Transcript Document

Kompiuteris
Kompiuteris
Kompiuterinė sistema yra sudaryta iš įvairių elementų
Kiekvienas iš šių elemenų veikia sąveiką
– įvedimo įtaisai – teksto įvestis ir rodymas (pozicionavimas)
– išvedimo įtaisai – ekranas (mažas&didelis), skaitmeninis
popierius (naujos technologijos, tarytum labai plonas monitorius)
– virtuali realybė – specialūs sąveikos ir atvaizdavimo įtaisai
– fizinė sąveika – garsas, haptic, bio pojūčiai
– popierius – išvedimui (spausdinimas) ir įvedimui (skenavimas)
– atmintis – RAM(trumpalaikė) & ROM (ilgalaikė), talpa & prieiga
– apdorojimas – apdorojimo greitis, tinklai
Sąveika su kompiuteriu
kad suprasti žmogaus-kompiuterio sąveiką
… reikia suprasti (žinoti) kompiuterius!
kas įeina ar išeina
įtaisas, popierius,
jutikliai ir tt.
ką jis gali atlikti?
atmintis, apdorojimas,
tinklai
“Tipinė” kompiuterinė sistema
?
• ekranas arba monitorius, kuriame talpinami langai
• klaviatūra
• pelė/lietimui jautrios aikštelės
window 1
window 2
• variacijos
– stalinis kompiuteris
– portatyvus kompiuteris
– PDA (personal data assistant)
12-37pm
Įtaisai nusako sąveikos tipus, kuriuos sistema palaiko
Jeigu naudojami skirtingi įtaisai, tai sąsaja palaiko skirtingus
sąveikos tipus
Kiek daug kompiuterių …
namuose?
– PC
– TV, VCR, DVD, HiFi,
kabelinė/palydovinė TV
– mikrobangė, viryklė,
skalbyklė
– centrinis šildymas, vėdinimas ir kondicionavimas
– apsaugos sistema
Gal galvojate apie
daugiau?
kišenėje ar krepšyje?
– PDA
– telefonas, kamera
– išmanioji kortelė,
magnetinė kortelė
– elektroninis automobilio
raktas
– USB atmintis
Patikrink kišenes ir
krepšį
Dialoginis?
Prieš daugelį metų galaktikoje toli nuo čia …
paketinis apdorojimas
– perforuotų kortų kupeta
– ilgas laukimas ….
… jei kas blogai …
Dabar duomenų apdorojimas yra dialoginis
– greitas grįžtamasis ryšys
– vartotojas kontroliuoja
– atlieka greičiau nei galvoja …
Ar greičiau visada geriau?
Geresnis dialogas
Jutikliai ir įtaisai
visur
Teksto įvesties įtaisai
klaviatūros (QWERTY ir kitos)
chordinės klaviatūros, lietimui jautrios
aikštelės
rankraštis, kalba
Klaviatūros
• Labiausiai naudojamas teksto įvesties įtaisas
• Leidžia greitą teksto įvestį patyrusiems
vartotojams
• Klavišo paspaudimas sujungia grandinę ir
iššaukia simbolio kodo pasiuntimą
• Dažniausiai klaviatūros jungiamos kabeliu, bet
gali būti ir belaidės
Išdėstymas – QWERTY
• Struktūrizuotas išdėstymas, bet …
– ne alfabetiniai simboliai išdėstomi skirtingai
– nedideli skirtumai tarp UK ir USA klaviatūrų
• QWERTY išdėstymas nėra optimalus spausdinimui
• Alternatyvūs sprendimai leidžia padidinti spausdinimo
greitį, tačiau dauguma vartotojų dirbančių su QWERTY
klaviatūra priešinasi naujiems sprendimams.
QWERTY
2
1
Q
4
3
W
E
S
A
Z
5
R
D
X
6
C
T
F
Y
G
V
8
7
U
H
B
SPACE
N
9
I
J
M
0
O
K
P
L
,
.
