Информатички практикум 1

Ранији назив предмета: Информатичка писменост

Обавештења

[9. X 2022, 20:27] Од школске 2022/2023. године се претпоставља да сви студенти који поново слушају неки од информатичких предмета задржавају раније остварене предиспитне обавезе (ПО) и не треба да се јављају предметном наставнику да би то потврдили. Само студенти који не желе да задрже неке или све ПО, већ им је намера да понове одређени тест или семинарски рад, морају да се јаве на адресу misko at fil_bg_ac_rs до 17. X 2022. године и прецизно назначе шта од ПО понављају.

Стара обавештења

[12. X 2022, 19:00] У радној седмици 10–14. X 2022. године неће бити одржан час вежби из предмета Информатички практикум 1. У исто време, али у другој учионици, одржаће се надокнада предавања из предмета Информатика за библиотекаре 1 (четвртак, 13. X 2022. године, са почетком у 13.15 у учионици 16а).

Основне информације

Наставни план и програм

Наставни програм у школској 2024/2025. години

Литература

Милош Утвић: Материјали за Информатички практикум 1 и 2:
- Процесор: рад и комуникација са радном меморијом
- Софтвер, 1. део, Каталози и апсолутно адресирање датотека/каталога у оперативним системима DOS и Windows, стр. 70-76
- Апсолутно и релативно адресирање датотека/каталога у оперативним системима DOS и Windows: пример
Поређење јединица меморијског капацитета: IEC бинарни префикси (Prefixes for binary multiples) i SI-префикси (SI prefixes). National Institute of Standards and Technology.
gbmb.org — Data Units Conversion (онлајн конверзија јединица меморијског капацитета)
Cvetana Krstev: Materijali za Informatički praktikum 1:
Predrag Janičić i Filip Marić:
- Programiranje 1, beleške sa predavanja, I smer, prve dve glave: Računarstvo i računarski sistemi (str. 9-23), Reprezentacija podataka u računarima (str. 35-37, str. 43-51)
Филип Марић:
- Информатика и рачунарство 1, уџбеник за први разред гимназије, 1. издање, 2014. прва два поглавља: Основи информатике (стр. 7-56), Архитектура рачунарског система (стр. 57-98). У новим издањима (из 2019. и 2023. године), доступним у Библиотеци Катедре за библиотекарство и информатику, могуће је да је промењена нумерација или редослед поднаслова.
Душко Витас:
- О појмовима дигитално и дигитализација. Језик данас, год. XV, бр. 13, стр. 23–26, 2019.
- Знаци или карактери?. Језик данас, год. XVI, бр. 15, стр. 35–40, 2020.
- Рачунар или компјутер: информатичка збрка. Језик данас, год. XVI, бр. 16, стр. 15–21, 2020.
- Софтвер, хардвер… рансомвер!. Језик данас, год. XVII, бр. 17, стр. 1–9, 2021.
- Белешке о ручној и аутоматској обради српског језика. Језик данас, год. XIX, бр. 22, стр. 33–45, 2023.
Видео материјали и анимације:
- Аналогно и дигитално представљање података
- Историјат рачунарства на Youtube-у:
  - Виртуелна реконструкција Антикитере
  - Виртуелни логаритмар ("шибер") ARISTO-Scholar Nr. 0903
  - Паскалина као играчка за децу
  - Како ради Паскалина
  - Како ради Лајбницова рачунска машина
  - Бебиџева диференцијална машина
  - Жакареве бушене картице за аутоматско ткање
  - Холеритове бушене картице за аутоматску обраду пописа становништва у САД 1890. године
  - Пионири дигиталног рачунарства говоре како су направили прве (електромеханичке и електронске) дигиталне рачунаре: 1. део (1935-1945), 2. део (1946-1950)
- Симулатори Булове алгебре (логичка кола)
  - logic.ly
  - Logic Gate Simulator
- Рад процесора:
  - Фазе извршења једне инструкције процесора на примеру програма за сабирање два броја у меморији (Fetch, Execute, Decode: Flash-верзија, Youtube-верзија)
  - LMC/NAR, једноставан једноадресни процесор (спецификација инструкција и примери машинских програма)
- Улазни уређаји
- Излазни уређаји и резервне копије (backup)
  - Резервне копије: магнетна трака или магнетни диск (HDD)?
  - Микрофилм и микрофиш у библиотеци (чување серијских публикација)

