Računalništvo

^

^

Joze Rugelj, Tihomil Slenc

I.

^

^

RACUNALNISTVO Učbenik za izbirne predmete urejanje besedil, računalniška omrežja in multimedija za 7. ali 8. ali 9. razred osnovne šole

I.

Marta PaËnik Lah (napisal in narisal stripe The Scribblings) anËiË viË (str. 8: 5; str. 40: 3, 4, 5; str. 56: 1, 4, 5; str. 72: 2; str: 88: str. 104: 1, 2, 3, 5; str. 112: 1; str. 139: zgoraj, 1, 3, 4, 6, 7; Jože Rugelj, Tihomil Šlenc 143) r KlanËarRAČUNALNIŠTVO (str. 95: 3; str. 139: 2, 5, 8) tr. 8: 4; str: 56: 3; str. 72: 1; str: 88: 1, 2; str. 90: leva; str. 95: 2) za izbirne predmete urejanje besedil, računalniška omrežja ar (str. 8: Učbenik 3) multimedija eluh (str.in 24: 1, 2, 3, 4) za 7., 8. in 9. razred devetletne osnovne šole tr. 8: 1, 2; str. 24: 5; str. 40: 1, 2; str. 48; str. 56: 2; str. 71; 5; str. 76;Učbenik str: 88:sta 4, napisala 5; str. 90: desna; str. Rugelj 104: 4;instr.

112: 2, prof. dr. Jože Tihomil Šlenc.

~ ~ OSNOVE RACUNALNISTVA

Urednik: Peter Novoselec

Brumen Intihar KlanËar Strokovni pregled: prof. dr. Saša Divjak, mag. Peter Čermelj ryk (angleπko besedilo) Jezikovni pregled: djar (slovensko besedilo) Patricija Vičič t Republike Slovenije za sploπno izobraæevanje je na podlagi Oblikovanje oprema: KULT, Oblikovalski studio, Simon Kajtna s. p. ona o organizaciji ininfinanciranju vzgoje in izobraæevanja — ZOVFI-UPB3) in 15. Ëlena Pravilnika o RS, πt. 115/03 Ilustracije: Mojca Lampe Kajtna ËbenikovLikovno-grafična (Uradni list RS,urednica: πt. 81/02 in 5/03) Saša Hanunana svoji 96. seji 2006 sprejel sklep πt. 6130-1/2006/318 o potrditvi uËbenika za pouk angleπËine kot 1. Tanja tujegaŽeleznik jezika v 7. razredu devetletne Glavna urednica: za 3 πolska leta.

Izvršna direktorica Divizije založništev: Ada de Costa Petan

ec CvitkoviË, Irena ©kulj

Strokovni svet Republike za splošno izobraževanje je na svoji 106. seji dne 11. kovalski studio, Simon Kajtna, s.Slovenije p.

10.

2007 na podlagi 25. člena Zakona o organizaciji in financiranju vzgoje in izobraževanja ik (Uradni list RS, št.

16/07 – ZOVFI-UPB5) in 15. člena Pravilnika o potrjevanju a Petan učbenikov (Ur. I. RS, št. 57/06) sprejel sklep št. 6130-1/2007/254 o potrditvi učbenika, , 2007 RAČUNALNIŠTVO, učbenik za izbirne predmete urejanje besedil, računalniška omrežja in multimedija za 7. ali 8. ali 9. razred osnovne šole.

ridræane. Noben del te publikacije se ne sme reproducirati, mnilniπkih sistemih ali posredovati v kakrπni koli obliki v © DZS,fotokopirnem d. d., 2007 , mehaniËnem, zapisu brez predhodnega ZS.

Vse pravice pridržane. Noben del te publikacije se ne sme reproducirati, shraniti v pomnilniških sistemih ali posredovati v kakršni koli obliki v elektronskem, mehaničnem ali fotokopirnem zapisu brez predhodnega dovoljenja DZS.

http://vedez.dzs.si

alt

CIP - Kataložni zapis o publikaciji Narodna in univerzitetna knjižnica, Ljubljana 004(075.2) RUGELJ, Jože RaËunalništvo : uËbenik za izbirne predmete urejanje besedil, raËunalniška omrežja in multimedija za 7., 8. in 9. razred devetletne osnovne šole / Jože Rugelj, Tihomil ©lenc ; [ilustracije Mojca Lampe Kajtna]. - 1. izd., 1. natis. - Ljubljana : DZS, 2007 ISBN 978-86-341-4111-5 1. ©lenc, Tihomil 233705728

I.