Alternatyvūs klaviatūros
išdėstymai
Alfabetinis
– klavišai išdėstomi alfabetine tvarka
– nėra greitesnė patyrusiems vartotojams
– nėra greitesnė taip pat pradedantiesiems
Dvorak
– dažniausiai pasikartojančios raidės ties pirštais
– pasislinkimas link dešiniosios rankos
– dažniausiai pasikartojančios raidžių kombinacijos išdėstytos tarp
rankų
– 10-15% padidintas spausdinimo greitis bei sumažintas nuovargis
– tačiau didžioji dalis QWERTY vartotojų atmeta galimus pokyčius
Specialios klaviatūros
• sukurtos sumažinti nuovargį
• galima dirbti viena ranka
pvz. Maltron kairės rankos klaviatūra
Chordinė klaviatūra
Tik keli klavišai – keturi arba penki
raidės spausdinamos kaip klavišų
paspaudimo kombinacijos
kompaktinio dydžio
– ideali portatyviniams taikymams
trumpas apmokymo laikas
greita
– jei jūs treniruotas
Bet – socialinis pasipriešinimas bei nuovargis po ilgalaikio
naudojimo
Nauja – nišinė rinka kai kuriems taikymams
Telefono klaviatūra
• Naudoja skaitmeninius klavišus
daugkartiniam paspaudimui
2
3
4
5
–abc
-def
-ghi
-jkl
6
7
8
9
-
mno
pqrs
tuv
wxyz
hello = 4433555[pause]555666
Stebėtinai greita!
Rankraščio atpažinimas
• Tekstas gali būti įvestas į kompiuterį, naudojant rašiklį ir skaitmeninę planšetę
– naturali sąveika
• Techninės problemos:
– kaupti visą naudingą informaciją – brūkštelėjimo
trajektoriją, paspaudimą ir t.t.
– dalinti į atskiras raides sujungtą rašyseną
– interpretuoti atskiras raides
– kopijuoti skirtingus rašysenos tipus
• Naudojama PDA bei planšetiniuose kompiuteriuose
Kalbos atpažinimas
• Greitai tobulėja
• Sėkmingas, kai:
– atskiras vartotojas – pradinis sistemos apmokymas bei
sistemos apmokymas vartotojo kalbos ypatumams
– riboto žodyno sistemos
• Problemos, kai
–
–
–
–
pašalinis triukšmas
tarimo netikslumai
dideli žodynai
skirtingi vatotojai
Skaitmeninės klaviatūros
• greitam skaičių įvedimui:
– kalkuliatorius, PC klaviatūra
• telefonams
Ne tokios pat!!
ATM kaip telefonas
automated taller machine
1
2
3
7
8
9
4
5
6
4
5
6
7
8
9
1
2
3
*
0
#
0
.
=
telefonas
kalkuliatorius
pozicionavimas, rodymas ir braižymas
pelė, lytėjimo aikštelė,
rodomasis rutuliukas, valdymo
svirtis, lytėjimo ekranai,
akies žvilgsnis, kursoriai
Pelė
• Rankiniai rodymo įtaisai
– labai paprasti
– nesudėtingi naudojime
• Dvi charakteristikos
– plokštuminis judėjimas
– mygtukai
(paprastai nuo 1 iki 3 mygtukų viršuje, naudojamų
pasirinkimui, opcijos indikacijai arba braižymo
pradžiai ir tt.)
Pelė
Pelė talpinama ant stalo
– reikalinga fizinė erdvė
– nėra rankos nuovargio
Tik santykinis judėjimas yra juntamas.
Pelės judėjimas judina ekrano kursorių
Ekrano kursorius yra orientuojamas (x, y) plokštumoje,
pelės judėjimas (x, z) plokštumoje…
… netiesioginis valdymo įtaisas.
– įtaisas neužstoja ekrano, yra tikslus ir greitas.
– akių –rankos koordinavimo problemos naujiems
vartotojams
Kaip funkcionuoja?
