Informatika i računarstvo

Za I razred srednje stručne škole

IV stepen

tekst sa slajdova

Nikola Nikolić

ETŠ “Slavka Đurđević”

Jagodina

01 Informacija i informatika

Memorija računara

• Programi i podaci koji se u nekom trenutku obrađuju moraju se u nekom trenutku i sačuvati

• Memorija na kojoj se podaci čuvaju sastoji se od elektronskih kola koja mogu imati dva stanja, koja se obično

obeležavaju sa 0 i 1 (0-nema napona i 1-ima napona). Ova kola se zovu bit (binary digit).

Bit (b)

• Radi lakšeg predstavljanja mi ćemo jedan bit označavati kvadratićem

• U jedan bit mogu biti upisane dve vrednosti: 1 ili 0 te kažemo da je broj različitih informacija u jednom bitu 2.

Broj informacija se računa formulom 2n , gde je n broj bitova koje posmatramo.

Bajt (B)

• Ova količina memorije je veoma mala pa se bitovi u memoriji udružuju u grupe (registre), koji su kod

personalnih računara obično dužine 8 bita. Ovakva grupa bitova zove se bajt (byte).

• Jedan bajt ima 8 bitova i on može imati 28 (256) različitih kombinacija nula i jedinica.

• Svaki bajt u memoriji računara ima svoju adresu na kojoj se nalazi, koja se koristi prilikom upisa ili čitanja

podataka. 8 bit=1B

Veće merne jedinice su:

o 1kB=1024B(kilobajt)

o 1MB=1024kB (megabajt)

o 1GB=1024MB (gigabajt)

o 1TB=1024GB (terabajt)

Brojni sistemi

• Primeri pozicionih sistema

• Postoje:

o Dekadni (10 cifara; 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)

o Binarni (2 cifre; 0,1)

o Oktalni (8 cifara; 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)

o Heksadekadni sistem (16 cifara; 0,...9, A, B, C, D, E, F)

• Primer

o 1452 – dekadni broj

o 00010010 – binarni broj

o 102456 oktalni broj

o 2FA3 – heksadekadni broj

Dekadni brojevi

• (1347)10

• 1347 =7*1 + 4*10 + 3*100 + 1*1000

=7*100 + 4*101 + 3*102 + 1*103

• Svaka cifra broja množi se sa dogovarajućim stepenom broja 10 počevši sa desne strane od stepena 0

• Deka = Deset

Prevođenje dekadnog u binarni broj

• 117

117:2=58 ostatak 1

58 :2=29 ostatak 0

29 :2=14 ostatak 1

14: 2=7 ostatak 0

7:2 =3 ostatak 1

3:2 = 1 ostatak 1

1: 2 = 0 ostatak 1

• (117)10 = (1110101)2

Prevođenje binarnog u dekadni

• (10110111)2 =1+2+4+16+32+128=183

PREDAVANJE 02- Struktura i princip rada računara

Hardver i softver

• Kako je računarski sistem samo mašina koja radi po određenom programu može se reći da se računarski

sistem sastoji od:

o Hardvera

o Softvera

• Hardver predstavlja fizičke uređaje, odnosno komponente računarskog sistema.

(tastatura, miš, monitor, kućište i njegovi delovi kao npr. Matična ploča, procesor, memorija,...)

• Softver predstavlja skup programa sa kojima i pomoću kojih računar radi.

(operativni sistem - Windows, čitači interneta – Firefox, Google Chrome, programi za puštanje filmova, ...)

Struktura i princip rada računara

Prema Fon-Nojmanovom modelu računarski sistem se sastoji od sledećih komponenti:

1. Centralne (unutrašnje) memorije

2. Jedinice spoljne memorije

3. Aritmetičko-logičke jedinice

4. Kontrolne jedinice

5. Ulaznih jedinica

6. Izlaznih jedinica

1. Centralna memorija

• ROM i RAM i KEŠ memorija spadaju u ovu grupu memorija.

• Memorija čijim radom upravlja računar a ne korisnik

• Za rad PC računara neophodna je memorija pošto se u njoj tokom rada smeštaju programi koji se izvršavaju,

kao i podaci koji se tim programima obrađuju.

• Kapacitet memorije u zavisnosti o kojoj od prethodne tri memorije govorimo izražavamo u broju bajtova koje

ima, odnosno kod današnjih računara u broju: kilobajtova (KB), megabajtova (MB) ili gigabajtova (GB).

RAM Memorija

• Random Access Memory – memorija sa slobodnim pristupom

• Svakom njenom bajtu može slobodno pristupiti nezavisno od prethodne memorijske lokacije, s tim da se u

nju podaci mogu i upisivati (write) i očitavati (read) iz nje. Svakim upisom podatka u neku lokaciju, njen

prethodni sadržaj se automatski gubi.

