Kompiuterių sistema ir technologijos konspektai PDF

1. Programinis ir technologinis progresai Informacinių technologijų, technologinis progresas – naujos gamybos technologijos; efektyvesnis energijos vartojimas; platesnė pritaikymo sritis; artėjama prie žmogaus kūno vidaus; programinis progresas – daugėja kodo ir jo pakartotinio panaudojimo; kuri...

1. Programinis ir technologinis progresai Informacinių technologijų, technologinis progresas – naujos gamybos technologijos; efektyvesnis energijos vartojimas; platesnė pritaikymo sritis; artėjama prie žmogaus kūno vidaus; programinis progresas – daugėja kodo ir jo pakartotinio panaudojimo; kuriamos naujos programavimo kalbos; perėjimas į skaičiavimus „debesyse“; panaudojimas daugelyje gyvenimo atvejų 2. Informacija kompiuteriuose ir duomenų saugojimo formatai Kompiuteriuose saugomos informacijos formatai ir tipai yra labai skirtingi, kaip ir saugojimo vietos. Kompiuterija informacija interpretuoja, kaip vienetų bei nulių seka – dvejetainiu kodu, trumpai tariant, tai komandos, kada įjungti ar išjungti tranzistorius, jog interpretuoti informaciją. Dvejetainė logika, pasirinkta, todėl, jog sudėtinga pagaminta kompiuterio komponentus, kurie išlaikytų daugiau nei 2 skirtingus lygius. Pradėjus naudot skaičiavimo techniką, kuri turėtų daugiau ar mažiau lygių, tektų siekti suderinamumo su egzistuojančia dvejetaine aplinka. (paprasčiausiai tariant, reiktų kurti vertėjus, kurie verstų duomenis skirtingoms skaičiavimo technologijoms). Informacijos tipai, pagal apdorojimo pobūdį gali būti:  tekstinė informacija;  skaitmeninė informacija (skaičiai, matematinės formulės);  vaizdinė (arba kitaip grafinė) informacija (piešiniai, įvairūs grafikai);  garsinė informacija (garso bangos). Duomenų saugojimo formatų yra gausybė, nuo grafinių redagavimo išsaugojimo formatų.psd/.gimp iki dokumentų.doc/.docx/.adoc 3. Kompiuterių sistema ir jos dalys Kompiuterių sistema, tai iš vieno ar daugiau kompiuterių, išorinių įrenginių ar programinės įrangos sudaryta visuma, atliekanti duomenų apdorojimą. Kompiuterinės sistemos dalys:  techninė įranga arba aparatūra (hardware);  programinė įranga (software);  duomenys (data); 4. Kompiuterių sistemos operacijos. Individualios kompiuterių sistemos operacijas sudaro:  Individualią KS sudaro:  duomenų apdorojimo aparatinė įranga;  duomenų įvedimo aparatinė įranga;  išvedimo aparatinė įranga; atmintis;  operacinė sistema;  taikomoji programinė įranga. 5. Tinklinė kompiuterių sistema. Tinklinė kompiuterinė sistema, tai kompiuterių ir kitų įrenginių aibė sujungta komunikaciniais kanalais, kurių pagalba galima keistis turimai resursais ir informacija. Tinklinę KS sudaro:  individualios KD;  komunikavimo įranga;  bendravimo protokolai. 6. Pagrindinės kompiuterių sistemos aparatinės dalys Pagrindinės kompiuterių sistemos dalys:  motininė plokštė;  procesorius;  operatyvioji atmintis (RAM);  duomenų saugojimo vietos – standieji diskai (HDD, SSD);  maitinimo blokas (gali būti ir akumuliatorius) 7. Kompiuterių sistemos programavimas ir programavimo kalbų lygiai. Kuriant kompiuterius, užduotis kompiuteriui rašo mikrokodu. Mikrokodu aprašomos elementarios operacijos, kurios tiesiogiai nusako ką konkreti procesoriaus dalis turi atlikti. Sudėtingesnės programos kodas