Du metodai judesio detekcijai
• Mechaninis
– rutuliukas apatinėje pelės dalyje sukasi, kai pelė juda
– suka ortogonalius potenciometrus
– gali būti naudojamas beveik bet kuriame plokščiame
paviršiuje
• Optinis
– šviesą emituojantis diodas apatinėje pelės dalyje
– gali būti naudojamas specialus padėkliukas ar tiesiog stalo
paviršius
– mažiau jautrus dulkėms ir nešvarumams
– detektuoja fluktuojančius atspindėtos šviesos intensyvumo
pokyčius nuo paviršiaus tam, kad išskaičiuoti santykinį
judesį (x, z) plokštumoje
Valdymas koja …
• keletas eksperimentų su footmouse
– kontroliuoja pelės judesį koja…
– nėra labai įprasta:-)
• Bet valdymas koja yra įprastas daug kur:
– automobilio pedalai
– siuvimo mašinos greičio valdymas
– vargonų ir pianinų pedalai
Lytėjimui jautri aikštelė (Touchpad)
• mažos lytėjimui jautrios aikštelės
• ‘brūkštelėjimas’ judina pelės žymeklį
• daugiausia naudojamas nešiuojamuose ir
planšetiniuose kompiuteriuose
• geri ‘pagreičio’ nustatymai yra svarbūs
– greitas brūkštelėjimas
• daug pikselių praeinama
• pradiniam judesiui link taikinio
– lėtas brūkštelėjimas
• mažiau pikselių praeinama
• tiksliam pozicionavimui
Rodomasis rutuliukas (Trackball) ir
sukamasis ratelis (thumbwheels)
Rodomasis rutuliukas
– rutuliukas sukasi viduje statinio korpuso
• apversta mechaninė pelė
–
–
–
–
–
santykinis judesys perkelia kursorių
netiesioginis įtaisas, pakankamai tikslus
atskiri klavišai atrinkimui
labai greitas žaidimams
naudojamas kai kuriuose nešiojamuose kompiuteriuose.
sukamasis ratelis …
– tiksliam CAD – du rateliai X-Y kursoriaus pozicijai
– greitam vaizdo persukimui – vienas ratelis pelės korpuse
Valdymo svirtis (Joystick) ir
klaviatūros spuogelis (nipple)
Valdymo svirtis
– netiesioginis
svirties spaudimas = judesio greitis
– klavišai atrinkimui
svirties viršuje arba priekyje kaip gaidukas
– Dažnai naudojamas kompiuteriniams žaidimams
lėtuvo valdymas bei 3D navigacija
Klaviatūros spuogelis (nipple)
– nešiojamiems kompiuteriams
– miniatiurinė valdymo svirtis klaviatūros viduryje
Lytėjimui jautrūs ekranai
• Jaučia rodyklę (stylus) ar pirštą, liečiant ekraną.
– funkcionuoja jausdamas šviesos spindulių matricos pertraukimus,
talpos pokyčius ar ultragarso atspindžius
– tiesioginis rodymo įtaisas
• Privalumai:
– greitas, nereikalauja specialios rodyklės
– geras meniu pasirinkimui
– patogus naudojimui nedraudiškoje aplinkoje: švarus ir saugus nuo
pažeidimų.
• Trūkumai:
– pirštas teplioja ekraną
– netikslus (pirštas yra tiesiog nenuovokus instrumentas!)
• sunku išrinkti smulkias detales ar atlikti tikslų braižymą
– rankos pakėlimas gali būti varginantis
Rodyklė (stylus) ir šviesos rašiklis
Rodyklė
– maža rodyklė tiesiogiai piešti ekrane
– gali naudoti lietimui jautrius paviršius arba magnetinę
detekciją
– naudojama PDA, planšetiniuose kompiuteriuose bei
braižymo staluose
Šviesos plunksna
– dabar retai naudojama
– naudoja ekrano šviesą pozicijos aptikimui
ABU …
– labai tiesioginiai ir paprasti naudojimui
– bet gali užstoti ekraną
Skaitmeninė planšetė
• Panašus į pelę įtaisas su statmenai išdėstytais
laideliais
• Naudojama ant specialaus paviršiaus
- panašiai kaip rodyklei
• Labai tikslus
- naudojamas skaitmeninti žemėlapius
Akies žvilgsnis
• Kontroliuoja sąsają akies žvilgsnio kryptimi
– pvz. žiūri į meniu elementą, kurį norima išrinkti
• Naudoja lazerio spindulį, atsispindėjusį nuo
akies
… labai mažos galios lazeris!
