (Management IS) – managerski informacijski sistem zbira podatkein jih zbrane prikazuje razlicnim nivojem managerjev

3. DSS (Decision Support System) – sistem za podporo pri odlocanju pod-pira odlocanje na podlagi kompleksnih kriterijev (npr. ”kaj-ce” analize);sem sodijo programi iz kategorij BI (Business Intelligence) in DM (DataMining)


4. Ekspertni sistemi so namenjeni za podporo odlocanju strokovnjakom (zaposamezna podrocja)

5. EIS (Executive Information System) – upravljavski informacijski sis-tem je namenjen izkljucno vodstvu podjetja in strukturirano prikazujezbrane in casovno urejene podatke o stanju poslovanja (npr. za dolocenproizvod)

Posebno mesto v IS zavzema t.i. medorganizacijski informacijski sistem –IOS (Interorganizational Information System). Le-ta povezuje vec organizacijin njihovih IS med sabo. Njegova tipicna vloga je upravljanje z oskrbovalnoverigo (SCM) – omogoca spremljanje tokov blaga, informacij in denarja odproizvajalcev do potrošnikov. V to kategorijo sodijo sistemi za E-poslovanje– E-Business (B2B – “Business to Business”, B2C – “Business to Customer”)in E-Commerce.

E-poslovanje (E – business) je med-organizacijski IS, ki podpira dva osnovnatoka:

1. fizicni tok (npr.: dostava)

2. informacijski tok (npr.: narocilo preko Web trgovine)

B2B (Business-to-Business) podpira transakcije med organizacijami. B2C(Business-to-Customer) podpira transakcije med organizacijo in strankami. E-commerce (angl e-trgovina) je trenutno najbolj razviti del E-poslovanja, ki te-melji na internetu.

V grobem lahko funkcije informacijskega sistema razdelimo na IS, ki pod-pirajo notranje in zunanje poslovanje organizacije. Poslovanje znotraj or-ganizacije podpirajo: racunovodski IS, Financni IS, IS cloveških virov, ISproizvodno-operativnega managementa (POM IS), IS marketinga. Naštete ISpodpirata transakcijski IS in ERP. Poslovanje organizacije navzven pa podpi-rajo IS za: SCM (Supply Chain Management), B2B (Business To Business),B2C (Business To Customer) in CRM (Customer Relationship Management).


E-poslovanje

Internet od sredine devetdesetih let prejšnjega stoletja smatramo za infrastruk-turo za izmenjavo poslovnih informacij. Vizionarji so hitro uvideli potencialinterneta kot potencialno najvecjega svetovnega tržišca blaga, storitev, kapi-tala, dela, informacij itd.

Že konec leta 1994 se zacnejo pojavljati spletišca z možnostjo opravljanja po-slovnih transakcij, ki predstavljajo zacetek elektronskega poslovanja – najprejsamo v obliki elektronskih katalogov informacij o proizvodih in storitvah, kijih dolocena organizacija ponuja, nato pa se je postopoma širil obseg funkcijspletišc e-poslovanja, tako da je bilo omogoceno:

1. iskanje po dolocenih kriterijih,

2. dogovor o pogojih prodaje in dostave,

3. narocanje proizvodov in/ali uslug,

4. elektronsko placilo ter

5. dostava digitaliziranega blaga (glasba, video, programska oprema, igre,novice, knjige ipd.).

Z novimi tehnološkimi možnostmi se je pojavila tudi potreba po elektronskemsodelovanju organizacij, ki se s svojim poslovanjem dopolnjujejo. Da bi le-telahko med sabo komunicirale, bi morale uskladiti svoje informacijske sisteme,kar pa zaradi raznolikosti programskih rešitev sicer sorodnih informacijskihsistemov ni enostavno. Zato elektronsko poslovanje ni samo povezovanje or-ganizacije na internet, ampak veliko vec.

Ena od najbolj popolnih definicij e-poslovanja je:

e-poslovanje je uporaba komunikacijskih in informacijskih orodij med poslov-nimi partnerji z namenom doseganja poslovnih ciljev in vkljucuje:


1. dostop in izmenjavo poslovnih informacij (vkljucno z WWW),

2. elektronsko nakupovanje in prodajo,

3. virtualna podjetja: to so organizacije, povezane z e-poslovanjem, pricemer je posebej pomembna uporaba EDI ter uporaba Ekstranetov.

Globalno strukturo e-poslovanja sestavljajo:

1. nacionalna / globalna informacijska infrastruktura,

2. komunikacijska infrastruktura organizacije,

3. elektronski placilni promet,

4. elektronsko bancništvo,

5. podpora elektronskih tržišc,

6. varnostna infrastruktura in

7. zakonska regulativa.

Seveda za družbe v javnem sektorju vse naštete komponente niso relevantne,vendar jih tukaj navajamo v celoti, saj so na globalnem nivoju vse pomembne.Tu mislim predvsem na komponente, ki se ticejo prodajnih in nabavnih aktiv-nosti gospodarskih družb, ki z elektronskim poslovanjem lažje:

1. najdejo (nove) dobavitelje surovin in materiala in z njimi vzpostavijoposlovanje,

2. najdejo (nova) partnerska podjetja in širijo sodelovanje z izmenjavo in-formacij o skupnih interesih, novih proizvodih, stanju tržišca, ipd.

3. upravljajo proces nabave in pri tem dosegajo tudi ugodnejše pogoje na-bave,


4. se izognejo pomanjkanju in motnjam v procesu nabave,

5. usklajeno planirajo poslovne razvojne aktivnosti,

6. avtomatizirajo procese sprejemanja, kontrole in likvidacije vhodnih ra-cunov od dobaviteljev za dobavljeno blago ali storitve in s tem ustvarijopogoje za trenutni in trajni vpogled v stanje teh racunov, placilne obve-znosti podjetja in pravocasno realizacijo le-teh.

Nekatere od teh aktivnosti se nanašajo tudi na javne službe, zlasti na tiste na-bavne aktivnosti in možnosti nudenja njihovih storitev na katerih sloni njihovaosnovna dejavnost. Zlasti je tukaj pomemben vidik uporabnikov/strank oz.doseganje zaželene kakovosti storitve, kar je možno doseci z ustrezno organi-ziranostjo:

1. “online” individualnega marketinga,

2. pravocasnega informiranja in nudenja “online” storitev,

3. elektronskega povpraševanja in placevanja storitev,

4. spremljanja navad strank in prilagoditev nanje,

5. nudenja vpogleda strankam v njihova narocila ter

6. visoke stopnje varnosti strankinih podatkov.

Modele e-poslovanja locimo po dveh osnovnih kriterijih:

1. po sodelujocih subjektih:

1. podjetja,

2. koncni potrošniki (kupci, uporabniki storitev),

3. organi državne (javne) uprave; in


2. po naravi poslovanja:

1. e-prodaja lastnega blaga in storitev,

2. e-trgovina,

3. e-marketing,

4. e-zabava in rekreacija.

Glede na sodelujoce poslovne subjekte locimo naslednje modele e-poslovanja:

1. model poslovanja podjetja s koncnimi potrošniki oz. B2C (”Business-to-Customer”): pri tem modelu organizacija preko lastnega spletnegaportala nudi blago ali storitve posameznim strankam (fizicnim osebam);tipicno za ta model je veliko transakcij majhne vrednosti,

2. model poslovanja med podjetji oz. B2B (”Business-to-Business): pritem modelu so vsi sodelujoci pravne osebe; število transakcij je v temmodelu tipicno majhno, so pa posamezne vrednosti transakcij pravilomavelike,

3. model poslovanja med posamezniki oz. C2C (”Customer-to-Customer”):pri tem modelu so sodelujoci fizicne osebe, pri cemer neka organizacijapasivno posreduje kot ponudnik svoje infrastrukture in aplikacij za do-govarjanje in izvedbo transakcij (npr.: eBay – www.ebay.com),

4. model poslovanja, v katerem je eden od poslovnih subjektov država alijavno podjetje – pri tem locimo modele G2C (”Government–to–Citizen”),G2B (”Government–to–Business”) in B2G (”Business-to-Government”),G2E (”Government–to–Employee”) in G2G (”Government–to– Gover-nment ”).

Pri e-poslovanju gre seveda, kot pri vsakem drugem poslovanju, za prodajolastnega blaga ali nudenje storitev. Pri tem nam internetna infrastruktura nudi


edinstveno možnost poslovanja s strankami, ki fizicno niso prisotne ali so celozelo oddaljene, kar pride prav pri premagovanju prostorskih, casovnih in mo-bilnostnih ovir.

