ecdl 5.0 carnet- 01 modul 1 + testovi

8/18/2019 ECDL 5.0 CARNet- 01 modul 1 + testovi

1/120

Osnovni pojmovi

informacijske tehnologijeModul sadrži prikaz i objašnjenje temeljnih pojmova informacijske tehnolo-gije. Načelno su opisane vrste računala i njihova osnovna građa. Uz objašnje-nje uloge i obilježja dijelova računala (CPU, memorija, sabirnice i sl.) opisano

je i njihovo međudjelovanje. Dan je kratak pregled ulaznih i izlaznih raču-nalnih uređaja (npr. tipkovnice, skenera, monitora, pisača i sl.) i usporedneznačajke različitih tehnoloških rješenja. Opisani su i uređaji i mediji za po-hranu podataka. Objašnjeni su osnovni pojmovi vezani za računalne progra-me, uključujući razliku između pojedinih vrsta programa (npr. operacijskisustav, korisnički programi itd.). U okviru informacijskih mreža opisani su

uređaji za povezivanje računala kao i primjena računalnih mreža, uključujućiinternet. Kratko je prikazana praktična primjena informacijskih tehnologijau svakodnevnom životu. Dan je pregled primjene informacijske tehnologijesa zdravstvenog i ergonomskog gledišta kao i savjeti za zaštitu korisnika.Opisana je sigurnost informacijskih sustava s obzirom na sigurnost podatakauključujući i opis i način zaštite od računalnih virusa. Poseban je odjeljakposvećen autorskim pravima, načinu distribucije i pojmu licence računalnihprograma.

Modul 1Darko Grundler


2/120


3/120 I-3

PRO-MIL

1

O s n o v e. Računalno sklopovlje (engl. hardware)

.. Informacijska tehnologija

Informacijska i komunikacijska tehnologija (engl. information and communication tech-nology, ICT ) je tehnologija potrebna za obradu informacija. U užem smislu to je tehno-logija uporabe elektroničkih računala, računalnih uređaja i računalnih programa pripretvorbi, pohrani, zaštiti, obradi, prijenosu i dobavi podataka.

... Računalno sklopovlje (engl. hardware)

Pod sklopovljem računala (engl. hardware) razumijevaju se svi oni električni, elektronič-

ki i mehanički dijelovi od kojih je građeno računalo i pojedini njegovi priključci. To su,primjerice, tiskana pločica, integrirani krugovi, kutija, kabeli itd. Pojednostavljeno možese reći da je sklopovski dio računala sve ono što se može opipati.

... Vrste računala

Računala se mogu podijeliti s obzirom na različita svojstva. Glede snage ili moći raču-nanja, računala se danas dijele uglavnom u tri skupine: osobna računala, radne stanice i

velika računala.

Osobna računala (engl. personal computer ) su računala koja su dovoljno niske cijene daih mnogi mogu nabaviti za kućnu uporabu. Ako ih nabavlja tvrtka, onda su takva računa-la redovito namijenjena samo jednoj osobi. Sposobna su obrađivati podatke dovoljne zapotrebe malih tvrtki pa se često rabe i za obradu poslovnih podataka. Postoje dvije velikeskupine osobnih računala.

Prva je skupina poznata pod nazivom PC i u nju pripadaju računala koja su temeljena na

prvom osobnom računalu tvrtke IBM koje se nazivalo IBM PC. To je računalo prvi putproizvedeno 1981. godine i otada mnogi proizvođači proizvode računala sukladna (kom-patibilna) tom računalu. Na većini tih računala instalirana je naka od inačica operacij-skog sustava Microsoft Windows.

Druga je skupina računala poznata pod nazivom Mac i u nju se ubrajaju računala tvrtkeApple. Namijenjena su istim poslovima i približno su istih računalnih mogućnosti kaoi računala iz prve skupine, ali nisu s njima sukladna (kompatibilna). To znači da je nanjima instaliran drugačiji operacijski sustav, da se programi pisani za Mac računala ne

mogu izvršavati na PC računalima, te da se i neki sklopovski dijelovi toliko razlikuju dase ne mogu ugraditi u PC računala.


4/120I-4

MODUL 1

Slika 1.1 Osobno računalo

Radne stanice (engl. workstation) jesu računala namijenjena opsežnijoj obradi poda-taka, a odlikuju se velikom brzinom obrade podataka, znatno većom radnom i ostalommemorijom od osobnih računala te odličnim mogućnostima grafičkog prikaza podata-ka. Prema vanjskom izgledu i temeljnoj građi ne razlikuju se bitno od osobnih računala,ali zbog ugrađenih komponenti odlikuju se većom računalnom snagom i znatno višomcijenom od osobnih računala. Najčešće se rabe za obradu slikovnih podataka, npr. crteža,shema, nacrta itd.

Velika računala (engl. mainframe) jesu računala najveće snage od svih do sada spome-nutih i rabe se kada ostale vrste računala ne mogu zadovoljiti potrebnu brzinu obrade

podataka. Relativno visoka cijena ograničava njihovu uporabu samo na velike tvrtke.Najsnažnija od tih računala, koja se često odlikuju posebnim tehnološkim rješenjima inamjenskom arhitekturom, nazivaju se superračunala (engl. supercomputer ). Proizvodese pojedinačno, a cijena im je tako visoka da su često dostupna samo vladama pojedinihzemalja (vojna primjena) ili najvećim svjetskim tvrtkama.

Granice između navedenih skupina nisu jasno izražene pa je katkad teško odrediti kamosvrstati pojedino računalo. Uz to, s razvojem tehnologije pomiču se i granice pojedinihpodručja pa, primjerice, snagu koju su prije desetak godina posjedovale radne stani-

ce, danas imaju osobna računala. Uz to, računala se mogu svrstati i prema namjeni pa,primjerice, postoje tzv. poslužiteljska računala (engl. server ) koja služe kao glavna mrežnaračunala i svojim su obilježjima prilagođena toj namjeni.


5/120 I-5

PRO-MIL

1

O s n o v e

... Prijenosna računala

Glede prenosivosti mikroračunala mogu se podijeliti na stolna i na prijenosna. Stolnaračunala (engl. desktop computer ) predviđena su za smještaj na jednomu mjestu i nijepredviđeno njihovo često prenošenje. Prijenosna računala predviđena su za prenoše-

nje pa su lakša i manjih dimenzija. Opremljena su baterijama kako bi mogla rabiti se namjestima gdje nije dostupan priključak na gradsku električnu mrežu (zrakoplov, vlak i sl.).S obzirom na dimenzije prijenosna računala mogu se svrstati u ove skupine:

Računala približno veličine knjige (od većeg prema manjem): engl. laptop (engl. lap hrv.krilo, koljena), engl. notebook (engl. notebook hrv. bilježnica), engl. subnotebook .

Posebna vrsta prijenosnih računalasu računala poznata pod nazivom

engl. tablet . Glavna razlika premaprethodno navedenim prijenosnimračunalima je u tome što se kod tablet računala podaci mogu unositi tipko-

vnicom ili pišući po zaslonu koji jeosjetljiv na dodir. Neka tablet računalanemaju tipkovnice i jedini način unosapodataka je posredstvom zaslona.

Ručna računala (računala približno veličinekalkulatora): engl. hand-held (engl. hand hrv.ruka, engl. held hrv. držati), engl. palmtop (engl. palm hrv. dlan) i engl. PDA - personaldigital assistant .

Slika 1.2 Tablet računalo

Slika 1.3 Ručno računalo


6/120I-6 Osnovni pojmovi informacijske tehnologije (IT)MODUL 1

Novije generacije mobilnih telefona zasnovane su na digitalnom prijenosu podataka, pa je omogućeno relativno jednostavno povezivanje mobilnih telefona i računala. Iako svakimobilni telefon ima ugrađenu neku vrstu procesora i zapravo je malo računalo koje sebrine o prijenosu glasa pretvorenog u digitalni oblik, ovdje nas zanima ona vrsta raču-nala koja je dostupna korisniku. U tom smislu mobilne telefone možemo podijeliti u tri

skupine.

U prvu skupinu pripadaju mobilni telefoni kojima ugrađeno računalo služi samo za za-bavne i multimedijalne sadržaje: igre i reprodukciju glasa i slike. Takva računala ogra-ničena su samo na navedenu namjenu i korisnik ih ne može rabiti ni za što drugo. Zbogpotrebe za većim zaslonom, takvi mobilni telefoni često su nešto većih dimenzija.

U drugu skupinu pripadaju mobilni telefoni koji imaju ugrađeno računalo za pristupinternetu. To se uglavnom svodi na slanje i primanje elektroničkih poruka preko inter-

neta (engl e-mail ) i gledanje web stranica. I ovdje je korisnik ograničen samo na funkcijekoje program izvorno nudi. Kako je zaslon mobilnog telefona vrlo ograničenih dimenzijai tipične je približne veličine 30 mm x 20 mm, prikaz slikovnih sadržaja s interneta vrlo jeograničen. Postoji poseban protokol koji koriste mobiteli za prikaz web stranica prilago-đenih malim zaslonima mobilnih telefona, a koji je poznat pod nazivom WAP. S razvojemtehnologije izrade mobilnih telefona, a posebno sa sve većim i kvalitetnijim zaslonima

visokih rezolucija, uz adekvatnu softversku podršku sve češće moguće je prikazivanjestandardnih web stranica na mobilnim telefonima.

U treću skupinu pripadaju mobilni telefoni kojisu zapravo ručna računala s dodatkom mobilnogtelefona (engl. smartphone). Takvi mobilni telefoniimaju sve mogućnosti obrade podataka kao i ručnaračunala pa su im i izgledom vrlo nalik. Takvimobilni telefoni imaju najveće računalne moguć-nosti od svih spomenutih, uključujući i mogućnostinstaliranja programa po želji korisnika. Najveći su

od svih spomenutih vrsta mobilnih telefona, a to im je ujedno i najveći nedostatak. Dok se većina jedno-stavnijih mobilnih telefona može nositi za pasomili u džepu bez veće neugodnosti, mobilni telefoniiz ove skupine zbog svojih dimenzija nisu za topogodni. I glasovni razgovor s takvih je uređajanepraktičniji nego s malih i praktičnih mobilnihtelefona. Glavna prednost je veliki zaslon pogodnoza rad s internetom i drugim programima i što su u

jednom uređaju objedinjena 2 ili čak više uređaja.(npr. mobilni telefon i ručno računalo).

Slika 1.4 Mobilni telefon i računalo iPhone

Courtesy of Apple


7/120 I-7

PRO-MIL

1

O s n o v e

Najveći uspjeh u području uređaja koji su ujedno i računalo i mobilni telefon postigao je model iPhone tvrtke Apple. Glavni razlog tome su velike računalne mogućnosti toguređaja, privlačno korisničko sučelje i veliki zaslon. Među poslovnim korisnicima popu-laran je i model Blackberry, posebice zbog mogućnosti jednostavnog slanja elektroničkihporuka (engl. e-mail ).

Slika 1.5 Mobilni telefon i računalo Blackberry

Multimedijski uređaj za repro-dukciju (engl. multimedia player ,

MP ) je računalni uređaj namijenjen iprilagođen ponajprije za reprodukciju

video i audio sadržaja. Sklopovlje iugrađeni programi bitno pojedno-

stavnjuju snimanje i reprodukciju video i audio sadržaja. Postoje stolni iprijenosni uređaji. Posebice su popu-larni prijenosni uređaji za reproduk-ciju zvuka poznati pod nazivom engl.

MP3 player .

