Hyrje Ne Shkencat Kompjuterike L2 - 2011

Leksion 2 ERARDA VUKA

Hyrje ne shkencat kompjuterike

Leksioni 2Në këtë fazë që kemi arritur do të jetë më e lehtë të kuptojmë se si funksionojnë pajisjet e brendshme të kompjuterit. Po e nisim me proçesorin.

Procesori është një pajisje e brendshme kompjuterike. Në materialet e ndryshme që mund të lexoni ai përkufizohet si “truri” i kompjuterit, ose si komponenti më i rëndësishëm i kompjuterit. Në fakt ç’e bën proçesorin kaq të “rëndësishëm”?!Proçesori “i thotë” kompjuterit çfarë të bëjë dhe kur. Cpu është nga ato pajisje që hyn në veprim që në fillim kur ndizet kompjuteri. Në momentin që përmendëm POST (faqe 8), duhet të themi se CPU kontrollon nëse tastiera është e lidhur dhe punon në rregull dhe nëse ndonjë buton është i shtypur.Pra në testin e kontrollit CPU është një sinjalizues për lidhjen e tastieres (d.m.th a janë në rregull fishat apo jo). Nuk duhet të kufizohemi në këtë moment vetëm tek kjo detyrë e proçesorit, ndryshe do të binim në kundërshtim me përkufizimet e proçesorit si truri i kompjuterit.Ai përbëhet nga fije elektronike të bashkuara për të kontrolluar shpjetësinë e sinjaleve elektrike. Në kontrollin e punës së kompjuterit, CPU është përgjegjës për dy detyra:

Së pari merr instruksionet e programeve nga memoria.

Së dyti i ekzekuton këto instruksione.

Le të sqarojmë se çfarë janë instruksionet e programeve. Makina e parë e programueshme ishte një tezgjah. Tezgjahu përdorte pllaka të shpuara të cilat përcaktonin modelin që do të kishte qilimi. Këto shpime përbëjnë instruksionet. Një pllakë me instruksionet që mbarte, do të prodhonte një model të caktuar. Për të ndryshuar modelin, duhej të krijohej një pllakë tjetër që mbante instruksione të

1


tjera, pra mënyrë tjetër renditje të shpimeve. Kështu program në këtë rast quhet pllaka që përmban instruksionet.Program quhet një tërësi instruksionesh. Instruksionet janë një varg rregullash të shprehura sipas mënyrave të ndryshme. Le të marrim një shembull tjetër: Të gjithë kemi dëgjuar për recetat e gastronomisë. Për të përgatitur një ëmbëlsirë do na duhej të dinim recetën përkatëse. Kështu fjalitë e tipit : marrim ½ lugë gjelle qumësht. 1 litër sheqer etj janë instruksione. Çdo fjali përbën një instruksion. E gjithë receta përbëhet nga lidhja që u bëhet këtyre fjalive. Pra programi (receta) është një varg instruksionesh(fjalitë).Instruksionet apo sentencat e programeve përkthehen në bite. Proçesori luan një rol të jashtëzakonshëm në këtë rast. Më poshtë po tregohet sesi:

E zëmë se doni të punoni me makinën llogaritëse dhe do të doni të gjeni rrënjën katrore të një numri. Së pari do të hapni programin përkatës, më pas do të shkruani numrin dhe në fund shenjën e rrënjës katrore. Në momentin që ju hapni programin e makinës llogaritëse në memorie rezervohet vendi i nevojshëm. Kuptohet se në këtë rast përdoret memoria e përkohshme. Instruksionet që mund të jenë shumë të komplikuara në shumicën e rasteve, copëtohen në instruksione bazë si psh:instruksioni shto dy numra. CPU - ja i merr instruksionet e memories (të përkthyra në bite), më pasi ekzekuton ato (kryen veprimin në rastin tonë të rrënjës katrore). Veprimi i rrënjës katrore është një instruksion jo bazë, kështu përdoret një algoritëm i caktuar për gjetjen e rrënjës katrore. CPU iadërgon sërish memories këto ekzekutime dhe kjo e fundit i përkthen në formatin tonë (jo në bite).Ndoshta tani mund t’ju lindë pyetja: “Po pse nuk programohen CPU që të kenë rrënjën katrore veprim bazë?” Përgjigja është e thjeshtë: Proçesorët janë të programuar sipas nevojave të përdorimit. Një kompjuter që do të shërbente për pune grafike do të kishte veprime bazë të proçesorit të ndryshme nga një proçesor që do t’i shërbente një kompjuteri për lojra shahu. Proçesorët programohen sipas nevojave në mënyrë të tillë që të punojë më shpejt secili prej nesh në punën që ka. Veprimet që do të donim të kryenim me një kompjuter për inxhinierët do të na harxhonte më shumë kohë nëse do të donim të bënim punime grafike me të, kjo pasi instruksionet bazë të proçesorit nuk janë të programuara për punë grafike; kështu kompjuterit tonë do t’i duhej më shumë

