Iskanje po straneh

Iskanje:
Iskanje po iskalnikih

Google: Najdi: Bing:
Spremljate me na
Glavni meni

Števec obiskov
free web counter visitors by country counter
newmyinfo
Vreme
Koledar

Moje spletne strani

Zgradba računalnika

icon-print

1. Von Neumannov model računalnika


Računalnik IAS
Računalnik IAS, 1952

Tradicionalna zgradba računalnika, imenovana po njenem tvorcu, Von Neumannu, ki je leta 1945 napisal predlog za gradnjo novega elektronskega računalnika. Velika večina današnjih računalnikov se uvršča v skupino ti. Von Neumannovih računalnikov, ki imajo skupnega predhodnika v računalniku IAS.

Za takšne računalnike pravimo tudi, da imajo Von Neumannovo arhitekturo. Računalnik je sestavljen iz treh osnovnih delov: centralno-procesne enote, glavnega pomnilnika in vhodno-izhodnih enot.

Do danes še ni nihče predlagal boljše arhitekture kot je Von Neumannova.

John von Neumann
John von Neumann, 1946

Leta 1946 je Von Neumann objavil delo v katerem je podrobno opisal princip delovanja računalnika.

Danes se pri definiciji termina računalnik običajno opremo na pojem Von Neumannov računalnik. Ta definira računalnik kot napravo, ki je sestavljena iz treh osnovnih delov:

  • centralne procesne enote - CPE (ang. Central Procesor Unit - CPU), pogosto imenovane kar procesor,
  • centralnega ali glavnega pomnilnika (ang. central memory, main memory),
  • vhodno/izhodnih enot za priključitev zunanjih ali perifernih naprav (trajni - zunanji pomnilnik, vhodne in izhodne naprave) s centralnim delom računalnika

in izpolnjuje še naslednje pogoje:

  • v pomnilniku ima shranjen program in
  • ukazi programa se izvajajo zaporedno eden za drugim.

Čeprav se računalniki po velikosti, zmogljivosti, itd. med seboj razlikujejo, imajo vsi enako funkcionalno zgradbo (ti. Neumannova shema, 1945).

Von Neumannov model računalnika
Von Neumannov model računalnika

Iz sheme je razvidno, da tak računalnik sestavljajo trije glavni deli:

Centralno procesna enota
(CPE), ki ji pogosto pravimo kar procesor. V von Neumannovem računalniku se večina dogajanja odvija v CPE ali pod njenim nadzorom. Osnovna funkcija CPE je, da iz glavnega pomnilnika jemlje ukaze in jih izvršuje. Beseda centralna se uporablja zato, da poudarimo dejstvo, da je večina kontrolnih funkcij nekega računalnika koncentrirana v tej enoti. Centralno procesno enoto običajno delimo na tri dele: kontrolno (upravljalno, nadzorno) enoto, aritmetično-logično enoto in registre.
Glavni pomnilnik
ali tudi primarni ali hitri pomnilnik. V glavnem pomnilniku se nahajajo ukazi in operandi, ki jih uporablja CPE. Besedo glavni uporabljamo zato, da ga razlikujemo od pomožnega pomnilnika in tudi od drugih pomnilnikov, ki nastopajo v današnjih računalnikih. Večina ima namreč večnivojsko pomnilniško hierarhijo, v katerih je funkcija pomnjenja razdeljena preko več nivojev od katerih ima vsak drugačno hitrost in velikost. Glavni pomnilnik je razdeljen na pomnilniške besede ali lokacije, od katerih ima vsaka svoj enoličen naslov.
Vhodno-izhodni sistem
služi za prenos informacije med zunanjim svetom ter CPE in pomnilnikom. Del vhodno-izhodnega sistema so pogosto tudi vhodno-izhodne naprave (npr. tipkovnica, miška, optični čitalec, monitor, tiskalnik, risalnik), ki pretvarjajo informacijo iz oblike, ki jo uporablja CPE v obliko, ki je primerna za človeka ali kakega drugega uporabnika (npr. merilne instrumente, CNC stroje). Vhodno-izhodne naprave, ki jih včasih imenujemo tudi periferne naprave, so pri večini računalnikov najvidnejši in fizično največji del računalnika.