Slika 1.6 Prijenosni uređaj za reprodukciju zvuka ( engl. MP3 player)



... Glavni dijelovi računala

Glede sklopovlja računalo se može podijeliti na različite dijelove s obzirom na njihovufunkciju i zadaću. Ovdje su navedene glavne skupine u koje se mogu svrstati pojedinidijelovi računala.

Slika 1.7 Načelna građa računala

Središnja jedinica za obradu

Središnja jedinica za obradu (procesor, engl. central processing unit , processor , CPU )prihvaća binarne podatke, rukuje njima na temelju naredbi i prerađene binarne podatkepredaje okolini. To se naziva obradom podataka, po čemu je jedinica i dobila ime. Obra-da podataka uključuje obavljanje aritmetičkih i logičkih operacija s podacima, postupkepremještanja i svrstavanja podataka te ostale moguće operacije s podacima koje se obav-ljaju pod nadzorom programa. Obrada podataka je, primjerice, zbrajanje dvaju brojeva,usporedba dvaju brojeva, premještanje podataka s jednog mjesta u računalu na drugoitd. Tijekom obrade podataka u računalu podaci putuju iz jednog dijela sustava u drugi,obavljaju se različite logičke i aritmetičke operacije, pohrana i dobavljanje podataka itd.

Središnja jedinica za obradu brine o tome da se sve te aktivnosti sinkroniziraju i koordi-niraju kako bi sustav djelovao usklađeno i bio svrhovit pa se može reći da, osim obradepodataka, ima i ulogu nadzora nad sustavom.

Slika 1.8 Procesor


9/120 I-9

PRO-MIL

1

O s n o v e

Središnja jedinica za obradu uvelike određuje značajke računala i njegovu cijenu. Kod velikih i starijih računala središnja jedinica za obradu sastoji se od više poluvodičkihkomponenata, dok se kod manjih i osobnih računala najčešće sastoji samo od jednogpoluvodičkog integriranog kruga nazvanog mikroprocesor ili kraće procesor.

Memorija

Program i podaci pohranjeni su u dijelu računala koji se zove memorija. Memorija elek-troničkog računala ima sposobnost pohrane ili čuvanja određene količine podataka.Najveća količina podataka koju memorija može pohraniti naziva se kapacitet memorije inajčešće se izražava u bajtovima ili većim jedinicama: KB, MB, GB itd.

Dvije su glavne vrste memorija ugrađenih u računalo: RAM i ROM.

RAM je radna memorija u koju se mogu upisivati i iz nje čitati podaci onoliko puta kolikoželimo. Pohranjeni podaci ostaju u ovoj memoriji dok se namjerno ne promijene ili dokse ne prekine napajanje memorije električnom energijom. To je radna memorija raču-nala, tj. memorija u kojoj se čuvaju podaci s kojima program trenutno radi. Računala sugrađena tako da je moguća naknadna dogradnja RAM-a tj. povećanje kapaciteta radnememorije.

Slika 1.9 Radna memorija (RAM)

ROM je memorija u koju se podatak može upisati samo jednom. Nakon upisa podatak se

može čitati onoliko puta koliko se želi, ali ne i mijenjati, brisati ili upisivati novi podatak.Zato je primjena ove memorije ograničena na pohranu podataka koji su uvijek jednaki inepromijenjeni.

Magnetski i optički diskovi

Za pohranu velike količine podataka rabe se magnetski i optički mediji. Za pohranupodataka i programa koji se često rabe koristi se tvrdi disk (engl. hard disk , HD) koji

je obično ugrađen u unutrašnjost računala. Odlikuje se velikom brzinom (u odnosu na

druge medije za pohranu velike količine podataka) i relativno niskom cijenom po po-hranjenom bitu. Kapacitet suvremenih tvrdih diskova (stanje početkom 2009. godine) jepribližno 500 GB.



Sabirnice

U širem smislu sabirnica (engl. bus) je normirana veza za razmjenu podataka izmeđudvaju ili više uređaja. Prema toj definiciji u sabirnice se ubrajaju sve veze za razmjenupodataka. Tu pripadaju sve norme paralelne i serijske veze opisane na sljedećih nekoliko

stranica, mrežne norme itd. Pojam sabirnice češće se koristi u užem smislu, tj. normirane veze za razmjenu podataka unutar računala ili između računala i istodobno više priključ-nih uređaja. Sabirnice se mogu podijeliti u dvije skupine: untarnje i vanjske sabirnice.

Unutarnje sabirnice služe za razmjenu podataka u računalu. Unutarnje su sabirniceizvedene kao vodovi na matičnoj ploči računala. Osobna računala građena su tako da supriključnice unutarnjih sabirnica na koje se mogu priključiti dodatni sklopovi (kartice)smještene unutar kućišta računala. Obično su te priključnice zalemljene za matičnuploču računala. Za priključak dodatnog uređaja na te priključnice potrebno je otvoriti

kućište računala. Najrasprostranjenija sabirnica u suvremenim osobnim računalima jePCI sabirnica (engl. PCI bus, peripheral component interconnect bus). Opće je namjene ipredviđena za priključak različitih dodatnih sklopova (kartica).

Matična ploča (engl. motherboard )

Matična ploča (engl. motherboard , mainboard , systemboard , mobo) je tiskana pločica nakojoj su smješteni glavni dijelovi računala: procesor, memorija, unutarnja sabirnica i dr.Sklopovi mogu biti zalemljeni na matičnu ploču ili se mogu dodati u za to predviđenapodnožja i priključnice. Matična ploča se često prodaje zasebno, bez procesora, memorijei dodatnih sklopova (kartica) kako bi kupac sam mogao sastaviti računalo prema svo-

jim potrebama. Format matične ploče (engl. form factor ) govori o fizičkim dimenzijamamatične ploče, otvorima za pričvršćenje u kućište, smještaju priključnica za priključak

vanjskih uređaja i sl.

Slika 1.10 Matična ploča

Utori za RAM memoriju(DIMM DDR 2) Napajanje IDE konektor SATA konektori

Floppy konektor

PCI utori

Chipset (pokrivenhladnjakom)

Baterija

PCI-X 16x utorPCI-X 1x utor

Audiokonektori

USBkonektori

LANkonektor

LPTkonektor

COMkonektor

PS/2konektori

12 V napajanje

Podnožjeprocesora


11/120 I-11

PRO-MIL

1

O s n o v e

... Ulazno-izlazni priključci

Vanjske sabirnice služe za razmjenu podataka između računala i vanjskih uređaja. Vodič vanjskih sabirnica najčešće je višežilni kabel. Priključnice vanjskih sabirnica izvedene suna vanjskom dijelu kućišta. Obično su smještene na stražnjoj strani računala i na njih se

može priključiti bez otvaranja računala.

Najpopularnija vanjska sabirnica je USB sabirni-ca koja omogućuje istodobno spajanje do najviše127 uređaja s najvećom brzinom prijenosa 12Mbps (USB 1.1) ili 480 Mbps (USB 2.0). USB sa-birnica je predviđena za spajanje miša, pogonskogmehanizma CD ROM-a, vanjskog tvrdog diska,skenera, pisača, palice za igru i dr.

Norma IEEE 1394, poznata još i pod nazivom FireWire, jest sabirnička norma za serijskospajanje velikom brzinom prijenosa (engl. high performance serial bus). Načelna namjena

je ista kao i USB norme, ali je znatno skuplja od nje. Zbog toga ova sabirnica nije primje-rena uporabi s relativno sporim uređajima kao što su to npr. pisač, miš ili tipkovnica.Jedna od glavnih primjena je povezivanje računala i uređaja za prijenos video zapisa,primjerice videokamere i videorekordera.

Slika 1.12 FireWire priključnice

Kod starijih računala mogu se pronaći još serijski priključak (serijska vrata, engl. serial port ) i paralelni priključak (paralelna vrata, engl. parallel port ). Na serijski priključak

najčešće se priključivao modem, a na paralelni pisač. Suvremena računala ne rabe više tepriključke, već se svi uređaji priključuju na USB sabirnicu. Zbog toga na novijim računa-lima serijski i paralelni priključak ponekad nisu niti ugrađeni.

Slika 1.11 USB priključnice



Ulazni uređaji računala jesu svi oni koji omogućuju unos podataka ili programa iz okoli-ne u računalo. Podaci u okolini računala, npr. zvuk, slika, pokret, temperatura itd. gotovouvijek su u nepogodnu obliku za izravan unos u računalo. Te podatke treba prikladnimpretvornicima (senzorima) i njima prigrađenim sklopovima pretvoriti u oblik električnih

veličina prihvatljivih računalu. U tom je smislu temeljna zadaća ulaznih uređaja djelo-

tvorna i jeftina pretvorba podataka iz okoline u oblik prihvatljiv računalu.

Izlazni uređaji pretvaraju podatke iz računala u oblik prihvatljiv okolini. Ta okolinamogu biti ljudi, pa su to onda prikazi u vizualnom ili zvučnom obliku, ili strojevi kada suprikazi u obliku električnih veličina, npr. napona ili struje. I u jednom i u drugom primje-ru zadaća je izlaznih naprava brzo, jeftino i djelotvorno pretvaranje digitalnih električnih

veličina iz računala u oblik prihvatljiv okolini.

Pod vanjskim ili perifernim uređajima razumijevaju se računalni uređaji koji se nalazeizvan računala. Građeni su tako da imaju svoje kućište i čine jedinstvenu funkcionalnucjelinu, a s računalom se povezuju priključnim kabelom ili bežično. U takve se uređajeubrajaju pisač, monitor, modem, skener i sl.

.. Karakteristike računala

... Središnja jedinica za obradu (engl. CPU) i grafička kartica

Procesor (engl. processor , central processing unit , CPU ) ili mikroprocesor (engl. micro- processor ) jest poluvodička komponenta kod koje su na jednoj pločici poluvodiča smješte-ni svi važni dijelovi središnje jedinice za obradu, npr. aritmetičko-logička jedinica, unu-tarnji spremnici, nadzorni sklopovi itd. Suvremeni procesori su najsloženije poluvodičkekomponente koje se sastoje od više desetaka milijuna tranzistora smještenih na jednu

pločicu poluvodiča veličine samo nekoliko desetaka kubičnih milimetara.

Osnovni materijal od kojeg se proizvode mikroprocesori je silicij. Proizvode se od tankihdiskova silicija koji se zovu engl. wafer (ploška). Na takvoj pločici odjednom se fotokemij-skim postupkom izradi mnogo mikroprocesora koji se zatim rezanjem odijeljuju jedanod drugoga. Tako izrezani mikroprocesor bez kućišta naziva se engl. chip (čip). Cijenaprocesora bitno se smanjuje smanjenjem dimenzija pa proizvođači nastoje proizvesti što

više logičkih sklopova u što manjem volumenu poluvodiča. Uz ostalo, to nastoje tako dasmanjuju širinu vodljivih staza u poluvodiču. Primjerice prvi mikroprocesor 4004 imao

je staze široke 10 mikrometara (to je stotinka milimetra), a mikroprocesori proizvedeni2009. godine su imali širinu vodljivih staza 45 nanometara (što je približno dvadeset putamanje od tisućinke milimetra!).