rašant mikrokodu, gautųsi labai ilgas. Aukštesnis KS bendravimo lygis – mašininė (asemblerio) kalba. „Žemo“ lygio programavimo kalbos priartino žmogaus kalbą prie kompiuterio instrukcijų, tokių kalbų pavzdžiai – „Fortran, Cobol, Basic“. Aukšto lygio programavimo kalbos dar labiau priartėjo prie natūralios žmonių kalbos, pavyzdžiui: Java, Python, C++, Prolog. Užduočių pateikimas KS galima ir grafinėje formoje naudojantis vizualinėmis programavimo kalbomis. Vietoje tekstinės išraiškos naudojami įvairūs grafiniai elementai. Svarbiausią vaidmenį pervedant iš vieno abstrakcijos lygmens į kita vaidina kompiliatorius (iš „mūsų“ kalbos į dvejetainę „kompiuterio“ kalbą) 8. Informacijos įvedimo būdai:  Programuojamas įvedimas;  Įvedimas naudojant pertraukimus;  Tiesioginė kreiptis į atmintį; 9. Klaviatūra ir jos funkcijos Klaviatūra skirta ir naudojama:  tekstinės informacijos įvedimas;  navigavimas (valdymas);  programų valdymas;  kompiuterio funkcionavimo valdymas 10. Manipuliatorius ir jo funkcijos Grafinės vartotojo sąsajos valdymo priemonė, grafinių elementų įvedimo priemonė, tekstinės informacijos įvedimas naudojant virtualias klaviatūras. Tai gali būti:  judėjimu paremti (pelė, trackball, valdymo svirtis),  lietimu paremti (grafinės planšetės, sensorinė aikštelė (touchpad),  sensorinis ekranas (touchscreen, gali būti varžinis, talpinis)). 11. Sensorinis ekranas ir jo funkcijos Sensorinis ekranas – tai įrenginys, leidžiantis vartotojui tiesiogiai sąveikauti su ekrane pateikiama informacija per prisilietimą, be papildomos įvesties įrangos (pvz., pelės ar klaviatūros). Funkcijos:  Informacijos įvestis – leidžia valdyti įrenginį per prisilietimą.  Interaktyvumas – suteikia galimybę tiesiogiai sąveikauti su turiniu.  Multitouch – atpažįsta kelis prisilietimus vienu metu (pvz., gestų atpažinimui).  Grafinė navigacija – intuityvus meniu ir funkcijų valdymas be klaviatūros ar pelės.  Prieinamumas – lengvas naudojimas įvairiems vartotojams (pvz., vaikams, vyresnio amžiaus žmonėms). 12. Grafinės informacijos įvedimas Statinės informacijos įvedimas, dinaminės informacijos įvedimas. Skaitlys (scanner) – 2D arba 3D objektų vaizdo skaitmenizavimas (Barkodų scanneris, fingerprint scanner, dokumentų scanneris). Fotokameros, videokameros, abiejų veikimo principas vienodas. 13. Garsinės informacijos įvedimas Mikrofonas – akustoelektrinis įtaisas, keičiantis garso virpesių energiją elektros srove. (Svarbiausi mikrofono parametrai: jautris, dažnių diapazonas ir dažninės charakteristikos, netolygumas tame diapazone, kryptingumo charakteristika). Skaitmeniniai muzikos instrumentai (sintezatorius, skaitmeninis (elektrinis pianinas)), dažniausiai naudojamas MIDI duomenų perdavimo standartas. 14. „Minčių skaitymas“ Sąsaja smegenys – kompiuteris (brain-computer interface (BCI)). Sąsaja mintys – mašina (mind-machine interface(MMI)). Neuroninė sąsaja; sąsajos realizacija: invazinė (regos atstatymas, dirbtinių galūnių valdymas), dalinai invazinė, neinvazinė (EEG). Norint nuskaityti mintis, reikia analizuoti 40Hz elektromagnetines bangas. 