2


kohë për të përkthyer në instruksione bazë instruksionet që do të merrte për këto punë grafike.Kështu dolëm tek një karakteristikë tjetër e proçesorit: shpejtësia. Ajo zakonisht matet me gigahertz(GHz), që nënkupton sa miliardë instruksione mund të kryejë CPU në një sekondë. Psh: Një CPU1.8 GHZ mund të ekzekutojë afërsisht 1.8 miliardë instruksione të thjeshta në një sekondë. Duke kryer miliarda veprime në një sekondë, CPU është i aftë të prodhojë sjellje komplekse me një shpjetësi që afrohet me atë të veprimit të menjëhershëm të përdoruesit të kompjuterit.Memoria është ajo pjesë e kompjuterit ku ruhen të dhënat. Si memorie mund të shërbejë: Hard disk, Flash disk, Cd/DVD etj. Të gjitha këto pajisje karakterizohen nga madhësia (pra sa të dhëna mund të mbajë një pajisje). Sic është përmendur shumë herë tashmë, të dhënat ruhen në formën e byte-ve. Nësë të dhënat janë të llojit tekst, një byte është i mjaftueshëm për të përfaqësuar një karakter të vetëm. Një kilobyte është i aftë të mbajë më shumë se njëmijë karaktere teksti (p.sh një ese), një megabyte është i aftë të mbajë më shumë së një milion karaktere teksti (p.sh një libër), një gigabyte është i aftë të mbajë më shumë se një miliardë karaktere teksti (p.sh një librari e vogël), një terabyte është i aftë të mbajë më shumë se një triliardë karaktere teksti (p.sh një depo e madhe librash). Edhe pse këto kapacitete mund të duken të mëdha në lidhje me tekstin, ruajtja e llojeve të tjera të të dhënave mund të kërkojë memorie shtesë.

Psh një fotografi me rezolucion të lartë mund të kërkojë disa megabyte të memories, një këngë afërsisht mund të kërkojë 50 megabyte ( në formate që quhen nativë si wav dhe jo formate komerciale siç mund të keni dëgjuar të gjithë psh që një muzikë prej afro 3 minutash ruhet në një skedar mp3 me madhësi prej afro 3 MB).

Memoria cache zakonisht ndodhet brënda çipeve të CPU. Ajo përdor shpejtësi të lartë në qarqe për të mundësuar akses të shpejtë të të dhënave. Memoria RAM komunikon me proçesorin duke përdorur shpejtësi të ulët në qark, kështu të dhënat që ndodhen në RAM nuk ekzekutohen aq shpejt sa ato në cache, por RAM kushton më pak për tu ndërtuar. Dizenjatorët e kompjuterave balancojnë koston dhe performancën duke përfshirë një sasi të vogël (zakonisht në KB) cache për të dhënat vendimatare dhe një sasi të madhe (zakonisht në MB) RAM për të dhënat

3


shtesë. Cache dhe RAM formojnë sëbashku memorien kryesore të një kompjuteri. Ky emër vjen ngaqë të dyja këto memorie mundësojnë magazinën kryesore për kompjuterin, duke mbajtur çdo lloj të dhëne që CPU është duke përdorur.

Megjithëse memoria kryesore është kruciale dhe të dhënat aksesohen shumë shpejt, është më e shtrenjtë se teknologjitë e tjera. Memoria kryesore është volatile (e paqëndrueshme), që do të thotë së kërkon një rrymë konstante për të mbajtur të dhënat.

Kur kompjuteri fiket të dhënat që ndodhen në cache dhe RAM humbin. Kështu kompjuteri kërkon memorie dytësore, që është më pak e kushtueshme dhe mundëson një ruajtje të përhershme. Ju mund të rendisni vetë disa lloje memoriesh dytësore: hard disk është një lloj memorie dytësore.

