Poglavlje 1: Računalo opće namjene i korišteni brojevi

1. dio: Uvod u računala i operacijske sustave
Dio 1.1: Sadržaj
Poglavlje 1: Računalo opće namjene i korišteni brojevi

Računalo je elektronički stroj koji se sastoji od nekoliko komponenti za obradu i pohranu podataka. Podaci mogu rezultirati tekstom, slikom, zvukom ili videom.

1.1 Vanjske fizičke komponente računala opće namjene

Sljedeća slika prikazuje crtež računala opće namjene s najčešće korištenim komponentama:

Lik. 1.1 Računalo opće namjene

Tipkovnica, miš i mikrofon su ulazni uređaji. Zvučnik i ekran (monitor) su izlazni uređaji. Jedinica sustava, koja se na dijagramu naziva računalo, ono je što obavlja sve proračune. Ulazni i izlazni uređaji nazivaju se periferija.

Prethodni dijagram je toranjski računalni sustav ili jednostavno toranjsko računalo. Za to je sistemska jedinica uspravna. Alternativno, sistemska jedinica može biti dizajnirana tako da leži ravno na radnom stolu (stolu), a monitor se postavlja na nju. Takav računalni sustav naziva se stolni računalni sustav ili jednostavno stolno računalo.

Sljedeća slika je dijagram prijenosnog računala s nazivima vanjskih komponenti:

Slika 1.2 Prijenosno računalo

Kada netko sjedne, prijenosno računalo može staviti u krilo za rad. Optički pogon na dijagramu je CD ili DVD pogon. Touch-pad je zamjena za miš. Sistemska jedinica ima tipkovnicu.

1.2 Tipkanje

Budući da se od svake elite u bilo kojem dijelu svijeta danas očekuje da zna koristiti računalo, onda svaka elita mora naučiti tipkati na tipkovnici. Satovi tipkanja mogu biti plaćeni ili besplatni na internetu. Ako nema novca ili sredstava za nastavu, čitatelj se mora poslužiti sljedećim savjetom kako bi znao tipkati:

Na engleskoj tipkovnici jedan od srednjih redova ima tipke F i K. F tipka je na lijevoj strani, ali ne na lijevom kraju reda. Tipka J je na desnoj strani, ali ne na desnom kraju.

Na svakoj ruci osobe nalaze se palac, kažiprst, srednji prst, domali prst i mali prst. Prije tipkanja, kažiprst lijeve ruke mora biti iznad tipke F. Srednji prst mora biti iznad sljedeće tipke koja se kreće prema lijevo. Domali prst mora slijediti iznad sljedeće tipke, a mali prst iznad tipke nakon, sve prema lijevo. Prije tipkanja, kažiprst desne ruke mora biti iznad tipke J. Srednji prst desne ruke mora biti iznad sljedeće tipke koja se kreće udesno. Domali prst mora slijediti iznad sljedeće tipke, a mali prst mora biti iznad tipke nakon, sve udesno.

S postavljanjem kazaljki, trebali biste koristiti najbliži prst da biste pritisnuli željenu najbližu tipku na tipkovnici. U početku će vaše tipkanje biti sporo. Međutim, vaše će tipkanje biti brže tijekom tjedana i mjeseci.

Nikada ne napuštajte ovaj stav, jer se brzina tipkanja povećava. Na primjer, nikada nemojte odustati od pravilne upotrebe zadnja tri prsta lijeve ruke. Ako se od njega odustane, bit će vrlo teško vratiti se ispravnom pristupu tipkanja. Stoga se brzina tipkanja neće poboljšati sve dok se pogreška ne ispravi.

1.3 Matična ploča

Matična ploča je široka ploča i nalazi se u jedinici sustava. Ima elektronički sklop s elektroničkim komponentama na sebi. Krugovi na matičnoj ploči su sljedeći:

Mikroprocesor
Danas je to jedna komponenta. To je jedan integrirani krug. Ima pinove za spajanje na ostale strujne krugove na matičnoj ploči

Mikroprocesor obavlja sve analize i jezgre računalstva za matičnu ploču i cijeli računalni sustav.