13/120 I-13

PRO-MIL

1

O s n o v e

Za povezivanje pro-cesora s ostatkomračunala rabi se skupod nekoliko pomoćnihintegriranih krugova

poznat pod nazivomengl. chipset . Glavna jezadaća tih pomoćnihintegriranih krugovapovezati na što boljinačin različite dijelove

sustava: memoriju, diskove, sabirnice i dr. s procesorom. Svi podaci prolaze kroz pomoć-ne integrirane krugove i svi ostali dijelovi računala komuniciraju s procesorom posred-stvom pomoćnih integriranih krugova. Unutar pomoćnih integriranih krugova sadržan

je sklop za upravljanje memorijom, tipkovnicom, mišem, PCI sabirnicom, ATA sučeljemitd. Kako pomoćni integrirani krugovi bitno utječu na cjelokupan rad računala, matičneploče često nose njihovu oznaku npr. SiS 748, VIA KT600 itd. Pomoćni integrirani kru-govi zalemljeni su na matičnu ploču i nije ih moguće mijenjati kao mikroprocesor.

Često se kaže da je jedna vrsta procesora računalno snažnija ili da ima veću moć od dru-ge vrste. Pri tome se pod računalnom snagom podrazumijeva sposobnost obrade poda-taka. Računalna snaga središnje jedinice za obradu ovisi o količini podataka koju možeobraditi u jedinici vremena, a ovisi o više čimbenika (vidi poglavlje 1.1.2.2.).

Grafička kartica

Monitor se spaja s računalom sklopom koji se naziva grafička kartica (engl. graphic card ).Zadaća grafičke kartice je pretvorba digitalnih signala iz računala u oblik prihvatljiv

monitoru. Suvremene grafičke kartice složeni su sklopovi, koji su zapravo malo zasebnoračunalo. Grafičke kartice sastoje se od tri glavna dijela: grafičkog procesora, memorije i digitalnog-analognog pretvornika. Dio memorije grafičke kartice koji se koristi zapohranu slike zove se video-memorija ili video-RAM. O kapacitetu video-RAM-a ovisirazlučivost i broj boja koje može prirediti grafička kartica. Primjerice, za razlučivost od1.024 x 768 i 16 milijuna boja potrebno je najmanje 3 MB video-RAM-a grafičke kartice.Suvremene grafičke kartice imaju kapacitet mnogo veći od navedene minimalne vrijed-nosti (tipično 128 MB ili 256 MB). Grafička kartica može biti izvedena kao posebni sklopkoji se može zamijeniti ili je ugrađena na matičnu ploču računala i ne može se mijenjati.

Slika 1.13 Procesor ugrađen na

matičnoj ploči



... Frekvencija takta i drugi čimbenici brzine procesora

Prvi od čimbenika računalne snage središnje jedinice za obradu je frekvencija takta (engl. clock ) procesora jer se podaci obrađuju u koracima. Tipičan slijed pri obradi poda-taka je:

• dobava prvog podatka iz memorije u procesor• dobava drugog podatka iz memorije u procesor• obrada podataka (npr. zbrajanje)• pohrana rezultata u memoriju.

Svaka od navedenih operacija zbiva se u jednom ili više koraka ili takta pa je računalu zaobavljanje cjelokupnog posla u ovom primjeru potrebno nekoliko koraka. Jednostavnijeoperacije obavljaju se u jednom koraku, a složenije (npr. množenje) u više koraka. Težnja

je izraditi CPU sa što većom frekvencijom takta kako bi mogla obaviti što više operacija

u jedinici vremena. Prva osobna računala početkom sedamdesetih godina 20. stoljećaradila su s procesorima frekvencije takta do 2 MHz što je značilo da je takvo računaloobavljalo dva milijuna operacija u sekundi. Suvremena računala rade frekvencijama taktaod približno 3 GHz što znači da su u tom pogledu više od tisuću puta brža od onih odprije desetak godina. Svaka nova generacija procesora radi većim frekvencijama takta odprethodne, a taj je podatak toliko važan da je redovito naveden kao bitna značajka cijelogračunala. Glavno ograničenje povećanja frekvencije koraka je ograničenje brzine polu-

vodičkih integriranih sklopova i brzine širenja električnih signala kroz spojne vodoveizmeđu pojedinih dijelova računala. To je još jedan od razloga da se procesor proizvedešto manji kako bi signali putovali što kraćim putovima.

Drugi važan čimbenik koji određuje računalnu snagu jest količina bitova koju procesoristodobno može obraditi. U prvim osobnim računalima procesori su mogli obraditi u

jednom koraku 8 bitova te su se nazivali 8-bitni. Prvi procesori upotrijebljeni u osobnimračunalima mogli su također u jednom koraku obraditi 8 bitova (npr. 8080, 6800, Z80itd.) pa su se nazivali 8-bitni. Suvremena osobna računala imaju procesore koji u jednomkoraku mogu obraditi 32 i 64 bita. Procesori koji se rabe u suvremenim osobnim raču-

nalima jesu 32-bitni. Takvi procesori nazivaju se 32-bitni, a često se i računalo naziva32-bitnim računalom. Procesor koji može u jednom koraku obraditi 32 bita ima većuračunalnu snagu od onog koji istodobno može obraditi 8 bitova. Sve je više 64-bitnih pro-cesora, pa je za pretpostaviti da će uskoro sva osobna računala biti 64-bitna. Cjelokupnagrađa procesora prilagođena je količini bitova koju obrađuje u jednom koraku (unutarnjispremnici, unutarnje sabirnice itd.).

Treći čimbenik koji bitno utječe na računalnu snagu jest građa (arhitektura) proceso-ra i osobito način na koji dobavlja i obrađuje podatke. Neki procesori imaju mogućnost

istodobne obrade podataka (npr. zbrajanja) i dobave novog podatka iz vanjske memorije,čime se znatno ubrzava ukupna obrada podataka. Računalna snaga može se mjeriti narazne načine, ovisno o tome koja značajka sustava je bitna korisniku. Računalna snaga


15/120 I-15

PRO-MIL

1

O s n o v e

uglavnom se mjeri tako da se mjeri vrijeme potrebno računalu da obavi određenu obradupodataka ili pak se mjeri količina podataka koje računalo može obraditi u jedinici vreme-na (obično jednoj sekundi). Različiti računalni programi koji omogućuju takva mjerenjazovu se zajedničkim imenom engl. benchmark .

.. Memorija i uređaji za pohranu

Memorija, o kojoj je ovdje riječ, zove se radna memorija ili RAM i ugrađena je u samoračunalo. Radna memorija je ona memorija koju procesor koristi za neposrednu pohranui dobavu podataka. Dok je računalo uključeno i dok obrađuje podatke, ti podaci i progra-mi nalaze se u radnoj memoriji. Obično se nekoliko bitova (najčešće jedan bajt) skuplja ipohranjuje na određeno mjesto u memoriji. Ovo mjesto naziva se memorijska lokacija.Memorijske lokacije možemo zamisliti kao niz pretinaca, od kojih svaki ima svoju adresu i može pohraniti jedan bit ili određenu količinu bitova, najčešće jedan bajt. Želi li se po-hraniti bajt u memorijsku lokaciju, potrebno je navesti adresu te lokacije. Također, želi lise pročitati neki bajt iz memorije, potrebno je navesti adresu memorijske lokacije u kojoj

je on pohranjen. Za ilustraciju može poslužiti podatak da jedan ASCII znak (npr. jednoslovo) zauzima jedan bajt memorije.

... Memorija

S obzirom na postojanost podataka radnu memoriju računala možemo podijeliti u dvijeskupine: RAM i ROM.

RAM

RAM (engl. random access memory) je upisno-ispisna memorija (naziva se još i memo-rija s neograničenim pristupom). To je radna memorija u koju se mogu upisivati i iz nječitati podaci onoliko puta koliko želimo. Pohranjeni podaci ostaju u ovoj memoriji dokih računalo namjerno ne promijeni ili dok se ne prekine napajanje memorije električnom

energijom. Dakle, RAM gubi svoj sadržaj prekidom napajanja pa se naziva i neposto- jana memorija (engl. volatile memory). Isključi li se računalo, brišu se svi podaci koji supohranjeni u RAM-u i oni se nepovratno gube.

Glavne značajke RAM-a su kapacitet i brzina rada. Poželjno je da je RAM što većegkapaciteta kako bi se pohranilo što više podataka. Međutim, računalo s velikim kapaci-tetom memorije je skupo. Brzina rada RAM-a određena je brzinom kojom ova memorijapohranjuje i izdaje podatke. Spomenuto je već da je za čitanje nekog podatka iz memorijepotrebno navesti adresu memorijske lokacije u kojoj se taj podatak nalazi. Od pojave že-

ljene adrese na adresnim sabirnicama pa do pojave podatka pohranjenog u traženoj loka-ciji na podatkovnim sabirnicama protekne određeno vrijeme. To se vrijeme zove vrijemepristupa memoriji (engl. memory access time). Vrijeme pristupa ograničava brzinu kojom



se mogu čitati podaci iz memorije i upisivati u nju pa može znatno ograničiti brzinu radacijelog računala. Zbog toga se u računala nastoji ugraditi RAM sa što kraćim vremenompristupa. Tehnologija izrade poluvodičkih komponenata od kojih su građeni suvremeniRAM-ovi ograničava brzinu pristupa na nekoliko desetaka nanosekundi.

Suvremeni su RAM-ovi građeni od poluvodičkih integriranih krugova. S obzirom nanačin rada postoje dvije glavne vrste ove memorije: statička i dinamička.

Statička radna memorija ili skraćeno SRAM vrsta je radne memorije kojoj je svaki bitpohranjen u jednom od bistabilnih sklopova smještenih u memorijskom integriranomsklopu. Bez vanjskih poremećaja, bistabilni sklop trajno zauzima jedno od dva stabilnastanja. Prelazak iz jednog stanja u drugo potiče se odgovarajućim signalom izvana. Jednood stanja može se predočiti logičkom 0, a drugo logičkom 1. Upisani podatak ostaje po-hranjen do prekida napajanja ili namjerne promjene.

Prednosti SRAM-a su jednostavnost građe, jednostavnost pogona i veoma brz pristupmemoriji. Nedostatak SRAM-a su relativno velike dimenzije bistabilnog sklopa štoograničava broj bistabila koji se mogu smjestiti na jednu pločicu poluvodiča. SRAM-ovisu znatno manjeg kapaciteta od kapaciteta dinamičkih memorija (za jednaku površinupoluvodiča), dok je istodobno cijena za isti kapacitet znatno veća od cijene dinamičke me-morije. U SRAM-u se pohranjuju male količine podataka, npr. pohrana karakterističnihparametara računala, brza priručna memorija (engl. cache) i sl.

Ponekad se SRAM memoriji dogradi baterija kako bi se sadržaj memorije zadržao i nakonprekida napajanja računala. Kod osobnih računala ta je memorija poznata pod nazivomCMOS memorija. Iako taj naziv govori o tehnologiji izrade, uvriježilo se rabiti ga za vrstuSRAM radne memorije osobnih računala koja ne gubi svoj sadržaj prekidom napajanjaračunala. Kapacitet te memorije je mali (obično 64 KB), a u njoj se čuvaju podaci koji mo-raju biti prisutni u trenutku uključenja računala, primjerice: broj i tip disketnih jedinicai tvrdih diskova, medij na kojem se nalazi operacijski sustav, različite postavke vezaneza memoriju, lozinke i sl. Ti se podaci nazivaju konfiguracija sustava. Podatke u CMOS

memoriji moguće je prema potrebi mijenjati odmah po uključenju računala pokretanjemodgovarajućeg programa. To je međutim malokad potrebno raditi, obično pri prvompokretanju računala ili pri promjeni sklopovlja računala. Pogrešnim unošenjem podatakamoguće je onesposobiti računalo pa pri promjeni tih podataka treba biti oprezan. CMOSmemorija napaja se iz baterije ili izuzetno minijaturnog akumulatora. Podaci u CMOSmemoriji ostaju nepromijenjeni sve dok se ne prekine napajanje što je moguće vađenjemakumulatora ili otvaranjem odgovarajućeg kratkospojnika. Brisanje CMOS memorijepotrebno je samo zbog pogrešno upisanih postavki zbog kojih računalo neispravno radiili zbog brisanja upisane lozinke koju je korisnik zaboravio. Lozinku koja se ovdje spo-

minje ne treba miješati s različitim lozinkama vezanim za operacijski sustav ili internet.Lozinka u CMOS memoriji služi samo za pristup podacima u CMOS memoriji.