Ce pogledamo, kako se je e-poslovanje razvijalo, se je le-to zacelo s prodajo t.i.mehkega blaga (”Soft Goods”), cemur je sledila prodaja klasicnih materialnihdobrin (”Hard Goods”). Pri slednjih se je izkazala za problematicno dostavablaga – le-ta mora biti dobro organizirana zaradi usklajenosti informacijskegain blagovnega toka. V pionirski dobi e-poslovanja je bil to eden od glavnihproblemov in tudi glavnih virov nezadovoljstva z e-poslovanjem. Ob številnihglobalno razpršenih kupcih je dostavna logistika enostavno odpovedala, prišloje do kršenja dostavnih rokov in posledicno do odpovedi poslov. E-poslovanjeomogoca razlicne nacine placevanja – s predujmom, virmanom, gotovinskimtransferjem, kreditnimi/debetnimi karticami, digitalnim denarjem, itd.

Logicno nadaljevanje e-poslovanja je bilo prodaja storitev (npr.: storitve hra-njenja/prenosa podatkov, intelektualnih storitev,...), ki jih lahko prištevamo vmehko blago, s to razliko, da jih praviloma ni mogoce digitalizirati. Tukajgre na eni strani za delovne (izvršne) storitve, kot so na primer: storitve napodrocju informacijskih tehnologij in infrastrukture (dostop do interneta, za-šcita in varnost podatkov, oddaja pomnilnih kapacitet, ”web hosting”, ...), tu-rizem, hotelirstvo in gostinstvo (organizacija in planiranje potovanj, rezerva-cije namestitev, prevoz potnikov, obiskovanje manifestacij,. . . ), transport inodprema (planiranje prevozov blaga, rezervacije prevoznih sredstev, carinjenjeblaga,. . . ), zavarovanje škode, na drugi strani pa za intelektualne storitve, kotso na primer: svetovalne (konzultantske) storitve (pravno, financno, borzno,prehrambeno, zdravstveno ipd. svetovanje), izobraževalne storitve (ucenje nadaljavo – ”Distance Learning”), ipd.

Glavni še vedno odprti problem e-poslovanja je informacijska varnost. Za-radi hitrega razvoja informacijskih tehnologij ni mogoce predvideti vseh var-nostnih vidikov uporabe novih tehnologij, niti narave težav ter rizikov, ki jihlahko povzroci njihova uvedba. Tukaj nastopa pojem informacijske krimina-litete – gre za skupine ali posameznike, ki izvajajo nelegalne aktivnosti, pri


katerih informacijska tehnologija predstavlja sredstvo in hkrati objekt napada.Informacijski varnosti je posveceno zadnje poglavje v tem sklopu.

Od 2002 do danes si je e-poslovanje opomoglo in napreduje v smislu razvojanovih tehnologij, globalizacije, ekonomskega razvoja ter rastoce odgovornostiza družbeno–ekonomski razvoj. Pomembno vlogo je tukaj odigral tudi razvojlogisticne doktrine, ki se na znanstveno-tehnološkem nivoju ukvarja s prema-govanjem casovnih in prostorskih neskladij pri upravljanju blagovnih, denar-nih in informacijskih tokov.


Organizacija informacijskih sistemov (orgware)

Poslovni organizacijski model je bistvenega pomena za vsak informacijski sis-tem. V glavnem le-ta zajema zaposlene (angl. lifeware), ki so navsezadnje,a ne nazadnje, kot glavni akterji tudi najpomembnejša komponenta vsakegainformacijskega sistema. Obicajni organizacijski model v poslovnem svetu jeprojektni model, ki omogoca najvecjo fleksibilnost združevanja zaposlenih priopravljanju skupnih nalog – mrežno organiziranost. Kot sodelavci v projektulahko nastopajo tudi projektni partnerji – zunanji sodelavci ali zaposleni par-tnerskih podjetij.

Definicija. Projektni partnerji so posamezniki in organizacije, ki so izkazaliinteres (investirali resurse – ljudi ali sredstva) v projekt kot celoto ali katerood njegovih aktivnosti.

Njihov interes ima za posledico izvedbo neke aktivnosti ali odsotnost le-te.Zaradi odvisnosti projekta od teh aktivnosti je pomembno, da se njihove vlogezavedamo in jo pri nacrtovanju upoštevamo.

V tem poglavju se bomo ukvarjali z racunalniško podprtim projektnim vode-njem. Da bi bolje razumeli koncepte in postopke pri projektnem vodenju, sebomo najprej z njimi pobližje seznanili. Še prej pa bomo predstavili osnovnemejnike v okviru življenjskega cikla projekta.

Življenjski cikel projekta

Življenjski cikel projekta sestavljajo:

1. Konceptualna faza: zasnova vsebine in zadolžitev odgovornega nosilcaprojekta

2. Faza planiranja: v fazi planiranja odgovorni nosilec identificira sode-lavce, izdela strukturo opravil (WBS), tabelo linearne odgovornosti (LRC)in Ganttov diagram (casovnico) projekta


Slika 50: Model projektnih parametrov

3. Faza izvedbe: vkljucuje zbiranje podatkov, sredstev, implementacijo,verifikacijo in validacijo, analizo rešitve ter motiviranje sodelavcev

4. Zakljucna faza: ko je vecina tehnicnih aktivnosti zakljucenih, sledi eva-luacija rezultatov projekta in promocijske aktivnosti

Casovni potek projekta obicajno modeliramo z Ganttovimi diagrami, kjer sovse aktivnosti združene na skupni casovni osi. Na ta nacin pridobimo pregledcez potek celotnega projekta, vrstni red operacij in predviden cas zakljuckaprojekta. Projektni proracun vkljucuje stroške ljudi in resursov, ki so potrebni,da projekt izvedemo. Pricakovane tehnicne performanse (rezultata) projektaobicajno specificiramo vnaprej na podlagi informiranih odlocitev in vplivajopredvsem na izbiro uporabljenih sredstev. Omenjene tri komponente so medsabo tesno povezane (Slika 50). Vecja odstopanja pri enem ali dveh lahkopredstavljajo indikacijo ali vzrok težav pri drugem(ih) (dveh) komponentah.


Slika 51: Maslowa hierarhija potreb sodelavcev

(Vir: (Maslow, 1943))

Na tem mestu je smiselno spregovoriti tudi o sodelavcih na projektu in o iz-polnjevanju njihovih želja in potreb v okviru projekta. Ce želimo, da bodomotivirani, na projektu dobro sodelovali in ga uspešno koncali jih je potrebnoupoštevati. Maslow (Maslow, 1943) je zasnoval hierarhijo potreb sodelavcevna projektu (Slika 51), ki gradi na osnovnih potrebah in nadgradnji teh z že-ljami in stremljenji.

Strukturirana razclenitev dela

Strukturirana razclenitev dela ali WBS (angl. Work Breakdown Structure) jerazdelitev projektnih aktivnosti oz. nalog v pod-aktivnosti oz. pod-naloge. Vnjej opišemo vse aktivnosti, ki bodo potrebne za dosego ciljev projekta. Število


uporabljenih (pod-) nivojev je odvisno od kompleksnosti projekta in sposob-nosti samoorganizacije sodelavcev oz. njihovih (pod-)izvajalcev – obicajnozadošcata dva.

Primer: projekt izgradnje informacijskega sistema (IS) podjetja (Tabela 4)

Tabela linearne odgovornosti

Tabela linearne odgovornosti ali LRC (angl. Linear Responsibility Chart) zavsako aktivnost / nalogo v projektu definira vlogo sodelujocih v projektu. Vsaksodelujoci lahko ima vec vlog.

Tipicna delitev vlog v projektu je:

P – primarna odgovornost (angl. primary responsability) odgovorna oseba zaposamezno aktivnost, tako kot je odgovorni nosilec projekta odgovoren za celprojekt

S – sekundarna odgovornost (angl. secondary responsability) namestnik odgo-vorne osebe

W – izvajalec (angl. worker) izvajalec posamezne aktivnosti je v manjših pro-jektih obicajno hkrati odgovorna oseba za aktivnost

A – odobritev (angl. approval) je vloga, ki obicajno pripade vodji aktivnostiali projekta – odlocitev o tem ali je (sklop) aktivnost(i) ustrezno izveden

R – pregled (angl. review) je vloga, ki jo veckrat povezujemo s so-odgovornimza posamezno aktivnost; lahko jo povezujemo z odobritvijo na podlagi pre-gleda (nadzorna funkcija)

Primer: tabela linearne odgovornosti za projekt izgradnje informacijskega sis-tema ob predpostavki manjšega tima, ki ga sestavljajo le vodja in dva sodelavca(Tabela 5).


