Fran je biologiju zavolio još odmalena kada su ga čuvali baka i djed. Djed je bio zadužen za svakodnevne izlaske sa svojim unukom. Često je vodio Frana u duge šetnje te je dječaku pri svakom izlasku opisivao okolinu koja ih je okruživala. Djed je detaljno objašnjavao biljni i životinjski svijet s kojim su se susretali. Kada je Fran naučio čitati i pisati, djed mu je u knjižnici pokazao mnogobrojnu literaturu. Fran je zatim mogao i samostalno pronaći dodatne činjenice o biologiji koju je sve više obožavao.
Frana je djed uspješno zainteresirao za biologiju. Otac je Franu razvio ljubav prema informatici poklonivši mu prvo računalo. Sada Fran više nije morao činjenice tražiti samo u knjigama, već se za to mogao koristiti i računalom.
Računalo je uređaj za automatsku obradu i pohranu podataka.
Podatak je znakovni prikaz činjenica pogodan za komunikaciju, interpretaciju i obradu.
Informacija je podatak koji smještanjem u kontekst (prigodnu okolinu) dobiva značenje.
Znanje je skup informacija o nekom događaju, fenomenu, pojmu ili objektu.
Podatak je znakovni prikaz činjenica koji sam za sebe nema značenje. Kada podatak stavimo u neki kontekst, pridajemo mu značenje te on tada postaje informacija. Primarna funkcija računala jest obrada podataka, a čovjek obrađenim podatcima pridaje značenje te one postaju informacije.
Pojasnimo pobliže razliku između podatka i infomacije na primjeru:
Franov otac često Franu zadaje zagonetke. Jednog je jutra Frana dočekao papirić na kojem je bio broj
Bez smještanja u kontekst podatak
može predstavljati bilo što. Fran može zamisliti
jabuku. Možda za neki kolač treba točno
grama brašna? Možda će novi nastavak popularne serije imati upravo toliko stranica? Možda je toliko Trsatskih stuba? Možda ipak nije.
najviše zvuči kao godina. Kako Fran dobro poznaje svog oca te voli učiti informatiku unaprijed, zaključio je da je otac sigurno mislio na godinu izuma prvog mikroprocesora (Intela 4004).
Ovim je primjerom Fran od podatka stvorio informaciju. Nakon što Fran savlada sve module ovoga digitalnog obrazovnog sadržaja, zasigurno će moći reći da ima znanje o informatici.
O mikroprocesorima će biti riječi nešto kasnije
u ovoj jedinici, ali i u cijelom modulu 1.
Kao što je Franu u biologiji omiljena tema evolucija živih bića, tako ga je u informatici posebno zainteresiralo kako su se razvila računala, što rade i kako izgledaju.
Iako su se računala intenzivno počela razvijati tek u 20. stoljeću, povijest računala seže u prapovijest. Naziv računalo povezujemo s njegovom prvotnom namjenom –
pomoći čovjeku pri računanju. Od prvog računala (abaka) iz prapovijesti, kojim i danas djeca uče računati, preko kalkulatora iz 17. stoljeća, računala su se razvila do ovih današnjih.
Postoje tri ere u povijesti računala. Što misliš kako se koja naziva?
|
Elektronička era
|
Početak 20. stoljeća kada se dio računala i dalje pokreće mehanički unatoč pronalasku električne energije. |
|
Elektromehanička era
|
Trajala je od prapovijesti do kraja 19. stoljeća. Pripada joj abak i brojni kalkulatori. |
|
Mehanička era
|
Kreće s razvitkom u vrijeme 2. svjetskog rata. Traje i danas. |
Na Franovo pitanje zašto računala rade baš tako, odgovor je još četrdesetih godina 20. stoljeća dao John von Neumann (američki matematičar mađarskog podrijetla) koji je osmislio funkcionalni model računala.
John von Neumann osmislio je funkcionalni model računala, koji se još naziva i Von Neumannov model ili Von Neumannova arhitektura.
Današnja računala također rade prema Von Neumannovu modelu računala, a sadržavaju sljedeće gradivne elemente:
| Upravljačka jedinica (CU, engl. Control Unit) | nadzire rad aritmetičko-logičke jedinice te upravlja svim dijelovima računala |
| Aritmetičko-logička jedinica (ALU, engl. Arithmetic Logic Unit) |
obavlja osnovne aritmetičke operacije poput zbrajanja, oduzimanja, množenja i dijeljenja te logičke operacije poput negacije, konjunkcije i disjunkcije o kojima će biti više riječi u jedinici 3.1. |
| Radna ili glavna memorija | pohranjuje one podatke koji se trenutno obrađuju i programe (ili dijelove programa) koji se trenutno izvršavaju |
| Vanjska memorija | koristi se za dugotrajno spremanje podataka i programa |
| Ulazne i izlazne jedinice | koriste se za unos podataka i prikaz rezultata obrade podataka |
Centralna procesorska jedinica (CPU, engl. Central Processing Unit) odnosno procesor sastoji se od upravljačke i aritmetičko-logičke jedinice. Procesor zajedno s radnom memorijom čini središnju jedinicu, tj. „mozak“ računala. Računalo se koristi memorijom za pohranu, tj. „pamćenje“ podataka, dok procesor služi obradi podataka.
Računalo prima podatke kroz ulazne jedinice, njegova središnja jedinica ih obrađuje i pohranjuje, a izlazne jedinice prikazuju rezultat obrade. Računalo možemo vrlo lako usporediti s čovjekom.
Usporedite dijelove računala s dijelovima ljudskog tijela!
| Oči, uši, nos, jezik, receptori dodira, receptori hladnoće i topline, receptori boli, kinestetički osjet | |
| Glasnice, pokreti udovima i tijelom | |
| Mozak | |
| Kratkoročno pamćenje | |
| Dugoročno pamćenje |
Pogledajmo videozapis koji pobliže pojašnjava rad suvremenih računala zasnovanih na Von Neumannovoj arhitekturi:
Strojna i programska oprema
Računala i dalje koriste Von Neumannov model arhitekture, a osim strojnog dijela za ispravno korištenje računala potreban nam je i programski dio.
Računalo čine strojna oprema ili hardver (engl. hardware) i programska oprema ili softver (engl. software). Često za strojnu opremu kažemo i sklopovlje, dok za programsku opremu kažemo i programska podrška. Strojnu opremu čine sve fizičke sastavnice računala. Programsku opremu čine svi programi instalirani na računalu.
Pogledajmo na sljedećoj interaktivnoj slici dijelove računala.
Računalnim programima više ćemo se baviti u modulu 2, a u sljedećim jedinicama prvog modula pobliže ćemo pojasniti strojnu opremu računala, odnosno hardver.
Franovu smo znatiželju djelomično zadovoljili, međutim razvoj računala neiscrpna je tema. Ako te zanima dodatno istraživanje, posjeti aktivnosti za samostalno učenje ovog modula.
John von Neumann konstruirao je funkcionalni model računala koji se i danas upotrebljava, a u nekoliko sljedećih jedinica pobliže ćemo pojasniti komponente suvremenih računala.