17/120 I-17

PRO-MIL

1

O s n o v e

Dinamička radna memorija ili DRAM vrsta je radne memorije kojoj je svaki bit pohra-njen kao naboj u minijaturnom kondenzatoru smještenom u memorijskom integriranomsklopu. Zbog nesavršenosti izolatora u kondenzatoru naboj pohranjen u kondenzatoru sepostepeno gubi, pa se time gubi i podatak pohranjen u tom kondenzatoru. Kako se to nebi dogodilo, potrebno je naboj obnoviti prije nego se kondenzator potpuno isprazni. Na-

boj se obnavlja pomoću posebnih sklopova koji najprije čitaju podatke, a zatim obnavljajunaboj svakog kondenzatora prema očitanoj vrijednosti. Taj se postupak zove obnova iliosvježavanje memorije (engl. memory refreshing ) i događa se svakih nekoliko milisekun-da pa i kraće. Zbog toga je razmjena podataka s DRAM memorijom sporija i komplicira-nija nego razmjena sa SRAM memorijom.

Prednost DRAM-a su male dimenzije kondenzatora koji pohranjuje bit informacije pa jemoguće smjestiti mnogo takvih kondenzatora na jednu pločicu poluvodiča. SuvremeniDRAM-ovi mogu pohraniti stotine milijuna bitova na jednoj jedinoj pločici poluvodiča.

Nedostatak DRAM-a je potreba za relativno složenim pogonskim sklopom i sporost uradu uzrokovana obnavljanjem memorije. Cijena dinamičkih memorija kojima je kapaci-tet veći od nekoliko desetaka KB, uključivši i pogonske sklopove, niža je od cijene statič-kih memorija, tako da je radna memorija u suvremenim osobnim računalima DRAM.Različitim se postupcima komuniciranja s DRAM-om pokušava povećati brzina njegovarada pa postoje različite izvedbe DRAM memorija.

Zbog svoje važnosti i cijene radna memorija računala građena je tako da se može lakonaknadno ugrađivati i mijenjati. Kupac tako može birati kapacitet radne memorije premasvojim potrebama i cijeni. U slučaju potrebe memoriji se može povećati kapacitet tako dase ugrade dodatni memorijski integrirani krugovi. Takvo se povećanje kapaciteta me-morije naziva proširenje memorije. Da bi se olakšalo proširenje memorije, memorija seprodaje i ugrađuje u tzv. memorijskim modulima. Memorijski modul je tiskana pločicana koju su zalemljeni memorijski integrirani krugovi i na čijem se jednom rubu nalazekonektori. Na matičnoj ploči postoje odgovarajući konektori u koje je moguće utaknu-ti memorijski modul. Ovisno o izvedbi matične ploče postoje dva ili više konektora zamemorijske module. Postoji nekoliko različitih modela memorijskih modula koji nisu

međusobno zamjenjivi.

Slika 1.14

Memorijski moduli



SIMM (engl. single inline memory module) je najstarija vrsta memorijskog modula i nerabi se više u suvremenim računalima. Moraju se ugrađivati u paru. Postoje izvedbe s 30(DRAM) i 72 (FPM) kontakta.

DIMM (engl. dual inline memory module) je trenutno najrasprostranjenija vrsta me-

morijskih modula. Postoje izvedbe sa 168 (FPM, EDO, SDRAM) i 184 (DDR) konektora.Mogu se ugrađivati pojedinačno.

SODIMM (engl. small outline dual inline memory module) su memorijski moduli namije-njeni prijenosnim računalima pa su najmanjih dimenzija od svih modula. Postoje izvedbesa 72 (FPM, EDO), 144 (FPM. EDO. SDRAM) i 200 kontakata (DDR).

RIMM (engl. Rambus inline memory module) je namijenjen RDRAM memorijama. Po-stoje izvedbe sa 168 i 184 kontakta.

Ako je trgovački naziv memorije: DIMM PC2100, 128 MB, 184 pins, DDR RAM, 266MHz, znači da je riječ o memorijskom modulu DIMM sa 184 kontakta, kapacitet je 128MB, memorija radi s taktom 266 MHz, najveća brzina razmjene podataka je 2100 MB usekundi i vrsta memorije je DDR SDRAM.

Flash memorija

Flash memorija (engl. flash memory) posebna je vrsta poluvodičkih memorija čija je glav-na značajka da se ponaša poput RAM memorije, ali joj je sadržaj neovisan o napajanju.Iz flash memorije mogu se čitati podaci, ali je za pohranu novih podataka potrebno pret-hodno izbrisati postojeće. Pri tome to nije moguće na samo jednoj memorijskoj lokaciji,

već se mora izbrisati cijelo područje uzastopno smještenih memorijskih lokacija (engl.chunck ). Takav postupak znatno usporava rad i praktično ograničava uporabu ove vrstememorije kao uobičajene radne memorije računala.

S jedne strane flash memorija objedinjuje dobra svojstva RAM memorije (nema po-

kretnih dijelova) i medija za trajnu pohranu podataka, primjerice tvrdog diska (sadržajneovisan o napajanju). S druge pak strane znatno viša cijena po bitu pohranjenih poda-taka i ograničen vijek trajanja ograničava njenu uporabu na posebna područja primjene.Približno je 100.000 puta moguće ponoviti postupak upisa podataka prije nego flash me-morija postane neupotrebljiva. Trajnost flash memorije pri uobičajenoj uporabi približno

je 10 godina.

Flash memorije rabe se uglavnom kao praktična zamjena za tvrdi disk relativno malogkapaciteta (od 1 GB do 16 GB). Najviše se primjenjuju kod osobnih računala kao prijeno-

sni medij za pohranu i kod digitalnih fotoaparata.


19/120 I-19

PRO-MIL

1

O s n o v e

Jedna od uobičajenih primjena flash memorije kod suvremenih osobnih računala jest nje-na uporaba za pohranu BIOS-a umjesto ROM memorije (tzv. flash BIOS). To omogućujezamjenu BIOS-a novim inačicama, a kako se to čini malokad, ograničenje trajnosti f lashmemorije i brzina upisa nisu prepreka. BIOS je objašnjen u poglavlju Operacijski sustav.

Najveću primjenu flash memorija ima u digitalnim fotoaparatima. Mala potrošnja ener-gije, male dimenzije i odsustvo pokretnih dijelova čine ju upravo idealnom za pohranuslika. Razvijeno je nekoliko inačica flash memorija za tu primjenu u obliku praktičnihflash kartica : Secure Digital (SD) Media Card, xDPicture Card, Smart Media, CompactFlash, Memory Stick i MultiMedia Card MMC.

Osim u fotoaparatima, ponekad se ova vrsta memorija rabi i u drugim uređajima: videokamerama, ručnim računalima, MP3 prijenosnim uređajima, pisačima i dr. Kako na ra-čunalu ne postoji priključnica na koju bi se mogla priključiti bilo koja od navedenih flash

kartica, potrebno je nabaviti čitač kartica. To je mali uređaj koji se pomoću USB priključ-nice priključuje na računalo, a na sebi ima utore u koje se mogu priključiti flash kartice.

Slika 1.15 Flash memorija za digitalne fotoaparate

Memorijski ključić

Memorijski ključić (engl. keydrive, keychain drive, pen drive, pocket drive, thumb drive,USB flash drive, USB flash memory drive, USB key, USB memory key, flash RAM , USB

stick ) je popularna inačica flash memorije smještene u praktično kućište na čijem se jed-

nom kraju često nalazi privjesak za ključeve.Na kućištu se nalazi USB priključak kojimse može izravno priključiti na računalo. MSWindows XP operacijski sustav “vidi” takopriključeni memorijski ključić kao dodatnitvrdi disk i njime se može rukovati jednakokao i tvrdim diskom računala. Memorijskiključići proizvode se u rasponu kapacitetaod 512 MB do 128 GB, a služe kao praktičan

medij za prijenos podataka s jednog računa-la na drugo.

Slika 1.16 Memorijski ključići



PC Card (PCMCIA)

Male dimenzije prijenosnih računala ograničavaju količinu sklopovlja koje se može izrav-no ugraditi u računalo pa je, ovisno o potrebama korisnika, dodatke potrebno prigrađi-

vati izvana. Prvo takvo proširenje, koje se pojavilo znatno prije memorijskih ključića, bile

su memorijske kartice pomoću kojih se povećavala radna memorija računala. Isprva se zate kartice rabio naziv PCMCIA kartice, ali je zbog teškog izgovaranja naziva izabran novinaziv PC Card. Kartice su normiranih dimenzija kućišta i priključnica (priključnica ima68 priključaka) i mogu se priključiti na bilo koje računalo opskrbljeno PC Card priključ-kom. Veličine su otprilike poput kreditne kartice (85,6 mm x 54,0 mm), a debljina imovisi o građi. PC Card kartice mogu umjesto memorije sadržavati i različite druge ure-đaje, npr.: modem, mrežno sučelje, tvrdi disk itd. U PC Card kartice može biti ugrađenaDRAM memorija ili flash memorija. Nakon pojave memorijskih ključića, PC Card karticemalokad se rabe kao flash memorija.

Slika 1.17 PC Card

ROM

ROM (engl. read only memory) ispisna je memorija, tj. memorija u koju se podatak možeupisati samo jednom. Nakon upisa podatak se može čitati onoliko puta koliko se želi,ali ne i mijenjati, brisati ili upisivati novi podatak. Zato je primjena ove memorije ograni-čena na pohranu podataka koji su uvijek jednaki i nepromijenjeni. Takvi su, primjerice,podaci u vezi s prikazom slova na zaslonu, dijelovima operacijskog sustava itd. Takvihnepromjenljivih podataka ima relativno malo pa je ugrađeni ROM malog kapaciteta (npr.128 KB). Podatke u ROM upisuje proizvođač računala i korisnik ih nikada ne mijenja. UROM-u su najčešće pohranjeni podaci potrebni operacijskom sustavu računala pa kori-snik malokad izravno koristi te podatke.

Kod starijih računala ROM i CMOS su bile jedine memorije koje nisu gubile svoj sadržajprekidom napajanja. CMOS memorija namijenjena je pohrani male količine podataka o


21/120 I-21

PRO-MIL

1

O s n o v e

konfiguraciji računala i nije pogodna za pohranu dijelova operacijskog sustava pa su onibili pohranjeni u ROM memoriji. Tako se pri uključenju računala mogao početi izvršavati

jedini raspoloživ program, a to je onaj pohranjen u ROM memoriji. Tek izvršenjem togprograma operacijski sustav bi se s tvrdog diska premjestio u radnu memoriju računalai zatim počeo izvršavati. Bez tog početnog programa nije moguć rad računala. Taj se

program upisao u ROM kod proizvođača računala i korisnik ga više nije mogao mijenjati,osim u slučaju promjene ROM-a što je za prosječnog korisnika nepraktično. ROM memo-rija je jeftinija od bilo koje druge vrste memorije, ali je nemogućnost promjene upisanogprograma kod korisnika dovela do zamjene ROM memorije flash memorijom. Riječ je oflash EPROM (FEPROM) memoriji koja omogućuje brisanje i pisanje podataka koji zatimostaju trajno zapisani i kad nema napajanja. Suvremena računala zato za pohranu dije-lova operacijskog sustava i programa koji se pokreće pri uključenju računala rabe flashEPROM memoriju u koju korisnik po potrebi može upisati noviju inačicu programapomoću relativno jednostavnog postupka i bez otvaranja računala.