Tabela 4: WBS za projekt IS


Tabela 5: LRC za projekt IS


Ganttov diagram

Z Ganttovimi diagrami pregledno podamo trajanje aktivnosti in njihov vrstnired. Uporabljajo se kot alternativen pogled na stanje projekta. Koristni so tudimed izvajanjem projekta, ker omogocajo enostavno spremljanje stanj posame-znih aktivnosti.

Ganttov diagram je vrsticni palicni diagram, ki predstavlja trajanje neke ak-tivnosti ali vec povezanih aktivnosti (npr.: faze in aktivnosti projekta, opravilav racunalniku, postopki proizvodnega procesa, ipd.).

Sestavimo ga tako, da narišemo X in Y os (kot za dvo-dimenzionalni koordina-tni sistem). Na X-os nanesemo casovno lestvico z natancnostjo in v dolžini, kipribližno ustreza predvidenemu trajanju (aktivnosti) projekta. Glede na podro-cje uporabe, je casovna lestvica lahko zelo razlicna (npr.: ce merimo gradbenefaze, so osnovne enote lahko dnevi, tedni ali celo meseci, ce pa merimo trajanjeracunalniških procesov, pa so to milisekunde). Identificirane postopke (aktiv-nosti), ki so potrebni za izvedbo naloge (projekta) oz. njihova imena (kratice)pa nanizamo na Y-os. S tem, ko aktivnosti postavimo na skupno casovno os,ugotovimo skupno trajanje projekta. Glede na precedencne odvisnosti med ak-tivnostmi in na vire, ki jih zahtevajo, lahko ta skupni cas zmanjšamo s tem, dapredvidimo aktivnosti, ki se lahko odvijajo vzporedno.

Obicajno casovnico celotnega projekta prikažemo v obliki tega diagrama, sajje iz njega razviden tako predviden trenutek zacetka projekta kot tudi predvi-den cas zakljucka projekta – isto velja tudi za vsako od identificiranih projek-tnih aktivnosti (WBS). Ker so aktivnosti poravnane s casovno osjo, lahko hitrorazberemo, ali katera kasni oziroma prehiteva nacrt.

Vizualizacijo soodvisnosti med aktivnostmi nam omogoca metoda PERT (Pro-ject Evaluation and Review Technique). Aktivnosti projekta lahko razvršcamona podlagi podatkov iz PERT-diagramov s pomocjo metod kriticne poti (CPM)


Slika 52: Primer Ganttov-vega diagrama (orodje Open Workbench)

Opomba: Rdece obarvani pravokotniki prikazujejo kriticne aktivnosti. Vec otem, kaj to pomeni, pa v nadaljevanju.


in kriticne verige (CCPM). PERT in CPM tehniki sta bili razviti okoli leta 1950za projektno vodenje. Pri CPM smo skoncentrirani na trajanja projektnih ak-tivnosti, ki so deterministicna. PERT je bila zasnovana posebno za primere, kodelamo z variabilnimi casi projektnih aktivnosti. Obicajno obe tehniki upora-bljamo v kombinaciji – postopek imenujemo ”mrežno planiranje” (angl. ne-twork planning).

Mrežni ali PERT diagram

Iz WBS in LRC sicer lahko razberemo opravila oz. aktivnosti znotraj projekta,vendar od tod ne moremo razbrati, kako so le-ta med sabo povezana. Da bi jihlahko spravili na isto casovno os (na primer za izdelavo Ganttovega diagrama),potrebujemo razen casa trajanja aktivnosti vsaj še podatek o soodvisnih aktiv-nostih.

Povezanost aktivnosti lahko graficno prikažemo z aciklicnim usmerjenim gra-fom, ki mu veckrat recemo kar mrežni diagram (angl. net-diagram). Možna stadva nacina prikaza: z dogodkovnimi ali z aktivnostnimi mrežami. Pri dogod-kovnih mrežah (AOA – angl. Activity On Arc) vozlišca predstavljajo dogodki,aktivnosti pa so povezave med posameznimi dogodki (glej Slika 53). Vec-krat dogodke imenujemo tudi miljski kamni (angl. milestone), ker oznacujejopomembne trenutke (mejnike) v casu trajanja projekta.

Dogodkovna mreža je definirana z naslednjimi pojmi (glej sliko 53):

1. dogodki: 10, 20, 30,. . .

2. aktivnosti: A, B, C,. . . kjer

3. cas trajanja aktivnosti ti j � 0,

4. *prirejeni viri ri j � 0,


Slika 53: Primer dogodkovne mreže

5. *stroški aktivnosti si j � 0,

6. lahko uvedemo tudi navidezne aktivnosti, kjer velja: ti j = 0,ri j = 0,si j =

0.

* Vsaki aktivnosti lahko razen casa trajanja priredimo tudi vire, ki jih potrebujeza svojo izvedbo (ljudi ali sredstva) in stroške, za primer, da želimo analiziratitudi ostale elemente projekta.

V aktivnostni mreži (AON – angl. Activity On Node) vozlišca predstavljajoaktivnosti, povezave pa dolocajo vrstni red aktivnosti (Slika 54).

Aktivnostna mreža je definirana z naslednjimi pojmi (glej sliko 54):

1. aktivnosti: A, B, C,. . . kjer

2. cas trajanja aktivnosti tX � 0,

3. prirejeni viri rX � 0,


Slika 54: Aktivnostna mreža za primer

4. stroški aktivnosti sX � 0.

Iz mrežnega diagrama lahko razberemo naslednje soodvisnosti med aktivnostmioz. nalogami v projektu:

konec-zacetek (vzrocno posledicna zveza – dolocena aktivnost se mora za-kljuciti, da bi se lahko neka druga zacela)

zacetek-zacetek (vzporedne aktivnosti – aktivnosti, ki se lahko istocasno zac-nejo; npr. da imajo iste predpogoje za izvedbo – so odvisne od zakljuckaistih aktivnosti)

konec-konec (aktivnosti, kjer je zaželen hkraten zakljucek aktivnosti – aktiv-nosti, katerih zakljucek predstavlja nek skupen dogodek; npr. zakljucekfaze projekta)


Casovna (CPM) analiza

Da bi lahko izracunali cas trajanja celotnega projekta in ugotovili, kdaj se mo-rajo posamezne aktivnosti zaceti izvajati, ni dovolj poznati strukturo in med-sebojne odvisnosti aktivnosti. Za vsako aktivnost moramo poznati cas trajanjaaktivnosti. Na podlagi tega lahko izracunamo cas trajanja projekta in aktivno-sti s pomocjo dveh metod CPM (metode kriticne poti) in/ali CCPM (metodekriticne verige).

CPM (Critical Path Method) je matematicni algoritem za razvršcanje projek-tnih aktivnosti in nam kot orodje omogoca ucinkovito upravljanje projekta.Uporabna je v vsakem projektu s soodvisnimi aktivnostmi. Temelji na:

1. Seznamu vseh aktivnosti, ki so potrebne za dokoncanje projekta (WBS)

2. Casu – trajanju vsake od teh aktivnosti

3. Odvisnosti med aktivnostmi (PERT)

Od tod sestavimo model za CPM, ki omogoca izracun najdaljše poti skoziaktivnosti ter najzgodnejše/najkasnejše zacetke/ zakljucke aktivnosti. Postopkiza izracun le-teh so povzeti po (Solina, 1997) in zainteresirani bralec lahkotam dobi dodatne koristne informacije.

Dolocanje kriticne poti

V mrežnem diagramu niso vse aktivnosti enako pomembne. Nekatere lahkozamujajo, ne da bi vplivale na najkrajši možni cas dokoncanja projekta. V vsa-kem mrežnem diagramu obstaja zaporedje aktivnosti, ki neposredno dolocajotrajanje projekta. Tej poti pravimo kriticna pot (angl. critical path). Dolžina(trajanje) te poti je tisti cas, ki ga za projekt porabimo v vsakem (tudi najbolj-šem) primeru.