15. Duomenų apdorojimo operacijos ir komandų sistema. Duomenų apdorojimo operacijos:  aritmetinės ir loginės operacijos;  rūšiavimas ir suliejimas;  programų kompiliavimas ir surinkimas;  operacijos su tekstu, grafine ar garsine informacija;  operacijos su atmintimi;  paieška;  rodymas ekrane ar spausdinimas ir kt. Komandų sistema – duomenų apdorojimui reikalingos operacijos. Komandų skirstymas: duomenų ir atminties valdymas, aritmetika ir logika, programos eigos valdymas. 16. Operacijų kodavimas ir komandų vykdymo etapai Operacijų kodavimas. Instrukcijos prefikas, operacijos kodas, adresavimo tipas, adresavimo parametrai, postūmis adresavime, tiesioginiai duomenys. Komandų vykdymo etapai:  F – komandos išrinkimas  D – komandos dekodavimas  0 – operandų išrinkimas  X – komandos vykdymas  W – rezultato įrašymas 17. Nuoseklus ir konvejerizuotas komandų vykdymas Esant nuosekliam komandų vykdymui, kiekviena sekanti komanda gali būti pradėta vykdyti tik po to, kai baigiama vykdyti ankstesnė komanda. Tarkim: 1 komanda yra FD0XW; 2 komanda yra FD0XW, jos negali būti įvykdytos kartu, pirma bus vykdoma „1 komanda“, po to „2 komanda“, tai reiškia, kad nuoseklių komandų operacijos gali būti vykdomos tik po VIENĄ (tarkim 1 -> 2 -> 3 -> 4, o ne visos iš kart). Konvejerizuoto komandų vykdymo atveju sekanti komanda pradeda vykdyti vienu komandos etapu vėliau nei ankstesnė komanda. Tarkim: 1 komanda yra FD0XW; 2 komanda yra FD0XW. Iš pradžių bus vykdoma 1 komandos F etapas, po to D etapas ir tada pradės būti vykdoma 2 komanda, nuo F etapo, taigi kai bus vykdomas 1 komandos antras etapas, 2 komandos bus vykdomas pirmas etapas (kai bus vykdomas 1 kom. D etapas, 2 kom. bus vykdomas F). 18. Procesorių našumo didinimo priemonės Technologijos normos mažinimias, skaliariškumas, konvejerizacija, specializuoti funkciniai įtaisai (MMX, SSE,...), registrų pakeitimas, komandų vykdymo eilės tvarkos pakeitimas, atminties didinimas, perėjimų spėjimas, lygiagretus programos šakų valdymas, išankstinis duomenų įkrovimas, ir kt. 19. Energijos išsklaidymas procesoriuose Komandų atlikimo metu sunaudota energija įkaitina procesorių (elektros energija virsta šilumine). Šilumos perteklius šalinamas oru (air-cooleriai), skysčiu (water-cooler sistemos), kitais metodais (gali būti aušinamas azotu, energija gali būti atiduodama per radiatorių (panašiu principu kaip aircooleriai, bet be ventiliatorių). 20. Atminčių parametrai  Talpa: žodžio ilgis (kiek bitų grupių operacijoms naudojama atlikti), žodžių skaičius (kokia talpa overall)  Kreipties metodas: nuoseklus (CD, HDD), tiesioginis (RAM), asociatyvus;  Našumas: kreipties laikas, ciklo trukmė, persiuntimo sparta;  Fizinis tipas: puslaidininkė, magnetinė, optinė  Fizinės charakteristikos: išsauganti/neišsauganti informacijos, ištrinama/neištrinama 21. Atminties hierarchija 22. CPU registrai Pati sparčiausia atmintis, veikianti tokiu pačiu dažniu kaip ir pats procesorius. Atliekant įvairias operacijas, operandai pradžioje įkeliami į registrus; suskaičiuotas rezultatas taip pat gali būti talpinamas registre. 23. Spartinančioji atmintis (RAM) Skirta sumažinti greitaveikos skirtumą tarp pagrindinės atminties ir procesoriaus. Dažniausiai naudojama statinė atmintis (SRAM – static random-access memory). 24. Pagrindinė atmintis Darbinė atmintis naudojama procesoriaus vykdant eilinę instrukcija. Pagrindinė atmintis susieta su procesoriumi specialia magistrale, kuri dažnai tampa sistemos greitaveikos kliūtimi. 