Brza priručna memorija (engl. cache)

Između memorije i procesora postoji nesrazmjer u brzini. Procesor može slati i primatipodatke brže nego što može memorija zbog čega je ograničena ukupna brzina razmjene.Povećanje brzine rada memorije, odnosno skraćenje vremena pristupa, uvelike bi i nepri-hvatljivo povećalo cijenu.

Brza priručna memorija (engl. cache) brza je memorija relativno malog kapaciteta kojapohranjuje dio sadržaja radne memorije te tako ubrzava razmjenu podataka izmeđuprocesora i radne memorije. Građa i uporaba brze priručne memorije zavisi o njezinojnamjeni i proizvođaču, a sastoji se od vrlo brze memorije višestruko manjeg kapacitetaod radne memorije i složenog upravljačkog sklopa.

Kod nekih procesora dio brze priručne memorije ugrađen je na istu pločicu poluvodičana kojoj je i sam smješten što dodatno ubrzava rad. Zbog tehnoloških ograničenja i visokecijene ugrađena brza priručna memorija manjeg je kapaciteta od zasebne brze priručne

memorije.

Brza priručna memorija smještena na istu pločicu poluvodiča s mikroprocesorom nazivase primarna brza priručna memorija ili L1 (engl. primary cache, Level 1 cache) i kapacite-ta je od 1 do 128 KB.

Zasebna brza priručna memorija koja se nalazi izvan procesora naziva se sekundarnabrza priručna memorija ili L2 (engl. second level cache, Level 2 cache) i kapaciteta je od128 KB do 1 MB. Tu memoriju treba razlikovati od radne memorije računala, a bitna je

razlika da je L2 memorija mnogo brža, skuplja i manjeg kapaciteta od radne memorije.Istodobno ona je jeftinija i sporija od L1 memorije pa je na neki način kompromis izmeđucijene i brzine pristupa.



Brza priručna memorija diska (engl. disc cache) ima zadaću ubrzati razmjenu podatakaizmeđu relativno sporog tvrdog diska i znatno brže radne memorije računala.

Zato brzina brze priručne memorije diska treba biti prilagođena brzini radne memorije imože biti građena od istih komponenti. Upravljačka elektronika smještena je unutar me-

hanizma tvrdog diska (točnije unutar sklopa za upravljanje diskom, engl. disc controller ),izvan mehanizma tvrdog diska (redovito je dio radne memorije računala) ili oboje.

Načelo djelovanja brze priručne memorije koristi se i u mnogim drugim područjimagdje se brzina prijenosa podataka može ubrzati pohranom u memoriju koja može bržerazmjenjivati podatke s okolinom. Tako, primjerice, postoje brze priručne memorije kodmrežnih kartica, pri prijenosu podataka internetom i dr.

... Kapacitet memorije

Najveća količina podataka koju memorija može pohraniti naziva se kapacitet memorije inajčešće se izražava u bajtovima ili većim jedinicama: KB, MB, GB itd. Te jedinice odgo-

varaju ovim vrijednostima:

1 kilobajt = 1 KB = 1.024 bajta

1 megabajt = 1 MB = 1.0242 bajta = 1.048.576 bajta

1 gigabajt = 1 GB = 1.0243 bajta = 1.073.741.824 bajta

1terabajt = 1TB = 1.0244 bajta = 1.099.511.627.776 bajta

U dekadskom brojevnom sustavu oznaka “k” (početno slovo od grčkoga kilo, što znači stisuću, koji ima tisuću) označava vrijednost 1000 (103). U binarnom brojevnom sustavu

“K” označava prvu najbližu vrijednost koju je bilo moguće dobiti eksponiranjem broja 2(osnova binarnoga brojevnog sustava), a to je 210 = 1024. Obratite pozornost da se rabi veliko slovo “K” (1024) za razliku od dekadskog označavanja gdje se rabi malo slovo “k”(1000).


23/120 I-23

PRO-MIL

1

O s n o v e

... Uređaji za pohranu

Razvojem elektroničkih računala neprekidno raste potreba za pohranom sve veće količi-ne podataka. Medij za pohranu podataka mora se odlikovati sljedećim svojstvima:

• Pohranjeni podaci trebaju što dulje ostati nepromijenjeni i neoštećeni, a da za

njihovo održavanje nije potrebno dovoditi energiju.• Medij za pohranu mora biti jednostavan za rukovanje i mora biti što manjih di-

menzija.• Upis i čitanje podataka trebaju biti što brži, a priključak na računalo što jedno-

stavniji.• Cijena ukupnog sustava za pohranu, koji se sastoji od pogonskog mehanizma i

samog medija za pohranu, treba biti što niža. Cijena pohrane obično se izražava ucijeni po bitu pohranjene informacije.

Navedene zahtjeve danas s uspjehom zadovoljavaju tri tehnologije: poluvodička, ma-gnetska i optička. Poluvodička tehnologija odlikuje se najvećom brzinom, ali i najvišomcijenom pa se rabi za pohranu relativno male količine podataka u odnosu na ostale dvijespomenute tehnologije. Poluvodičke memorije opisane su u poglavlju o temeljnog građiračunala pa će ovdje biti izostavljene. Magnetski mediji, koji se za pohranu podatakakoriste svojstvima magnetskih tvari, najstariji su i danas već potpuno razvijeni mediji.Optička tehnologija, koja se za pohranu podataka koristi svojstvom svjetlosti, mlađa je i

još je uvijek u intenzivnom razvoju.

Magnetski disk

Magnetski disk je okrugla ploča izrađena od nemagnetske tvari (npr. aluminij, staklo ilipolimer), presvučena tankim magnetskim slojem. Materijal magnetskog sloja obično je

vrsta željeznog oksida. Disk se okreće oko svojeg središta. Iznad diska je magnetska glavakoja je prislonjena uz površinu diska ili lebdi iznad nje, a može se pomicati radijalnopo disku (prema središtu i od središta). Magnetska glava može pri upisu magnetiziratipovršinu diska, a pri čitanju registrirati magnetske čestice na površini diska. Podaci su na

magnetskom disku zapisani kao niz magnetiziranih čestica smještenih u koncentričnimkrugovima u magnetskom sloju diska.

Dobra svojstva magnetskih diskova su veliki kapacitet, dobra postojanost podataka ibrzi pristup bilo kojem podatku na disku. Loša svojstva magnetskih diskova su osjetlji-

vost na elektromagnetsko polje i nečistoće te ograničenje maksimalne gustoće podataka.

Tvrdi disk

Tvrdi magnetski diskovi (engl. hard disk ) obično su građeni u obliku aluminijskih diskovapresvučenih magnetskom tvari. Na istu osovinu, jedan iznad drugoga, smješteno je



nekoliko diskova. Za svaki disk postoje po dvije magnetske glave (za svaku stranu diskapo jedna), koje su učvršćene u jedan sklop i pomiču se zajedno i istodobno. Sve zajednosmješteno je u zatvoreno kućište, tako da diskovi nisu vidljivi korisniku. Kapacitet suvre-menih tvrdih diskova je od 100 GB do 2 TB. Pogonski mehanizmi tvrdih diskova (engl.

HDD, hard disc drive) izrađuju se najčešće kao uređaji za unutarnju ugradnju u računala.

Svaki je magnetski disk prije prve uporabe potrebno formatirati kako bi se priredio za radna određenoj vrsti računala i operacijskog sustava. Postupkom formatiranja na disk se za-pisuju posebni podaci koji određuju njegovo logičko ustrojstvo. Taj se postupak u načeluprovodi samo jedanput, dok na disku još nema podataka. Zbog složenosti postupka tvrdise diskovi formatiraju kod isporučitelja diska ili računala i korisnik dobiva formatirandisk spreman za rad.

VAŽNO: Postupkom formatiranja brišu se svi postojeći podaci na disku i disk postaje

potpuno prazan!!! Ako se taj postupak provede s diskovima na kojima ima podataka, sviće podaci biti nepovratno izgubljeni!

Pogonski mehanizmi tvrdih diskova (engl. hard disc drive, HDD) izrađuju se u načelukao uređaji za ugradnju u unutrašnjost računala. Postoje, međutim, izvedbe tvrdih disko-

va koji se mogu jednostavno izvana priključivati na računalo. Postoje dvije izvedbe. Jedna je izvedba s ladicom u koju je ugrađen tvrdi disk i koja se može jednostavno umetati i vaditi iz računala. Pritom se umeće i vadi tvrdi disk s kućištem i cjelokupnim pogonskimmehanizmom, a u računalu je ugrađeno ležište u koje se umeće ladica. Nezgodna stranatakvog rješenja jest da se disk može umetnuti samo u računalo koje ima ležište za upravotakvu ladicu. Druga i danas popularnija je izvedba zasebno kućište u koje je ugrađen tvr-di disk i koje se posredstvom USB sabirnice i odgovarajućeg kabela spaja s računalom.

Slika 1.18 Načelna građa tvrdog magnetskogdiska


25/120 I-25

PRO-MIL

1

O s n o v e

Nakon određenog razdoblja uporabe uputno je disk defragmentirati. Riječ je o postupkukojim se može znatno ubrzati čitanje podataka s tvrdog diska. Podaci se spremaju na disktako da se nastoje iskoristi sva slobodna mjesta na disku. Zbog toga se podaci često podi-

jele u dijelove koji se smjeste na područja diska gdje ima dovoljno slobodnog prostora. Začitanje tako raštrkanih podataka računalu treba više vremena nego da su podaci pohra-

njeni kao cjelina na jednom mjestu na tvrdom disku. Postupkom defragmentacije raštr-kani podaci prikupljaju se u cjelinu i smještaju na jedno mjesto na disku. To se provodiredom za sve cjeline podataka pa su nakon defragmentiranja podaci pohranjeni mnogopovoljnije s obzirom na brzinu čitanja. Defragmentacijom se ne mijenja sadržaj tvrdogdiska nego samo način na koji su podaci raspoređeni na disku. S gledišta korisnika postu-pak defragmentacije provodi se vrlo jednostavno pokretanjem odgovarajuće naredbe.

Tehnologija izrade tvrdih diskova toliko je usavršena da je pouzdanost suvremenih dis-kova približno milijun MTBF, što je više od 100 godina neprekidnog rada. Jedinica MTBF

(engl. mean time between failure) jest iznos sati koji u prosjeku protekne između dvakvara. Katkad se kao mjera pouzdanosti upotrebljava jedinica FPMH (engl. failure permillion hours), tj. očekivani broj kvarova u milijun sati rada.

Kvaliteta tvrdog diska ocjenjuje se na temelju više značajki. Važnije su ove:• Kapacitet diska najveća je količina podataka koja se može pohraniti na disk. Ka-

pacitet suvremenih tvrdih diskova je od 100 GB do više od 2 TB.• Vrijeme čekanja na sektor (engl. latency, rotational latency) prosječno je vrijeme

potrebno da pred glavu koja se već nalazi na dobrom tragu dođe željeni sektor.Obično se izražava kao prosječno vrijeme čekanja, a to je zapravo vrijeme po-trebno da se disk okrene za pola kruga. Moguće ga je izračunati ako se zna brzinaokretanja diska. Kod suvremenih tvrdih diskova iznosi nekoliko ms.