Slika 55: Element dogodkovne mreže

Legenda:i zacetni dogodek aktivnosti i-jj zakljucni dogodek aktivnosti i-jti j cas trajanja aktivnosti i-jt(0)i najzgodnejši rok nastopanja dogodka it(0)j najzgodnejši rok nastopanja dogodka j

t(1)i najkasnejši rok nastopanja dogodka it(1)j najkasnejši rok nastopanja dogodka j

Kriticna pot je najdaljše nespremenljivo zaporedje aktivnosti, ki so vzrocno-posledicno povezane in njihovega trajanja po eni strani ne moremo skrajšati,po drugi pa bi vsaka zakasnitev aktivnosti s te poti pomenila tudi zakasnitevprojekta.

CPM nam pomaga dolociti prioritete aktivnosti (kljucne aktivnosti). Najvišjeimajo seveda aktivnosti na kriticni poti – tem po potrebi dodamo resurse, dajih tako skrajšamo oz. garantiramo njihovo pravocasno izvedbo. Nekriticneaktivnosti imajo nižjo prioriteto, saj njihov zacetek lahko variira.

Casovna analiza dogodkovnih mrež


Najprej si poglejmo, kako bi izracunali kriticno pot v dogodkovni mreži.

1. Za prvi dogodek (Slika 55) velja, da je t(0)1 =0, za zadnji n-ti dogodek pat(0)n =t(1)n

2. Da bi izracunali najkrajši možni cas trajanja projekta, moramo po mrežiprogresivno racunati najzgodnejše roke nastopanja dogodkov (zakljuc-kov aktivnosti) s pomocjo naslednje enacbe:

t(0)j = maxn

t(0)i + ti j

o

3. Po mreži se premikamo od prvega dogodka naprej in na vsaki pove-zavi prištejemo cas trajanja aktivnosti; ce v neko vozlišce vodi vec poti,potem v tem vozlišcu upoštevamo najvecjo vsoto zacetka in trajanja ak-tivnosti izmed aktivnosti, ki imajo v tem vozlišcu ponor

4. Ko izracunamo najzgodnejše nastope dogodkov in tako dobimo cas tra-janja projekta, lahko dolocimo še najkasnejše nastope dogodkov; te do-locamo retrogradno po enacbi:

t(1)i = minn

t(1)j � ti j

o

5. Velja, da je t(1)n =t(0)n , kjer je n število vseh dogodkov

6. V diagramu se vracamo po vseh možnih poteh od koncnega dogodkaproti zacetku projekta, tako da v vozlišcih odštevamo case aktivnostina poti; kjer imamo zaradi vec vstopnih poti v vozlišce, ki je ponornekih aktivnosti, vec razlicnih rezultatov, upoštevamo v tem vozlišcunajmanjšo razliko

Kriticna aktivnost je tista, za katero velja, da je:

• t(0)i = t(1)i


Slika 56: Casovna analiza dogodkovne mreže

Rezultat analize:

• Imamo 2 kriticni poti: (B,C), (A,D,F); Tmin=7.

• Aktivnost E ni kriticna in cas njenega zacetka lahko variira 2 casovnienoti.

• t(0)j = t(1)j

• t(1)j = t(0)i + ti j

Primer: casovno analizo primera (Slika 53) podaja slika 56.

Casovna analiza aktivnostnih mrež


Slika 57: Element aktivnostne mreže

Xt(X) tES(X) tEF(X)D(X) tLS(X) tLF(X)

Legenda:X oznako aktivnostit(X) cas trajanja aktivnosti XtES(X) najzgodnejši rok zacetka aktivnosti XtEF(X) najzgodnejši rok dokoncanja aktivnosti XtLS(X) najkasnejši rok zacetka aktivnosti XtLF(X) najkasnejši rok dokoncanja aktivnosti XD(X) drsenje aktivnosti X

Dolocanje najzgodnejših rokov aktivnosti (Slika 57) poteka progresivno ponaslednjem zaporedju:

1. Prvi aktivnosti A pripišemo najzgodnejši rok zacetka aktivnosti tES(A)=0 in izracunamo najzgodnejši rok konca aktivnosti tEF(A) = tES(A) +t(A)

2. Najzgodnejši rok zacetka ostalih aktivnosti dolocimo po naslednji enacbi:

tES (V ) = maxU2P

{tES (U)+ t (U)}

kjer je P množica vseh neposrednih predhodnikov aktivnosti V

3. Najzgodnejši rok zakljucka aktivnosti dolocimo na osnovi najzgodnejšihrokov nastopanja teh aktivnosti tEF(X) = tES(X)+ t(X)

Najkasnejše roke nastopanja aktivnosti pa dolocimo zopet retrogradno in sicer:

1. Za zadnje aktivnosti Z velja: tLF(Z) = tEF(Z) = tpro jekta


Tabela 6: CPM analiza za primer (Slika 58)

Aktivnost Trajanje Predhodnik ES EF LS LFA 3 - 0 3 0 3B 4 - 0 4 0 4C 3 B 4 7 4 7D 1 A 3 4 3 4E 2 A 3 5 5* 7F 3 D 4 7 4 7

* nekriticna aktivnost

2. Nato dolocimo najkasnejši rok zacetka zadnje aktivnosti Z: tLS(Z) =tLF(Z)� t(Z)

3. Najkasnejše roke dokoncanja ostalih aktivnosti dolocimo po naslednjienacbi:

tLF (U) = minV2N

{tLF (V )� t (V )} ,

kjer je N množica vseh neposrednih naslednikov aktivnosti U

4. Najkasnejše roke zacetkov aktivnosti pa izracunamo po enacbi: tLS(X)=

tLF(X)� t(X)

Casovno rezervo oz. drsenje aktivnosti X lahko izracunamo po enacbi:

D(X) = tLS(X)� tES(X) = tLF(X)� tEF(X)

Ce je drsenje D(X) = 0, je aktivnost X kriticna aktivnost.

Primer: casovno analizo primera na sliki 53 podaja slika 58. Bolj preglednojo lahko izvedemo tabelaricno (Tabela 6).

Ker se projektni urnik lahko spreminja, nam CPM omogoca njegovo spremlja-nje. Na kateri koli tocki med izvedbo projekta lahko izdelamo in preverimo


Slika 58: Casovna analiza aktivnostne mreže


casovnico. Pri tem se lahko zgodi tudi, da zaradi vecje zakasnitve le-te, ali znjo povezanih aktivnosti, ne-kriticna aktivnost preide na kriticno pot.

Casovna (CPM) analiza z omejitvami virov

V osnovi CPM omogoca le upoštevanje casovnih in precedencnih lastnosti ak-tivnosti. Metodo so razširili, da bi omogocili še upoštevanje odvisnosti aktiv-nosti od virov in jo združili v okviru metode kriticne verige (CCPM - CriticalChain Method).

CCPM je metoda, ki ob upoštevanju zahtev aktivnosti po virih le-te razvrstitako, da jim bodo v casu izvajanja na voljo.

S tem skušamo prepreciti zakasnitev projekta zaradi odsotnosti/pomanjkanjavirov.

Kriticna veriga (angl. critical chain) je definirana kot zaporedje precedencnoin glede na zahtevane vire porazdeljenih aktivnosti, ki jih zaradi omejenih virovne moremo izvršiti v krajšem casu.

Ce so viri vedno na voljo v neomejeni kolicini, sta kriticna pot in kriticnaveriga identicni.

Poglavitne razlike med CCPM in CPM so:

1. upoštevanje (pogosto implicitnih) omejitev virov (npr.: sodelujoci prisicer neodvisnih aktivnostih so isti ljudje)

2. ne išcemo optimalne rešitve – zadošca ”dovolj dobra” rešitev, saj je ne-gotovost ocen trajanja aktivnosti mnogo vecja od potencialne razlikemed obema rešitvama

3. identifikacija in vstavljanje rezerv:

(a) projektna rezerva


(b) vhodna rezerva

(c) rezerva resursov

4. nadzorovanje porabe rezerv namesto opazovanja pravocasne izvedbe opra-vil

Nacrt projekta izdelamo tako kot pri CPM – “z nacrtovanjem od konca” do-locimo najkasnejše možne zacetke aktivnosti. Za vsako aktivnost vodimo dvacasa trajanja: po ”najboljši oceni” (50% gotovost) in ”varen” (90% ali 95%gotovost zakljucka aktivnosti, odvisno od stopnje tveganja, ki si jo lahko pri-vošcimo).