• potencialus laisvų rankų kontrolės sistemose
• didelio tikslumo įtaisuse reikalinga galvos
fiksacija
• pigesnėse ir mažiau tikslesnėse sistemose
sėdima prieš ekraną, kaip prieš webcam
Krypčių klavišai
• Keturi klavišai (aukštyn,žemyn, kairėn, dešinėn)
klaviatūroje.
• Labai pigu, bet lėti.
• Paprastai naudojami tekstui redaguoti.
• Išdėstymas nėra standartizuotas, bet dažniausiai
naudojama apversta “T”.
Atvaizdavimo įtaisai
Taškiniai ekranai (CRT & LCD)
dideli & specializuoti ekranai
skaitmeninis popierius
Taškiniai ekranai
• Ekranas sudarytas iš milžiniško kiekio
spalvotų taškų
Skiriamoji geba ir spalvų sodrumas
• Skiriamoji geba naudojama
– ekrano pikselių skaičius (plotis x aukštis)
• pvz. SVGA 1024 x 768, PDA gali būti 240x400
– pikselių tankis (pikselių ar taškų skaičius colyje - dpi)
• paprastai tarp 72 ir 96 dpi
• Santykio aspektas
– Santykis tarp pločio ir aukščio
– 4:3 daugeliui ekranų, 16:9 didelių ekranų televizoriams
• Spalvų sodrumas:
–
–
–
–
Kiek skirtingų spalvų kiekvienam pikseliui?
juodas/baltas arba tik pilkas
256 iš paletės
8 bitai kiekvienai iš trijų pagrindinių spalvų
raudona/žalia/mėlyna = milijonai spalvų
Katodinių spindulių vamzdelis
• Elektronų srautas emituojamas iš elektronų patrankos
fokusuojamas ir nukreipiamas magnetiniais laukais
pasiekia fosforu padengtą ekraną, kuris pradeda švytėti
• Naudojama TV ir kompiuterių monitoriuose
electron beam
electron gun
f ocussing and
def lection
phosphorcoated screen
CRT - sveikatos grėsmės
• Rentgeno spinduliai: pagrindinai absorbuojami
ekrano (bet ne užpakalinėje pusėje!)
• UV- ir IR-fosforo spinduliavimas: nedideli lygiai
• Elektrostatiniai laukai – sukuriami vamzdelyje.
Intensyvumas priklauso nuo atstumo ir
drėgmės. Gali atsirasti išbėrimai.
• Elektromagnetiniai laukai (50Hz-0.5MHz).
Sukuria indukcines sroves laidininkuose,
įskaitant žmogaus kūną. Du efektų tipai yra
su tai susiję: regos sistema – dažni kataraktos
atvejai operatoriams bei dauginimosi
problemos (persileidimai ir apsigimimai).
Patarimai dėl sveikatos …
•
•
•
•
•
Nesėdėk labai arti ekrano
Nenaudok labai smulkaus šrifto
Daryk pertraukas darbe
Neatsuk ekrano į lango šviesą
Dirbk gerai apšviestose patalpose
Skystų kristalų ekranai
• Lengvesni ir jokių spinduliavimo pavojų.
• Naudojami įvairaus dydžio ekranai.
• Taip pat naudojami ir kituose įtaisuose:
skaitmeniniai laikrodžiai, mobilūs telefonai ir tt.
• Kaip funkcionuoja …
– Viršutinė plokštelė skaidri ir poliarizuota, skystas kristalas,
poliarizatorius, apatinė plokštelė.
– Šviesa praeina viršutinę plokštelę ir kristalą ir atsipindi.
– Įtampa keičia poliarizaciją ir spalvą
Dideli ekranai
• Naudojami pasitarimams, paskaitoms,
reklamai ir tt.