BUS BUS

Fig.1

4

I\OMEMORIA CPU


Arkitektura e John von Newmann (fig.1)

Pavarësisht nga aparenca të gjithë kompjuterat kanë të njëjtën strukturë themelore. Kjo structure njihet si arkitektura e von Newmann. Arkitektura e von Newmann konsiston në ekzistencën e tre komponentëve esencialë që punojnë së bashku për të funksionuar si një kompjuter:- pajisjet hyrëse dhe dalëse- memoria- përpunuesi i informacionit (CPU)

Këto tre komponentë, për të cilët kemi folur tashmë, lidhen përmes buseve (angl. bus), që janë bashkësi telash që mbajnë informacionin përmes komponentëve në formën e sinjaleve elektrike.

Pajisjet hyrëse dhe dalëse (Input/Output) e lejojnë përdoruesin të komunikojë me kompjuterin duke dhënë komanda dhe më pas marrin rezultatin e këtyre komandave.

Kompjuter quajmë një pajisje që merr, ruan dhe përpunon informacionin.

Keni dëgjuar të flitet (ose nuk ju ka rastisur) për kompjuterat personalë (PC) që njihen edhe si desktop kompjuter pasi kanë përmasa të tilla që mund të qëndrojnë mbi tavolinë (angl.: desk = tavolinë zyre). Pikërisht ky është kompjuteri të cilin ne po studiojmë. Kur përmendet fjala kompjuter duhet të dimë se këtu futen jo vetëm PC, por edhe laptopët që janë kompjutera me përmasa më të vogla që mund të mbahen në një valixhe, gjithashtu edhe superkompjuterat që kanë përmasat e një dhome dhe kanë fuqi llogaritëse prej triliarda veprimesh në sekondë të cilët mund të kenë qëllime të ndryshme p.sh për parashikimin e motit.

5


Software dhe hardware

Kur duam të lëvizim krahun e dimë se është truri ai që e ka dhënë këtë urdhër dhe krahu sipas udhëzimeve të trurit kryen lëvizjen që ne deshëm (që truri deshi). Kompjuteri ka një ngjashmëri me njeriun në këtë rast, kështu krahu është hardware, ndërsa truri është software. Pra truri ka instruksionet dhe këto instruksione i zbaton krahu.Le të marrim një shembull tjetër për të kuptuar më qartë këto koncepte shumë të rëndësishme të kompjuterit. Më parë le ti përgjigjemi pyetjes: A është makina llogaritëse kompjuter? Pse? Nëse informacionet që keni marrë deri tani janë ruajtur në memorien afatgjatë dhe jo në RAM-in tuaj, mund ti përgjigjeni lehtë pyetjes me po (Kompjuter quajmë një pajisje që merr, ruan dhe përpunon informacionin.) A ka makina llogaritëse software? Megjithëse duket sikur përbëhet vetëm nga hardware ajo ka software: të gjitha veprimet që ne kryejmë ndodhin sipas një rregulli të paracaktuar të shkruar në qarqet e makinës llogaritëse.

Lojrat që ju keni në celularin tuaj janë gjithashtu software.

Software janë programet që ekzekutohen në kompjuter.

Hardware janë pajisjet fizike të kompjuterit, siç janë ekrani, tastiera etj.Software dhe hardware janë shumë të lidhura me njëra-tjetrën. Software-t mund të jenë aplikative (application software) dhe sistemesh (system software).

Programe aplikative - Software (Programe kompjuterike) të krijuara për një sistem operativ specifik dhe mund të kenë funksione nga më të ndryshmet për t'i lehtësuar punën në kompjutër përdoruesit. Shëmbuj: Microsoft Internet Explorer