CCPM analiza:

1. vsaki aktivnosti dodelimo vire ter nacrt izvajanja aktivnosti uravnote-žimo z njimi, upoštevajoc 50% približke za case trajanja; najdaljše za-poredje aktivnosti z omejitvami virov, ki vodijo od zacetka do koncaprojekta, identificiramo kot kriticno verigo

2. rezerve uporabimo za dolocitev miljskih kamnov, kjer preverjamo stanjeprojekta glede na predvideno trajanje aktivnosti in izrabo virov

3. casovne rezerve projekta zberemo v rezervi na koncu projekta (projek-tna rezerva) kakor tudi na koncu vsakega zaporedja opravil, ki vodi vkriticno verigo (vhodna rezerva)

4. koncno dolocimo zacetni projektni plan (“baseline”), kar nam omogocadolocitev in kasnejši nadzor projektnih financ ter s tem ”fiksiramo kri-ticno verigo” (naknadne spremembe brez soglasja vodstva niso dovo-ljene, saj so vse predpostavke glede virov in finance vezane na trenutniplan)

Prednosti CCPM so:


1. vire v kriticni verigi izkorišcamo 100%, saj so bili planirani glede na”najboljšo oceno”; zato se v izogib nepotrebnim zakasnitvam z njimipovezane aktivnosti izvajajo brez nepotrebnih prekinitev (npr. zaradivzporednega izvajanja drugih aktivnosti)

2. sprotno na miljskih kamnih nadzorujemo porabo rezerv; ker je nemo-goce vsiliti pravocasno izvedbo vsem aktivnostim, lahko tukaj uvedemonadzor in odlocanje o korekcijskih mehanizmih (na primer alternativneaktivnosti)

Zainteresirani bralec bo vec informacij pridobil v (Kerzner, 2003) in (Institute,2003).

Študijski primeri

Upravljanje in vodenje projektov

Projektno delo je uspešen nacin reševanja problemov in hkrati najpogostejšinacin dela v poslovni praksi. Od sodelujocih zahteva timsko delo, kjer morajobiti vloge in naloge dobro definirane in razdeljene. Programska orodja, kot soMicrosoft Project (Slika 59) ali odprtokodna Open Workbench (Slika 60) inOpen Project (Slika 61) nam lahko pri tem pomagajo.

Postopek dela je enak, kot ”na papirju”. Najprej je potrebno izdelati WBS,v katerem definiramo vse faze in projektne aktivnosti znotraj njih. Nato jimdodelimo vire – sodelavce, ki so zadolženi za posamezne faze – s tem defini-ramo LRC – in opremo. Pri tem lahko podrobneje definiramo npr. število ur nadan, ki jih zaposleni predvidoma porabi za delo na dolocenem projektu (npr.da je udeležen pri vec projektih). V naslednji fazi definiramo odvisnosti medaktivnostmi. Ko smo vnesli vse te podatke, lahko izdelamo casovnico projekta(Ganttov diagram), v katerem so definirane projektne aktivnosti razvršceneglede na medsebojno odvisnost in zahteve po virih. Omenjena programska


orodja nam omogocajo definiranje pavz med aktivnostmi in spremljanje oz.spreminjanje trajanja tekocih aktivnosti. Na ta nacin lahko sproti nadzorujemotudi potek projekta.


Slika 59: Primer – Microsoft Project


Slika 60: Primer – Open Workbench


Slika 61: Primer – Open Proj


Varnost informacijskih sistemov

V tem poglavju se bomo seznanili s podrocjem varnosti informacijskih sis-temov oz. informacijske varnosti. Gre za podrocje, katerega pomen s širje-njem informacijske tehnologije na vsa podrocja življenja in ob narašcajocempomenu zaupnosti po internetu posredovanih in shranjenih podatkov stalnonarašca. S hitrim tehnološkim razvojem informacijskih tehnologij ter hitrimsprejemanjem in uvajanjem novih tehnologij naloga zagotavljanja varnosti in-formacijskih sistemov stalno pridobiva na pomenu, njena kompleksnost pa sehkrati stalno povecuje.

V zvezi z informacijsko varnostjo se pojavlja vprašanje eticnih izzivov pri upo-rabi informacijske tehnologije. Zakaj eticnih? Poenostavljeno etika predstavljapravilno oz. družbeno sprejemljivo obnašanje. Neeticno ne pomeni nujno ne-legalno zato se je že prej v poslovnem svetu uveljavila dobra praksa uvajanjat.i. eticnih kodeksov. Uporaba IT je pred podjetja postavila naslednje eticneizzive:

1. zasebnost (pridobivanje, hramba, distribucija informacij posameznikom)

2. pravilnost podatkov (avtenticnost, zanesljivost in tocnost pridobljenih inprocesiranih podatkov)

3. avtorske pravice (lastništvo in vrednost informacij)

4. dostop do podatkov (kdo ima dostop do podatkov, v kakšnem obsegu inali je dostop placljiv)

Informacijska zasebnost pomeni pravico, da dolocimo kdaj in do kakšne merelahko pridobivamo in prenašamo informacije o posamezniku; zato nas bo s temv zvezi zanimalo naslednje:

1. Kje so podatki shranjeni?


2. Ali so podatki tocni?

3. Ali lahko netocne podatke spremenimo?

4. Kako spreminjamo podatke?

5. Kako dolgo se naši podatki hranijo?

6. Kdo ima dostop do naših podatkov?

7. Ali je zagotovljena varnost podatkov?

8. Pod kakšnimi pogoji gredo naši podatki v obtok?

9. Komu in pod kakšnimi pogoji so (pro-)dani oz. posredovani naši po-datki?

Kodeks zasebnosti v podjetju je nabor ukrepov, ki naj zagotovijo varnost po-datkov kupcev, strank, uporabnikov in zaposlenih. Z mednarodnim vidikomzasebnosti se ukvarjajo organizacije, pri katerih se informacijski kanali raz-prostirajo izven meja ene države.

Varnost informacijskega sistema zajema skupino ukrepov in aktivnosti, ki najzagotovijo njegovo normalno delovanje, preprecijo zlorabo njegovih virov terzagotovijo avtoriziran dostop do podatkov. Vsi ukrepi in aktivnosti za njenozagotavljanje morajo potekati brez rušenja integritete informacijskega sistema.Vecje kot je tveganje, bolj rigorozni zašcitni ukrepi so potrebni. Tveganjena podlagi katerega dolocamo stopnjo potrebne varnosti ocenjujemo glede navrsto podatkov in oz. vsebin, ki se hranijo ali distribuirajo ter oceno izvorov inoblik groženj tem vsebinam.

Kaj torej je informacijska varnost oz. varnost informacijskega sistema?

Varnost IS je sklop aktivnosti in ukrepov, za zagotavljanje normalnega delo-vanja IS brez rušenja njegove integritete.

V okviru varnosti IS govorimo o:


1. varnosti podatkov

2. varnosti dostopa do podatkov

3. varnosti podpornih informacijskih tehnologij (IT)

4. varnosti komunikacij kot posebnega dela IT

Kot je nujno planirati IS, je nujno planirati tudi omenjene varnostne ukrepe; leti cenovno ne smejo preseci vrednosti škode, ki bi lahko nastala kot posledicaizgube vseh ali vecjega dela podatkov. Da bi lahko planirali stopnjo varno-sti, moramo poznati stopnjo tveganja. Cilj implementacije sistema varnosti jeoptimizacija njegovega delovanja glede na tveganje, ki mu je izpostavljen.

Tveganje izraža verjetnost izgube ali poškodovanja. Je verjetnost, da bodoaktivnosti imele negativne posledice.

Tveganje ocenjujemo glede na naravo podatkov, ki jih hranimo in distribui-ramo ter oceno izvora in oblike groženj njihovi varnosti:

1. nacin, na katerega jih država zakonsko šciti

2. interes upravljavske strukture

3. njihova aktualnost in originalnost na lokalnem in globalnem nivoju

4. njihova pomembnost za formalno delovanje organizacije

Pri tem je treba upoštevati, da vecje in/ali bolj frekventno tveganje zahtevavecjo stopnjo varnosti. Izvori groženj varnosti so lahko naravni (nesrece), clo-veški (namerni in nenamerni), tehnicni (okvare). Ce se spomnimo struktureIS:

1. strojna oprema (hardware)

2. programska oprema (software)


Slika 62: Struktura zašcitnih varnostnih ukrepov

3. cloveški viri (lifeware)

4. organizacija (orgware)

5. omrežje (netware)

6. podatki (dataware)

bomo ugotovili, da lahko vsakemu clenu pripišemo doloceno stopnjo varnostiin varnostne ukrepe, ki se naj medsebojno dopolnjujejo. Slika 62 shematskoprikazuje vse sklope varnostne zašcite IS.