Opis posameznih ikon S

- Uvodno besedilo

S

DHCDK: G68JC6AC>HIK6

:

:

1. Podatki in informacije

- Pogovori se s sošolcem - Naredi, izdelaj - Vaja ali vprašanje - Poišči, poglej si - Zanimivost

Najpomembnejša lastnost računalnikov je njihova sposobnost, da lahko v kratkem času obdelajo velike količine podatkov. Tako razlago je bilo mogoče slišati pred več kot pol stoletja, ko so naredili prve elektronske računalnike, v resnici pa velja še danes. Verjetno se bo marsikdo vprašal, kaj ima »obdelava podatkov« skupnega z igranjem računalniških igric, gledanjem filmov, poslušanjem glasbe, pošiljanjem e-pošte ali brskanjem po svetovnem spletu.

To so namreč tista opravila, pri katerih najpogosteje pogosto uporabljaš osebni računalnik. Zanimajo te slike, videoposnetki, glasba, e-pisma, spletne strani in različni dokumenti. In kaj imajo s tem opraviti podatki?

Poglejmo!

V računalniku je vsaka slika, videoposnetek, glasba, e-pošta in dokument shranjen kot množica podatkov. In vse, kar počne računalnik, ko igramo igrice, gledamo filme, slike in spletne strani, ko poslušamo glasbo ali pošiljamo e-pošto, je v resnici obdelovanje in prikazovanje, pošiljanje ali shranjevanje podatkov. Zato, da se na primer premika neka figura v filmu ali risanki, je potrebno nekaj desetkrat v sekundi izračunati vrednosti (barvo) nekaj milijonov slikovnih točk, ki sestavljajo sliko na zaslonu računalnika.

- Zahtevnejša vsebina Vrednosti »0« in »1« lahko primerjamo z izklopljenim in vklopljenim stikalom.

- Poglej na spletno stran

Kaj pa sploh so podatki?

V slovarju najdemo definicijo podatka, ki pravi, da je to opis nekega stanja, ki je v taki obliki, da ga uporabnik razume in ga zna uporabiti.

Da bi lahko zapisane podatke uporabljalo več ljudi, so se v preteklosti dogovorili za različne načine zapisa podatkov in za enote, s katerimi merimo omenjena stanja ali veličine. Mnoge take enote zagotovo poznaš: meter za dolžino, stopinje Celzija za temperaturo in volte za električno napetost.

Računalnik vse vrste podatkov shrani v obliki različno dolgih zaporedij dveh vrednosti, ki jih običajno označimo z znakoma »0« in »1«. To pomeni, da mora računalnik vsak podatek, ki ga želi shraniti, poslati ali z njim v zvezi kaj izračunati, pretvoriti v določeno zaporedje teh dveh znakov. Pretvarjanju podatkov v tako obliko rečemo kodiranje.

&

- Preizkusi LOGO ukaz

1. Podatki in informacije

:

In kakšno povezavo ima zaporedje enic in ničel s črko M oziroma njeno številsko kodo? Pri matematiki smo spoznali nekatere številske sisteme, med katerimi je bil tudi dvojiški, ki je dobil ime po številu 2. Posamezna mesta v zapisu dvojiškega števila imajo svoje »uteži«, ki so potence števila 2. Pri desetiškem sistemu, ki ga uporabljamo v vsakdanjem življenju, so take uteži potence števila 10, torej enice, desetice, stotice itd.

Vrednost dvojiškega števila dobimo, če seštejemo vse tiste potence števila dva, pri katerih je v zapisu binarnega števila vrednost 1. Na sliki je primer zapisa kode za črko M, ki ima desetiško vrednost 77.

0 128

0

0

1

1

0

1

64 32 64 +

1

16

8 4 8 + 4

2 +

1 1 = 77

Dvojiški zapis ASCII-kode za črko M

Na podoben način lahko v računalnik zapišemo tudi podatek o posameznih slikovnih točkah, ki sestavljajo sliko, ter druge vrste podatkov.

Za najenostavnejši zapis slike, kjer imajo posamezne slikovne točke samo dve barvi (npr. črno in belo, kot pri črno-belem laserskem tiskalniku), potrebujemo za zapis slikovne točke samo eno ničlo oziroma enico: če je točka črna, jo zapišemo z »0«, če je bela, pa z »1«. V kolikor je barv več, potrebujemo za zapis slikovne točke daljše zaporedje ničel in enic. Če je zaporedje dolgo 2 znaka, lahko zapišemo 4 barve, s tremi znaki 8 barv in z vsakim dodatnim znakom se število možnosti podvoji. Tako lahko z 8 znaki (ničlami in enicami) zapišemo 256 različnih barv.