Fizične enote, ki so prikazane za sliki predstavljajo strojno opremo (ang. hardware). Da bi pa računalnik lahko deloval, pa potrebuje tudi navodila. Seznam ukazov računalniku imenujemo program. Program je shranjen v glavnem pomnilniku. Pod pojmom programske opreme (ang. software) prepoznamo skupek vseh programov, ki jih računalnik uporablja. Program je shranjen v pomnilniku. Računalnik operira z informacijami, ki jim pravimo podatki (ang. data). Tudi podatki so shranjeni v pomnilniku.

2. Zgradba računalnika


Osnovna zgradba računalnika
Osnovna zgradba računalnika

Računalnik je sestavljen iz strojne opreme in programske opreme.

Strojna oprema (ang. Hardware) je skupek vseh enot, ki sprejema podatke, jih shranjuje, obdeluje in prikazuje rezultate.

Programska oprema (ang. Software) je skupek vseh programov, ki so nameščeni v računalniku in so sestavljeni iz ukazov, ki jih mora računalnik izvršiti, da lahko prepozna podatke, ve kje in kako jih shrani, kako obdela in katere, kje in kako prikaže rezultate. Program je smiselno zaporedje ukazov (navodil).

Od namena uporabe je odvisna sestava strojne opreme osebnega računalnika. Vsakemu pa so ne glede na namembnost uporabe skupne naslednje komponente:

  • ohišje z napajalnikom,
  • osnovna (matična) plošča,
  • procesor (CPE),
  • pomnilnik-i,
  • komunikacijski vmesniki,
  • trdi disk
  • monitor,
  • tipkovnica,
  • miška,
  • disketna enota.

Dodatne komponente pa so še: CD/DVD-enota, grafična kartica, zvočna kartica, tiskalnik, modem, mrežna kartica ...

Prostorska slika osebnega računalnika

Prostorska slika osebnega računalnika:

  1. Monitor (zaslon)
  2. Matična plošča
  3. Procesor (CPU)
  4. Primarni pomnilnik (RAM)
  5. Razširitev kartice (grafične kartice, itd)
  6. Napajanje
  7. Optični disk (CD/DVD)
  8. Sekundarni pomnilnik (Trdi disk)
  9. Tipkovnica
  10. Miška

2.1. Strojna oprema (ang. Hardware)

Osnovna zgradba strojne opreme
Osnovna zgradba strojne opreme

Strojna oprema (ang. Hardware) je sestavljena iz fizičnih delov računalnika, ki so vanj vgrajeni ali nanj priključeni.

Osnovna strojna oprema
Osnovna strojna oprema

Funkcija računalnika je opredeljena s štirimi osnovnimi opravili:

  • vhodom podatkov
  • pomnjenjem podatkov
  • obdelavo podatkov
  • izhodom podatkov.

Vsi podatki v računalniku so v binarni obliki.

2.2. Programska oprema (ang. Software)

Programska oprema (ang. Software) so programi, s katerimi obdelujemo podatke z računalnikom. Program je smiselno zaporedje ukazov in navodil, ki jih mora računalnik izvršiti, da lahko prepozna podatke, ve kje in kako jih shrani, kako obdela in katere, kje in kako prikaže rezultate. Napisan je v programskem jeziku, shranjen v datotekah na zunanjem pomnilniku. Programska oprema so programi in podatki.

Predstavlja programe, ki so shranjeni na trdem disku. Šele skupaj s strojno opremo omogočijo uporabo osebnega računalnika kot pripomočka pri delu.

Pravilno izbrana programska oprema in poznavanje uporabe nam omogoči, da čimbolj izkoristimo osebni računalnik. Programsko opremo izdelujemo s pomočjo prevajalnikov in razvojnih orodij.

Razvoj programske opreme gre bliskovito naprej, saj se na tržišču pojavljajo nove programske opreme, oziroma izboljšane verzije že obstoječih.

Programsko opremo delimo na:

Windows XP Home Edition
Windows XP Home Edition
  • sistemsko programsko opremo: operacijski sistemi, prevajalniki, gonilniki (sistemski program, ki skrbi za nadzor delovanja naprav, ki so priključeni na osebni računalnik - npr. miška).

    Deli se na operacijske sisteme, razvojna orodja ter servisne ali uslužnostne programe.