Komponente varnosti IS zajemajo:

1. varnostno kopiranje,

2. protivirusna zašcita,

3. kriptiranje podatkov in

4. digitalno podpisovanje.

Vsaka od naštetih komponent bo v nadaljevanju podrobneje predstavljena.

Varnostno kopiranje

Sodobne metode zašcite podatkov se nanašajo predvsem na varnostno kopira-nje (npr.: RAID polje, ”backup” strežnik, prenosni mediji velikih kapacitet,ipd.). Princip je enostaven: podatki se hranijo še na drugi lokaciji in se v pri-meru izgube na primarni enostavno vrnejo v sistem, ki tako postane ponovnopolno funkcionalen.

”Backup” ali varnostno kopiranje – locimo vec vrst varnostnega kopiranja:

1. popolni (full) ustvari kopijo vseh datotek ne glede na to, ali so bile ozna-cene za arhiviranje (je obvezno pri prvem varnostnem kopiranju)

2. diferencialni (differential) ustvari kopijo novih datotek in tistih, ki sooznacene za arhiviranje

3. inkrementalni (incremental) ustvari kopijo posodobljenih datotek, ki sobile oznacene za arhiviranje

V praksi diferencialni in inkrementalni backup izvajamo v dolocenih intervalihin ob dolocenem casu – vzpostavimo urnik varnostnega kopiranja (npr.: obkoncu delovnega dne, med malico, ob koncu tedna, ipd.).


Programski zašcitni ukrepi

Programske zašcitne ukrepe predstavljajo naslednji ukrepi:

1. zašcita na nivoju operacijskega sistema

2. zašcita na nivoju uporabniške programske podpore

3. kriptiranje podatkov v komunikaciji

4. antivirusna orodja

5. antispyware orodja

6. požarni zid (firewall)

Zašcita na nivoju operacijskega sistema

Obicajno za racunalniško podprt IS je vecuporabniško delo. V njem nasplohnastopata dve vrsti akterjev – administratorji in uporabniki. Vsak racunalniklahko ima vec uporabnikov in administratorjev.

Administratorji imajo v sistemu posebna pooblastila in praviloma upravljajoz dostopom do IS – vsakemu uporabniku dodelijo uporabniško ime in geslo.Prav tako lahko vsakemu uporabniku ali skupini uporabnikov dodelijo pravice(npr.: za dostop do dolocenega nabora programov ali podatkov).

Višji nivo varnosti administrator doseže s:

1. pravilnim definiranjem uporabniških pravic,

2. pravilno razporeditvijo uporabnikov v skupine,

3. konfiguracijo ”user security policy” in

4. konfiguracijo ”group security policy”.

Vsi sodobni operacijski sistemi (Unix, Linux, Mac OS, Windows) omogocajoto raven zašcite.


Zašcita na nivoju uporabniške programske opreme

Tako kot na ravni operacijskega sistema imamo lahko tudi tu zašcito zagonaprograma na osnovi uporabniškega imena in gesla. Na tej osnovi lahko uve-demo tudi nivoje dostopa do podatkov:

1. prvi nivo (pregled podatkov iz baze)

2. drugi nivo (vnos in spreminjanje podatkov)

3. tretji nivo (brisanje podatkov)

Podatki se pri brisanju obicajno fizicno še ne brišejo, ampak premestijo v pose-ben imenik, do katerega imajo dostop le administratorji. Le-ti nato periodicnopo predhodni preverbi s pomocjo Sistema za Upravljanje z Bazo Podatkov(SUBP) (oz. DBMS, angl. Database Management System) fizicno odstranijopodatke z diskov.

Kriptiranje podatkov

Kriptiranje nam omogoca zašcito podatkov pred nepooblašcenim vpogledom.Obicajno ga uporabljamo pri komunikaciji po mreži. Z distribucijo poslovnemreže je pogojena potreba po prenosu podatkov preko interneta in s tem tudipo zašciti prenesene vsebine.

Kriptografska zašcita podatkov zagotavlja dve osnovni funkciji:

1. nedvoumnost prenesenih podatkov (na tehnicnem nivoju ga zagotavljaTCP/IP protokol)

2. onemogocenje neavtorizirane rabe ali spreminjanja podatkov med pre-nosom


Kaj se lahko zgodi na komunikacijskem kanalu?

1. nekdo lahko prisluškuje

2. nekdo lahko komunikacijo prekine

3. nekdo lahko prestreže pakete in jim spremeni vsebino

4. nekdo lahko generira neobstojeco/napacno vsebino

Seveda nicesar od naštetega ne želimo – zato to hocemo prepreciti. Cepravprekinitve komunikacije ne moremo prepreciti, ce je le-ta prekinjena zaradi od-povedi strojne in/ali programske opreme, lahko pa s kriptiranjem (šifriranjem)podatkov preprecimo vse ostalo. Predvsem tukaj mislimo na neavtoriziranoprisluškovanje in spreminjanje podatkov med prenosom.

Kaj je torej kriptiranje (šifriranje) in kaj dekriptiranje (dešifriranje)?

Kriptiranje je postopek pretvorbe razumljivega sporocila v nerazumljivo.

Dekriptiranje je postopek pretvorbe kriptiranega sporocila v razumljivo.

Glede na nacin izvedbe postopka locimo:

1. Simetricno kriptiranje – za oba postopka uporabljamo isti kljuc (Slika63)

2. Asimetricno kriptiranje – za kriptiranje uporabljamo javni kljuc, za de-kriptiranje pa zasebni; princip zašcite je zasnovan na izmenjavi javnihkljucev (Slika 64)


Slika 63: Simetricno kriptiranje

Slika 64: Asimetricno kriptiranje


Osnovna logika asimetricnega kriptiranja je, da vsak, ki pozna javni kljuc,lahko sporocilo šifrira, dešifrira pa samo tisti, ki pozna zasebnega. Razen zašifriranje uporabljamo asimetricno kriptiranje tudi za digitalno podpisovanjesporocil (sporocilo zakodiramo/podpišemo s svojim zasebnim kljucem). Toje namenjeno identifikaciji partnerjev v komunikaciji in avtorizaciji uporabni-škega dostopa do programov ali podatkov.

Ker predstavlja podpis tudi v pravnem prometu, obicajno zasebni kljuc po-tuje loceno od javnega (npr.: pridobivanje certifikatov za e-upravo, e-bancnestoritve ipd. – fizicno prejmemo le del kljuca, v elektronski obliki pa drugidel). Dober primer – nova osebna izkaznica, ki bo razen osebnih podatkovvsebovala še certifikat za e-upravo in bi lahko nadomestila tudi zdravstvenoizkaznico.

Primer: PGP šifriranje in podpisovanje

Po PGP (”Pretty-Good-Privacy”) šifrirana sporocila so sestavljena po nasle-dnjem postopku:

1. PGP najprej generira nakljucno število – t.i. zacasen kljuc (“sessionkey”),

2. nato sestavi sporocilo iz:

(a) sporocila zakodiranega z zacasnim kljucem in

(b) s prejemnikovim javnim kljucem zakodiranega zacasnega kljuca.

Ta tehnika je pogosta pri varnem dostopu do spletnih strani. Tu moramo po-gosto vpisati neko varnostno geslo ali na dolocen nacin premakniti miško, dageneriramo omenjeni zacasni kljuc, ki se v casu naše seje uporablja za šifrira-nje naših odhodnih sporocil spletišcu.

PGP dešifriranje sporocil poteka po obratni poti:

1. prejemnik s svojim privatnim kljucem dekodira zacasni kljuc in


2. uporabi le-tega za dekodiranje sporocila.

