Računarstvo i informatika

1. Računarstvo i informatika I godina Informatički smer

2. Računarski sistemi • Računarskisistemi, odnosno računari, su elektronske mašine koje obrađuju ulazne informacije (podatke ili naredbe) i iz njih prizvode izlazne informacije (rezultate). • Računar (kompjuter) je složeni uređaj koji služi za izvršavanje matematičkih ili kontrolnih operacija koje se mogu izraziti u numeričkom ili logičkom obliku. • Sinonim: mašine za obradu podataka Ulazni podaci (podaci, naredbe) Izlazni podaci (rezultat) • Obrada

3. Računarski sistemi • Programiranje je postupak rešavanja nekog problema. • Programiranje se sastoji od raščlanjivanja problema na najjednostavnije korake, a potom se za svaki od tih koraka napiše odgovarajuća naredba koju računar treba da izvrši. • Skup instrukcija za izvršavanje obrade naziva se program. • Naredba1 Problem Naredba2 • Rasčlanjivanje • Problem • Naredba3 • Naredba4 • Naredba5

4. Računarski sistemi • Podela računara može se izvršiti prema: • Njihovojprimeni – računari opšte namene i specijalizovani • Brojukorisnika koji istovremeno mogu da koriste jedan računar – jednokorisnički i višekorisnički • Brojunaredbi koje računar može da izvrši u jednom trenutku – serijski (SISD), paralelni (SIMD), MIMD i MISD

5. Računarski sistemi • Sa stanovišta primeneračunara postoje: • Računariopštenamene – mogu da učitavaju razne programe i da rešavaju različite probleme. • Računarizaspecijalnenamene – imaju ugrađene programe za rešavanje samo onih problema kojima su namenjeni.

6. Centralniračunar Centralni računar opslužuje sve korisnike Mainframe računari Računarski sistemi • Prema brojukorisnika računari se dele na: • Višekorisničkeračunare(mainframe based) • Jednokoričničkeračunare(PC based)

7. Računarski sistemi • Sa stanovišta brojanaredbi postoje: • Serijskiračunari (SISD) – SingleInstructionSingleData • Paralelniračunari (SIMD) – SingleInstructionMultipleData Podatak Instrukcija Podatak Instrukcija Podatak Podatak Serijski računari Paralelni računari

8. Računarski sistemi • Teorijski postoje još dve grupe računara: • MIMD – MultipleInstructionMultipleData • MISD – MultipleInstructionSingleData Instrukcija Podatak Instrukcija Instrukcija Podatak Instrukcija Podatak Instrukcija Podatak Instrukcija

9. Računarski sistemi • Svaki računarski sistem sastoji se od: • Hardvera – fizički uređaji, odnosno komponente računarskog sistema. • Softvera – skup programa sa kojima i pomoću kojih računar radi. • Računarski sistem sastoji se od sledećih komponenti: • Centralne (unutrašnje) memorije • Aritmetičko-logičke jedinice • Kontrolne jedinice • Jedinice spoljne memorije • Ulaznih jedinica • Izlazih jedinica

10. Ulazne jedinice Izlazne jedinice Računarski sistemi • Funkcionalna organizacija sistema: • Crvena boja – tokovi kontrole • Zelena boja – tokovi podataka Jedinice spoljne memorije Kontrolna jedinica Unutrašnja memorija Aritmetičko logička jedinica

11. Računarski sistemi • Centralna (unutrašnja) memorija: • Računar obrađuje podatke izvršavajući naredbe date programom. • Program i podaci koji se obrađuju nalaze se uskladišteni u unutrašnjoj memoriji. • Ova memorija se sastoji od elektronskih kola od kojih svako može da ima dva stanja: 0 ili 1. • 0 je stanje kada u kolu nema struje; 1 – u kolu ima struje. Ovi brojevi se zovu bit-ovi (Binary Digit – binarna cifra)

12. 0,0 - Ostaje kod kuće 0,1 - Ide u grad 1,0 - Ide u pozorište 1,1 - Ide u bioskop 4 informacije=22 Računarski sistemi • Da bismo objasnili kako rade elektronska digitalna kola, možemo ih predstaviti sijalicama: • 0 – nema struje; sijalica je ugašena • 1 – ima struje; sijalica je upaljena 1,1 1,0 1 0 1 - Ide u bioskop 0 - Ne ide u bioskop 0,1 0,0 2 informacije=21

13. Računarski sistemi • Elektronsko kolo ima dva stanja i može da pamti samo informaciju DA ili NE (1 ili 0). Dakle, jedno elektronsko kolo može da pamti samo 1bit (1b). • S toga se bitovi udružuju u grupe, odnosno registre. • Registri se kod personalnih računara sastoje od 8 bitova (8b), a ta grupa se naziva 1 bajt (1B – Byte). • 1B= 28 = 256 različitih informacija (znakova) • Kapacitet memorije računara izražava se brojem bajtova. Svaka grupa od 1024= 210izražava se prefiksom k (kilo) • 1024 B = 1kB • 1024 kB = 1MB • 1024 MB = 1GB • Pored grupisanja po 8 bitova u registre postoji i grupisanje: • 16 bitova – 1 polureč (halfword) • 32 bita – 1 reč (word)

14. Računarski sistemi • Aritmetičko-logička jedinica (ALU – Arithmetic Logic Unit) sastoji se od registara i elektronskih kola potrebnih za izvođenje: • Aritmetičkih operacija – sabiranje, oduzimanje, množenje i deljenje. • Logičkih operacija – upoređivanje dve vrednosti i određivanje istinitosti izraza. • Kontrolna jedinica ima višestruku funkciju: • Kontroliše izvršavanje programa. • Uzima instrukcije iz memorije i prepoznaje ih, dekodira i naređuje akcije drugim jedinicama. • Započinje operacije ulazno-izlaznih jedinica i prenosi podatke u centralnu memoriju.

15. Računarski sistemi • Jedinice spoljne memorije služe za čuvanje programa i podataka kada računar nije u upotrebi. Osim toga, za vreme rada računara delovi programa i podaci koji trenutno nisu potrebni privremeno se skladište na jedinicama spoljne memorije. • Kapacitet spoljne memorije se izražava u istim jedinicama kao i kapacitet unutrašnje memorije, tj. brojem bajtova. • Jedinice spoljne memorije su realizovane na više načina: • Tvrdi disk (hard disk) • Disketa (floppy disk) • Kompakt disk (CD, DVD) • Fleš disk (flash) ili SSD (Solid State Disk)

16. Računarski sistemi • Ulazne jedinice se koriste za unošenje programa i podataka i zadavanje instrukcija od strane korisnika. Najčešće se koriste: • Kod višekorisničkih računara: terminal koji se sastoji od ekrana, tastature, miša, ... • Kod personalnih računara: miš, tastatura, grfička tabla, ... • Izlazne jedinice služe za davanje informacije (rezultata) korisniku. Najčešće se koristi monitor, a pored toga štampači, ploteri, ...