• technologija
plasma
– paprastai platūs ekranai
video sienos – daugelis mažų ekranų naudojami
drauge
Projektoriai – LCD projektoriai
Specializuoti ekranai
• Talpinami viešose vietose
– dideli arba maži
– labai vieši ar tik smulkioms grupėms
• atvaizduojantys
– pateikiama svarbi informacija
• arba dialoginiai
– naudoja rodykles, lytėjimui jautrius ekranus
• Visais atvejais … gyvenamoji vieta yra svarbi
– informacijos prasmė ir sąveika yra susijusi su
gyvenamąja vieta
Pavyzdžiai specializuotame ekrane
• small displays beside office doors
• handwritten notes left using stylus
• office owner reads notes using web interface
Maži ekranai šalia
organizacijos durų
Rankraštinė informacija
užrašoma rodykle
Organizacijos savininkas
skaito žinutes
naudodamas
web sąsaja
Skaitmeninis popierius
vaizdas
• kas?
– ploni lankstūs lakštai
– atnaujinami elektroniškai
– bet pasilieka ekrane
išilgai
sekcijos
• kaip
– mažos sferos pasisuka
– arba kanaliukai su spalvotu
skysčiu ar kontrastingomis
sferomis
– labai sparčiai besivystanti sritis
Virtuali realybė ir 3D sąveika
pozicionavimas 3D erdvėje
judėjimas ir sugriebimas
3D erdvėje (šalmai ir caves (uždara patalpa,
ola) cave automatic virtual environment)
pozicionavimas 3D erdvėje
• kabina ir virtualus valdymas
– vairai, rankenos ir ciferblatai … kaip realūs!
• 3D pelė
– šeši judėjimo laipsniai: x, y, z +
3 posūkių kampai
• duomenų pirštinė
– skaidulinė optika naudojama
detektuoti pirštų pozicijas
• VR šalmai
– detektuoja galvos judesį ir galimai žvilgsnio kryptį
• viso kūno sekimas
– akselerometrai pritvirtinti prie galūnių arba
atspindintys veidrodžiai ir video apdorojimas
3D ekranai
• stalinė VR
– paprastas ekranas, pelės ar klaviatūros
panaudojimas valdymui
– perspektyva ir judesys leidžia pasiekti 3D
efektą
• matymas 3D erdvėje
– naudoja stereoskopinį
matymą
– VR šalmai
– ekranas plius uždengiantys akiniai.
also see extra slides on 3D vision
VR headsets
• mažas TV ekranas kiekvienai akiai
• kiek skirtingi matymo kampai
• 3D efektas
Simuliatoriai (įmituokliai) ir VR
kambariai (caves)
•
•
•
•
•
scenos projektuojamos ant sienų
realistinė aplinka
hidrauliniai taranai!
realus valdymas
kiti žmonės
Fiziniai valdikliai, jutikliai ir tt.
Specialūs ekranai ir matuokliai
garso, lytėjimo, kvapo, skonio
fiziniai valdikliai
Specializuoti ekranai
• analoginiam atvaizdavimui:
– skalės, matuokliai, šviesos ir tt.
• skaitmeniniai ekranai:
– maži LCD ekranai, LED šviesos ir tt.
• šalminiai displėjai
– lėktuvų kabinose
– pateikia svarbiausią informaciją (valdiklius)
… priklausomai nuo turinio
Garsai
• pyptelėjimai, gaudesiai, trinktelėjimai,
švilpesiai ir tt.
• naudojami klaidų indikacijai
• veiklos patvirtinimui pvz. klavišo
paspaudimas
also see chapter 10
Lytėjimas, jutimas (alkio, šalčio),
kvapas
• lytėjimas ir jutimas svarbūs
– žaidimuose … vibracija, grįžtamoji jėga
– imitavimas … chirurginių įrankių pojūtis
– vadinamieji haptic įtaisai
• tekstūra, kvapas, skonis
– šiuolaikinėse technologijose dar retai
naudojama
Fiziniai valdikliai
• Specialistui reikia kontroliuoti …
– industrinius valdiklius, vartotojo produktus
ir tt.
Vienodi klavišai
Dideli klavišai
Aiškios skalės
smulkūs klavišai
Daugiafunkciniai
valdikliai
Aplinka ir biojautrumas
• jutikliai visur mus supa
– automobilio plafono šviesa – mažas
jungiklis duryse
– ultragarso detektoriai – saugumas
– RFID saugumo juostelės parduotuvėse
– temperatūra, svoris, padėtis
• … ir dargi mūsų kūne …
– rainelės skeneriai, kūno temperatūra,
širdies pulsas, odos varža
popierius: spausdinimas ir skenavimas
spausdinimo technologija
šriftai, puslapio aprašymas, WYSIWYG
(what you see is what you get)
skenavimas, OCR (optical character
recognition)
Spausdinimas
• vaizdas sudarytas iš taškų
– leidžia spausdinti simbolius ir grafiką
• svarbios ypatybės:
– skiriamoji geba
• taškų dydžiai ir atstumas tarp jų
• matuojame kiek taškų colyje (dpi)
– greitis
• paprastai matuojama puslapiais per minutę
– kaina!!
Taškinių printerių tipai
• taškų matricos printeriai
– naudoja rašalines juosteles (kaip sapusdiniomašinėlė)
– adatėlių linija, kurios gali mušti juostelę perteikdamos
popieriui taškus.
– Tipinė skiriamoji geba 80-120 dpi
• rašaliniai printeriai
– maži rašalo lašeliai iš spausdinimo galvutės pasiekia
popierių
– paprastai 300 dpi ar geriau.
• lazeriniai printeriai
– kaip kopijavimo aparate: elektrostatinio krūvio taškai
nusėda ant būgno, kuris paima tonerį ir užneša pastarąjį
ant popieriaus ir fiksuoja šiluma
– paprastai 600 dpi ar geriau.
Spausdinimas darbo vietose
• parduotuvių kasos
– taškų matrica
– ta pati galvutė naudojama keliems popieriaus
ritinėliams
– taip pat gali spaudinti čekius
• šiluminiai printeriai
– specialus šilumai jautrus popierius
– popierius pašildytas adatėle formuoja tašką
– prasta kokybė, bet paprasta ir nesudėtingas
aptarnavimas
– naudojama kai kuriuose faksuose
Šriftai
• Šriftas – tam tikras teksto stilius
Courier font
Helvetica font
Palatino font
Times Roman font
 §´  (special symbol)
• Šrifto dydis matuojamas taškais (1 pt apie 1/72 colio)
This is ten point Helvetica
This is twelve point
This is fourteen point
This is eighteen point
and this is twenty-four point
Teksto aiškumas
• mažosios raidės
– lengva skaityti žodžių kontūrus
• didžiosios raidės
– geriau kai turime atskiras raides ar žodžius
pvz. skrydžio numeriai: BA793 palyginus su ba793
• serif šriftas
– padeda jūsų akims, kai turite ilgas spausdinto
teksto eilutes
– bet sans serif dažniau tinkamas ekrane
Puslapio aprašymas
• Puslapiai labai sudėtingi
– skirtingi šriftai, taškiniai atvaizdai, linijos, skaitmenizuoti
paveikslai ir tt.
• galima tai pakeisti į taškinius atvaizdus ir pasiųsti
printeriui
… bet dažnai tai bus didžiulis masyvas!
alternatyviai galima naudoti puslapio aprašymą
- printeriui siunčiamas puslapio aprašymas,
– instrukcijos kreivėms, linijoms, tekstui skirtingiems
stiliams ir tt.
– panašu į programavimo kalbą spausdinimui!
• PostScript yra labiausiai paplitęs.
Ekranas ir puslapis
• WYSIWYG
– ką Jūs matote yra tai ką Jūs gaunate
– siekinys - žodžių apdorojimas.
• Bet …
– ekranas: 72 dpi, landscape vaizdas
– spausdinimas: 600+ dpi, portrait
• Galime bandyti juos padaryti panašiais
bet niekada nepavyks padaryti vienodais
• todėl … reikia skirtingo projektavimo, grafikos
puslapiui ir ekranui
Skeneriai
• Ima tekstą ir pakeičia jį į taškinį vaizdą
• Du skenerių tipai
– darbalaukio: popierius talpinamas ant stiklo pagrindo ir
visas puslapis keičiamas į taškinį vaizdą
– rankiniai: skeneris traukiamas per popierių nuskaitymo
įtaisas paprastai 3-4 colių pločio
• Apšviečiama šviesa ir po to atspindžio registracija
– spalvoti ar pilki
• Tipinė skiriamoji geba 600–2400 dpi
Skeneriai
Naudojami
– staliniam spausdinimui, įtraukiant
fotografijas ir kitus vaizdus
– dokumentų saugojimo ir paieškos sistemos
+ specialūs skeneriai skaidrėms ir fotografijų
negatyvams
Optinis simbolių atpažinimas (OCR)
• OCR pakeičia taškinius vaizdus į tekstą
• skirtingas šriftas
– atsiranda problemos paprastiems “šablonų
lyginimo” algoritmams
– sudėtingesnės sistemos segmentuoja
tekstą, skaido jį į linijasir lankus ir
dešifruoja simbolį tokiu būdu
• puslapio formatas
– stulpeliai, paveikslai, viršus ir apačia
Atmintis
trumpalaikė ir ilgalaikė atmintis
greitis, talpa, suspaudimo
formatai, prieeiga
Trumpalaikė atmintis- RAM
• Trumpalaikė atmintis (Random access memory
(RAM)laisvosios kreipties atmintis)
– silicio mikroschemos
– 100 nano sekundžių prieeigos laikas
– paprastai trinioji atmintis (informacija prarandama
išjungus maitinimą)
– duomenys perduodami greičiau nei 100 Mbytes/sec
• Kai kuri netrinioji atmintis RAM naudojama išsaugoti
bazinę nustatymo informaciją
• Tipiniai staliniai kompiuteriai:
nuo 2Gbytes RAM
Ilgalaikė atmintis - diskai
• magnetiniai diskai
– kieti diskai 100-tais GB
prieeigos laikas ~10ms, perdavimo greitis daugiau
kaip 100kbytes/s
• optiniai diskai
– naudoja lazerius informacijos įrašymui ir nuskaitymui
– labiau patikimas kaip magnetiniai diskai
– CD-ROM
– DVD – dideliems failams
• PDA
– dažnai naudoja RAM kaip pagrindinę
atmintį
• Flash atmintis (išliekamoji atmintis)
– naudojama PDA, kamerose ir tt.
– silicio pagrindu, išliekanti
– nuskaitymas ir įrašymas per USB įtaisus
Greitis ir talpa
• keletas dydžių
(nesugludinti)
…
– ši knyga, tik tekstas ~ 320,000 words, 2Mb
– Biblija ~ 4.5 Mbytes
– Skenuotas puslapis ~ 128 Mbytes
• (11x8 colių, 1200 dpi, 8bit pilka)
– Skaitmeninė nuotrauka ~ 10 Mbytes
• (2–4 mega pikselių, 24 bitai spalvoms)
– video ~ 10 Mbytes per sekundę
• (512x512, 12 bitų spalvoms, 25 kadrai per sec)
Virtuali atmintis
• Problema:
– Dirba daug programų + kiekviena programa didelė
– nepakanka RAM
• Sprendimas - virtuali atmintis :
– keletas programų laikinai saugomos kietame diske
– leidžia RAM atrodyti didesnei
• Bet … persiuntimas
– programas diske reikia įrašyti ir po to perkelti
– kopijuojama iš disko į RAM
Suspaudimas (sugludinimas)
• Sumažina saugomos informacijos kiekį
• Nepatiriantis nuostolių (lossless)
– atkuria tokį pat tekstą ar vaizdą – pvz. GIF, ZIP
– ieškoma bendrumo:
• tekstas: AAAAAAAAAABBBBBCCCCCCCC
10A5B8C
• video: lygina einančius vienas paskui kitą kadrus ir
išsaugo pokyčius
• Patiriantis nuostolių (lossy)
– atkuria panašų į originalą – pvz. JPEG, MP3
– panaudoja suvokimą
• JPEG: prarandami greiti pokyčiai ir kai kurios spalvos
• MP3: sumažina tikslumą prislopintiems garsams
Saugojimo formatai - tekstas
• ASCII - 7-bitų binarinis kodas kiekvienai raidei ar
simboliui
• UTF-8 - 8-bitų kodavimas naudojamas koduoti 16 bitų
simbolių rinkiniui
• RTF (gausaus teksto formatas)
- tekstas bei formatavimo ir išdėstymo informacija
• SGML (standardized generalised markup language
standartizuota apibendrinta žymėjimo kalba)
- dokumentai traktuojami kaip strukturizuoti
objektai
• XML (extended markup language praplėsta žymėjimo
kalba)
- supaprastinta SGML versija web taikomosioms
programoms
Saugojimo formatai – įvairialypė
terpė (media)
• Vaizdai:
– Daug saugojimo formatų:
(PostScript, GIFF, JPEG, TIFF, PICT, etc.)