PGP omogoca podpisovanje sporocil:

1. sporocilo podpišemo z lastnim privatnim kljucem in oboje kodirano sprejemnikovim javnim kljucem pošljemo prejemniku

2. ta po dekodiranju s svojim privatnim kljucem primerja naš privatni kljucz našim javnim kljucem in tako ugotovi, ali je sporocilo avtenticno

Vcasih nas bolj kot zaupnost vsebine zanima integriteta in avtenticnost nekegasporocila. Enostavno bi bilo na primer prilepiti naš elektronski podpis tudi nakatero drugo sporocilo in ne le na tisto, ki smo ga sami poslali. To lažje, kot sšifriranjem celotnega sporocila, dosežemo s t.i. zgošcevalno funkcijo (”hash”)nad osnovnim besedilom, ki nam da njegov ”povzetek” (angl. digest) – nizznakov, ki ga zakodiramo s privatnim kljucem in predstavlja podpis za pre-jeti dokument. Prejemnik lahko postopek ponovi z našim javnim kljucem ins tem preveri avtenticnost sporocila. Vsaka sprememba sporocila se pozna obprimerjavi povzetkov in ima za posledico, da je test integritete negativen. Tapostopek lahko uporabimo z nekodiranim sporocilom, lahko pa oboje zakodi-ramo s prejemnikovim javnim kljucem in na ta nacin zagotovimo še zaupnostprenosa sporocila.

Uporaba kljucev v e-poslovanju

Po navedbah (Kricej, 2002) je vsem projektom, ki se izvajajo v okviru pro-grama e-uprava poleg strateške usmeritve skupna tudi skrb za popolno varnostposlovanja. Zato je bil v sklopu CVI vzpostavljen overovitelj digitalnih po-trdil (SI*CA). Le-ta overja kvalificirana digitalna potrdila, za katera veljatanajvišja stopnja varovanja in nacelo tajnega kodiranja ter deluje v skladu z za-konom ZEPEP. V skladu z ZEPEP elektronskemu podpisu priznavamo enakoveljavo kot lastnorocnemu podpisu. Politika delovanja overovitelja pa doloca


namen, delovanje in metodologijo upravljanja z digitalnimi potrdili, odgovor-nost overovitelja ter varnostne zahteve, ki jih mora izpolnjevati imetnik. Digi-talna potrdila ali certifikate izdaja t.i. CA (Certification Authority), ki vzdržujet.i. ”certificate server” (cert). Le-ta obicajno vzdržuje tudi podatkovno bazojavnih kljucev - t.i. PKI (Public Key Infrastructure), ki omogoca CA, da razenfunkcij cert omogoca tudi verifikacijo certifikatov.

Na CVI predstavljata overovitelja dva izdajatelja kvalificiranih digitalnih pot-dil:

1. SIGEN-CA za državljane in pravne osebe in

2. SIGOV-CA za upravo RS oz. zaposlene v javni upravi RS.

Oba sta mednarodno registrirana, medsebojno priznana ter tehnološko in za-konsko enakopravna.

Z digitalnimi potrdili uporabniki šifrirajo podatke in dokumente digitalno pod-pisujejo. Šifriranje podatkov zagotavlja zaupnost in nadzor nad dostopom,digitalni podpis pa nedvoumnost identitete, nezatajljivost lastništva in neokr-njenost podatkov v elektronski obliki.

Z digitalnim potrdilom se lahko prijavimo v sistem e-uprave, ki nas na podlagile-tega ”prepozna”. S serijsko številko potrdila lahko dostopamo do najobcu-tljivejših zbirk podatkov (javne evidence, CRP,. . . ). Seveda imamo dostop le totistih podatkov, do katerih smo upraviceni, vendar na podlagi našega ”podpisa”ni formalnih ovir za v pogled v vse lastne in javno dostopne podatke. Prav takolahko na tej osnovi po tej poti oddamo na primer tudi napoved odmere doho-dnine – ko nas sistem prepozna, preverimo podatke, preverimo oz. dolocimoolajšave, napoved digitalno podpišemo in jo oddamo preprosto s ”klikom nagumb”.

Pot do digitalnega potrdila vodi preko upravne enote, kjer se moramo identifi-cirati z osebnim dokumentom in vlogo lastnorocno podpisati. Cez nekaj dni po


pošti prejmemo obvestilo z delom gesla, drug del pa prejmemo na e-naslov, kismo ga navedli v vlogi – na ta nacin je poskrbljeno za potrebno zaupnost. Nato,lahko prevzamemo digitalno potrdilo v racunalniku, ki ga shranimo na pame-tno kartico, (prenosni) disk ali drug primeren medij. Pametna kartica (angl.Smart-Card) je primernejša, ker nas kot osebna izkaznica lahko spremlja tudina poti in se z njo lahko elektronsko identificiramo tudi na javno dostopnih toc-kah (npr. teletocke). Sodobne osebne racunalnike lahko preprosto nadgradimos citalcem (angl. reader) pametnih kartic.

Naše digitalno potrdilo oz. certifikat je sestavljeno iz našega javnega kljuca,informacij o certifikatu (ime/ID uporabnika, uporabniška imena in gesla, ipd.)ter enega ali vec elektronskih podpisov.

Programska zašcita

Razen zašcite podatkov je potrebna tudi zašcita proti škodljivim programom:

1. virusom

2. crvom

3. trojanskim konjem

4. spyware programom ipd.

Virusi so destruktivni racunalniški programi, ki imajo za cilj poškodovanje aliunicenje podatkov/funkcionalnosti programov na okuženem racunalniku.

Vsak virus ima naslednje komponente:

1. infekcija – programski del, ki omogoca širjenje virusa

2. nosilna komponenta (angl. payload) – predstavlja glavno aktivnost vi-rusa (brisanje podatkov ali onemogocenje programov)


3. prožilna funkcija (angl. trigger) – definira cas ali dogodek, ko se zacneizvajati nosilna komponenta programa

Za obrambo pred okužbo z virusi in odstranjevanje le-teh iz sistema so bilirazviti t.i. anti-virusni programi. Njihov osnovni namen je prepreciti kopiranjevirusa na racunalnik. Ce je do tega že prišlo, želimo prepreciti njihovo proženje(izpolnitev pogoja prožilne funkcije). Viruse nevede najpogosteje aktiviramokar z zagonom okužene datoteke, v prepricanju, da odpiramo kak dokumentali zaganjamo aplikacijski program.

Varnostne ukrepe, ki jih izvajajo antivirusni programi lahko delimo na:

1. preventivne (preprecitev okužbe – kopiranja virusne datoteke na racu-nalnik s pravocasnim obvešcanjem uporabnika) in

2. sanacijske ukrepe (izolacija virusa, da se ne bi prožil in njegova neško-dljiva odstranitev).

Najvecjo škodo lahko povzrocijo t.i. ”boot” virusi – ti virusi inficirajo zagon-ski (boot-sektor) na disku racunalnika in na ta nacin lahko preprecijo zagonoperacijskega sistema. Ker se zaženejo prvi, lahko tudi imobilizirajo antiviru-sne programe, da jih ne morejo zaznati. Zato lahko pretece tudi dalj casa, neda bi zaznali okužbo.

Vec informacij o aktualnih virusih in nacinih okužbe z njimi lahko najdete nanaslovu http://www.wildlist.org/. Na ta nacin najlažje tudi nacrtujete ukrepeza zašcito pred njimi:

1. Organizacijski: onemogocanje instalacije neavtoriziranih programov inkopiranja vsebin z nepreverjenih lokacij in medijev; za preverjanje ta-kšnih vsebin je priporoceno zaganjanje programov v peskovniku (angl.sandboxing) – uporaba v mrežo nepovezanega racunalnika za testiranjesumljivih programov in vsebin


2. Nadzorni: uporaba antivirusnih orodij

(a) Funkcija “on access scanning”

(b) Avtomatsko ažuriranje baze virusov

(c) Skeniranje vseh sumljivih datotek pred njihovim odpiranjem/kopiranjem

(d) Antivirusna zašcita e-poštnega nabiralnika

(e) Pogosta pomanjkljivost – virusna baza ni ažurna (manjka ”digitalnipodpis” dolocenega virusa: vsaka virusna datoteka ima dva dela –telo in podpis – nakljucno generiran kljuc za kodiranje, s katerimje kodirano telo)

3. Sanacijski: racunalnik je okužen, kar obicajno zaznamo po upocasnje-nem delovanju, dolocen del podatkov manjka, ukinjena ali reducirana jefunkcionalnost dolocenih programov; od tod sledijo ukrepi obicajno vnaslednjem vrstnem redu:

(a) Odklop racunalnika z omrežja

(b) Zbiranje sumljivih medijev

(c) Odstranitev virusa (s programom ali rocno)

(d) Ponovna instalacija celotnega sistema (skrajni, najdražji a najzane-sljivejši ukrep – pri tem potrebujemo varnostne kopije iz obdobjapred okužbo)

Vecina sodobnih antivirusnih programov nas šciti pred ”crvi in trojanskimikonji”. Crvi predstavljajo najvecjo grožnjo omreženim racunalnikom.