Krug hardverskog prekida
Pretpostavimo da je na računalu trenutno pokrenut program (aplikacija) i da je pritisnuta tipka na tipkovnici. Mikroprocesor mora biti prekinut kako bi primio šifru tipke ili učinio ono što se od njega očekuje da učini kao rezultat pritiska određene tipke.

Takvi hardverski prekidi mogu se izvesti na dva načina: ili mikroprocesor ima jedan pin za signal prekida za svaku moguću periferiju ili mikroprocesor može imati samo dva pina i postoji prekidni krug koji prethodi ova dva pina prema mikroprocesoru za sve moguće periferije. Ovaj sklop prekida ima pinove za signale prekida sa svih mogućih periferija koje bi prekinule mikroprocesor.

Prekidni krug je obično jedan mali integrirani krug, zajedno s nekim malim elektroničkim komponentama, koje se nazivaju vratima.

Izravni pristup memoriji
Svako računalo ima memoriju samo za čitanje (ROM) i memoriju s izravnim pristupom (RAM). Veličina ROM-a je mala i trajno čuva samo male informacije, čak i kada je računalo isključeno. Veličina RAM-a je velika, ali nije velika kao veličina tvrdog diska.

Kada je napajanje uključeno (računalo je uključeno), RAM može sadržavati mnogo informacija. Kada se računalo isključi (isključi napajanje), sve informacije u RAM-u prestaju postojati.

Kada se kod jednog znaka mora prenijeti iz memorije u periferni uređaj ili obrnuto, mikroprocesor obavlja taj posao. To znači da mikroprocesor mora biti aktivan.

Postoje trenuci kada se velika količina podataka mora prenijeti iz memorije na disk ili obrnuto. Na matičnoj ploči postoji strujni krug koji se naziva krug za izravni pristup memoriji (DMA). Ovo vrši prijenos, baš kao i mikroprocesor.

DMA dolazi u akciju samo kada je količina podataka za prijenos između memorije i ulazno/izlaznog uređaja (periferije) velika. Kada se to dogodi, mikroprocesor može slobodno nastaviti s drugim poslom – a to je glavna prednost kruga za izravni pristup memoriji.

DMA sklop je obično IC (Integrated Circuit), zajedno s nekim malim elektroničkim komponentama koje se nazivaju vrata.

Adapterski krug jedinice za vizualni prikaz
Da bi se podaci premjestili s mikroprocesora na zaslon, moraju proći kroz adapterski sklop jedinice za vizualni prikaz na matičnoj ploči. To je zato što znakovi ili signali iz mikroprocesora nisu prikladni izravno za zaslon.

Ostali sklopovi
Ostali sklopovi mogu biti na matičnoj ploči. Na primjer, zvučni krug za zvučnik može biti na matičnoj ploči. Zvučni sklop također može biti sklop zvučne kartice koji se umeće u utor na matičnoj ploči.

Za potrebe ovog poglavlja dovoljno je znati prisutnost prethodno navedenih sklopova, čak i bez zvučnog kruga.

Mikroprocesor se također naziva središnja procesorska jedinica koja se skraćeno naziva CPU. Mikroprocesor je skraćeno µP. CPU znači isto što i µP. CPU i µP često se koriste u ostatku ovog mrežnog tečaja za karijeru u značenju kao mikroprocesor ili središnja procesorska jedinica, a oba su ista stvar.

1.4 Brojanje u različitim bazama

Brojanje znači dodavanje 1 prethodnoj znamenki ili prethodnom broju. Slijedi deset znamenki, uključujući 0 za brojanje u bazi 10:

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

Drugi naziv za bazu je radiks. Radiks ili baza je broj različitih znamenki u osnovnom brojanju. Baza deset ima deset znamenki bez desetice koja se sastoji od dvije znamenke. Nakon dodavanja 1 na 9, piše se 0, a prijenos 1 se piše neposredno ispred 0 da dobijete deset. Zapravo, ne postoji (jedna) znamenka za bilo koju bazu (bilo koji radix). Imajte na umu da ne postoji znamenka za deset. Deset se može napisati kao 1010 što se čita kao jedan-nula baza deset.