25. Išorinė atmintis (ex. HDD, SSD, USB sticks, CD, DVD) Pati lėčiausia, tačiau pati talpiausia atmintis. Galima skirstyti pagal pajungimo tipą:  Nuolatos prijungta (diskai (HDD, SSD)).  Atjungiama (išoriniai diskai (external HDD/SSD);  Atmintukai (flashiukai);  Optiniai diskai (CD, DVD); 26. Informacijos išvedimas visiems žmogaus pojūčiams  Rega – vaizduoklis (monitorius), spausdintuvas. (vaizdinės informacijos išvedimas)  Klausa – garsiakalbiai (garsinės informacijos išvedimas)  Uoslė – įvairūs kvapų generatoriai  Skonis – dirbtinio maisto generatoriai, dirbtinių skonių imitatoriai  Lytėjimas 27. Monitorius ir jo tipai Monitorius - 1. kompiuterio įtaisas jame vykstantiems procesams stebėti ir valdyti, kurio pagrindinė dalis yra ekranas. 2. įtaisas duomenų apdorojimo sistemoje vykstantiems procesams stebėti, tvarkyti ir registruoti. Ekranas – monitoriaus dalis, kurioje matomas kompiuterio rodomas vaizdas. CRT (Cathode Ray Tube (Katodo spindulių vamzdis?)) – Fosforescuojančiame ekrane vaizdą kuria elektronų pluoštelis. Didelis kontrastas, gražios spalvos, įvairi rezoliucija, įvairus atnaujinimo dažnis, platus žiūrėjimo kampas. Sunkus, vartoja daug energijos, ekranas gali išdegti, žemės magnetinis laukas įtakoja veikimą. LCD (Skystųjų kristalų ekranas) – skystų kristalų pagalba praleidžiamas arba sustabdomas šviesos srautas. Lengvi ir kompaktiški, naudoja mažai energijos, neiškraipo geometrinių formų, nedidelė elektromagnetinė radiacija, skaitmeninis.  Mažas stebėjimo kampas, problemos su spalvingumu, didelis atsako laikas, viena „tikra“ raiška, „mirę“ pikseliai, lėtas veikimas žemoje temperatūroje (nes sumažėja skystųjų kristalų fizikinės savybės) OLED (organinių LEDų ekranas) – organinė elektroliuminescencinė medžiaga skleidžia šviesą veikiama elektros. Paprastesnė gamybos technologija, ploni, lengvi, gali lankstytis, geresnis kontrastas ir spalvingumas, naudoja mažiau energijos. Trumpesnis veikimo laikas, mėlynos spalvos veikimo laikas trumpesnis už kitas spalvas, balta spalva reikalauja daugiau energijos, gali „išdegti“. microLED – vaizdas ekrane formuojamas iš spalvotų mikroskopinių LED‘ų. Didelis kontrastas, mažas reakcijos laikas, energetinis efektyvumas. Sudėtinga gamybos technologija, brangus. 28. Pagrindiniai spausdintuvų tipai Spausdintuvai gali būti rašaliniai: pastovaus veikimo arba veikiantys esant poreikiui (tai gali būti terminiai, pjezo elektriniai) arba lazeriniai. Rašalinių spausdintuvų privalumai –  spausdinimo galvučių lengvas keitimas,  didelė raiška (iki 9600 dpi),  spausdinimo greitis iki 350m/min (pastovaus veikimo),  spausdinimas ant įvairiausių paviršių be tiesioginio kontakto,  rašalas gali būti gaminamas iš įvairių medžiagų. Lazeriniai spausdintuvai naudoja būgną, kuris padengiamas jonais, invertuoja paviršių ir jį padaro neigiamu. Tuomet vaizdas išryškinamas teigiamą krūvį turinčiais dažų milteliai. Kai kurie lazeriniai spausdintuvai palieka geltonus taškelius, kad būtų galima identifikuoti spausdintuvą, su kuriuo buvo spausdinta. 29. Garsinės informacijos išvedimas Garsinės informacijos išvedimas yra vykdomas per (dažniausiu atveju) garsiakalbius, tai įrenginys kuris elektrinius signalus verčia garso bangomis. 