Podatki vsebujejo informacijo, ki jo merimo z enoto, imenovano bit. Ime te enote prihaja iz angleških besed binary digit, kar bi v slovenščino prevedli kot dvojiška števka. Podatek ima namreč toliko bitov informacije, kolikor dvojiških števk potrebujemo za njegov zapis v računalniku. Bit je majhna enota in v praksi danes uporabljamo mnogo večje enote, ki so skladne z mednarodnim standardom za sistem enot. enota

okrajšava

1.000 bitov

kilobit

kbit

1.000.000 bitov

megabit

Mbit

1.000.000.000 bitov

gigabit

Gbit

1.000.000.000.000 bitov

terabit

Tbit

(

I.

~ ~ OSNOVE RACUNALNISTVA

Vsebina

I.

Osnove računalništva............................................................................ 5 1. Podatki in informacije .............................................................................................................................. 5 2. Zgradba in delovanje računalnika.....................................................................................................11 3. Vhodno-izhodne naprave......................................................................................................................16 4. Večpredstavnost.........................................................................................................................................25 5. Računalniške komunikacije...................................................................................................................31

II.

Programska oprema.............................................................................36 1. Programska oprema..................................................................................................................................36 2. Operacijski sistem računalnika............................................................................................................42 3. Uporabniška programska oprema....................................................................................................44 4. Komunikacijske storitve..........................................................................................................................59

III.

Informacijsko-komunikacijska tehnologija in družba

..........67

1. Uporaba informacijsko-komunikacijske tehnologije in družbeno okolje....................67 2. Varstvo pri delu z računalnikom........................................................................................................71

IV.

Osnove programiranja........................................................................75

V.

Projektne naloge................................................................................110

1. Programski jeziki in programiranje...................................................................................................75 2. Direktni način izvajanja ukazov..........................................................................................................85 3. Algoritem........................................................................................................................................................90 4. Pisanje prvega programa........................................................................................................................92 5. Diagram poteka programa....................................................................................................................94 6. Program z odločitvijo...............................................................................................................................97 7. Program z zanko in vejiščem............................................................................................................. 103

1. Moj prvi projekt – Seminarska naloga......................................................................................... 110 2. Moj drugi projekt – Računalniška predstavitev...................................................................... 127 3. Moj tretji projekt – Priprava spletne strani............................................................................... 134

^

^

OSNOVE RACUNALNISTVA

I.

I.

1. Podatki in informacije Najpomembnejša lastnost računalnikov je njihova sposobnost, da lahko v kratkem času obdelajo velike količine podatkov. Tako razlago je bilo mogoče slišati pred več kot pol stoletja, ko so naredili prve elektronske računalnike, v resnici pa velja še danes. Verjetno se bo marsikdo vprašal, kaj ima »obdelava podatkov« skupnega z igranjem računalniških igric, gledanjem filmov, poslušanjem glasbe, pošiljanjem e-pošte ali brskanjem po svetovnem spletu.

To so namreč tista opravila, pri katerih najpogosteje pogosto uporabljaš osebni računalnik. Zanimajo te slike, videoposnetki, glasba, e-pisma, spletne strani in različni dokumenti. In kaj imajo s tem opraviti podatki?

Poglejmo!

V računalniku je vsaka slika, videoposnetek, glasba, e-pošta in dokument shranjen kot množica podatkov. In vse, kar počne računalnik, ko igramo igrice, gledamo filme, slike in spletne strani, ko poslušamo glasbo ali pošiljamo e-pošto, je v resnici obdelovanje in prikazovanje, pošiljanje ali shranjevanje podatkov. Zato, da se na primer premika neka figura v filmu ali risanki, je potrebno nekaj desetkrat v sekundi izračunati vrednosti (barvo) nekaj milijonov slikovnih točk, ki sestavljajo sliko na zaslonu računalnika.

Vrednosti »0« in »1« lahko primerjamo z izklopljenim in vklopljenim stikalom.

Računalnik vse vrste podatkov shrani v obliki različno dolgih zaporedij dveh vrednosti, ki jih običajno označimo z znakoma »0« in »1«. To pomeni, da mora računalnik vsak podatek, ki ga želi shraniti, poslati ali z njim v zvezi kaj izračunati, pretvoriti v določeno zaporedje teh dveh znakov. Pretvarjanju podatkov v tako obliko rečemo kodiranje.