6


(programi i cili ju mundëson shikimin e faqeve në internet), Microsoft Word (program i cili ju mundëson krijime dhe ndryshime të dokumenteve), Adobe Photoshop (program për krijimin e imazheve grafike) etj.Sistemi Operativ është software-i që bën menaxhimin e një sistemi kompjuterik që nga kontrolli I hardware-ve deri tek krijimi i një ambjenti (mik)pritës për çdo program tjetër aplikativ. Shembuj: Microsoft Windows XP, Linux, MacOs.Çfarë duhet të kemi parasysh? Sistemi operativ është si themeli i një shtëpie, pa vendosur themelet s’mund të ngremë një ndërtesë. Kështu mbi këtë sistem instalohen programet. Programet instalohen në varësi të sistemit operativ. Kështu nëse kemi instaluar si sistem operativ Linux, nuk mund të instalojmë Microsoft Internet Explorer (programi i cili ju mundëson shikimin e faqeve në internet), por kjo s’do të thotë se me këtë sistem operativ ne nuk mund të hyjmë në internet, por do të instalojmë atë program që i përshtatet këtij sistemi. Po kur blejmë një kompjutër duhet të marrim parasysh atëherë edhe sistemin operativ që do të kemi në kompjuterin tonë? Në kompjuterat klonë të PC mund të instalojmë një sistem operativ dhe më pas ta ndryshojmë atë. Duhet të kemi parasyshqë çdo kompjuter do të ketë pajisjet që kemi përmendur, por karakteristikat e pajisjeve (madhësia apo shpejtësia), përcaktohen nga prodhuesit e sistemeve. Zakonisht thuhet se ky sistem kërkon minimalisht që kompjuteri juaj të ketë këto të dhëna: dhe përcaktohen më radhë madhësia e Hard diskut, RAM-it, etj.Si mbyllje të këtij materiali vendosa të jepja një lexim mbi detyrat e sistemit operativ. Siç do ta vini re dhe vetë ka një nivel vështirësie më të lartë, kjo është bërë për t’ju përgatitur me materialet e ndryshme me të cilat do të ndesheni në të ardhmen. Mos harroni një gjë: mos anashkaloni konceptetnë dukje të thjeshta, nëse këto do kuptohen mirë, të jeni të sigurtë se do të memorizohen dhe do të keni një të ardhme të garantuar në fushën e shkencave kompjuterike.

7


Detyrat e Sistemit Operativ

Sistemi operativ mund të konsiderohet si një grupim teknologjish që mund të jenë ose jo prezente tek të gjithë sistemet e ndryshëm.

1) Boot-strapping

Zakonishit sistemi operativ nuk është kodi i parë që ekzekutohet kur hapet kompjuteri, por merr pjesë në butim. Bios-i gjen sektorin e butimit që mund të ndodhet në hard-disk ose ndonjë disk të lëvizshëm. Boot loaderi (pra sektori i butimit) starton kernelin e sistemit operativ ose në sistemet më modernë i jep mundësinë përdoruesit të zgjedhë midis sistemeve operative që mund të jenë të pranishme në disk qoftë edhe 1 i vetëm.

2) Ekzekutimi i programeve

Një nga funksionet kryesorë të sistemit operativ është të lejojë funksionimin e programeve aplikativë. Në sistemet moderne çdo program quhet proces dhe kerneli i sistemit operativ së bashku me disa hardware kryesorë është përgjegjës për krijimin, ekzekutimin dhe shkatërrimin e proçeseve.

3) Menaxhimi i memories

8


Tjetër detyrë kryesore e kernelit është të menaxhojë memorjen e sistemit që përdor çdo program. Që prej arkitekturës 80286 të gjitha programet 32-bit kanë në dispozicion memorien e tyre. Pra thuhet se programet funksionojnë në "protected mode" dhe nëse një program përpiqet të ketë akses tek një pjesë e memories jashtë segmentit të tij 4 GB menjëherë shkaktohet një "interrupt" dhë CPU-ja hyn sërish në "supervisor mode" ku mund të ekzekutohet vetëm kodi i sistemit operativ.

4) Metodat e multitasking

Le të fokusohemi tek metodat që ofron sistemi operativ për të realizuar "llogaritjet shumëdetyrëshe".Kerneli përfshin një software të quajtur scheduler i cili përcakton se sa kohë do i jepet çdo programi dhe në çfarë rendi. Kerneli i kalon kontrollin një proçesi duke i dhënë mundësinë atij të shfrytëzojë CPU-në dhe memorien e sistemit. Më vonë kontrolli i kthehët sërish kernelit nëpërmjet ndonjë mekanizmi në mënyrë që kerneli t'ia kalojë kontrollin një program tjetër. Mekanizmi i përdorur mund të jetë njëra nga dy metodat: cooperative multitasking - programi aplikativ e cakton vetë se kur do t'i kthejë kontrollin kernelit, dhe preemptive multitasking - një interrupt dërgohet në një interval të caktuar kohe duke i kthyer kontrollinkernelit.

5) Aksesi në disk dhe sistemet e skedarëve

Të ofrojë akses në disqe është një detyrë e detyrueshme e sistemeve operativë. Në sistemet më të vjetra sistemi i skedarëve përfshihej në sistem operativ duke bërë që të suportohej vetëm një lloj disku. Në disa sisteme moderne përdoret ajo që quhet VFS( Virtual File System). Përmes VFS sistemi operativ i ofron programeve aplikative mundësinë të lidhen me një pafundësi pajisjesh për mbajtje të dhënash me një variacion të pafundëm sistemesh

9


skedarësh duke u lidhur me driver-in specifik të pajisjes dhe driver-in specifik të sistemit të skedarëve.

