V ponedeljek, 8. 11. 2010, je v računalniškem laboratoriju na FUDŠ Nova Gorica potekala druga vaja - uvod v informatiko. Tokrat smo kot nalogo morali najprej razstaviti računalnik, da bi videli njegove komponente v fizični obliki in ne samo na sliki in tako ugotovili tudi kje se kaj nahaja oziroma kam kaj spada.Nato pa smo ga nazaj sestavili. Posamezne korake razstavljanja oziroma sestavljanja računalnika smo morali poslikati in celoten postopek skupaj s slikami opisati v obliki tutoriala in to objaviti na blogu. Opisati smo morali tudi na splošno kaj je digitalni računalnik in vsaki komponenti smo morali dodati opis, kaj predstavlja in kakšna je njena naloga znotraj računalnika.
Sama sem skušala v vaji predstaviti zgradbo digitalnega računalnika oziroma njegove komponente, katere so in čemu služijo. Digitalnemu računalniku pravimo tudi mikroračunalnik, v vsakdanji rabi pa mu rečemo tudi osebni računalnik, delovna postaja, centralni računalnik ipd. Komponente digitalnega računalnika so: matična plošča, mikroprocesor, pomnilnik, vhodno-izhodne enote in druge enote, ki skupaj tvorijo mikroračunalnik.
Da sestavimo digitalni računalnik tako, da bo imel določeno funkcionalnost za običajnega uporabnika, potrebujemo naslednje osnovne sestavne dele: matično ploščo, mikroprocesor s hladilnikom, delovni pomnilnik RAM, (grafično kartico, mrežno kartico), trdi disk, optično enoto-DVD, napajalnik in ohišje. Najprej fiksiramo matično ploščo na ohišje računalnika in namestimo nanjo mikroprocesor s hladilnikom. To storimo tako, da najprej pritrdimo na matično ploščo mikroprocesor s hladilnikom in nato pritrdimo matično ploščo z vijaki na ohišje. Procesor moramo pazljivo namestiti na matično ploščo, saj se prilega v ležišče samo na en način, ki ga prikazuje puščica na procesorju in matični plošči. Dvignemo paličico s strani, vstavimo mikroprocesor v ležišče in nato samo potisnemo paličico navzdol in procesor je pritrjen. Sedaj nanj pritrdimo še hladilnik s posebno "termalno pasto" in priključimo ventilator hladilnika na ustrezni priključek na matični plošči.
Matična plošča je osnovni del računalnika, ki dovoljuje vsem delom računalnika, da dobijo elektriko in, da komunicirajo med seboj. Njena glavna naloga pa je, da drži mikroprocesor in vse druge priključke.
Mikroprocesor ali centralna procesna enota-CPE (ang. Central Processing Unit, CPU) pa je osrednja enota mikroračunalnika, katerega osnovni namen je izvrševanje ukazov. Ti so vanj trajno vgrajeni, jih zato razume in zna izvajati. CPE najprej prebere podatke iz pomnilnika, nato jih obdela in nazadnje vrne nazaj v pomnilnik. Mikroprocesor je grajen v integriranem vezju. Njegove najpomembnejše enote pa so:
- dekodirnik ukazov in kodirnik cikla, ki je osrednja enota mikroprocesorja in vsebuje trajno zapomnjene kodirane ukaze mikroprocesorju
- registri, ti so dinamični pomnilniki, ki so dobili takšno ime zato, ker jim lahko vsebino spreminjamo in imajo možnost pomika shranjene oziroma pomnjene vsebine v levo in desno
- aritmetična logična enota ALE (ang. Arithmetic and Logic Unit, ALU) je tisti del mikroprocesorja, ki izvršuje dvojiške aritmetične in logične operacije, ter postavlja decimalno vejico in statusne registre
- vodilo (ang. Bus), ki povezuje enote mikroprocesorja oz. omogoča prenos podatkov med mikroprocesorjem in pomnilnikom v obe smeri
- sklad, ki ob prekinitvi shrani podatke tekočega izvajanega programa, ima več nivojev in le-ti predstavljajo prednost izvajanja
- ura in sinhronizacija, katerih naloga je časovno vodenje procesiranja
Nato namestimo delvno pomnilnik RAM. Namestimo ga v pomnilniške reže. Te so dolge in ozke, bele barve z belimi zatičnicami. Odpremo bele zatičnice, pravilno vstavimo pomnilnik mednje, potisnemo z vrha na pomnilnik in hkrati zapremo zatičnice tako, da pritrdimo pomnilnik, da ne bo padel ven iz reže.