• Druga važna osobina RAM memorije je da ona podatke

koji se u njoj nalaze zadržava (čuva) samo dok postoji

napon napajanja na njoj. Čim nestane napona napajanja,

kompletan sadržaj memorije se gubi i prilikom ponovnog

dolaska napona napajanja (pri sledećem uključenju računara) ona je potuno prazna.

ROM memorija

• Read Only Memory

• ROM memorija se koristi za čuvanje programa i podataka koji su potrebni za

pokretanje računara pri uključivanju.

• Najvažnije osobine su:

o sadržaj ove memorije možemo samo čitati (Read)i

o ona ne gubi sadržaj po isključivanju računara.

KEŠ memorija

• Cache memory

• Nalazi se na procesoru. Ona predstavlja najbržu memoriju u računaru. Koristi

se za za obavljanje operacija procesora.

2. Jedinice spoljne memorije

• Jedinice spoljne memorije se koriste za čuvanje programa i podataka kad računar nije uključen ili kada se oni

trenutno ne koriste.

• Jedinice spoljne memorije su:

o flopi disk

o hard disk

o CD

o DVD

o USB fleš memorije

• Značajni parametri za izbor jedinica spoljne memorije su:

o srednje vreme pristupa podacima

(merna jedinica mili sekunda-ms)

o brzina prenosa podataka

(merna jedinica Gbit/s, Mbit/s)

o kapacitet

(merna jedinica TB-terabajt, GB-giga bajt, MB-mega bajt ).

Kapacitet

• Najčešći kapaciteti pomenutih spoljnih memorija su:

o USB flash memorija (1GB-32GB)

o Disketna jedinica (1,44 MB)

o Hard disk (80GB-4TB)

o DVD (4,7GB)

o CD (700MB)

• ZADATAK: Poređaj po kapacitetu od najmanje do najveće uređaje spoljne memorije

3. Aritmetičko-logička jedinica

• Aritmetičko-logička jedinica sastoji se od registara i elektronskih kola koja izvode aritmetičke operacije (

sabiranje, oduzimanje, množenje, deljenje) i logičke operacije (upoređivanje dve vrednosti po veličini i

određivanje da li je izraz istinit ili nije).

• Ranije je kod računara ova jedinica bila samostalna i nazivala se još i matematički koprocesor dok je kod

savremenih računara ona sastavni deo procesora.

Procesor (CPU)

• Skraćenica od Central Processing Unit

• Osnovna jedinica svakog računara. Procesor je integrisano kolo i u njemu se realizuju sve računske i logičke

operacije i izvršavaju instrukcije koje su zadate programom tokom rada računara.

• Funkcija centralne procesorske jedinice (CPU) je

o Izvršavanje programskih instrukcija;

o Osiguravanje programskim instrukcijama da budu izvršene

u pravilnom redosledu

o Izvršavanje operacija sa pokretnim zarezom

4. Kontrolna jedinica

• Kontrolna jedinica kontroliše i koordinira rad računarskog sistema. Ona se sastoji od više čipova koji se nalaze

na matičnoj ploči i kontroliše izvršavanje programa i rad svih uređaja računarskog sistema.

5. Ulazne jedinice

• Uređaji koji se koriste za unos informacija u računar nazivaju se ulazne jedinice. Najčešće se za unos programa

i podataka koristi tastatura. Osim tastature kao ulazne jedinice koriste se i miš, skener, digitalni foto aparat,

digitalna kamera, mikrofon, digitajzer (grafička tabla), čitač bar koda.

6. Izlazne jedinice

• Izlazne jedinice se koriste za prikaz informacija kroje se nalaze u računaru. Najčešće se koristi monitor, a osim

njega koriste se i štampač, ploter, zvučnik, slušalice.

PREDAVANJE 03- Osnovne komponenete računara

Računar sa stanovišta hardvera čine:

• centralna jedinica (kućište +

delovi)

• monitor

• tastatura i miš

• Na računar mogu biti priključeni i razni drugi uređaji poput: grafičke

table, štampača, skenera,...

Centralna jedinica...

• Centralna jedinica se sastoji od kućišta u kome se nalaze:

1. Osnovna ili matična ploča (Motherboard)

2. Procesor (CPU)

3. RAM Memorija

4. Hard Disk (HDD)

5. Optičke jedinice

(CD ili DVD)

6. Jedinica disketa

(Floppy Disk)

7. Grafička i druge kartice (zvučna, mrežna, ...)

8. Napajanje

Pogled na prednju stranu centralne jedinice

• Sa prednje strane kućišta mogu se uočiti:

• Optičke jedinice

(CD ili DVD)

• Disketna jedinica

(Floppy Disk)

• Različiti čitači kartica

(opciono)

• USB port, priključna mesta za slušalice, zvučnike, mikrofon

Pogled na zadnju stranu centralne jedinice

• Sa zadnje strane kućišta se nalaze priključna mesta

(PORTOVI) za povezivanje uređaja koji se nalaze

van centralne jedinice kao npr: štampač, skener,

džojstik, miš, tastatura, monitor,...

• Najčešće korišćeni portovi su:

• PS/2 port

(miš i tastatura)

• USB port

• Paralelni i serijski port

• LAN port

1. Matična ploča

• Mainboard, Motherboard

• Na matičnu ili osnovnu ploču se priključuju svi uređaji računara uključujući one koji se nalaze unutar ali i van

kućišta

Bliži pogled na matičnu ploču

• Objašnjenje:

• Preko slotova se priključuju kartice (modem, mrežna, grafička,...)

• Preko portova se priključuju uređaji van kućišta (miš, tastatura, štampač,...)

• Preko kontrolera se povezuju uređaji poput hard diska, CD-a, DVD-a. Povezuju se pomoću posebnih kablova

2. Procesor (CPU)

• Na prošlom predavanju smo rekli da se u njemu realizuju sve računske i logičke operacije i izvršavaju

instrukcije koje su zadate programom tokom rada računara.

• Dva proizvođaca procesora za personalne računare su AMD i INTEL

Karakteristike procesora

• Karakteristike procesora su određene njegovom arhitekturom. To su:

o brzina procesora koja se izražava u milionima operacija koje on obavlja u jednoj sekundi MIPS-ovima

(Milion Instruction Per Second) ili MFLOPS-ima (Milion Floating Point Operations Per Second);

o dužina procesorske reči je broj bitova koji se istovremeno prenose i obrađuju unutar procesora.

Danas se upotrebljavaju 32 i 64 bitni procesori;

o radni takt je učestalost impulsa koji generiše sat (clock)- specijalno elektronsko kolo kojim se iniciraju

operacije procesora. Radni takt se meri u GHz. Veći radni takt omogućava veću brzinu procesora pa se

sve češće GHz upotrebljava kao merna jedinica za brzinu procesora.

o Interni keš je memorija koja se nalazi na procesoru, Ona predstavlja najbržu memoriju u računaru.

Koristi se za za obavljanje operacija procesora.

3. RAM memorija

• Kod današnjih računara može se sresti više različitih tipova memorije što zavisi od starosti arhitekture

računara. U upotrebi su:

• DDR3

• DDR2

• DDR

• SDRAM memorija

• Današnji računari imaju od 128MB pa do 4GB RAM memorije.

(128MB, 256MB, 512MB, 1GB, 2GB, 4GB)

• Moguće je i kombinovati dva modula te

računar može imati 640MB, 768MB, 3GB.

4. Hard disk

• Na hard disku su uskladišteni svi programi i podaci koje “imamo u računaru”.

• Svi programi

(operativni sistem Windows, programi poput firefox-a, Word-a, WinAmp-a)

• podaci

(filmovi, slike, muzika,...)

• Kapacitet hard diskova se kreće od:

40GB, 60GB, 80GB, 160GB, 250GB, 320GB, 500GB, 640GB, 1TB, 1,5TB, 2TB,...

• Vreme pristupa je od 8 do 10ms, brzina rotacije 5400-7200 obrtaja u minutu

Ispod poklopca

• Za skladištenje podataka se koriste metalne ploče koje su presvučene magnetnim slojem

• Tri osnovne komponente diska su:

• Ploča diska

• Upisno-čitajuća glava

• Koračni motor

o Podaci se upisuju na taj način što se tačke na magnetnoj površini

namagnetišu ili nenamagnetišu i na taj način se realizuje

zapisivanje digitalne 1 ili 0

o Prilikom čitanja se vrši detekcija namagnetisanosti pojedinih

tačaka i tako se prevode u niz 0 i 1.

Priključivanje hard diska

• Priključivanje hard diska se može izvršiti putem:

o Serial ATA (SATA) kontrolera

(kod novijeg tipa računara i novijih hard diskova)

o Paralel ATA (PATA) kontrolera

(kod starijeg tipa računara i hard diska). Često se zove i IDE priključak)

7. Kartice

• U centralnoj jedinici se najčešće nalaze:

o Grafička kartica (graphic card)

o Zvučna kartica (Sound card)

o Mrežna kartica (LAN card)

o Modem

• Svaka od ovih kartica može biti integrisana (sastavni deo matične ploče) ili zasebna ( preko slotova se

priključuje na matičnu ploču)

• Sve navedene kartice se priključuju preko PCI (pi-si-aj), PCI-E (PCI Express) ili AGP (ej-dži-pi) slota u zavisnosti

od arhitekture računara

• Razlikuju se prema konektorima koje poseduju na sebi, odnosno prema uređajima na koje se povezuju

o Grafička kartica sa monitorom.