Предиспитне обавезе

Тест (10 поена)
- Термин: распоред тестова и резултати
- Градиво:
  - Аналогни и дигитални запис података (литература: Марић, стр. 22–30. У новим издањима могуће је да је промењена нумерација или редослед поднаслова. У питању су поднаслови Дигитални запис података и Кодирање карактера)
  - Конверзија јединица меморијског капацитета (литература: Марић, стр. 20–22. У новим издањима могуће је да је промењена нумерација или редослед поднаслова. У питању је поднаслов Јединице за мерење количине података); gbmb.org — онлајн конверзија јединица меморијског капацитета)
  - Меморије и њихова својства — упоредни преглед (литература: Марић, стр. 66–68. У новим издањима могуће је да је промењена нумерација или редослед поднаслова. У питању је поднаслов Меморијска хијерархија)
  - Историјат настанка рачунара до II светског рата — (литература: Марић, стр. 32–49. У новим издањима могуће је да је промењена нумерација или редослед поднаслова. У питању је поднаслов Развој информационих технологија; в. такође Krstev: Istorijat nastanka računara; в. такође Историјат рачунских средстава на Youtube-у)
Семинарски рад (20 поена + бонус)

Испит

Практични испит (Microsoft Word, мин. 8 поена, макс. 15 поена)
Писмени испит (мин. 20 поена, макс. 50 поена)
- Прибор за писмени:
  - прибор за писање и брисање
  - калкулатор
  - одштампане пушкице (подсетник ) за машинске инструкције једноставног процесора LMC/NAR
- Градиво:
  - Теоријска питања (5 поена) из следећих области:
  - Задаци:
    - Обавезни задатак (15 поена): анализа извршавања машинског програма на једноставном процесору (редослед извршавања инструкција и стања посматраних регистара процесора и меморијских регистара).
    - Обавезни задатак (15 поена): конверзија јединица меморијског капацитета (b, B, kb, kB, kiB, Mb, MB, MiB, Gb, GB, GiB, TB, TiB). Меморијски капацитет оптичких спољних меморија (CD, DVD)
    - Обавезни задатак (15 поена): апсолутно адресирање каталога и датотека

Терминологија

Информационе науке, рачунарство и информатика
Рачунар и рачунарски систем
Хардвер и софтвер
Сучеље (интерфејс) и имплементација
Литература: Витас (2019–2023), чланци у часопису Језик данас.

Аналогни запис података

Технологија. Пример: чување звучног записа (фонограф, грамофон, аудио касета)
Осетљивост квалитета записа на промене меморијског медијума.
Квалитет записа са протоком времена
Могућности копирања и трансформације записа
Литература: Марић (2014), стр. 22–30; Janičić i Marić, str. 35-37.

Дигитални запис података

Технологија. Пример: чување текста, звучног и видео записа (CD, DVD)
Осетљивост квалитета записа на промене меморијског медијума.
Квалитет записа са протоком времена
Могућности копирања и трансформације записа
Литература: Марић (2014), стр. 22–30; Janičić i Marić, str. 35-37.

Карактеристике меморијских медијума

Принцип рада
- Електронске меморије
  - RAM = Random Access Memory
    - SRAM = Static RAM
    - DRAM = Dynamic RAM
      - DDR SDRAM
  - ROM = Read Only Memory, PROM = Programmable ROM, EPROM = Erasable PROM
  - EEPROM = Electrically Erasable PROM, Flash, SSD = Solid State Drive
- Магнетне меморије (магнетна трака, HDD = Hard Disk Drive, FDD = Floppy Disk Drive)
- Оптичке меморије (R = Recordable, RW = Rewritable)
  - CD = Compact Disc (CD ROM, CD-R, CD-RW)
  - DVD = Digital Video Disc или Digital Versatile Disc (DVD ROM, DVD-R, DVD-RW)
  - BD = Blu-ray Disc (BD ROM, BD-R, BD-RW)
Трајност записа (привремене и постојане, volatile and non-volatile)
Јединице меморијског капацитета
Адресивост (адресиве, полуадресиве, неадресиве)
Литература: Марић (2014), стр. 20–22, 66–68, 83–89.

Карактеристике меморијских медијума (наставак)

Пренос података (серијски и паралелни)

Време приступа (брзина читања) и брзина уписа

Тип меморије	Типично време приступа	Типична брзина серијског уписа	Основна технологија
RAM (DRAM)	~10–100 наносекунди	~10–100 GB/s (DDR4/DDR5)	Полупроводничка привремена меморија
NVMe SSD	~25–100 microseconds (𝜇s)	~1,500–12,000+ MB/s	Постојане EEPROM меморије
SATA SSD	~0.1 милисекунди (ms)	~450–530 MB/s	Постојане EEPROM меморије
USB флеш уређаји / SD картице	у милисекундама	~10–~300+ MB/s (варира)	Постојане флеш меморије
Hard Disk Drive (HDD)	~5–10 милисекунди (ms)	~80–160 MB/s	Магнетно-механичке меморије
Оптички дискови (CD, DVD, Blu-ray)	Десетине или стотине милисекунди	~1–50 MB/s (варира)	Оптичко-механичке меморије

Цена
Литература: Марић (2014), стр. 20–22, 66–68, 83–89.