30. Informacijos perdavimo terpės Informacija gali būti perduodama laidine arba belaide terpe 31. Bevielio informacijos perdavimo standartai Bevielio informacijos tipo standartai gali būti: Bluetooth, Wi-Fi, 1G,2G,3G,4G,5G, palydoviniu ryšiu, infraraudonieji spinduliai. 32. Baziniai kompiuterių tinklo komponentai  Tinklo plokštė - įrenginys fiziškai siejantis kompiuterį su komunikaciniais tinklais. Gali būti laidinės ar bevielės.  Kartotuvas - įrenginys sustiprinantis signalą, kurį reikia perduoti didesnių atstumu. Laidinio sujungimo atveju dažniausiai reikalingas esant atstumui >100m. Atkartoja signalą suteikdamas jam energijos.  Komutatorius (switchas) - sujungia keletą tinklo įrenginių ir skirsto perduodamų duomenų srautus.  Maršrutizatorius (router) - tarptinklinis įrenginys susiejantis atskirus tinklus ir atskiriantis duomenų srautus tarp vidinio ir išorinio tinklo.  Ugniasienė - tinklo apsaugos įrenginys filtruojantis duomenis. 33. OS tipai ir jos funkcijos OS tipai:  Vieno vartotojo ir vienos užduoties (palm); single-task  Vieno vartotojo ir daugelio užduočių (Win10); multi-tasking  Didelių kompiuterių (Linux); mega-kompiuteriai(tyrimų)  Nešiojamų įtaisų (Andriod); mob. telefonas  Tinklinės sistemos (Win Server 2012); serverinių OS  Įterptinės sistemos (MS Win CE);  Realaus laiko sistemos (free RTOS). OS funkcijos:  komandų priėmimas ir apdorojimas,  aplikacijų programavimo sąsaja,  vartotojo sąsaka,  failų valdymo sistema,  informacijos įvedimo ir išvedimo valdymas,  procesų valdymas,  darbinės atminties valdymas,  resursų skirstymas,  išorinės atminties valdymas,  tinklo valdymas ir komunikavimo palaikymas,  sistemos apsaugos valdymas ir priežiūra,  sistemos admin‘o palaikymas. 34. Programų licencijos ir jų tipai Teisinė priemonė, kurios pagalba nurodoma kokiomis sąlygomis vartotojas gali naudotis kompiuterine programa. Licencija gali būti tiek spausdintinėje, tiek elektroninėje formoje. Laisvosios licencijos. Dažniausiai neriboja galimybių naudotis programomis pagal paskirtį. Vartotojas gali laisvai kopijuoti programas. Šio tipo licencijos tampa vis populiaresnės, leidžia sutaupyti bei skatina visus vartotojus tobulinti programas.  Galimi apribojimai:  programa pateikiama kartu su licencija;  kopijuojant visą programos ar jos dalies kodą yra privaloma kartu pateikti jų licencijos tekstą;  programa privalo būti platinama kartu su kodu;  leidžiama tobulinti programą, tačiau ir patobulinta programa turi būti platinama pagal tą pačią licenciją. Nuosavybinės licencijos Griežti programinės įrangos panaudojimo apribojimai. Programos kūrėjas išlieka programos savininku. Vartotojas neturi teisės tobulinti tokios programos. Vartotojo licencija, funkcionalumas, laikina licencija, trukmės licencija, vartojimų kiekis, vartotojų kiekis, demo versija. 35. Kas yra dirbtinis intelektas? Dirbtinis intelektas yra self-learning sistema, kuri gali parodyti panašius į žmogaus sugebėjimus. 36. Dirbtinio intelekto vystymosi periodai ir pritaikymo sritys Vystymosi periodai: 1. STARTAS – pirmasis el. kompiuteris, Dartmuto konferencija, STUDENT programa, WABOT-1; 2. Pirmoji žiema – 1966 m. nepavykęs vertimas; Mansfield Amendmen; The lighthill report; 3. Antrasis bandymas ir vėl žiema 4. Dar vienas pakylėjimas. Pritaikymo sritys:  Medicina;  autonominiai automobiliai;  tyrimų vykdymas;  pagalba vartotojams.