• Vrijeme traženja (engl. seek time) jest vrijeme potrebno glavi da se postavi na tra-ženi trag. Kako je to vrijeme zavisno o relativnom položaju glave prema traženomtragu, obično se navodi vrijeme potrebno da glava iz početnog položaja dođe nasrednji trag diska.

Brzina razmjene podataka (engl. external transfer rate, external data rate, data transferrate, DTR) najveća je brzina kojom je moguće izmjenjivati podatke između tvrdog diska iračunala. Mjeri se u MB u sekundi (engl. MBps) i kod suvremenih diskova je od 20 MBpsdo više od 100 MBps.

Disk se spaja s računalom posredstvom sučelja (engl. disk interface). Sučelje osiguravatočnu i brzu razmjenu podataka između pogonskog mehanizma tvrdog diska i računala.Bilo bi uzaludno u računalo ugraditi disk velikoga kapaciteta i kratkog vremena pristupaako bi sučelje sporo razmjenjivalo podatke s računalom. Brzina razmjene podataka tvr-

dog diska i računala uvelike određuje brzinu cijelog računala pa je važno ostvariti brzu ipouzdanu vezu. Iako je kod nekih ovdje spomenutih sučelja zapravo riječ o sabirnici (npr.



USB ili ATA), u ovom ćemo ih odjeljku zvati jedinstvenim nazivom: sučelje. Kod većinesuvremenih računala diskovi su s računalom povezani ATA ili SATA sučeljem.

ATA (engl. parallel advanced technology attachment , parallel ATA, PATA) je sučelje(norma) za paralelnu razmjenu podataka između tvrdog diska i računala. Postoji mnogo

inačica ATA norme, a kod suvremenih računala uglavnom se rabe inačice ATA/ 100 iATA/133. Osim tvrdih diskova, novije inačice ATA sučelja omogućuju spajanje i ostalihuređaja, npr. CDROM i Iomega Zip pogonskih mehanizama.

Sva upravljačka elektronika tvrdog diska kod ATA norme smještena je na pogonski me-hanizam. Sučelje između diska i računala sastoji se od jednostavnog i jeftinog digitalnogsklopa i spojnog kabela koji prenosi samo digitalne signale. Sklop ATA sučelja često seugrađuje na matičnu ploču računala pa se ugradnja tvrdog diska svodi na priključenjediska spojnim kabelom s matičnom pločom. Na jedan te isti priključni kabel mogu se pri-

ključiti dva tvrda magnetska diska (ulančiti, engl. daisy chain), pri čemu je jedan nadređe-ni (engl. master ), a drugi podređeni (engl. slave). Ukupna cijena, računajući disk i sučeljeniža je nego kod bilo koje druge norme, a priključak na računalo je jednostavan. Sve je torazlog velike popularnosti i široke uporabe ATA norme.

SATA (engl. serial advanced technology attachment , serial ATA, SATA) je sučelje (norma)za serijsku razmjenu podataka između tvrdog diska i računala koju je predložila tvrtkaIntel. Diskovi su građeni slično kao i ATA diskovi, samo im je sučelje prema računalurazličito. Moguće je priključiti više diskova, svaki na zasebni upravljački sklop zasebnimkabelom. Jedna od prednosti spajanja zasebnim kabelom i upravljačkim sklopom jest mo-gućnost rada svakog diska s punom brzinom razmjene podataka s računalom (za razlikuod ATA sučelja kod koga diskovi dijele isto sučelje). Diskovi se povezuju kablovima sa 7

vodiča čija dozvoljena maksimalna dužina iznosi 1 metar. Tanji i duži kabel znatno olak-šava povezivanje diskova, posebice kad ih je u računalu više. Uz to, naponske razine bitnosu manje nego kod ATA sučelja što poboljšava pouzdanost i smanjuje smetnje i utrošakenergije. Diskove je moguće mijenjati i u radu (engl. hot swapping ), a SATA podržava“uključi i radi” (engl. plug and play, PnP ) tehnologiju.

Neprekidno povećanje brzine rada računala dovelo je do nesrazmjera između brzinerada središnje jedinice za obradu (engl. CPU ) i tvrdog magnetskog diska. Tvrdi disk, čijirad zahtijeva gibanje mehaničkih dijelova, nije u stanju brzinom slijediti rad ostalih, upotpunosti poluvodičkih, dijelova računala. Drugi veliki nedostatak je relativno niskapouzdanost tvrdog diska u odnosu prema ostalim dijelovima računala pa se smatra da

je tvrdi disk najnepouzdaniji dio računala. Navedeni nedostaci tvrdog diska osobito suizraženi kod lokalnih mreža, kod kojih je tvrdi disk ključna komponenta glede potrebnogkapaciteta, brzine rada i pouzdanosti. Potencijalna opasnost gubitka podataka pri kvaru

tvrdog diska nagnala je korisnike mreža da potraže bolje i sigurnije rješenje.

Niz tvrdih diskova (engl. RAID, redundant arrays of inexpensive disks) je sustav koji po- vezuje i objedinjuje više tvrdih diskova čineći tako cjelinu koja se prema računalu ponaša


27/120 I-27

PRO-MIL

1

O s n o v e

jednako kao i jedan jedini disk velikoga kapaciteta i velike brzine rada. U odnosu premaodgovarajućem jednom tvrdom disku jednakog kapaciteta, niz tvrdih diskova ima većubrzinu, veću otpornost na pogreške i nižu cijenu. Osnovne prednosti niza tvrdih diskova

jesu raspoloživost podataka (engl. data availability) i tolerancija na pogreške (engl. faulttolerance). Raspoloživost podataka postiže se povećanjem brzine rada niza tvrdih diskova

u odnosu prema svakom pojedinačno ugrađenom disku. Povećanje brzine rada postignu-to je istodobnim upisivanjem i čitanjem podataka s više diskova.

Osnovno načelo rada niza tvrdih diskova jest raspodjela podataka na diskove (engl. stri- ping ), a sastoji se od istodobnog i usporednog upisa podataka na više diskova. Glede na-čina raspodjele podataka i mogućnosti naknadne obnove podataka, nizovi tvrdih diskovasvrstani su u skupine nazvane RAID 0 do RAID 5.

NAS

Naglim širenjem računalnih mreža javila se potreba za uređajem za pohranu podata-ka koji bi bio zajednički za pojedinu lokalnu mrežu. Takav uređaj naziva se NAS (engl.network-attached storage). Riječ je o samostalnom uređaju koji se priključuje na mrežui dostupan je svakom sudioniku mreže. NAS je zapravo posebna vrsta računala s ugra-đenim tvrdim diskovima velikog kapaciteta. Takvoračunalo nema tipkovnicu niti priključakza monitor, a ugrađen je i posebanoperacijski sustav s odgovara-

jućim aplikacijama. Glavnazadaća NAS-a je omogućitipohranu i dobavu podatakasvojih tvrdih diskova svimsudionicima mreže. Pone-kad osim ove glavne namjeneNAS uređaji mogu poslužitii kao uređaji za pričuvnu po-

hranu podatka, poslužiteljskaračunala za usluge elektro-ničke pošte, web stranica i dr.Glavna prednost uporabe NASuređaja u mreži u odnosu napohranu podataka na posluži-teljskom računalu je rastereće-nje poslužiteljskog računala jerse sve radnje pohrane i dobave

datoteka odvijaju posredstvomNAS uređaja, a ne poslužitelj-skog računala.

Slika 1.19 NAS



Magnetska vrpca

Poput magnetskih diskova i magnetske vrpce za svoje djelovanje koriste fizikalna svojstvamagnetskog polja. Sve vrste magnetskih vrpci u načelu rade na isti način. Uska i dugač-ka vrpca putuje ispred glava za upisivanje, čitanje i brisanje. Magnetskim poljem glave

upisuju, brišu ili čitaju podatke s magnetske vrpce. Magnetska vrpca izrađena je od uskepolimerne savitljive vrpce na koju je nanijet magnetski sloj. Magnetski sloj izrađuje seod raznih magnetskih materijala od kojih su najčešći željezni oksidi i oksidi kroma. Namagnetski sloj nanijet je zaštitni završni sloj koji smanjuje trenje vrpce s glavom ičuva magnetski sloj od mehaničkih oštećenja.

Tijekom upisivanja podataka vrpca putuje ispred magnetskeglave i podaci se upisuju jedan iza drugoga. Novi sepodaci mogu dodati samo na kraju već posto-

jećih podataka. Zapis kod kojega se podacinižu jedan iza drugoga i kod kojeg je zapristup do zadnjeg podatka potrebno pro-čitati (ili barem proći) sve prethodne po-datke naziva se sekvencijalni zapis. Akose magnetska glava za čitanje nalazi napočetku vrpce, a treba pročitati podatak skraja vrpce, potrebno je premotati vrpcudo željenog mjesta. Prematanje vrpce s po-četka na kraj traje približno jednu minutu,što je u svijetu računala vrlo dugo razdo-blje. Sekvencijalni zapis je karakteristično ineodvojivo svojstvo magnetskih vrpci.

Najčešća primjena magnetskih vrpci je pričuvna pohrana podataka (engl. backup).Važni podaci se jednom dnevno, tjedno ili godišnje upisuju na magnetsku vrpcu koja sezatim odlaže na sigurno mjesto. Ako dođe do kvara na računalu i oštećenja podataka naostalim medijima pohrane, npr. tvrdom disku, podaci se ponovo čitaju s vrpci. Postu-pak sigurnosne pohrane obvezan je postupak kod svih profesionalnih sustava za obradupodataka.

Glavna prednost magnetskih vrpci u odnosu prema drugim medijima za pohranu je veli-

ki kapacitet, niska cijena i dobro razvijena tehnologija proizvodnje. Osnovni nedostatakmagnetskih vrpci je sekvencijalnost zapisa. Kod osobnih računala magnetske vrpce rabese malokad, već se za pričuvnu pohranu podataka rabe optički diskovi.

Slika 1.20 Magnetska vrpca


29/120 I-29

PRO-MIL

1

O s n o v e

Magnetska kartica

Magnetske kartice (engl. magnetic card ) služe za pohranu male količine podataka. Tre-baju imati posebna svojstva: nisku cijenu, male dimenzije, pouzdanost i jednostavnu upo-rabu. Tipični primjer magnetskih kartica su, primjerice, zdravstvene iskaznice i kreditne

kartice. Na njih je nanesen magnetski sloj s kapacitetom pohrane podataka od nekolikoKB. Taj se magnetski sloj dobro vidi napoleđini kartice kao tamna vrpca pocijeloj dužini kartice. Na taj sloj podacise upisuju i s njega čitaju slično kao smagnetske vrpce. Korisnik kartice neupisuje niti čita podatke, već su podacinamijenjeni onom tko pruža uslugukorisniku: trgovini, knjižnici, zdrav-

stvenoj ustanovi itd.

Optički disk

Načelo djelovanja optičkih diskova temelji se na fizikalnim svojstvima svjetlosti. Kaoizvor svjetlosti pri upisu i čitanju podataka na optičkim diskovima rabi se laser. Laser imamogućnost stvaranja vrlo uskog snopa svjetlosti. Za upis podataka rabi se više različitihpostupaka, npr.: lijevanje u kalupima, izobličenje podloge laserskom zrakom te kombi-nacija optičkoga i magnetskog upisa. Za čitanje se rabi svojstvo odbijanja ili refleksijelaserske zrake od površine optičkoga diska. Različiti faktori odbijanja svjetla tumače sekao različite informacije logičkih “0” i “1”.