6) Puna në rrjet

Aktualisht pjesa më e madhe e sistemeve operative suportojnë një mori protokollesh, hardware-sh dhe aplikacionesh për t'u lidhur në rrjet. Kjo siguron ekzistencën e rrjeteve homogjene, pra që kompjutera me sisteme të ndryshme operative të lidhen në të njëjtin rrjet.Lidhja në rrjet mund të ofrojë mundësi të shumta që nga ato më baziket si shkëmbimi I informacionit, e deri duke i mundësuar sistemit operativ të një kompjuteri të përdorë resurset e një kompjuteri tjetër sikur të ishin të tijat si psh. kartën grafike, të zërit etj.

7) GUI

Pothuajse të gjithë sistemet kompjuterike modernë përfshijnë një interface të tipit GUI për të komunikuar me to dhe shpesh herë GUI përfshihet në kernelin e sistemit operativ.

Kjo ndodh kryesisht me sistemet që përdoren për kompjuterat personale si psh me versionet origjinalë të Microsoft Windows dhe Mac OS. Nga ana teknike interface-i grafik nuk konsiderohet një shërbim që duhet kryer nga sistemi operativ por kjo bëhet për të rritur përformancen e sistemeve. Disa sisteme e ofrojnë GUI-n si program aplikativ të përfshirë në CD-në e sistemitduke i dhënë mundësinë përdoruesit që të instalojë ndonjë interface që është tipike për një sistem tjetër.

Disa koncepte të nevojshme:

1. Single task dhe multitasking

Single task lejon vetëm një program të punojë në kompjuter dhe pasi e mbyll atë mund të hapësh një tjetër. Multitasking të mundëson hapjen e disa programeve

10


njëherësh, duke u realizuar përmes time sharing (koha e nevojshme që i cakton kompjuteri çdo programi për tu hapur).

2. Command-line dhe visual interface

Interface-i përbën mënyrën përmes së cilës ne komunikojmë me kompjuterin, më saktësisht me një pjesë të tij (soft apo hard qoftë). Kështu interface-i që programet aplikative përdorin për të komunikuar me pajisjet janë driver-at. Ndërsa në këtë rast është fjala për interface-in që na mundëson neve (përdoruesve) komunikimin me software.Command-line quhet interface-i ku përdoruesi duhet të shkruajë komanda nëpërmjet tastierës apo çdo pajisje tjetër që mundëson futjen (input) e tekstit në kompjuter. Ky lloj komunikimi ka qenë tipik për sistemet më të vjetra si psh MS-DOS. Visual Interface – Ose GUI quhen ato mënyra komunikimi me kompjuterin ku përdoruesi mund të “veprojë” mbi atë që sheh në ekran edhe përmes mouse-it apo çdo pajisje tjetër që lejon komunikimin e përdoruesit me kompjuterin në mënyrë vizive përveç tekstit. Ky lloj interface përdoret nga pothuajse të gjithë sistemet kompjuterike aktualë. Disa sisteme operative që përdorin interface visual janë familja familja e sistemeve Microsoft Windows,Mac OS X etj.

3. Disk partition

Ndarje llogjike e hard-diskut e cila mund të manipulohet sikur të ishte pjesë e veçantë fizikë.Arsye kryesorë e ndarjes së hard-diskut në particione është krijimi i një pjese të vecantë ku do të instalohet sistemi operativ ose instalimi i më shumë se një sistëmi operativ.

4. Boot-order

11


Rradha sipas së cilës biosi (me anë të mini-programit boot-strap) kërkon për diskun e sistemit nga ku duhet bërë butimi i kompjuterit. Mund të ndryshohet me anë të setup-it.

5. Device driver

Program që lejon komunikimin me një pajisje, pra dërgimin e komandave ose marrjen e informacionit nga pajisja dhe njëkohësisht krijon ndërfaqen e kërkuar nga sistemi operativ apo një software i çfarëdoshëm për ta realizuar këtë komunikim. Device driveri varet nga pajisja dhe gjithashtu është specifik ndaj sistemit operativ.

12

Hyrje Ne Shkencat Kompjuterike L2 - 2011

Documents

Transcript of Hyrje Ne Shkencat Kompjuterike L2 - 2011