 

 

Microsoft Office 2003 Professional Edition
Microsoft Office 2003
Professional Edition
  • uporabniško programsko opremo (aplikacije): deli se na standardno in posebno programsko opremo. To opremo uporabnik uporablja za konkretna opravila:
    • urejevalnik besedila
    • preglednica
    • podatkovne baze
    • dokumentni sistemi
    • grafični programi
    • računalniške igre
    • brskalniki, elektronska pošta
    • načrtovanje in konstruiranje
Delitev programske opreme
Delitev programske opreme

Programsko opremo izdelamo sami ali pa kupimo. Z nakupom ne postanemo lastnik (ang. proprietary), ampak dobimo le dovolilnico oziroma licenco za njihovo uporabo na enem računalniku ali več računalnikih. Ko izide nova različica programa, lahko svoj program po ugodnejši ceni nadgradimo (ang. upgrade).

Glede na uporabljene licence lahko programsko opremo delimo na:

  • prosto (Free Software Licences) in odprto programje
  • neprosto oz. lastniško (Non-Free Software Licences)

Prosto programje ali prosta programska oprema (ang. free software) so programi, ki omogočajo uporabo, razmnoževanje, razširjanje, razumevanje, spreminjanje in izboljševanje programa. Uporabljamo jo lahko za katerikoli namen. Natančneje lahko kot prosto programje opredelimo vse programe, ki izpolnjuje naslednje pogoje:

  • Prosto razširjanje: dovoljenje za uporabo programa uporabniku ne sme preprečevati nadaljnjega razširjanja programa. Uporabnik sme program deliti brezplačno ali ga prodajati, sme ga vključevati v zbirke ali distribucije programov, in za to ni dolžan plačevati odškodnine avtorju programa.
  • Dostopnost izvorne kode: program mora biti dostopen v izvorni kodi, sme se ga razširjati tako v izvorni kot v prevedeni obliki. Če se razširja le v prevedeni obliki, mora biti jasno označena možnost brezplačnega dostopa do izvorne kode. Izvorne kode tudi ni dovoljeno namenoma pisati nepregledno.
  • Izvedena dela in integriteta avtorjeve kode: program se sme spreminjati, izvedena dela pa se smejo razširjati pod enakimi pogoji kot izvirnik. Avtor lahko zahteva, da se spremembe in dopolnitve razširjajo kot popravki izvorne kode ločeno od izvirnika in jih uporabnik vključi pred prevajanjem programa.
  • Enakopravnost uporabnikov in načinov uporabe: dovoljenje za uporabo programa ne sme razlikovati uporabnikov ali skupin uporabnikov, niti ne sme razlikovati načinov uporabe programa.
  • Dovoljenje za uporabo ne sme postavljati dodatnih omejitev: dovoljenje za uporabo, ki izpolnjuje zahteve iz prejšnjih točk, mora zadostovati za uporabo programa, ne da bi uporabnik moral pristajati na dodatne omejujoče pogoje. Če je program razširjan kot del paketa, dovoljenje za uporabo ne sme omejevati pravic do uporabe programa izven tega paketa. Dovoljenje za uporabo mora tudi dopuščati razširjanje programa v paketu s programi, ki se razširjajo z drugačnimi dovoljenji za uporabo.

Dovoljenje za uporabo prostega programja ne varuje avtorja programa, temveč proces nastajanja prostega programja. Zagotavlja, da bo programje dostopno za neodvisne recenzije in nadaljnji razvoj. Moč prostega programja je v kreativnem potencialu najširše baze uporabnikov - razvijalcev, ki je s prvotnim avtorjem izenačena glede dostopa do izvorne kode programa, in spodbujana k spremembam in dopolnitvam programa.

Prosto programje je tista programska oprema, ki omogoča vse štiri prostosti, ki jih lahko podelimo uporabniku. Te prostosti so:

  • prostost 0: program lahko svobodno poganjamo za kakršenkoli namen;
  • prostost 1: lahko proučujemo delovanje programa in ga prilagajamo svojim potrebam. Za to je nujen dostop do izvorne kode (ang. source code);
  • prostost 2: program lahko prosto (brezplačno ali za plačilo) razširjamo naprej;
  • prostost 3: program lahko izboljšamo in po želji javno objavljamo izboljšane verzije za korist skupnosti.

Pri definiciji prostega programja je potrebno opozoriti, da prosto nikakor ne pomeni brezplačno. Prosto programsko opremo lahko distribuiramo brezplačno ali za plačilo. Torej je lahko tudi prosta programska oprema komercialna. To lahko počnemo popolnoma svobodno. Nikogar nam ni potrebno vprašati za dovoljenje in nikogar ni potrebno o tem obveščati. Programe, ki so prosti, lahko po mili volji uporabljamo, spreminjamo in javno objavljamo. Ker kodo lahko proučujemo in spreminjamo le s pomočjo izvorne kode, je seveda dostop do izvorne kode nujen pogoj, da za nek program lahko rečemo, da je prost.