Njena osnovna funkcija je da konveruje podatke predstavljene nizom 0 i 1 u signal koji korisnik može

da vidi na ekranu

o Zvučna kartica sa zvučnicima

Njena osnovna funkcija je da konveruje podatke predstavljene nizom 0 i 1 u signal koji korisnik može

da čuje

• Mrežna kartica i modem se razlikuju po kablu koji se na njih povezuje:

o Mrežna (LAN kartica)

(koristi mrežni kabl)

o Modem

(koristi telefonski kabl kao ulaz)

o

PREDAVANJE 04- Osnovne komponenete računara

Monitori

• Monitor je važan deo PC koji nam ogogućava komunikaciju sa računarom. On nam omogućava vizuelni prikaz

programa, podataka i poruka.

• Prema tehnologiji izrade mogu biti:

o Monitori sa katodnom cevi CRT (Cathode Ray Tube)

o Ravni monitoriLCD (Liquid Cristal Display)

Kvalitet monitora

• Kvalitet monitora zavisi od:

o palete boja koju može da prikaže (Color Quality) koja može biti 8,16, 32-bit-na,

o rezolucije (Screen Resolution) broj tačaka-piksela po površini ekrana (800x600, 1024x768,...)

o veličine 17", 19", 20",22" i veći.

Kada pričamo o veličini mi zapravo pričamo o veličini dijagonale. Jedan inč je 2,54cm.

Monitori sa katodnom cevi

CRT (Cathode Ray Tube)-monitori sa katodnom cevi proizvode sliku pomoću

katodne cevi nalik starim televizorima.

• Kroz katodnu cev se propušta mlaz elektrona koji pogađaju svaku tačku

ekrana. Tako nastaje slika. Mešanjem tri snopa crvene, plave i zelene

boje kreira se slika.

• Zauzimaju dosta prostora, troše dosta struje, dosta se greju ali imaju

dobar kvalitet slike

Ravni monitori

• LCD (Liquid Cristal Display) monitori su potpuno ravni, imaju

bolji kvalitet slike, manju potrošnju električne energije, i

imaju manje zračenje (Low Radiation) .

• TFT ( Thin Film Transistor ) monitori su podvrsta LCD

monitora. Priključuju se na grafičku karticu preko VGA ili DVI

konektora. Mnogo kvalitetnija slika se postiže povezivanjem

preko DVI konektora u odnosu na VGA konektor.

• Postoje još i LED i GDP monitori

Štampači

• Štampač je izlazni uređaj koji se koristi za štampanje. Na osnovu tehnologije štampe štampači se dele na:

o matrične štampače,

o laserske štampače i

o štampače sa mlaznicama (ink-jet).

Matrični štampači

• Matrični štampači su mehanički. Kod njih glava za štampanje udara

iglicama (pin) preko trake (ribbon) koja ostavlja otisak na papiru.

• Glava za štampanje se sastoji od 9,18 i 24 iglice.

• Brzina štampe kod ovih štampača izražava se u broju odštampanih

znakova u sekundi (cps - characters per second) izavisi od štampača i od

kvaliteta štampe koji se izražava u DPI (dots per inch - broj tačaka po inču)

i najčešće je 75 dpi. Oticak je crno beli.

• Prednost ovih štampača je: robusnost, niska cena štampe i potrošnog materijala.

• Nedostaci ovakvih štampača su: mala brzina štampe, bučnost, loš kvalitet otiska.

Laserski štampači

• Laserski štampač ima izvor laserskog zraka koji menja intezitet u

zavisnosti od dobijenog signala.

• Laserski zrak osvetljava foto osetljivi valjak koji je pokriven

jednakim nabojem. Kad je valjak izložen laserskom zraku, naboj na

valjku se menja, što deluje na toner (prah koji se koristi za

štampanje) koji se prenosi na papir i tako nastaje slika. Ovi štampači

štampaju ili crni ili kolor otisak.

• Prednost ovih štampača je kvalitet otiska (rezolucija 1200 dpi) i

brzina štampe (najčešće 20-30 ppm).

• Nedostaci ovih štampača su: visoka cena štampača i visoka cena potrošnog materijala (papira i tonera).

Ink-jet štampači

• Štampači sa mlaznicama (ink-jet) imaju glavu za štampanje

u kojoj se nalaze ketridži (posude sa mastilom) koji pod

pritiskom izbacuju zagrejano mastilo i prskaju ga po papiru.

Prilikom dodira sa papirom mastilo se hladi i stvrdnjava.

• Prednost ovakvih štempača je visoka rezolucija, brzina

štampe, niska cena štampača.

• Nedostaci ovakvih štampača su: visoka cena potrošnog materijala ( visoka cena po otisku).