Ravna površina na kojoj nisu upisivani podaci odbija upadnu lasersku zraku u paralel-nom snopu. Površina na kojoj su neravnine nastale upisom podataka, raspršuje upadnulasersku zraku. Mjerenjem količine odbijene svjetlosti moguće je razlučiti od kakve se

površine zraka odbila te tako čitati logičke “0” i “1”.

CD-ROM

CD-ROM su početna slova engleskog naziva compact disc read only memory, što bi semoglo prevesti kao: memorija za iščitavanje u obliku kompaktnog diska.

CD-ROM-ovi isporučuju se s upisanim podacima koje korisnik ne može ni mijenjatini brisati. Primjena CD-ROM-a zato je ograničena na distribuciju računalnih programa

i podataka pa se često CD-ROM-ovi nazivaju i bibliotekama. Tako se, na primjer, mogunabaviti CD-ROM-ovi na kojima je upisana enciklopedija, rječnik ili neki skup podatakaodređenog područja, baze podataka iz različitih područja itd. CD-ROM-ovi proizvode

Slika 1.21 Magnetska kartica



se postupkom lijevanja polimera u alatima,u velikim serijama, što bitno pojeftinjujepojedini primjerak. Kapacitet CD-ROM-a

je 650 MB ili 700 MB, a promjer 120 mm.Dimenzije i format zapisa na CD-ROM-u su

normirani pa se diskovi mogu izmjenjivatiizmeđu pogonskih mehanizama različi-tih proizvođača. Podaci su na CD-ROMsnimljeni samo s jedne strane i to u nepre-kinutoj spirali od središta prema rubu diska.Prednosti CD-ROM-ova su niska cijena,

velik kapacitet, normirani format zapisai dugotrajnost upisanih podataka. Nedostatak jenemogućnost promjene tvornički upisanih podataka

i nemogućnost upisa novih podataka te znatno manjabrzina čitanja od magnetskih diskova.

CD-R

Posebna vrsta optičkih diskova jesu zapisivi diskovi, tzv. CD-R (engl. compact diskrecordable). CD-R je istih dimenzija i slične građe kao CD-ROM, a isporučuje se prazan(bez podataka). S pomoću odgovarajućega pogonskog mehanizma korisnik može upisatipodatke na prazan disk. Podaci se upisuju djelovanjem relativno snažne laserske zrakena površinu optičkoga diska, pri čemu se površina zagrijava i mijenja svojstvo refleksnogsloja. Postupak je nepovratan, tj. jednom upisane podatke nije moguće naknadno brisatini mijenjati. Disk s upisanim podacima jednakog je formata kao i CD-ROM i moguće ga

je čitati na bilo kojemu CD-ROM pogonskom mehanizmu. Cijena praznog diska CD-R višestruko je veća od proizvodne cijene CD-ROM-a, a postupak upisa podataka relativ-no dugotrajan (u odnosu na vrijeme izrade CD-ROM-a), pa je njihova primjena ogra-

ničena na tri glavna područja: izradu prototipova CD-ROM-ova radi provjere sadržajai promidžbe novih diskova, izdavanje CD-ROM-ova ograničene naklade (od 20 do 100diskova) te za pričuvne kopije.

CD-RW

CD-RW je naziv za diskove na koje je moguće snimati i s njih brisati podatke. Taj je po-stupak moguće ponoviti mnogo puta pa su pogodni za pohranu velike količine podatakakoje ne treba dulje čuvati i koji se češće mijenjaju. Prazan CD-RW višestruko je skuplji od

CD-R-a pa se rabi malokad. Moguće ga je čitati u uobičajenom pogonskom mehanizmuza CD-ROM-ove.

Slika 1.22 Optički diskovi


31/120 I-31

PRO-MIL

1

O s n o v e

DVD

DVD (engl. digital versatile disc, digital video disc) su posebna vrsta optičkih diskova velikog kapaciteta. Vanjske dimenzije DVD-a jednake su dimenzijama CD-ROM-a, alisu ostala obilježja bitno promijenjena kako bi se povećao kapacitet. Ponajprije, smanjene

su dimenzije površina za zapis logičkih “0” i “1” tako da ih na istu površinu na DVD stane više nego na CD-ROM. Nadalje, umjesto jednog, DVD može imati dva sloja podataka izapis s obiju strana. Najveći mogući kapacitet DVD-a je 17 GB (dvostrani disk s dva sloja),što je bitno više od CD-ROM-a. Jednostrani DVD s jednim slojem ima kapacitet 4,38 GB,a moguće su i različite kombinacije jednoslojni-dvoslojni, jednostrani-dvostrani disk. Da-nas se računalni programi isporučuju na DVD-ovima. DVD se uz ostalo rabi za pohranuigranih filmova, čija je trajnost i kvaliteta reprodukcije mnogo bolja nego s magnetskih

vrpci (videokaseta).

Postoje izvedbe DVD-a koji se kupuju prazni i na koje korisnik može upisivati podatke.Tako je, primjerice, na DVD s oznakom DVD-R i DVD+R moguće podatke zapisati samo

jednom (kao na CD-R), a na diskove s oznakom DVD-RW i DVD+RW podatke je mogućepisati i brisati više puta.

Pogonski mehanizmi optičkih diskova razlikuju se po mogućnostima i cijeni. Tako,primjerice, postoje pogonski mehanizmi koji mogu samo čitati CD-ROM-ove, ali i takvikoji mogu čitati i upisivati na sve ovdje spomenute vrste optičkih diskova. Uz to pogonskimehanizmi razlikuju se i prema brzini kojom mogu čitati i upisivati podatke na optičkediskove.

Blu-ray

Blu-ray disk (ili skraćeno BD) je optički disk koji ima kapacitet 50 GB (podatak za dvo-slojni disk) pa može pohraniti oko deset puta više podataka od jednoslojnog DVD diska.Istih je dimenzija kao CD i DVD diskovi, ali se ne može čitati u CD/DVD pogonskimmehanizmima. Blu-ray disk rabi laser kraće valne duljine (plavo-ljubičasta boja) od CD i

DVD diskova (crvena boja) pa se može fokusirati na manju površinu i zato pohraniti višepodataka na istu površinu diska. Kapacitet Blu-ray diska je dovoljan za pohranu igranihfilmova televizijske slike visoke definicije (engl. high-definition video, HD TV ). Za ilustra-ciju kapaciteta Blu-ray diska može poslužiti podataka da na njega stane približno 25.000fotografija snimljenih digitalnim fotoaparatom osrednje razlučivosti ! Većina ljudi cijelogživota ne snimi toliko fotografija.

Blu-ray diskovi na koje se može jednokratno snimiti podatke imanju oznaku BD-R, adiskovi na koje se može višekratno zapisivati i brisati podatke oznaku BD-RE.



Usporedba uređaja za pohranu

Kapacitet (od većeg prema manjem):• tvrdi disk• optički disk• magnetska vrpca• magnetska kartica.

Brzina pristupa podacima (od bržeg prema sporijem):• tvrdi disk• optički disk• magnetska kartica, magnetska vrpca.

Namjena:• tvrdi disk: radna memorija, pohrana programa i podataka koji se relativno često

rabe• optički disk: distribucija podataka i računalnih programa, pričuvna pohrana

mnogo podataka• magnetska vrpca: pričuvna pohrana mnogo podataka• magnetska kartica: praktična prijenosna pohrana male količine podataka koji se

malokad mijenjaju.

Online pohrana podataka

Internet je omogućio pohranu podataka u načelu na bilo kojem računalu ili uređaju spo- jenom na internet. Pojedine tvrtke nude uslugu pohrane podataka na svojim računalimai medijima za pohranu uz određenu naknadu (engl. file hosting service, online file storage

service, online media center ). Tvrtka se brine za sigurnost pohranjenih podataka i održa- vanje sustava. Korisnik koji pohrani podatke posredstvom interneta na takav sustav nezna gdje su fizički podaci smješteni niti mu je to važno. Važno mu je da su podaci sigurnii da podacima može pristupiti s bilo kojeg računala koje ima pristup internetu. Korisnik

ne mora brinuti o održavanju i zaštiti sustava niti o pričuvnim kopijama. Sve to za njegaobavlja pružatelj usluge.


33/120 I-33

PRO-MIL

1

O s n o v e

.. Ulazni i izlazni uređaji

... Ulazni uređaji

Ulazni uređaji računala jesu svi oni koji omogućuju unos podataka ili programa izokoline u računalo. Podaci u okolini računala, npr. zvuk, slika, pokret, temperatura itd.gotovo uvijek su u nepogodnom obliku za izravan unos u računalo. Te podatke trebaprikladnim pretvornicima (senzorima) i njima prigrađenim sklopovima pretvoriti u oblikelektričnih veličina prihvatljivih računalu. U tom smislu temeljna zadaća ulaznih uređaja

je djelotvorna i jeftina pretvorba podataka iz okoline u oblik prihvatljiv računalu.

Tipkovnica

Tipkovnica (engl. keyboard ) jedan je od najstarijih i najčešćih ulaznih uređaja računala.Posebno je pogodna i za sada gotovo nezamjenjiva za unos teksta.

Sastoji se od označenih tipaka koje su mehanički vezane za pripadne sklopke. Svakoj tipkipripada po jedna sklopka. Pritiskom na neku od tipki ostvaruje se električni kontakt.Zatvaranjem kontakata zatvara se električni krug koji dovodi napon na odgovarajućenožice ugrađenog sklopa. Sklop na temelju primljenih napona (a ovi ovise o pritisnutojtipki) stvara prikladne električne impulse i prosljeđuje ih računalu. Tipkovnica je spojenas računalom savitljivim priključnim kabelom i to na priključnicu za tipkovnicu koja senalazi sa stražnje strane računala ili na USB sabirnicu. Postoje i bežične tipkovnice kojepodatke s računalom razmjenjuju posredstvom radiovalova.

Miš

Miš (engl. mouse) je pokazna naprava koja služi za pomicanje kazala (pokazivača) idavanje naredbi računalu pritiskom jedne od tipki miša. Miš je povezan s računalompomoću spojnog kabela ili bežično. Pomicanjem miša po podlozi obično se pomiče

kazalo (pokazivač, engl. pointer ) na zaslonu monitora, a pritiskom na jednu od tipaka nagornjem dijelu miša računalu se daje određena naredba. Miš nije pogodan za unos teksta, već je namijenjen crtanju ili pomicanju kazala po zaslonu monitora. Upravljanje nekimprogramom mišem svodi se na postavljanje kazala na jednu od ponuđenih mogućnosti nazaslonu monitora i zatim izborom te mogućnosti pritiskom na tipku miša. Za razliku odtipkovnice, mišem se može rukovati bez posebne izvježbanosti.

Grafička ploča

Izrada crteža s pomoću računala jedno je od važnih područja njegove primjene, a najpo-godniji ulazni uređaj za tu namjenu je grafička ploča (engl. tablet , digitizing tablet ).



Grafičke ploče za uporabu sa stolnim računalima sastoje se od radne plohe uobičajenihdimenzija 30 x 30 cm i debljine oko 1 cm i pokaznog uređaja u obliku miša ili olovke. Dioradne plohe (npr. 15 x 15 cm), odnosno splet vodiča smješten ispod tog dijela radne plohe,osjetljiv je na pokaznu napravu i u stanju je registrirati njen položaj. Pomicanje pokaznoguređaja po površini ploče prenosi se spojnim kabelom u računalo te tako nastaje crtež

pohranjen u računalu.

