XXX specijalizovani republički seminar za nastavnike računarstva i informatike [ažurirano]

PresentationVreme: Subota, 18. januar 2014.
Mesto održavanja: Sava Centar, Milentija Popovića 9, Novi Beograd
Organizator: Matematičko društvo “Arhimedes”
Program seminara i uputstvo za prijavu: http://bit.ly/1jKmyvz

Seminar je akreditovan za školsku 2012/2013. i 2013/2014. godinu u Katalogu pod brojem 277.

Moju prezentaciju “Trend razvoja hardvera” možete preuzeti na ovoj vezi.

SAŽETAK PREZENTACIJE TREND RAZVOJA HARDVERA:

Zašto ova tema?

U osnovnom i srednjem obrazovanju u okviru informatičkih predmeta, oblast o računarskom hardveru bavi se isključivo PC računarima baziranim na zastarelim arhitekturama, iako na IT tržištu udeo PC računara drastično opada. U štampi sve češće čitamo naslove o upotrebi mobilnih uređaja u obrazovanju – otvaranje računarskih učionica zasnovanih na tablet računarima, korišćenje tablet računara umesto svezaka itd. Najzad, u većini računarskih kabineta u osnovnim školama, na učeničkim radnim mestima nalaze se wyse klijenti a ne PC računari. Pre pet godina broj upita na internet pretraživačima i količina web saobraćaja sa mobilnih uređaja nije prelazila 1% u odnosu na PC računare. Danas statistika pokazuje da 40% upita na internet pretraživačima i 20% web saobraćaja dolazi sa mobilnih uređaja.

Pored poplave IT tržišta mobilnim uređajima, sama arhitektura PC računara u tolikoj meri se promenila, da nešto što je pre nekoliko godina bila činjenica, danas više nije. Šta se sve promenilo? Kakvi su nastavni sadržaji o hardveru u udžbenicima? Kakva znanja o hardveru mi prenosimo učenicima?

Računar past/present

Do pre nekoliko godina taksonomija računara bila je jednostavna. Ako se nismo bavili super-računarima i serverima, računare smo mogli predstaviti kroz nekoliko generacija u dve kategorije: desktop i laptop.

Međutim, trenutno stanje je mnogo drugačije:

Stationary:

Portable:

Mobile:

  • Desktop
  1. Tiny
  2. Tower
  • All-in-one
  1. All-in-one
  2. Table
  • Notebook (laptop)
  • Ultrabook
  • Netbook
  • Tablet
  • Smartphone

Nove arhitekture računarskih sistema

Dva vodeća proizvođača centralnih procesora, Intel i AMD, integrisali su centralni procesor (CPU) i grafički procesor (GPU) u jedan čip, čime su otklonili jedno usko grlo u sistemu – raniju realizaciju njihove veze. Ostale prednosti integracije: smanjenje potrošnje električne energije, povećanje vremena trajanje baterije kod laptop računara, smanjene potrebne veličine matične ploče i kućišta, smanjenje cene, rast performansi.

Ako analiziramo blok šemu savremenog PC računara, možemo uočiti da: računarski sistem ne mora da poseduje grafičku karticu ili integrisani grafički procesor na matičnoj ploči. Grafički procesor može biti integrisan u čipu centralnog procesora. Severni i južni most ne mora biti implementiran u vidu dva čipa na matičnoj ploči. Čip koji preuzima njihovu ulogu naziva se controller hub. Keš memorija se ne nalazi na matičnoj ploči računara. L1, L2, (L3) keš nalazi se u čipu centralnog procesora.

Moć grafičkog procesora do sada su koristile računarske igre i grupa softvera namenjena računarskoj grafici. Integracija grafičkog procesora promenila je i trend u programiranju (način korišćenja grafičkih instrukcija), a moć grafičkog procesora koristi se i van polja računarske grafike (na primer za data mining).

ARM arhitektura

ARM Holdings je britanska kompanija za razvoj digitalnih elektronskih proizvoda sa sedištem u Kembridžu. Kompanija se bavi isključivo razvojem, licensiranjem i prodajom intelektualne svojine, a ne i proizvodnjom. Prema aktuelnim podacima, proizvedeno je preko 30 biliona čipova zasnovanih na ARM (Advanced RISC Machines) arhitekturi. Takođe, više od 50% tableta i pametnih telefona imaju u sebi procesore zasnovane na ARM arhitekturi.

ARM procesore nalazimo i u netbook računarima, thin klijentima, GPS navigacijama, multimedijalnim plejerima, igračkim konzolama, pametnim TV uređajima, štampačima, mrežnim ruterima i pristupnim tačkama, VOIP telefonima itd.

Skladištenje podataka

Parallel ATA standard je zastareo (brzine prenosa 16, 33, 66, 100, 133 MB/s). Interfejs koji povezuje uređaje za skladištenje podataka sa host bus adapterom matične ploče danas je Serial ATA treće revizije.

  • SATA revision 1.0 – 1.5 Gbit/s – 150 MB/s
  • SATA revision 2.0 – 3 Gbit/s – 300 MB/s
  • SATA revision 3.0 – 6 Gbit/s – 600 MB/s

Hard disk drive (HDD) uređaj ne mora biti glavna jedinica za skladištenje podataka u svakom računaru niti računarski sistem mora da poseduje HDD. Solid-state Drive (SSD) je zamena za HDD, izgrađen pomoću NAND flash memorijskih integrisanih kola. Nema pokretnih mehaničkih delova (bešuman je) i otporniji je na šokove i vibracije. Kako nema mehaničkih delova, znatno smanjuje potrošnju električne energije i radnu temperaturu u odnosu na HDD. Takođe ima znatno niže vreme pristupa i veću brzina prenosa, ali i veću cenu po GB – skoro 10 puta. Kombinacija hard disk i solid-state uređaja nazvana je Solid-state Hybrid Drive (SSHD), gde su performanse približne SSD uređajima a cena po po GB približna HDD uređajima.

Nema više Floppy Disk Drive uređaja niti medija! Nema više Iomega Jaz/Zip Drive uređaja niti medija! Generacije učenika koje trenutno pohađaju naše škole nisu se nikada ni susreli sa njima i nepotrebno je obrađivati takve sadržaje. CD (ROM, R, RW) i DVD-ROM uređaji više se ne proizvode, DVD±RW polako se povlače sa tržišta, a BD (ROM, R) uređaji sve su prisutniji na tržištu. Standardni Blu-ray Disc je kapaciteta 25GB.

USB standard 1.1 (1996) je zastareo – maksimalna brzina prenosa 1.5 Mb/s (Low), 12 Mb/s (High). Sve ređe se koristi standard 2.0 (2000) – maksimalna brzina prenosa 480 Mb/s. Aktuelan je standard 3.0 (2008) – maksimalna brzina prenosa 5 Gb/s. U razvoju je 3.1 standard (SUPERSPEED+) – maksimalna brzina prenosa 10 Gb/s. USB flash drive uređaji dostižu kapacitet 1TB, a format SDXC za SD memorijske kartice predviđa kapacitet do 2TB.

Periferija

Miš ili drugi pokazivački uređaji se ne priključuju na serijski port, sve ređe se priključuju na PS/2 port, a najčešće se priključuju na USB port. Miš „sa kuglicom“ više nije u upotrebi – u upotrebi su: optički miš (LED i foto-dioda) i laserski miš (laserska dioda umesto LED). Optički miš ≠ laserski miš. Game kontroleri (poput džojstika, volana i sl.) priključuju se na USB port. Game port je zastareo i više se ne koristi. Tastatura se ne priključuje na AT port, sve ređe se priključuje na PS/2 port, a najčešće se priključuje na USB port.

Monitori sa CRT ekranom se ne proizvode i nepotrebno je obrađivati princip rada CRT ekrana u okviru informatičkih predmeta. Aktuelne tehnologije izrade ekrana su TFT-LCD i LED-backlit LCD.

Računarske komunikacije

Suvišno je obrađivati topologije računarskih mreža. Nisu u upotrebi topologija magistrale (IEEE 802.3-1985, IEEE 802.3a, IEEE 802.4) i topologija prstena (IBM Token Ring, IEEE 802.5). Takođe, mreže sa dodelom žetona nisu u upotrebi. Koaksijalni kablovi se ne koriste za povezivanje računara u lokalnu računarsku mrežu. Za povezivanje računara u lokalnu računarsku mrežu koriste se UTP kablovi kategorija 5e i 6 i S/FTP kablovi klase F.

Hub (čvorište) je zastareo uređaj. Za povezivanje računara u lokalnu računarsku mrežu koristi se switch (komutator). Switch može biti neupravljiv ili upravljiv. Sa tržišta polako nestaje standard Fast Ethernet (10/100 Mb/s), a sve prisutniji je Gigabit Ethernet (1 Gb/s). 802.3 adapteri obično dolaze integrisani na matičnoj ploči. Aktuelni su Gigabit Ethernet, a u ekspanziji 10 Gigabit Ethernet adapteri. Interni 802.3 adapteri priključuju se na PCI ili PCI-E ekspanzione slotove, a eksterni se proizvode u USB ili ExpressCard varijanti. 802.11 adapteri dolaze integrisani sa mobilnim uređajima. Interni 802.11 adapteri priključuju se na PCI ili PCI-E ekspanzione slotove, a eksterni se proizvode u USB ili ExpressCard varijanti. DualBand bežični ruteri standarda 802.11ac simultano rade na 2.4GHz (450Mb/s) i 5GHz (1300Mb/s). Imaju tri antene za 5 GHz i tri za 2.4 GHz opseg. Obično imaju gigabitne LAN portovi i USB portove za FTP/Media/Storage servere i deljenje štampača i podržavaju IPv6.

Dial-up modem i princip dial-up pristupa internetu su zastarele teme. Isto važi za ISDN. Umesto Dial-up pristupa internetu, objasniti DSL i HFC. Aktuelni DSL standard u Srbiji do skora bio je ADSL2+ sa maksimalnim ponuđenim brzinama 20/1 Mb/s. Novi DSL standard VDLS2 (Very-high-bit-rate Digital Subscriber Line) nudi brzine 100/2 Mb/s. Aktuelni standard u sistemima kablovske televizije je EuroDOCSIS 3.0.

Aktuelan je i pristup internetu u sistemima mobilne telefonije. 3G/4G modemi dolaze integrisani u mobilnim uređajima ili u USB ili ExpressCard varijanti. Mobilne mreže 4G (LTE) još uvek nisu dostupne u Srbiji – dostupne su 3G (WCDMA) i 2G (EDGE/GPRS/GSM) mobilne mreže. Brzine prenosa podataka u mrežama četvrte generacije: LTE FDD 150 Mb/s, LTE TDD 112 Mb/s, u razvoju LTE Advanced 1Gb/s. Aktuelni su i mobilni hotspot uređaji koji omogućavaju bežično deljenje mobilne internet konekcije.

Advertisements

Leave a Reply

Please log in using one of these methods to post your comment:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s