Историјат рачунских средстава

Стари век
- непозициони бројни системи (пример: римски бројеви)
- абакус, XXVII век п.н.е. – XXIII век п. н. е.
- механизам са Антикитере, I век п. н. е.
- позициони бројни системи:
  - Вавилон (основа 60), XX век п. н. е.
  - Индијски декадни систем (природни бројеви), I–IV век
  - Арапски декадни систем (природни бројеви и разломци); ел Хорезми и ал-Ђабр (у латинској транскрипцији алгоритам и алгебра), IX век
  - Индијско-арапски декадни систем у Европи. Фибоначи (Liber Abaci = Књига о рачунању, ), XIII век (дигитално издање Linda Hall Library Digital Collections доступно у складу са лиценцом ).
Нови век
- Логаритми, Џон Непер, поч. XVII века. Логаритмар или шибер као претеча калкулатора.
- Паскалина, Блез Паскал, средина XVII в.
- Лајбницова рачунска машина, друга половина XVII в.
- Лајбниц истражује бинарни бројни систем.
- Бушена картица и аутоматско ткање, Жакар, поч. XIX в.
- Бебиџ, 1822. диференцијална машина. Аналитичка машина као први (неостварени) рачунар у модерном смислу.
- Џорџ Бул. Закони мишљења (George Boole An Investigation of the Laws of Thought) 1854.
- Херман Холерит, 1890. Бушена картица и аутоматска обрада резултата пописа у САД.
- Атанасов и Бери 1939/1940. ABC. Бинарни запис и прекидачки елементи, али без складиштења програма
- Конрад Цузе 1938. Z1, 1940 Z2, 1941. Z3.
- ENIAC 1946. Први електронски рачунар
Литература:
- Литература: Марић (2014), стр. 33–49.
- Cvetana Krstev: Istorijat nastanka računara
- Видео материјали и анимације

Периферијски уређаји. Улазни уређаји

Литература:
- Марић (2014), стр. 72–81.
- Cvetana Krstev: Računari, стр. 9–14.

Излазни уређаји

Литература:
- Марић (2014), стр. 89–95.
- Cvetana Krstev: Računari, стр. 14–18.

Рачунар у ужем смислу. Процесор

Машинске инструкције. Опко̂д; и адресе аргумената. Сваки рачунар је у основи четвороадресни (две адресе за улазне аргументе, једна адреса за излаз и једна адреса за следећу инструкцију).
Регистри за елиминацију адреса из записа инструкције (бројач инструкција = program counter, акумулатор = accumulator)
Магистрале (бусеви). Регистри као бафери за пренос адресе и података магистралама (регистар меморијске адресе = Memory Address Register = MAR; регистар меморијског податка = Memory Data Register = MDR).
Аритметичко-логичка и контролно-управљачка јединица процесора.
Регистар (текуће) инструкције = (Current) Instruction Register = (C)IR. Декодер.
Кеш меморија
Литература:
- Процесор: рад и комуникација са радном меморијом
- Фазе извршења једне инструкције процесора на примеру програма за сабирање два броја у меморији (Fetch, Execute, Decode: Flash-верзија (можда Вам затреба ), Youtube-верзија)
- Марић (2014), стр. 58–72, 81–84.

Анализа машинских програма за наставни модел рачунара LMC

Структуре машинског програма:
- линијска
- разграната
- циклична
Примери машинских програма са линијском и разгранатом структуром
Литература: LMC/NAR, једноставан једноадресни процесор (спецификација инструкција и примери машинских програма), стр. 1–7.

Анализа машинских програма за наставни модел рачунара LMC (наставак)

Примери машинских програма са цикличном структуром
Литература: LMC/NAR, једноставан једноадресни процесор (спецификација инструкција и примери машинских програма), стр. 8–13.

Припрема за писмени испит

Задатак са конверзијом јединица меморијског капацитета у комбинацији са градивом о дигиталном запису звука и слике у рачунару.
Задатак са апсолутним адресирањем датотека и каталога на оперативном систему Windows.
Литература:
- Поређење јединица меморијског капацитета: IEC бинарни префикси (Prefixes for binary multiples) i SI-префикси (SI prefixes). National Institute of Standards and Technology.
- gbmb.org — Data Units Conversion (онлајн конверзија јединица меморијског капацитета)
- Софтвер, 1. део, Каталози и апсолутно адресирање датотека/каталога у оперативним системима DOS и Windows, стр. 70-76
- Апсолутно и релативно адресирање датотека/каталога у оперативним системима DOS и Windows: пример