Baza šesnaest ima šesnaest znamenki, uključujući 0, a to su:

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F

U bazi šesnaest, brojevi deset, jedanaest, dvanaest, trinaest, četrnaest, petnaest su redom A, B, C, D, E i F. Mogu se pisati i malim slovima kao: a, b, c, d, e, f. Imajte na umu da ne postoji znamenka za šesnaest.

U bazi šesnaest, nakon dodavanja 1 F, 0 se zapisuje, a prijenos 1 se piše neposredno ispred 0 da dobijemo 1016 što se čita kao jedan-nula baza šesnaest.

Baza osam ima osam znamenki, uključujući 0, a to su:

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7

Imajte na umu da ne postoji znamenka za osam.

U bazi osam, nakon dodavanja 1 na 7, 0 se zapisuje, a prijenos 1 se piše neposredno ispred 0 da dobijemo 108 što se čita kao jedan-nula baza osam.

Baza dva ima dvije znamenke, uključujući 0, a to su:

0, 1

Imajte na umu da ne postoji znamenka za dva.

U bazi dva, nakon dodavanja 1 na 1, 0 se zapisuje, a prijenos 1 se piše neposredno ispred 0 da bi se dobilo 102 koje se čita kao baza 2 s jedan-nula.

U sljedećoj tablici, brojanje se vrši od jedan do jedan-nula baza šesnaest. Odgovarajući brojevi s osnovom deset, osnovom osam i osnovom dva također su dati u svakom redu:

Zapamtite da brojanje znači dodavanje 1 prethodnoj znamenki ili prethodnom broju. Za bilo koji brojčani niz osnovnog brojanja, prijenos 1 nastavlja se pomicati ulijevo. Kako se pojavljuju veći brojevi, širi se.

Binarni brojevi i bitovi
Broj se sastoji od simbola. Cifra je bilo koji od simbola u broju. Brojevi baze 2 nazivaju se binarni brojevi. Znamenka baze 2 naziva se BIT koja se obično piše kao bit kao kratki izraz za binarnu znamenku

1.5 Pretvaranje broja iz jedne baze u drugu

U ovom odjeljku prikazano je pretvaranje broja iz jedne baze u drugu. Računalo radi u osnovi u bazi 2.

Pretvorba u bazu 10
Budući da svi cijene vrijednost broja s bazom 10, ovaj odjeljak objašnjava pretvorbu broja bez baze 10 u bazu 10. Da biste pretvorili broj u bazu 10, pomnožite svaku znamenku u danom osnovnom broju s bazom koja se podiže na indeks svoje pozicije i dodajte rezultate.

Svaka znamenka za bilo koji broj u bilo kojoj bazi ima položaj indeksa koji počinje od 0 i od desnog kraja broja, pomičući se ulijevo. Sljedeće tablice prikazuju položaje indeksa znamenki za D76F16, 61538, 10102 i 678910:

Indeks – > 3 2 1 0
Znamenka -> D 7 6 F16

Indeks – > 3 2 1 0
Znamenka -> 6 1 5 38

Indeks – > 3 2 1 0
Znamenka -> 1 0 1 02

Indeks – > 3 2 1 0
Znamenka -> 6 7 8 910

Pretvaranje D76F16 u bazu 10 je kako slijedi:

D x 163 + 7 x 162 + 6 x 161 + Š x 160

Napomena: Svaki broj koji se podigne na indeks 0 postaje 1.

163 = 16 x 16 x 16;
162 = 16 x 16
161 = 16
160 = 1

Imajte na umu također da u matematici, => znači 'ovo implicira ono', a ∴ znači dakle.