Uporaba prostih programov ne zahteva plačila. Vendar pa tudi Microsoft Internet Explorer lahko uporabljamo, ne da bi nam bilo potrebno za to plačati. Microsoft ponuja neokrnjeno različico programa na svoji spletni strani, in vsak, ki to želi, jo lahko presname na svoj disk in uporablja. Vendar Internet Explorer kljub temu ni prost program. Dobimo namreč samo prevedeno kodo, izvorne pa ne. Zato smo ne glede na to, ali to znamo ali ne, prikrajšani za to, da bi odpravili napako, ki nas muči, dodali kaj novega k programu, ali ga priredili tako, da bi tekel na drugem operacijskem sistemu, in prikrajšani za to, da bi tako izboljšano izvedbo programa delili z ostalimi. Še več, pravzaprav niti prevedene kode ne smemo deliti, saj nam kot končnemu uporabniku pogodba dovoljuje le, da ga shranimo na disk in uporabljamo.

Odprta programska oprema (ang. open source software) je v bistvu prosta programska oprema, pri kateri se posebej poudarja dostopnost izvornega zapisa programov.

Javna programska oprema (ang. public domain software) je oprema, ki je na voljo brezplačno. Avtorji so jo izdelali v želji, da bi jo uporabljalo čim več ljudi in za licence ne zahtevajo nobenega plačila.

Komercialna programska oprema (ang. commercial software) ni enako lastniškemu programju. Cilj komercialnega programja je zaslužek. Ti programi so lahko prosti ali neprosti.

Preizkusna programska oprema (ang. shareware) so delno ali popolnoma funkcionalni javno dostopni programi, ki jih lahko razširjamo naprej.

  • Pri večini izvorna koda ni dostopna.
  • Spreminjanje torej ni možno, navadno tudi ni dovoljeno.
  • Njihova dolgotrajna uporaba je običajno dovoljena za plačilo.
  • Tudi podpora je možna le za plačilo.
  • Veliko ljudi take programe kljub neplačilu še vedno uporablja. Taka uporaba je sicer možna, če delovanje programa ni časovno omejeno, ni pa legalna.

Poskusna različica (ang. trial version)

  • Poskusno različico programov lahko brezplačno namestimo na računalnik.
  • Navadno vsebuje celoten program in dokumentacijo.
  • Njihovo delovanje je časovno omejeno na nekaj ur ali dni.
  • Po izteku časovnega roka teh programov ni več možno uporabljati.
  • Namenjeni so seznanjanju potencialnih uporabnikov s programom.

Demonstracijska različica (ang. demo version) ima dva pomena:

  • Zgodnja ne povsem funkcionalna verzija programa v razvoju: take verzije imajo izdelan uporabniški vmesnik, funkcije v ozadju imajo še napake. Namenjene so predstavitvi uporabniku ter reševanju morebitnih nesporazumov pri načrtovanju programa.
  • Posebna, navadno okrnjena verzija že končanega programa, ki jo lahko dobimo brezplačno ali pa za minimalno plačilo. Namenjene so kupcem, ki lahko pred nakupom doma sami preizkusijo program.

Programje, podprto z oglaševanjem (ang. adware) so brezplačni programi. Finančno so podprti s pomočjo oglasov, ki so vključeni v program. Adware programi imajo navadno tudi svojo plačljivo različico, ki pa ne vsebuje komercialnih sporočil.

BSA (Business Software Alliance) je mednarodna organizacija, ki nadzoruje programsko opremo. Njen glavni namen je obveščanje in izobraževanje javnosti o upravljanju s pravicami na računalniških programih, avtorsko pravno zaščito, zaščito v elektronskem poslovanju in internetom ter podpora organom pregona pri aktivnostih za zatiranje nedovoljene reprodukcije, distribucije in uporabe nelicenčnih računalniških programov. Spletna stran slovenske organizacije BSA je: http://ww2.bsa.org/country.aspx?sc_lang=sl-SI.

icon-arrow-internalZgradba računalnika - shema
icon-main icon-article icon-arrow-left icon-arrow-right

comments powered by Disqus