– plius įvairios sugludinimo technologijos
(sumažinti saugojimo reikalavimus)
• Audio/Video
– daugformatų:
(QuickTime, MPEG, WAV, etc.)
– Sugludinimas dar svarbesnis
– Taip pat ‘sruvenantys’ formatai tinklui
Prieeigos metodai
• Milžiniškos informacijos saugojimas
– Ilgas paieškos laikas => naudojamas
indeksavimas
– Ką indeksuojame -> ką norime rasti
• Paprasti indeksai reikalauja tikslaus
sutapimo
• Prieeiga be struktūros …
– Laisvo teksto indeksavimas (visi žodžiai
dokumente)
– Reikia daug erdvės!!
Apdorojimas ir tinklai
Baigtinis greitis (Moore’s dėsnis)
Sąveikos apribojimai
Tinklinis skaičiavimas
Baigtinis apdorojimo greitis
• Projektuotojai galvoja apie greitus procesorius
ir kuria vis labiau sudėtingas sąsajas
• Bet problemos kyla, nes nespėjama apdoroti
visų reikalingų užduočių
– kursorius nepataiko, nes sistema blokuoja klavišų
paspaudimus
– piktogramų karas – vartotojas aktyvina piktogramą,
tačiau niekas nevyksta, aktyvina kitą, tuomet
sistema atsako ir keletas naujų langų atsidaro
• Kitos problemos, kai sistema yra per daug
greita - pvz. pagalbos ekranai gali suktis
greičiau negu spėjame skaityti
Moore’s dėsnis
• Kompiuteriai greitesni ir greitesni!
• 1965 …
– Gordon Moore, vienas iš Intel kompanijos
steigėjų pastebėjo, kad procesoriaus greitis
padvigubėja kas 18 mėnesių
– PC … 1987: 1.5 Mhz, 2002: 1.5 GHz
• Analogiškas pastebėjimas atminčiai
– dvigubėja kas 12 mėnesių!!
– kietas diskas … 1991: 20Mbyte : 2002: 30
Gbyte
/e3/online/moores-law/
Dialoginės sąveikos apribojimai
Skaičiavimų ribos
– Skaičiavimai užima daug laiko, kas nuvilia vartotoją
Saugojimo ribos
– Galimybių apribojimas perduodant duomenis iš disko
į atmintį
Grafikos ribos
– Galimybių apribojimas, kuomet sąsajos daromos vis
sudėtingės, naudojamas koprocesorius
Tinklo galimybės
– Daug sujugtųkompiuterių – pasidalinti resursai ir
bylos, prieiga prie printerių ir tt. – bet dialoginis
vykdymas gali būti ribojamas mažu tinklo greičiu
Tinklinis skaičiavimas
Tinklai leidžia prieigą prie …
– Didelės atminties ir apdorojimo
– Kitų žmonių (grupinio darbo, e-paštas)
– Pasidalinti resursai – ypač web
Problemos
– Tinklo užlaikymai – lėtas grįžtamas ryšys
– konfliktai – daugelis žmonių atnaujina duomenis
– nenuspėjamumas
Internetas
• istorija …
– 1969: DARPANET US DoD, 4 svetainės
– 1971: 23; 1984: 1000; 1989: 10000
• Bendra kalba (protokolai):
– TCP – perdavimo kontrolės protokolas
• žemutinis lygis, paketai tarp mašinų
– IP – Interneto protokolas
• Patikimas kanalas tarp programų mašinose
– email, HTTP, visi aukščiau minėtų