Crv je program, ki se širi avtomatsko preko omrežja in pri tem izkorišca šibketocke omreženega racunalnika ter z njim povezanih racunalnikov.

Širjenje poteka s pošiljanjem paketov podatkov. Veckrat preko UDP proto-kola, saj crv ne pozna omrežja. Ko prejme odziv in se poveže z gostiteljskimracunalnikom, se lahko prenese naprej.


V osnovi crvi nimajo lastnosti virusov – se ne vežejo na dolocene datoteke/programe.Njihovega širjenja ne prepoznamo, dokler ne opazimo neželenega ali upoca-snjenega delovanja omrežja. Razen klasicnih mrežnih crvov obstajajo še e-poštni crvi. Veckrat jih sploh ni potrebno pognati, saj se zaženejo sami (e-poštni se na primer sami prenesejo vsem naslovnikom iz adresarja okuženegaracunalnika; npr.: VBS/OnTheFly@mm, kjer mm = ”mass mailer” po kla-sifikaciji Wildlist). Pojavljajo se tudi hibridni crvi, ki imajo hkrati lastnostivirusov ali trojanskih konjev.

Trojanski konji so škodljivi programi, ki nimajo možnosti samostojnega razšir-janja. Opravljajo drugo funkcijo od deklarirane (npr. lažni prijavni programposname geslo, odgovori na UDP sporocilo crva in omogoci njegovo širjenje).

Uporabljajo jih ”hekerji” za pridobivanje dostopa do tujih racunalnikov. Tro-janske konje najpogosteje distribuirajo piratski programi, prenašajo pa se tudipreko P2P (Peer To Peer) orodij (KaZaA, e–Mule, LimeWire ipd.).

Primer: naložimo predvajalnik glasbe, ki v ozadju odpre ”zadnja vrata” (angl.back-door) preko katerih lahko nekdo prevzame nadzor nad racunalnikom.

Trojanski konji, ki izkorišcajo dostop na ”zadnja vrata” so t.i.:

1. RAT (angl. Remote Access Tools) – orodja za popoln nadzor racunal-nika z oddaljene lokacije

2. Zadnja vrata (angl. Backdoor) – trojanski konji, ki omogocajo ustvarja-nje nezašcitenih dostopov do racunalnika z administratorskimi poobla-stili s pomocjo RAT orodij

Primer: kako opazimo trojanskega konja (Slika 65)?

Ce želite na racunalniku z Windows XP operacijskim sistemom ugotoviti, ka-teri programi (procesi) so odprli TCP/UDP vrata in prisluškujejo na njih, lahkoto storite v konzoli z ukazom:


Slika 65: Preko odprtih vrat in PID do trojanskih konjev


>netstat –ao

Da bi ugotovili, za katere programe gre, morate omogociti prikaz PID (ProcessID) na Windows Task Managerju. Ce na seznamu opazimo program, ki niniti del operacijskega sistema, niti aplikacijski program, ki ga poznamo, grenajverjetneje za trojanskega konja.

Proti trojanskim konjem se lahko zašcitimo s pomocjo požarnih zidov (”fire-wall”). Ob poskusu odpiranja vrat, nas program, ki implementira požarni zidvpraša, ali bomo to dovolili. Ce smo dovolj pazljivi, bomo pri tem opazilitrojanskega konja, še preden postane nevaren. Požarni zid preprecuje neavtori-ziranim uporabnikom dostop do lokalnega omrežja in poskrbi, da se z okolicoizmenjujejo le protokolirane vsebine.

Razen omenjenih najnevarnejših programskih groženj je bilo razvitih še vecvrst škodljivih programov (angl. Malware – Malicious Software):

1. Adware programi – omogocajo oglaševanje med deskanjem po spletupreko pojavnih oken (obicajno se instalirajo s programi, za katere sma-trate, da so pod ”Open Source” licenco)

2. Spyware programi – vkljucujejo naslednje komponente:

(a) Keylogger – program, ki snema tipkanje po racunalniški tipkovnici

(b) Password capture – program, ki beleži vaša gesla

3. Spamware – program, ki uporablja racunalnik kot odskocno desko za”spam” (neželjena reklamna sporocila):

(a) pogosto služijo tudi za ugotavljanje naših interesov na spletu

(b) instalirajo se s pomocjo trikov – pod navedbo bezplacnih progra-mov, ki vam bodo koristili (npr. prav ”osvobodili vaš racunalnikspyware-a”)


Adware programi so manj nevarni od Spyware programov, oboji pa nekoristnotrošijo racunalniške resurse. Spam predstavljajo predvsem neželena e-poštnasporocila, ki oglašujejo dolocene izdelke ali usluge. Pri tem ne gre samo za na-dležna sporocila, ampak za resno grožnjo podjetjem zaradi nekoristne izrabesredstev, izgube casa in s tem tudi denarja. Ce vracunamo še stroške prepre-cevanja, dodatnih resursov za hrambo poštnih sporocil, dodatne uporabniškepodpore, AntiSpam rešitev, ipd. ti stroški niso zanemarljivi (npr.: po aktualniraziskavi s tem povezane direktne stroške v ZDA ocenjujejo na 20 mrd. USD).Sodobne AntiSpam rešitve nudijo t.i. ISP (Intelligent antiSPam) požarni zi-dovi.

Phishing predstavlja zbiranje obcutljivih osebnih informacij (uporabniških imen,gesel in podatkov o kreditnih karticah) z neavtenticnim predstavljanjem kot za-upanja vredna entiteta v elektronski komunikaciji (npr. spletišca renomiranihfirm na spletu). Gre za vrsto Spyware programov, ki delujejo na spletu.

Primer: ”Phishing napad” na eBay – uporabniki so dobili e-pošto, kot uradnosporocilo eBay uporabniškega servisa, v katerem so sporocali, da avkcija zapredmet, ki jih zanima, zaradi tehnicnih razlogov (odpravljanja težav z regu-larnimi) poteka preko ”nadomestnih spletnih strani” in pri tem navedli ustrezenlink na lastno spletno stran. Veliko uporabnikov je ”nasedlo” in opravilo na-kupe preko teh strani ter pri tem zraven osebnih podatkov navajali tudi podatkeo kreditnih karticah. Vsi sodobni spletni brskalniki imajo sedaj že ”Phishingfiltre”, vendar popolne zašcite ne morejo nuditi.

LITERATURA 195

Literatura

Debevc, M. & Vlaovic, B. (2001). Oblikovanje dokumentov za svetovni splet.Fakulteta za elektrotehniko, racunalništvo in informatiko, Univerza v Mari-boru.

Flood, R. L. (1987). Complexity: A definition by construction of a conceptualframework. Systems Research, 4(3), 177–185.

Grant, D., Lambert, D., Stock, J., & Ellram, L. (2006). Fundementals of Logi-stics Management. McGraw-Hill, Berkshire, UK, european edition.

Institute, P. M. (2003). A Guide To The Project Management Body OfKnowledge. Project Management Institute, 3rd edition.

Keene, S. (1994). Comparing hardware and software reliability. ReliabilityReview, 14(4), 5–7, 21.

Kerzner, H. (2003). Project Management: A Systems Approach to Planning,Scheduling, and Controlling. Wiley, 8th edition.

Kricej, D. (2002). e-uprava na dlani, poslovanje z državo po internetu danesin jutri. Pasadena.

Maslow, A. (1943). A theory of human motivation. Psychological Review,50(4), 370–96.

Rainer, R., Turban, E., & Potter, R. (2006). Introduction to information sy-stems. Wiley.

Shannon, C. & Weaver, W. (1963). A Mathematical Theory of Communication.University of Illinois Press, Champaign, IL, USA.

Solina, F. (1997). Projektno vodenje razvoja programske opreme. Založba FEin FRI, Ljubljana.

Šuhel, P. & Murovec, B. (2003). Racunalniška integracija proizvodnje. Gore-nje d.d., Izobraževalni center Ljubljana, Velenje, Maribor.

White, R. (2006). How Computers Work. QuE.

Documents

Računalništvo in informatika v logistiki