Delovni pomnilnik ali tudi bralno-vpisovalni pomnilnik (RAM), je v mikroračunalniku namenjen obdelavi podatkov, ki se v njem tekoče spreminjajo. Tu so lahko hranjeni ukazi, delni rezultati in podobno. Poleg tega notranjega pomnilnika poznamo še dve vrsti notranjih pomnilnikov, in sicer ROM ali bralni pomnilnik in PROM ali programljivi bralni pomnilnik, kjer so podatki trajno pomnjeni in nespremenljivi. Notranji pomnilniki so integrirana vezja, s končno pomnilno kapaciteto. Z izredno hitrim izpopolnjevanjem mikroelektronske tehnologije je možna proizvodnja vedno manjših integriranih vezij pomnilnikov, z vedno večjo pomnilno zmogljivostjo. Z enako hitrostjo izboljšujejo tudi mikroprocesorje in druga integrirana vezja z izredno visoko gostoto osnovnih elementov oz. tranzistorjev na silicijevem kristalu.
Opisala sem tudi Moore-ov zakon .
Namreč razvoj integriranih vezij, od takrat, ko so pri podjetju Intel izdelali prvi mikroprocesor, je zasledoval tudi raziskovalec in soustanovitelj svetovno znanega podjetja Intel, Gordon E. Moore, ki je leta 1965 v članku "Cramming more components onto integrated circuits" revije "Electronics magazine" podal svojo tezo oziroma zakon, ki je pravil, da se število tranzistorjev na kvadratnem palcu vsako leto in pol podvoji, in prav tako, da se na vsakih 18 mesecev podvoji tudi računska moč procesorjev. S tem je napovedal prihodnje trende rasti integracije, ki jih je kasneje leta 1975 potrdil z ugotovitvijo, da se integrirana vezja hitreje razvijajo glede na prejšnja leta. Napovedal je tudi, da se bo ta proces rasti nadaljeval vsaj še naslednjih deset let oziroma nekje do leta 2015.
Njegove napovedi sicer niso bile v celoti pravilne, saj se dejanska pomnilna zmogljivost na integrirani vezjih podvoji na dve leti in ne vsakih 18 mesecev. Je pa res, da računalniška industrija še dandanes nenehno razvija vedno novejšo in močnejšo, hitrejšo tehnologijo z večjo spominsko zmogljivostjo. Izsledke Moore-ovega zakona najdemo tudi na primer v povečevanju števila pikslov na današnjih digitalnih fotoaparatih ali televizorjih.
V prihodnosti, bi Moorov zakon lahko zagotovil še večje zmogljivosti v računalništvu, mreženje, skladiščenje in komunikacijske naprave, ki izpolnjujejo še večjo digitalno vsebino, moč in s tem večjo hitrost.
V tretjem koraku namestimo trdi disk in DVD optično enoto. Tako trdi disk kot DVD optično enoto potisnemo v ohišje, ter oba pričvrstimo z vijaki. Nato ju samo povežemo z podatkovnimi kabli do matične plošče, ter z napajalnimi do napajalnika.
Trdi disk je najbolj razširjena vrsta zunanjega pomnilnika, ki ob izklopu ohrani vsebino podatkov (besedilo, zvok, programi, gonilniki...). Disk je sestavljen iz več okroglih kovinskih plošč prevlečenih z magnetno snovjo, ki se med delovanjem vrtijo. Zmogljivost trdega diska se običajno meri v GByte-ih.
Optična enota pa je naprava, ki omogoča branje ali pisanje na optične medije kot so npr. CD, DVD, itd. Najpogosteje se uporabljajo za branje že zapisanih medijev in shranjevanje podatkov.
Nato namestimo v računalnik napajalnik. To storimo tako, da ga z vijaki pritrdimo na ohišje računalnika in ga z glavnim kablom povežemo na matično ploščo. Ostale kable pa povežemo s trdim diskom in optično enoto.
Napajalnik je naprava, ki dovaja električno energijo vsem napravam oziroma komponentam računalnika. Poznamo različno močne napajalnike npr. 550W ali 750W. Napajalnik je priključen na vtičnico in spreminja oziroma pretvarja energijo v takšno voltažo, ki jo določena naprava v računalniku potrebuje. Običajno ga hladi ventilator.
Nazadnje samo še enkrat preverimo, če smo vse prav priključili in postavil na pravo mesto in nato ga s kablom za napajanje računalnika, vklopimo.
Predstavila sem tudi pomen grafične in omrežne kartice, ki sta bile v našem primeru že vgrajene v računalnik in jih zato nisem vključila v tutorial.