U matematičkom izrazu, sva množenja moraju se prvo izvršiti prije zbrajanja; ovo je iz niza BODMAS (Prvo su zagrade, nakon čega slijedi Od čega je još uvijek množenje, zatim slijedi Dijeljenje, Množenje, Zbrajanje i Oduzimanje). Dakle, primjeri su sljedeći:

D x 163 + 7 x 162 + 6 x 161 + Š x 160 = D x 16 x 16 x 16 + 7 x 16 x 16 + 6 x 16 + Š x 160
=> D x 163 + 7 x 162 + 6 x 161 + Š x 160 = D x 4096 + 7 x 256 + 6 x 16 + Š x 1
=> D x 163 + 7 x 162 + 6 x 161 + F x 160 = 53248 + 1792 + 96 + 15
=> D x 163 + 7 x 162 + 6 x 161 + F x 160 = 55151

∴ D76F16 = 5515110

Pretvaranje 61538 u bazu 10 je kako slijedi:

6 x 83 + 1 x 82 + 5 x 81 + 3 x 80

Napomena: Svaki broj koji se podigne na indeks 0 postaje 1.

83 = 8 x 8 x 8;
82 = 8 x 8
81 = 8
80 = 1

Imajte na umu također da u matematici, => znači 'ovo implicira ono', a ∴ znači dakle.

U matematičkom izrazu, sva množenja moraju se prvo izvršiti prije zbrajanja; ovo je iz sekvence BODMAS. Dakle, primjer demonstracije je sljedeći:

6 x 83 + 1 x 82 + 5 x 81 + 3 x 80 = 6 x 8 x 8 x 8 + 1 x 8 x 8 + 5 x 8 + 3 x 80
=> 6 x 83 + 1 x 82 + 5 x 81 + 3 x 80 = 6 x 512 + 1 x 64 + 5 x 8 + 3 x 1
=> 6 x 83 + 1 x 82 + 5 x 81 + 3 x 80 = 3072 + 64 + 40 + 3
=> 6 x 83 + 1 x 82 + 5 x 81 + 3 x 80 = 3179

∴ 61538 = 317910

Pretvaranje 10102 u bazu 10 je kako slijedi:

1 x 23 + 0 x 22 + 1 x 21 + 0 x 20

Napomena: Svaki broj koji se podigne na indeks 0 postaje 1.

23 = 2 x 2 x 2;
22 = 2 x 2
21 = 2
20 = 1

Imajte na umu također da u matematici, => znači 'ovo implicira ono', a ∴ znači dakle.

U matematičkom izrazu, sva množenja moraju se prvo izvršiti prije zbrajanja; ovo je iz sekvence BODMAS. Dakle, primjer demonstracije je sljedeći:

1 x 23 + 0 x 22 + 1 x 21 + 0 x 20 = 1 x 2 x 2 x 2 + 0 x 2 x 2 + 1 x 2 + 0 x 10
=> 1 x 23 + 0 x 22 + 1 x 21 + 0 x 20 = 1 x 8 + 0 x 4 + 1 x 2 + 0 x 1
=> 1 x 23 + 0 x 22 + 1 x 21 + 0 x 20 = 8 + 0 + 2 + 0
=> 1 x 23 + 0 x 22 + 1 x 21 + 0 x 20 = 10

∴ 10102 = 1010

Pretvorba iz baze 2 u bazu 8 i u bazu 16
Pretvorba iz baze 2 u bazu 8 ili baze 2 u bazu 16 jednostavnija je od pretvorbe iz druge baze u drugu bazu, općenito. Također, brojevi baze 2 se bolje cijene u bazi 8 i bazi 16.

Pretvorba iz baze 2 u bazu 8
Za pretvorbu iz baze 2 u bazu 8, grupirajte znamenke baze 2 u tri, s desnog kraja. Zatim pročitajte svaku skupinu u bazi osam. Tablica 1.1 (Brojanje u različitim osnovama), koja ima podudarnosti između baze 2 i baze osam za prvih osam brojeva, može se koristiti za čitanje grupa brojeva baze 2 u bazu osam.

Primjer:
Pretvorite 1101010101012 u bazu 8.

Riješenje:
Grupiranje u troje, s desne strane, daje sljedeće:

| 110 | 101 | 010 | 101 |

Iz tablice 1.1 i čitanja s desna ovdje, 1012 je 58, a 0102 je 28, zanemarujući početnu 0. Zatim, 1012 je i dalje 58, a 1102 je 68. Dakle, u bazi 8, grupe postaju:

| 68 | 58 | 28 | 58 |

I u svrhu konvencionalnog pisanja:

1101010101012 = 65258

Još jedan primjer:

Pretvorite 011000101102 u bazu 8.

Riješenje:

011010001102 = | 01 | 101 | 000 | 110 |
=> 011010001102 = | 18 | 58 | 08 | 68 |
∴ 011010001102 = 15068

Imajte na umu da se vodeće nule u svakoj skupini zanemaruju. Ako su sve znamenke u skupini nule, sve se zamjenjuju jednom nulom u novoj bazi.

Pretvorba iz baze 2 u bazu 16
Za pretvorbu iz baze 2 u bazu 16, grupirajte znamenke baze 2 u četiri, s desnog kraja. Zatim pročitajte svaku skupinu u bazi šesnaest. Tablica 1.1 (Brojanje u različitim korijenima), koja ima podudarnosti između baze 2 i baze šesnaest za prvih šesnaest brojeva, može se koristiti za čitanje grupa brojeva baze 2 u bazu šesnaest.

Primjer:
Pretvorite 1101010101012 u bazu 16.

Riješenje:
Grupiranje u četvero, s desne strane, daje sljedeće:

| 1101 | 0101 | 0101 |

Iz tablice 1.1 i čitanja s desna ovdje, 01012 je 58 zanemarujući početnu 0, 01012 je još uvijek 58 zanemarujući vodeću 0, a 11012 je D16. Dakle, u bazi 16, grupe postaju:

D16 | 516 | 516 |

I u svrhu konvencionalnog pisanja:

1101010101012 = D5516

Još jedan primjer:
Pretvorite 11000101102 u bazu 16.

Riješenje:

11010001102 = | 11 | 0100 | 0110 |
=> 11010001102 = | 316 | 416 | 616 |
∴ 11010001102 = 34616

Imajte na umu da se vodeće nule u svakoj skupini zanemaruju. Ako su sve znamenke u skupini nule, sve se zamjenjuju jednom nulom u novoj bazi.

1.6 Pretvorba iz baze 10 u bazu 2

Metoda pretvorbe je kontinuirano dijeljenje decimalnog broja (u bazi 10) s 2. Zatim pročitajte rezultat od dna, kao što sljedeća tablica prikazuje, za decimalni broj 529:

Čitajući odozdo, odgovor je 1000010001. Za svaki korak dijeljenja postoji dividenda koja se dijeli s djeliteljem da bi se dobio kvocijent. Kvocijent uvijek ima cijeli broj i ostatak. Ostatak može biti nula. Kod pretvorbe u bazu 2, posljednji kvocijent je uvijek nula ostatak 1.

1.7 Problemi

Čitatelju se savjetuje da riješi sve probleme u poglavlju prije nego prijeđe na sljedeće poglavlje.

1. a) Navedite tri ulazna uređaja u sistemsku jedinicu računala opće namjene.
b) Navedite na popisu dva izlazna uređaja za sistemsku jedinicu računala opće namjene.

2. Što biste savjetovali osobi koja želi naučiti daktilografiju, ali nema novca ili sredstava za profesionalne satove tipkanja?

3. Imenujte četiri glavna sklopa (komponente) matične ploče računala opće namjene i ukratko objasnite njihovu ulogu.

4. Napravite tablicu brojanja za baze deset, šesnaest, osam i dva s brojevima baze šesnaest od 116 do 2016.

5. Pretvorite sljedeće brojeve kao što se to radi na satu matematike:
a) 7C6D16 na bazu 10
b) 31568 na bazu 10
c) 01012 na bazu 10

6. Pretvorite sljedeće brojeve u bazu 8 kao što se radi na satu matematike:
a) 1101010101102
b) 011000101002

7. Pretvorite sljedeće brojeve u bazu 8 kao što se radi na satu matematike:
a) 1101010101102
b) 11000101002

8. Pretvorite 102410 u bazu dva.