Kaj pa sploh so podatki?

V slovarju najdemo definicijo podatka, ki pravi, da je to opis nekega stanja, ki je v taki obliki, da ga uporabnik razume in ga zna uporabiti.

Da bi lahko zapisane podatke uporabljalo več ljudi, so se v preteklosti dogovorili za različne načine zapisa podatkov in za enote, s katerimi merimo omenjena stanja ali veličine. Mnoge take enote zagotovo poznaš: meter za dolžino, stopinje Celzija za temperaturo in volte za električno napetost.

I.

~ ~ OSNOVE RACUNALNISTVA

Razlog za izbiro takega načina zapisa podatkov je način delovanja elektronskih vezij, ki jih v računalniku uporabljamo za shranjevanje in obdelovanje podatkov. Elektronska vezja namreč delujejo tako, da sta v posameznih gradnikih v določenem trenutku lahko dve različni električni napetosti, ki ju poenostavljeno označujemo z oznakama »0« in »1«.

Poglejmo si primer, kako se v računalniku shrani posamezna črka, ki je na primer del sporočila e-pošte.

Ko na tipkovnici vtipkamo črko, jo računalnik s pomočjo posebne tabele, ki so jo sestavili že pred več kot petdesetimi leti, prevede v število med 33 in 126. Tabela za pretvarjanje se imenuje ASCII-tabela, posamezne vrednosti v njej pa ASCII-kode znakov.

Kratica ASCII vsebuje začetnice angleških besed American Standard Code for Information Interchange, kar v slovenščini pomeni »ameriški standardni nabor znakov za izmenjavo informacij«. To kodno tabelo so v začetku prevzeli tudi drugod po svetu, vendar je marsikje povzročala težave, saj nacionalni jeziki poznajo tudi druge znake, ki pa jih v angleški abecedi ni. Pri nas so to črke č, ž in š. Zato so kasneje definirali še druge, razširjene kodne tabele. Te so lahko vsebovale tudi znake, ki jih uporabljajo v drugih jezikih, in celo druge abecede. koda

znak

koda

znak

koda

znak

koda

znak

koda

znak

koda

znak

32

�

48

0

64

@

80

P

96

`

112

p

33

!

49

1

65

A

81

Q

97

a

113

34

“

50

2

66

B

82

R

98

b

114

q X r

35

#

51

3

67

C

83

S

99

c

115

s

36

$

52

4

68

D

84

T

100

d

116

t

37

%

53

5

69

E

85

U

101

e

117

u

38

&

54

6

70

F

86

V

102

f

118

v

39

‘

55

7

71

G

87

W

103

g

119

w

40

(

56

8

72

H

88

X

104

h

120

x

41

)

57

9

73

I

89

Y

105

i

121

y

42

*

58

:

74

J

90

Z

106

j

122

z

43

+

59

;

75

K

91

[

107

k

123

{

44

,

60

<

76

L

92

\

108

l

124

|

45

-

61

=

77

M

m

125

}

.

62

>

78

N

] ˆ

109

46

93 94

110

47

/

63

?

79

O

95

_

111

n o

ASCII-tabela

Pa se vrnimo k tipkanju in kodiranju vtipkanega znaka. Število, ki v kodni tabeli pripada temu znaku, se potem zapiše v računalnik kot zaporedje osmih ničel in enic. Tako na primer črko M, ki ima ASCII-kodo 77, shrani kot zaporedje osmih ničel in enic kot »01001101«.

1. Podatki in informacije

I.

In kakšno povezavo ima zaporedje enic in ničel s črko M oziroma njeno številsko kodo? Pri matematiki smo spoznali nekatere številske sisteme, med katerimi je bil tudi dvojiški, ki je dobil ime po številu 2. Posamezna mesta v zapisu dvojiškega števila imajo svoje »uteži«, ki so potence števila 2. Pri desetiškem sistemu, ki ga uporabljamo v vsakdanjem življenju, so take uteži potence števila 10, torej enice, desetice, stotice itd.

Vrednost dvojiškega števila dobimo, če seštejemo vse tiste potence števila dva, pri katerih je v zapisu binarnega števila vrednost 1. Na sliki je primer zapisa kode za črko M, ki ima desetiško vrednost 77.

0 128

1

0

0

1

1

0

1

64 32 64 +

16

8 4 8 + 4

2 +

1 1 = 77

Dvojiški zapis ASCII-kode za črko M

Na podoben način lahko v računalnik zapišemo tudi podatek o posameznih slikovnih točkah, ki sestavljajo sliko, ter druge vrste podatkov.

Za najenostavnejši zapis slike, kjer imajo posamezne slikovne točke samo dve barvi (npr. črno in belo, kot pri črno-belem laserskem tiskalniku), potrebujemo za zapis slikovne točke samo eno ničlo oziroma enico: če je točka črna, jo zapišemo z »0«, če je bela, pa z »1«. V kolikor je barv več, potrebujemo za zapis slikovne točke daljše zaporedje ničel in enic. Če je zaporedje dolgo 2 znaka, lahko zapišemo 4 barve, s tremi znaki 8 barv in z vsakim dodatnim znakom se število možnosti podvoji. Tako lahko z 8 znaki (ničlami in enicami) zapišemo 256 različnih barv.

Podatki vsebujejo informacijo, ki jo merimo z enoto, imenovano bit. Ime te enote prihaja iz angleških besed binary digit, kar bi v slovenščino prevedli kot dvojiška števka. En bit informacije namreč lahko zapišemo z dvojiško števko, torej z ‘0’ ali ‘1’. Bit je majhna enota in v praksi danes uporabljamo mnogo večje enote, ki so skladne z mednarodnim standardom za sistem enot. enota

okrajšava

1.000 bitov

kilobit

kb

1.000.000 bitov

megabit

Mb

1.000.000.000 bitov

gigabit

Gb

1.000.000.000.000 bitov

terabit

Tb

I.

~ ~ OSNOVE RACUNALNISTVA V preteklosti so zaradi posebnosti zapisa podatkov v računalniku uporabljali drugačne enote in taka praksa se je marsikje obdržala še danes. Faktor za pretvorbe ni 1000, ampak 1024, ker je to število kombinacij, ki jih lahko zapišemo z desetimi biti (210) .

Na svojem računalniku lahko preveriš velikosti datotek in se prepričaš, da uporabljajo take enote. Da ne bi prihajalo do zmede, so v mednarodni organizaciji International Electrotechnical Commission (IEC), ki se ukvarja s standardizacijo na področju elektrotehnike, definirali nove predpone za področje računalništva. enota

okrajšava

1.024 bitov

kibibit

Kib

1.048.576 bitov

mebibit

Mib

1.073.741.824 bitov

gibibit

Gib

1.099.511.627.776 bitov

tebibit

Tib

En bit informacije je običajno predstavljen s stikalom, ki je lahko v dveh položajih: vključeno (označimo z vrednostjo »1« ) ali izključeno (označimo z vrednostjo »0« ). Če pa vzamemo več stikal, se število možnosti zelo hitro povečuje. Dve stikali sta lahko v štirih različnih položajih (00, 01, 10 in 11), tri stikala v osmih (000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111), deset stikal pa že v 1024 različnih položajih.

Z drugimi besedami to pomeni, da podatek, ki ima lahko 1024 različnih vrednosti (na primer barv), vsebuje 10 bitov informacije. To pa je le teoretična možnost, ki jo lahko uporabnik podatka izkoristi ali pa tudi ne.

Poleg bitov pa se že od samega začetka razvoja računalniške tehnologije uporablja tudi enota, ki predstavlja osem bitov in se v slovenščini imenuje zlog, bolj razširjena pa je angleška oblika imena byte ali na kratko B. Za to enoto se uporabljajo enake predpone kot za bite. Definirana je bila zato, ker je bilo v začetku veliko podatkov zapisanih v obliki znakov (števk in črk), in sicer z osmimi biti, torej z enim zlogom. Za nekatere formate zapisa podatkov to velja še sedaj.

Podatek se spremeni v informacijo šele tedaj, ko ga posameznik prejme s pomočjo svojih čutil (vidi, sliši, otipa …), ga poveže z informacijami in predznanjem ter mu da nek pomen.

Poglejmo si primer: Podatek 3-12-1800 je za bralca le zaporedje števk. Morda bo kdo pomislil še na to, da te števke predstavljajo nek datum. Če pa povemo, da je ta podatek rojstni datum Franceta Prešerna, potem to za večino Slovencev postane informacija, ki jo povežejo z vsem svojim védenjem o pesniku. Informacijo o rojstnem datumu pesnika pa bi lahko zapisali tudi z drugimi podatki, na primer 3. december 1800.