Grafična kartica je strojna oprema, ki v računalniku skrbi za prikaz slike na zaslonu. Nekateri računalniki imajo grafično kartico že vgrajeno na matični plošči, pri tistih, ki je nimajo pa se ta lahko doda preko razširitvenih rež (ISA, PCI, AGP, PCI-Express,itd.). Večina grafičnih kartic uporablja posebni RAM pomnilnik – to je VRAM. Ta pomnilnik omogoča večje hitrosti kot navadni RAM. V njem se nahaja slika, ki gre na zaslon. Od količine VRAM-a je odvisana ločljivost slike in njena barvna globina. Razen slike so v VRAM-u še teksture.
Omrežna kartica je komponenta računalnika, ki deluje kot vmesnik med samim računalnikom in omrežnim kablom. Njen namen je, da pripravi, pošilja in nadzoruje podatke v omrežju. Mrežne kartice imajo običajno dve lučki (LED). Zelena LED kaže, da kartica prejema električno energijo. Oranžna (s hitrostjo 10Mb/s) ali rdeča (s hitrostjo 100Mb/s) LED pa prikazuje omrežne dejavnosti-pošiljanje ali sprejemanje podatkov. Za pripravo podatkov, ki jih je treba poslati se na mrežni kartici uporablja oddajnik, ki pretvarja podatke, ki so poslani v analogni obliki preko omrežnega kabla, in nadzoruje pretok podatkov med računalnikom in kablom.
Tako je digitalni računalnik sestavljen, vendar za njegovo uporabo potrebujemo vsaj še operacijski sistem ter vhodno-izhodne enote.
Najbolj poznan in uporabljen operacijski sistem je Windows, ki je plačljiv, obstajajo pa tudi brezplačni sistemi, kamor sodita npr. Linux in Ubuntu.
Vhodno-izhodne enote pa so namenjene povezovanju zunanjih enot z mikroračunalnikom, s čimer omogočajo njihovo pravilno delovanje. Primer vhodno-izhodne enote je gonilnik (ang. driver), ki prevaja logično strukturo zunanje enote v strukturo, ki jo razume in uporablja računalnik.
Med zunanje enote pa prištevamo:
- ekran (ang. display), ki omogoča prikazovanje informacij
- tipkovnica, ki služi za pisanje oz. vnašanje informacij
- miška (ang. mouse), ki služi za klikanje po ekranu in "ukazuje" mikroprocesorju katere funkcije oz. ukaze naj izvrši
- tiskalnik (ang. printer), ki omogoča tiskanje informacij na papir
- trdi disk in optična enota, ki služita za shranjevanje informacij
- idr.
Kot drugi del vaje pa smo si morali z Interneta prenesti na naš računalniki Ubuntov dokument, vstvariti z njim Live CD, ga preizkusiti in celoten postopek opisati in objaviti na naš blog. Poleg tega pa smo morali dodati še predstavitev Ubuntu operacijskega sistema.
Sama sem Ubuntu operacijski sistem opisala kot brezplačen operacijski sistem, ki ne zahteva plačila licence za njegovo uporabo in je primeren za prenosne in namizne računalnike, ter strežnike. Razvija ga skupnost - različni ljudje s tehničnimi znanji po celem svetu. Vsebuje vse potrebno programje za delo doma, v šoli ali na delu. Omogoča nam oblikovanje besedil, preglednic, predstavitev, poslušanje in urejanje glasbe, gledanje filmov, brskanje po spletu in igranje računalniških igric. Ubuntu ponuja tudi zahtevnejše programe in orodja za razvijalce in programerje. Izhaja vsakih šest mesecev v različicah za osebne računalnike in strežnike in tako pogoste izdaje omogočajo, da so uporabnikom vedno na voljo najnovejše različice odprto kodnega programja. Njegovi ustvarjalci posvečajo posebno pozornost tudi varnosti samega sistema. Za običajne različice sistema zagotavljajo osemnajstmesečno podporo z varnostnimi popravki. Za različice z dolgotrajno podporo (LTS - Long Term Support), ki so tudi brezplačne, pa zagotavljajo podporo z varnostnimi popravki za osebne računalnike tri leta, za strežnike pa pet let. Beseda "ubuntu" je afriškega izvora in pomeni "humanost drugim" ali "Jaz sem to kar sem zaradi tega kar smo vsi" in ta Ubuntu duh je prenesen tudi v programski svet.
Ubuntu namizno različico si lahko zastonj prenesemo na naš računalnik prek Interneta.