Slika 1.23 Grafička ploča

Pomična kuglica (engl. trackball )

Pomična kuglica (engl. trackball ) djeluje na sličnom načelu kao i miš, a izgleda kao nao-pako okrenuti miš. Kućište miruje na podlozi. S gornje strane kućišta proviruje kuglicakoju je moguće okretati prstima, a uz rub kućišta nalazi se nekoliko tipki. Korisnik polažeruku na kućište i prstima okreće kuglicu. Dodatne naredbe moguće je ostvariti pritiskomna jednu od nekoliko tipki (jedna, dvije ili tri) smještenih uz rub kućišta. Primjenjuje seza iste poslove kao i miš. Pomičnu kuglicu nije potrebno pomicati po podlozi pa zatopomična kuglica zahtije-

va znatno manju radnu

površinu od miša, što joj jei glavna prednost. Dodatnaprednost je bolji nadzorpokreta kuglice nego kodmiša. Najčešća uporabapomične kuglice je uz CADprograme pri izradi crteža.

Slika 1.24 Pomična kuglica


35/120 I-35

PRO-MIL

1

O s n o v e

Palica

Palica (engl. joystick ) pokazna je naprava koja služi za pomicanje kazala ili nekih drugihobjekata na zaslonu monitora i davanje naredbi računalu pritiskom jedne od tipki palice.

Palica se sastoji od kućišta koje miruje na podlozi ipalice koja izlazi uspravno iz kućišta. Korisnik držipalicu u ruci i naginje je u smjeru lijevo-desno i na-prijed-natrag. Na vrhu palice je tipka koja na pritisakdaje računalu naredbu. Pokreti palice pretvaraju seu električne impulse i priključnim kabelom prenoseračunalu. Jednostavnije i jeftinije palice rabe se uglav-nom za računalne igre, dok su kvalitetnije i skupljepalice namijenjene uporabi u područjima gdje cijena

nije presudna, npr. u vojnoj industriji.

Zaslon osjetljiv na dodir

Zaslon osjetljiv na dodir (engl. touch screen) jest zaslon monitora koji ima sposobnostotkriti mjesto na kojemu je dodirnut. Podaci o mjestu dodira rabe se zatim za istenamjene kao i miš. Zaslon je dovoljno dotaknuti prstom na željenu mjestu da bi se stvorilielektrični impulsi koji odgovarajupoložaju dodirnutog mjesta.

Zbog jednostavnosti uporabe i po-uzdanosti, zaslon osjetljiv na dodir

prikladan je za javne informacijskesustave (npr. banke, kolodvori,turističke informacije, informacijskikiosci, internet kiosci i sl.). Zaslonosjetljiv na dodir primjenjuje se ikod ručnih računala. Zbog ma-log zaslona, umjesto prstima, kodručnih računala zaslon se dodirujeprikladnim štapićem.

Slika 1.25 Palica

Slika 1.26 Zaslon osjetljiv na dodir



Osjetilna ploha

Kod prijenosnih računala miš je nepraktičan, posebice kad se računalo rabi na putovanju,primjerice u vlaku ili zrakoplovu. Zbog toga većina prijenosnih računala opremljena jedrugačijom vrstom pokaznih uređaja. Većina prijenosnih računala rabi osjetilnu plohu

(engl. touchpad , trackpad ) kao pokazni uređaj. Osjetilna ploha je ploha približne veličine60 mm x 20 mm smještena ispred tipkovnice. Korisnik lagano dodiruje i prstima klizi poosjetilnoj plohi i tako pomiče kazalo na zaslonu monitora. Uz osjetilnu plohu nalaze sedvije ili više tipki koje imaju istu funkciju kao tipke miša.

Skener

Skener (engl. scanner ) jest ulazni uređaj računala namijenjen izravnom unosu crteža islika s papira u računalo. Za razliku od miša i grafičke ploče skener ne zahtijeva pre-crtavanje crteža, već je u stanju crtež izravno pretvoriti u električne veličine prihvatljiveračunalu.

Načelo djelovanja skenera temelji se na pretvorbi svjetlosti odbijene od slike u električne veličine. Slika koja se želi unijeti u računalo osvjetljava se ugrađenim izvorom svjetlosti.Zrake svjetlosti odbijene od površine slike usmjeravaju se sustavom leća i ogledala osje-tilima (senzorima) za pretvorbu svjetlosti u električnu struju. Osjetilo ili senzor pretvarasvjetlost u električnu struju, i to obično tako da je iznos struje proporcionalan jakostisvjetlosti. Osjetila su uglavnom integrirani poluvodički sklopovi osjetljivi na svjetlost,tipa CCD (engl. charge coupled devices). Slika se dijeli u točke, pri čemu je svaka od toča-ka predočena jakošću električne struje koja odgovara intenzitetu odbijene zrake svjetlo-sti. Takav postupak očitavanja, pri čemu se slika dijeli u niz točaka koje se očitavaju u vre-

menskom slijedu, zove se skeniranje. Slika je to vjernije prenesena što ima više točaka na jedinici površine osjetila, tj. što je veća razlučivost (rezolucija, engl. resolution) skenera.

Slika 1.27 Osjetilna ploha

prijenosnog računala


37/120 I-37

PRO-MIL

1

O s n o v e

Razlučivost skenera mjeri se brojem točaka po jedinici dužine (točaka po palcu, engl.dpi, dots per inch).

Stolni skeneri (plošni skener, engl. flatbed scanner ) sastoje se od kućišta čije su dimen-zije prilagođene veličini papira koji se želi skenirati i mehanizma smještenog unutarkućišta. Na gornjoj strani kućišta skenera nalazi se prozirno staklo na koje se, licemprema dolje, polaže slika koju se želi skenirati. U unutrašnjosti kućišta skenera nalazi seizvor svjetlosti, sustav leća i osjetila odbijene svjetlosti. Slika se očitava tako da se sklopsvjetiljke, leća i osjetila giba s donje strane stakla cijelom duljinom slike koja se očitava.Stolni skeneri odlikuju se relativno dobrom kvalitetom, prihvatljivom cijenom, dobromrazlučivošću i jednostavnim rukovanjem. Danas su najrasprostranjenija vrsta skenera, a sračunalom se uglavnom povezuju USB sabirnicom.

Digitalni fotoaparat

Digitalni fotoaparat umjesto filma ima osjetilo svjetlosti. Rukovanje digitalnim foto-aparatom vrlo je slično rukovanju običnim fotografskim aparatom. Korisnik tražilom

bira prizor koji želi snimiti te, namjestivši parametre snimanja, pritišće okidač. Prizor seprojicira na osjetilo svjetlosti gdje se pretvara u električne veličine. Na digitalnim foto-aparatima snimljenu sliku moguće je vidjeti na ugrađenom LCD zaslonu (engl. display)na samom fotoaparatu. Nakon prijenosa slike u računalo, slika se može uređivati. Nekimodeli digitalnih fotoaparata mogu se povezati izravno s pisačem i tako bez posredova-nja računala otisnuti sliku.

Jednom od glavnih prednosti digitalnoga fotoaparata smatra se zaštita okoliša jer se nerabi film i postupak kemijskog razvijanja. Osim toga, otpada trošak nabave filma i izrade

fotografija te tako ukupna cijena uporabe za mnogo snimaka može biti manja nego zaklasične fotografije. Izravan unos slika u računalo daljnja je prednost uporabe digitalnogafotoaparata.

Slika 1.28 Stolni skener



Čitalo crtičnog koda

Jedno od važnih područja primjene računala je automatsko raspoznavanje. Automatskoraspoznavanje omogućuje izravan, brz i praktički nepogrešiv unos podataka o obilje-ženom objektu u računalo. Ti objekti mogu biti proizvodi, roba na skladištu, ljudi itd.

Najbolji primjer djelotvorne primjene je očitavanje podataka o robi u trgovini (oznaka ilišifra robe). Umjesto ručnog unosa podataka o robi koju je kupac donio na blagajnu, ure-đajem za automatsko raspoznavanje podaci o robi automatski se unose u računalo.

Najčešće rabljena tehnologija automatskog raspoznavanja je tehnologija crtičnoga koda(engl. bar code). Unos crtičnim kodom mnogo je brži i točniji od ručnog unosa.

Objekti se u toj tehnologiji obilježavaju oznakom u obliku debljih i tanjih tamnih crtana svijetloj podlozi. Takva oznaka može sadržavati samo brojke ili brojke i slova. Način

prikaza propisan je međunarodnim normama, a svaka od tih normi podrobno opisujedimenzije i raspored pruga, tolerancije itd.

Slika 1.29 Čitalo crtičnog koda

Čitalo crtičnoga koda (engl. bar code reader ) sastoji se od izvora svjetlosti koji osvjet-ljava crtični kod, osjetila koje pretvara odbijenu zraku u električne impulse, i elektronič-kog sklopa koji te impulse pretvara u oblik prihvatljiv računalu. To je zapravo posebna

vrsta skenera. Nekoliko je vrsta čitala crtičnoga koda: u obliku olovke, u obliku pištoljai lasersko čitalo crtičnoga koda. Lasersko čitalo proizvodi se u obliku ručnog pištolja ilikao ugrađeni nepokretni uređaj kojemu je dovoljno približiti crtičnu oznaku. U trgovi-

nama je, na primjer, lasersko čitalo često ugrađeno u prodajni pult tako da pri prolaskutekućom vrpcom predmeti prelaze i preko čitala. Pri tome se treba jedino pobrinuti da jecrtična oznaka okrenuta prema dolje kako bi bila dostupna ugrađenom čitalu.


39/120 I-39

PRO-MIL

1

O s n o v e

Mikrofon

Mikrofon je ulazni uređaj koji ima dvije namjene. Najčešće se rabi za prijenos govoraposredstvom interneta. Kod takvih primjena mikrofon je redovito u kompletu sa slušali-cama (engl. headset ). Danas se takav komplet najčešće rabi za internetsku telefoniju (naj-

poznatija takva usluga je Skype) i međusobnu komunikaciju između dva ili više sudionikaposredstvom interneta (brbljanje, čavrljanje, engl. chat ). Mikrofon može poslužiti i zasnimanje govora. Govor se može pohraniti kao datoteka i naknadno obrađivati, repro-ducirati, poslati elektroničkom poštom i dr. Kod primjene prijenosa ili snimanja govoraposredstvom interneta računalo ne mora „razumjeti“ govor, već ga samo na prikladannačin treba pohraniti ili prenijeti do odredišta.

Slika 1.30 Mikrofon i slušalice

Druga i mnogo rjeđa primjena mikrofona je za glasovno davanje naredbi računalu ili zadiktiranje te kod slijepih i slabovidnih osoba. U oba slučaja računalo mora „razumjeti“što se kaže i postupiti sukladno rečenom. Npr., ako se kaže „otvori novi dokument“, ra-čunalo mora otvoriti novi dokument u programu u kojem se radi. Pri diktiranju računaloizgovorene riječi mora pretvoriti u oblik u kojem se te riječi mogu prikazati u oblikuprihvatljivom programu za obradu teksta. Raspoznavanja govora (engl. speech recogniti-on) složena je zadaća pa su takve primjene mikrofona mnogo rjeđe od prijenosa govora i

snimanja.

Digitalna video kamera

Građa digitalnih video kamera slična je građi digitalnog fotoaparata. Ključna

ecdl 5.0 carnet- 01 modul 1 + testovi

Documents