To storimo tako, da gremo na spletno stran
http://www.ubuntu.com/desktop/get-ubuntu/download in tam najdemo pod prvim korakom velik rdeči gumb oz. okvirček in s klikom nanj sprožimo prenos Ubuntu-ovega dokumenta. Prenos lahko traja tudi nekaj ur, odvisno od našega računalnika in zasedenosti povezave.
Po končanem prenosu dokumenta, moramo zapeči CD s tem dokumentom ali ga naložiti na naš USB ključek. To nam omogoča, da najprej preizkusimo z uporabo operacijskega sistema Ubuntu, ne da bi s tem kakorkoli poškodovali naš obstoječi operacijski sistem. In v primeru, da nam je Ubuntu operacijski sistem bolj všeč od našega obstoječega, se lahko kadarkoli odločimo za njegovo namestitev na računalnik namesto našega obstoječega sistema ali za njegovo namestitev in uporabo poleg našega obstoječega sistema. Za izdelavo Live CD v Windows opercijskem sistemu si moramo najprej prenesti z Interneta in nato namestiti na računalnik brezplačen program Infra Recorder, ki nam omogoča izdelavo Live CD-ja. (Link za prenos tega programa dobimo na tej spletni strani:
http://infrarecorder.org/?page_id=5). Nato vstavimo prazen CD v optično enoto za zapeko CD-jev v našem računalniku in odpremo program Infra Recorder. Na namizju tega programa kliknemo gumb 'Write Image' ali pa na orodni vrstici menija izberemo gumb 'Actions' in v okencu, ki se nam odpre kliknemo na možnost 'Burn image'. Nato izberemo prenesen Ubuntov dokument, ki ga želimo naložiti na prazen CD in kliknemo na gumb 'Open'. V naslednejm okencu, ki se nam prikaže na ekranu kliknemo na gumb OK in začne se zapis na prazen CD. Tako imamo ustvarjen naš Live CD z Ubuntu dokumentom na njem. Sedaj lahko preizkusimo uporabljati Ubuntu operacijski sistem, ne da bi ga prej dejansko namestili na naš računalnik ali poškodovali obstoječi operacijski sistem na njem. To naredimo tako, da vstavimo CD v CD optično enoto našega računalnika in ponovno zaženemo računalnik. Pri ponovnem zagonu moramo biti pozorni na to, da ko se na začetku prikaže na ekranu ime računalnika moramo klikniti na tipkovnici tipko F12, malce počakamo in na ekranu se nam prikaže meni z različnimi izbirami. Gremo s puščico na tipkovnici navzdol in izberemo možnost, da se nam pri vklopu računalnika na namizju program naložen na Live CD-ju, ki se nahaja v CD/DVD optični enoti in to potrdimo s tipko Enter. Na namizju se nam bo odprlo pozdravno okno Ubuntu in tam izberemo svoj jezik, npr. slovenščino in nato pritisnemo na gumb Try Ubuntu in pričnemo z raziskovanjem po programju operacijskega sistema Ubuntu.
Če pa želimo namestiti operacijski sistem Ubuntu na naš računalnik je postopek naslednji:
Ko v pozdravnem oknu na levi strani izberemo svoj jezik, pritisnemo na gumb Install Ubuntu. Računalnik mora imeti dovolj prostora na pomnilniku in najbolje je, da je med potekom namestitve priključen na Internet tako, da bo lahko sproti prejemal najnovejše posodobitve. Ko označimo s kljukico vse kar je potrebno, kliknemo na gumb Forward. Odpre se nam naslednje okno v katerem izberemo ali želimo namestiti operacijski sistem Ubuntu poleg našega že obstoječega operacijskega sistema (npr.Windows), ali želimo zbrisati obstoječi operacijski sistem in namesto njega namestiti Ubuntu operacijski sistem, kot tretjo možnost pa lahko, če smo že izkušeni uporabniki, tudi sami določimo koliko prostora nameniti novemu operacijskemu sistemu Ubuntu. Ko izberemo, kliknemo na gumb Forward. V naslednjem oknu, ki se nam prikaže na ekranu, lahko glede na prejšnjo izbiro vidimo, na kakšen način bo nameščen naš nov operacijski sistem. Namestitev se bo pričela s klikom na gumb Install now. Sledi izbira naše lokacije, (npr. na zemljevidu, ki se nam pojavi na ekranu v naslednjem oknu, označimo Slovenijo), če pa nismo prepričani kje točno se nahaja, lahko vpišemo našo državo tudi v okence pod zemljevidom in sistem bo sam poiskal, kje se država nahaja na zemljevidu. S klikom na gumb Forward, se nam pojavi okno v katerem izberemo kako naj se nam prikazujejo podatki, npr. v drsnem načinu ali kot razpored. Izbiro potrdimo s klikom na gumb Forward. Odpre se nam naslednje okno v katerem vpišemo še naše osebne podatke in geslo za vstop v sistem in nato kliknemo na gumb Forward. Sedaj samo še počakamo, da se nameščanje operacijskega sistema Ubuntu konča in se pojavi naslednje, zadnje okno, ki nam naroča, da moramo samo še ponovno zagnati računalnik in nato uživati v Ubuntu. Tako je nameščanje Ubuntu operacijskega sistema končano.
V vaji smo morali s pomočjo Ubuntu operacijskega sistema in brskalnika Firefox preučiti, kako se spletne strani odzivajo, če spremenimo kodno tabelo in nato opisati kaj predstavlja oziroma kaj kodna tabela v praksi je in kako brskalnik ve s katero vrsto kodirnih znakov prikazati določeno spletno stran.
Podatke, ki jih mi vpisujemo v naš digitalni računalnik in podatke, ki nam jih le-ta vrača izpisane na ekranu, so v obliki črk in števil zapisanih v desetiškem sistemu. Pomnilnik, pa kot vemo lahko pomni le podatke oz. informacije zapisane v binarnem sistemu. Prav zaradi tega je bilo potrebno nam domače in poznane črke in desetiški sistem števil spremeniti oz. binarno kodirati (ang. character codes). Najmanjše število potrebnih znakov v slovenščini je 87: od tega je 26 znakov za velike črke, 26 znakov za male črke, 25 različnih posebnih znakov (kot so npr. +,",-,%,&,*,/,(,),=, itd.) in 10 numeričnih znakov (od 0 do 9). Vse te znake lahko zapišemo v digitalni besedi s sedmimi biti, katere sporočilna sposobnost je 128, in pri tem ostane v rezervi še 41 sporočilnih možnosti.
Poznamo tri vrste kodiranja oz. kodnih tabel: najbolj razširjeno in najpogosteje uporabljeno je ASCII kodiranje (ang. American Standard Code for Information Interchange), ki pa ne prepozna šumnikov. Za kodiranje teh znakov se uporablja prirejena nacionalna ASCII koda znakov, ki pri kodiranju uporablja sporočilne možnosti iz rezerve. Tako so slovenski posebni znaki vsebovani v centralnem evropskem fontu (angl. Central European). Poleg ASCII kodiranja pa poznamo še kodiranje UTF-8 in kodiranje Win-1250.
Pri proučevanju teh treh kodnih tabel sem ugotovila, da vsaka od njih različno kodira znake. Ugotovila sem, da če za prikaz neke slovenske spletne strani uporabim UTF-8 kodiranje, mi to prepozna vse črke vključno s šumniki, številke in posebne znake. Če pa za prikaz te iste spletne strani uporabim ASCII oz. Win-1250 kodiranje, pa mi ti dve kodni tabeli spremenita naše posebne znake in šumnike v poplnoma drugačno in neberljivo obliko.
Opazila sem tudi, da brskalnik Firefox pri različnih spletnih straneh uporabi za prikaz različno vrsto kodiranja. To je zato, ker brskalnik preko HTML sporočila dobi informacijo katero vrsto kodiranja naj uporabi, da bo spletna stran na ekranu našega računalnika pravilno prikazana. Na primer, če v zapisu HTML sporočila najdemo del, ki pravi: text/html; charset=utf-8, to prevedeno pomeni, da naj brskalnik za prikaz tekstualnega dela spletne strani uporabi kodirni zapis UTF-8.
Prikazala bom še kako zgleda zapis mojega imena in priimka v binarni obliki za vsako od teh treh vrst kodiranja:
- Zapis imena in priimka s kodnim sistemom ASCII:
Glede na to, da kodna tabela ASCII ne podpira šumnikov, mojega priimka (Mavrič) ne morem zapisati v tem sistemu. Lahko zapišem samo moje ime (Manuela), ki bi v binarnem zapisu izgledal takole:
01001101 01100001 01101110 01110101 01100101 01101100 01100001
- Zapis imena in priimka (Manuela Mavrič) s kodnim sistemom UTF-8:
01001101 01100001 01101110 01110101 01100101 01101100 01100001
01001101 01100001 01110110 01110010 01101001 11000100 10001101
- Zapis imena in priimka (Manuela Mavrič) s kodnim sistemom Win-1250:
01001101 01100001 01101110 01110101 01100101 01101100 01100001
01001101 01100001 01110110 01110010 01101001 11101000
VIRI:
