INFORMATIKA OSNOVE HARDVERSKIH KOMPONENTI RAUNARA CPU 1 11

  • Slides: 79
Download presentation
INFORMATIKA OSNOVE HARDVERSKIH KOMPONENTI RAČUNARA (CPU) 1. 11. 2020. Glava 2 1

INFORMATIKA OSNOVE HARDVERSKIH KOMPONENTI RAČUNARA (CPU) 1. 11. 2020. Glava 2 1

Hardver računara 1. 2. 3. 4. Ciljevi: Razumjeti i naučiti Na koji način računar

Hardver računara 1. 2. 3. 4. Ciljevi: Razumjeti i naučiti Na koji način računar memoriše i obrađuje podatke Osnovnu strukturu i organizaciju računara Funkcije i interakcije glavnih komponenti računara Vrste memorija i memorijskih uređaja 1. 11. 2020. Glava 2 2

Istorija binarnih brojeva • • Indijski naučnik Pingala (oko 5. – 2. vek BC)

Istorija binarnih brojeva • • Indijski naučnik Pingala (oko 5. – 2. vek BC) Shao Yong, Kina 11. vijek naučnik i filozof Francis Bacon, 1605 Gottfried Leibniz 1679. članak : Explication de l'Arithmétique Binaire (1703). • George Boole objavio algebraic system of logic, poznat kao Bulova algebra 1. 11. 2020. Glava 2 3

Rad sa simbolima • Računari mogu prepoznati samo jedan oblik informacija – binarno stanje

Rad sa simbolima • Računari mogu prepoznati samo jedan oblik informacija – binarno stanje – Uključen ili isključen – 0 ili 1 – Primjeri? • Ovo binarno stanje naziva se BIT • Bit je akronim od BINARY DIGIT 1. 11. 2020. Glava 2 4

1 -Bitni računar • Počnimo sa jednostavnim dizajnom računara: • Jednostavni strujni prekidač signalizira

1 -Bitni računar • Počnimo sa jednostavnim dizajnom računara: • Jednostavni strujni prekidač signalizira CPU da pokaže specifični simbol na ekranu 1. 11. 2020. Računar ? ? Ekran Uključen-ON Isključen-OFF Tastatura Glava 2 5

1 -Bitni računar Šta će biti prikazano na ekranu? : • Kada je prekidač

1 -Bitni računar Šta će biti prikazano na ekranu? : • Kada je prekidač uključen • Kada je prekidač isključen 1. 11. 2020. Glava 2 Računar ? ? Ekran ON OFF Tastatura 6

1 -Bitni računar Računar OFF ON =A =B ? ? Ekran • Ova tabela

1 -Bitni računar Računar OFF ON =A =B ? ? Ekran • Ova tabela se On naziva tabela istine Off 1. 11. 2020. Glava 2 Tastatura 7

1 -Bitni Računar OFF ON =A =B • Kada je prekidač u položaju ON

1 -Bitni Računar OFF ON =A =B • Kada je prekidač u položaju ON koji će se simbol prikazati na ekranu? 1. 11. 2020. Glava 2 ? on Ekran On Off Tastatura 8

2 -Bitni računar OFF OFF ON ON =A =B =C =D • Kakav će

2 -Bitni računar OFF OFF ON ON =A =B =C =D • Kakav će simbol kreirati ova sekvenca prekidača? 1. 11. 2020. Glava 2 Računar ? on ? off Ekran On Off Tastatura 9

2 -Bitni računar OFF =B Računar OFF ON =R on ON OFF =G ON

2 -Bitni računar OFF =B Računar OFF ON =R on ON OFF =G ON ON =W ? ? off On • Tabela se može koristiti da definiše boje. • Koja će boja u ovom primjeru biti prikazana? 1. 11. 2020. Glava 2 Ekran Off Tastatura 10

3 -Bitni računar OFF OFF OFF ON OFF ON ON ON 1. 11. 2020.

3 -Bitni računar OFF OFF OFF ON OFF ON ON ON 1. 11. 2020. Glava 2 =A =B =C =D =E =F =G =H Računar ? o? n off ? on On Off Tastatura 11

3 -Bitni računar OFF OFF OFF ON OFF ON ON ON 1. 11. 2020.

3 -Bitni računar OFF OFF OFF ON OFF ON ON ON 1. 11. 2020. Glava 2 =A =B =C =D =E =F =G =H Računar ? off ? ? on on On Off Tastatura 12

3 -Bitni računar OFF OFF =A OFF ON =B OFF ON OFF =C OFF

3 -Bitni računar OFF OFF =A OFF ON =B OFF ON OFF =C OFF ON ON =D ON OFF =E ON OFF ON =F ON ON OFF =G ON ON ON =H 1. 11. 2020. Glava 2 • Zbog efikasnosti, programeri obično predstavljaju stanja sa 0 i 1 13

3 -Bitni računar 0 0 0 =A 0 0 1 =B 0 1 0

3 -Bitni računar 0 0 0 =A 0 0 1 =B 0 1 0 =C =D 0 1 1 =D OFF =E 1 0 0 =E OFF ON =F 1 0 1 =F ON ON OFF =G 1 1 0 =G ON ON ON =H 1 1 1 =H OFF OFF =A OFF ON =B OFF ON OFF =C OFF ON ON ON OFF ON Za 0 Glava = off, a 1 = on – Ove tabele su jednake 2 1. 11. 2020. 14

4 -Bitni računar 0 0 =A 0 0 0 1 =B 0 0 1

4 -Bitni računar 0 0 =A 0 0 0 1 =B 0 0 1 0 =C 0 0 1 1 =D 0 1 0 0 =E 0 1 =F 0 1 1 0 =G 0 1 1 1 =H 1 0 0 0 =I 1 0 0 1 =J 1 0 =K 1 0 1 1 =L 1 1 0 0 =M 1 1 0 1 =N 1 1 1 0 =O 1 1 =P 1. 11. 2020. Računar ? o? n o? ff off Ekran On Off Tastatura • Šta će ekran prikazati? Glava 2 15

Strukture bazirane na bitovima 10101010 = riječ (16) 1010 = bajt (8) 1010 =

Strukture bazirane na bitovima 10101010 = riječ (16) 1010 = bajt (8) 1010 = nibl (4) on/off = bit (1) Bit 1. 11. 2020. Nibl Bajt Glava 2 Riječ 16

Strukture bazirane na bitovima 1 Bit 8 Bita = 1 Bajt 0 1 0

Strukture bazirane na bitovima 1 Bit 8 Bita = 1 Bajt 0 1 0 0 0 1 = A Otkucaj tastature 1. 11. 2020. Glava 2 ASCII 17

Strukture bazirane na bitovima RAM Memorija 0 1 0 0 0 1 Elektronika Flopi

Strukture bazirane na bitovima RAM Memorija 0 1 0 0 0 1 Elektronika Flopi Diska ili HD Ploča diska 1. 11. 2020. S N S S S N Glava 2 18

Strukture bazirane na bitovima 1 B 1. 11. 2020. SSNSNNSN Kapacitet HD danas je

Strukture bazirane na bitovima 1 B 1. 11. 2020. SSNSNNSN Kapacitet HD danas je > 1. 000, 000 B = 1 TB Glava 2 19

Brojni sistemi Osnova za preračunavanje i konverzije kodnih zapisa: - decimalni brojni sistem (0,

Brojni sistemi Osnova za preračunavanje i konverzije kodnih zapisa: - decimalni brojni sistem (0, 1, 2, . . . 9) - binarni brojni sistem (0 i 1) - hexadecimalni brojni sistem (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F) - oktalni brojni sistem (baza 8) 1. 11. 2020. Glava 2 DEC BIN HEX 0 0000 0 1 0001 1 2 0010 2 3 0011 3 4 0100 4 5 0101 5 6 0110 6 7 0111 7 8 1000 8 9 1001 9 10 1010 A 11 1011 B 12 1100 C 13 1101 D 14 1110 E 15 1111 F 20

Binarni brojni sistem q. Brojevi zapisani sa bitima • Označava sve brojeve sa 1

Binarni brojni sistem q. Brojevi zapisani sa bitima • Označava sve brojeve sa 1 i 0 • Decimalni brojevi se mogu konvertovati u binarne i obrnuto • Obrada binarnih brojeva je potpuno skrivena od korisnika 1. 11. 2020. Glava 2 21

Binarni brojni sistem Obilježavanje: b – bit B – bajt – Bajt (B) –

Binarni brojni sistem Obilježavanje: b – bit B – bajt – Bajt (B) – Kilobajt (KB) – Megabajt (MB) – Gigabajt (GB) – Terabajt (TB) – Petabajt (PB) 1. 11. 2020. =8 b = 1024 B = 210 B = 1024 KB = 210 KB = 1024 MB = 210 MB = 1024 GB = 210 GB = 1024 TB = 210 TB Glava 2 22

Binarni brojni sistem • Instrukcije programa su u binarnom zapisu – Sačuvani programi se

Binarni brojni sistem • Instrukcije programa su u binarnom zapisu – Sačuvani programi se smještaju kao skupovi bita – Programske instrukcije su u binarnom zapisu kao odgovarajući kodovi instrukcija 1. 11. 2020. Glava 2 23

Binarni brojni sistem Kodiranje ASCII (American Standard Code for Information Interchange) • ASCII (8

Binarni brojni sistem Kodiranje ASCII (American Standard Code for Information Interchange) • ASCII (8 -bitni) najčešće korišćeni kôd: • Standardni ASCII karakteri: 0 -127 znakova • Prošireni ASCII karakteri : 0 -255 znakova • Nevidljivi ASCII karakteri: 0 -31 znakova • Unicode (32 -bitni): – 65. 000 jedinstvenih karaktera 1. 11. 2020. Glava 2 24

Binarni brojni sistem Konverzija zapisa Sa 0 i 1 se mogu predstaviti svi brojevi

Binarni brojni sistem Konverzija zapisa Sa 0 i 1 se mogu predstaviti svi brojevi i nad njima obavljati aritmetičke operacije – Bilo koji binarni broj se konvertuje u dekadni sumiranjem težinskih faktora - 2 n , n=0, 1, 2, . . . m iznad binarnih 1 – Primjer: 19 je binarno sa 00010011 27 26 25 24 23 22 21 20 1. 11. 2020. Glava 2 Težinski faktori 25

Konverzija binarnog u decimalni zapis Šta je decimalna vrijednost ovog binarnog broja? 0 1.

Konverzija binarnog u decimalni zapis Šta je decimalna vrijednost ovog binarnog broja? 0 1. 11. 2020. 0 Glava 2 = ___? 26

Konverzija binarnog u decimalni zapis Sabrati sve težinske faktore iznad binarne 1 za dobijanje

Konverzija binarnog u decimalni zapis Sabrati sve težinske faktore iznad binarne 1 za dobijanje decimalne vrijednosti 0 0 ? 65 = ___ 64 + 1 = 65 1*20+0*21+0*22+0*23+0*24+0*25+1*26+0*27 1. 11. 2020. Glava 2 27

Konverzija binarnog u decimalni zapis Sabrati sve težinske faktore iznad binarne 1 za dobijanje

Konverzija binarnog u decimalni zapis Sabrati sve težinske faktore iznad binarne 1 za dobijanje decimalne vrijednosti = ___ 83 64 + 16 + 2 + 1 = 83 Šta je ASCII ekvivalent ovog broja? 1. 11. 2020. Glava 2 28

Konverzija decimalnog u binarni zapis • • Koji je binarni zapis decimalnog broja 63?

Konverzija decimalnog u binarni zapis • • Koji je binarni zapis decimalnog broja 63? : 63: 2=31 1 31: 2=15 1 15: 2=7 1 7: 2=3 1 3: 2=1 1 1: 2=0 1 0 0 To je: 0011 1111 1. 11. 2020. Glava 2 29

Konverzija binarnog u ASCII kôd = S ASCII Ekvivalent 1. 11. 2020. Glava 2

Konverzija binarnog u ASCII kôd = S ASCII Ekvivalent 1. 11. 2020. Glava 2 30

ASCII Tabele • Binarni – 01010011 • Decimalni – 83 • ASCII –S •

ASCII Tabele • Binarni – 01010011 • Decimalni – 83 • ASCII –S • Hex – h 53 ili 0 x 53 ili 5316 1. 11. 2020. Glava 2 31

Binarni brojni sistem • Osnovni nedostatak - predugačak • U računaru najčešće -heksadecimalni zapis

Binarni brojni sistem • Osnovni nedostatak - predugačak • U računaru najčešće -heksadecimalni zapis (16): – 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F • Primjeri: – 0100 0001 b = 41 h – 1010 0111 b = A 7 h 1. 11. 2020. Glava 2 32

Konverzija binarnog u HEX zapis Koji će broj biti ova binarna vrijednost ako se

Konverzija binarnog u HEX zapis Koji će broj biti ova binarna vrijednost ako se interpretira u HEX zapisu? = ___? 1. 11. 2020. Glava 2 33

Konverzija binarnog u HEX zapis Za određivanje hex vrijednosti, bajt se dijeli u 2

Konverzija binarnog u HEX zapis Za određivanje hex vrijednosti, bajt se dijeli u 2 nibla Svaki nibl se ponderiše ponovo sa desna na lijevo 1. 11. 2020. Glava 2 34

Konverzija binarnog u HEX zapis Hex vrijednost za binarni broj od 1 -bajta ograničena

Konverzija binarnog u HEX zapis Hex vrijednost za binarni broj od 1 -bajta ograničena je na 2 pozicije 4+1=5 2+1=3 Ovaj binarni broj je ekvivalentan HEX 53 1. 11. 2020. Glava 2 35

Hardver računara q. Predstava informacija u računaru • Informacija – Obrađeni podaci koji daju

Hardver računara q. Predstava informacija u računaru • Informacija – Obrađeni podaci koji daju novo značenje u kontekstu – Bilo šta što može biti predmet komuniciranja – Riječi, brojevi, slike, audio, video, animacije 1. 11. 2020. Glava 2 36

Hardver računara q Definicija: Hardver – hw (hardware) fizički dijelovi računara • Mnogo rjeđe

Hardver računara q Definicija: Hardver – hw (hardware) fizički dijelovi računara • Mnogo rjeđe se mijenja nego softver • Mogućnosti računara najviše zavise od performansi harvera 3 – ROM 4 – procesor 5 – RAM 6 – grafička i zvučna kartica 7 – napojna jedinica 1. 11. 2020. Glava 2 37

Hardver računara 1. 11. 2020. Glava 2 38

Hardver računara 1. 11. 2020. Glava 2 38

Hardver računara Osnovne funkcije računara 1. Prihvatanje ulaza: podataka iz okruženja 2. Obrada (procesiranje)

Hardver računara Osnovne funkcije računara 1. Prihvatanje ulaza: podataka iz okruženja 2. Obrada (procesiranje) podataka: aritmetičke ili logičke operacije (donošenje odluka) nad podacima 3. Formiranje izlaza: slanje informacija u okruženje 4. Memorisanje informacija: skladištenje u memoriju 1. 11. 2020. Glava 2 39

Hardver računara Osnovne komponente računara 1. Ulazni uređaji 2. Centralna jedinica za obradu (CPU)

Hardver računara Osnovne komponente računara 1. Ulazni uređaji 2. Centralna jedinica za obradu (CPU) 3. Izlazni uređaji 4. Memorije i memorijski uređaji 1. 11. 2020. Glava 2 40

Hardver računara Osnovne komponente računara 1. Ulazni uređaji – Tastatura (keyboard) – Miš (mouse)

Hardver računara Osnovne komponente računara 1. Ulazni uređaji – Tastatura (keyboard) – Miš (mouse) – Skeneri (scanners) – Čitači bar kodova – Mikrofon – Touchpad – Trackball – Touchscreen – Džojstik 1. 11. 2020. 2. Centralna jedinica za obradu (CPU) – Procesor – Matična ploča – Primarna memorija – Jedinica za napajanje – Namjenske kartice Glava 2 41

Hardver računara Osnovne komponente računara 3. Izlazni uređaji 4. Memorije i memorijski uređaji: –

Hardver računara Osnovne komponente računara 3. Izlazni uređaji 4. Memorije i memorijski uređaji: – Primarna memorija: – Monitor ili video displej • RAM (Random Access Memory) – Štampač – Sekundarna memorija : – Ploter • Čvrsti diskovi (HD), CD i DVD – Zvučnici • Fleš memorije (USB, SDD. . . ) • Diskete, ZIP diskovi, мagnetne trake 1. 11. 2020. Glava 2 42

Matična ploča (motherboard) • Povezuje komponente i omogućava komunikaciju • Od matične ploče zavise:

Matična ploča (motherboard) • Povezuje komponente i omogućava komunikaciju • Od matične ploče zavise: • Performanse računara • Tip procesora koje podržava (AMD, Intel) • Integrisane komponente • kontroleri za zvuk, grafiku, LAN čip, USB. . . 1. 11. 2020. Glava 2 43

Matična ploča 1. 11. 2020. Glava 2 44

Matična ploča 1. 11. 2020. Glava 2 44

Dijagram savremene matične ploče 1. 11. 2020. Glava 2 45

Dijagram savremene matične ploče 1. 11. 2020. Glava 2 45

CPU (Central processing unit) • CPU (mikroprocesor, µP): Ø 2 x veći broj tranzistora

CPU (Central processing unit) • CPU (mikroprocesor, µP): Ø 2 x veći broj tranzistora svakih 18 mjeseci ØInterpretira i izvršava programske instrukcije (kompajlira) ØBrzina rada zavisi od arhitekture (CISC, RISC) ØNadgleda aritmetičke i logičke operacije 1. 11. 2020. Glava 2 46

Procesori Celeron PIII Xeon 1. 11. 2020. 486 Itanium 2 PIII Cyrix 686 Glava

Procesori Celeron PIII Xeon 1. 11. 2020. 486 Itanium 2 PIII Cyrix 686 Glava 2 P 4 AMD Athlon 47

CPU - poznatiji proizvođači • AMD: Serija Athlon • Intel: Pentium, Celeron, Xeon, Itanium

CPU - poznatiji proizvođači • AMD: Serija Athlon • Intel: Pentium, Celeron, Xeon, Itanium • Motorola: MC 68 xxx, Power. PC (za Macintosh) 1. 11. 2020. Glava 2 48

CPU utičnice i slotovi LIF utičnica (Low Insertion Force ) ZIF utičnica (Zero Insertion

CPU utičnice i slotovi LIF utičnica (Low Insertion Force ) ZIF utičnica (Zero Insertion Force) 1. 11. 2020. Glava 2 CPU za slot utičnicu 49

Hardver računara CPU PRIMARY STORAGE DATA BUS ADDRESS BUS CONTROL BUS INPUT 1. 11.

Hardver računara CPU PRIMARY STORAGE DATA BUS ADDRESS BUS CONTROL BUS INPUT 1. 11. 2020. DEVICES OUTPUT DEVICES Glava 2 SECONDARY STORAGE 50

CPU • Ima 100 miliona tranzistora, dioda. . . • Koraci CISC procesora: •

CPU • Ima 100 miliona tranzistora, dioda. . . • Koraci CISC procesora: • Prihvata (fetch) naredbe iz RAM-a • Dekodira naredbe • Čita podatke iz RAM-a (ako se zahtijeva) • Izvršava naredbe • Upisuje rezultate obrade u RAM ili periferijsku memoriju 1. 11. 2020. Glava 2 51

CPU Tehnike RISC procesora: • Pipelining (tekuća traka) i bit-slice (odrezak bita): • Instrukcije

CPU Tehnike RISC procesora: • Pipelining (tekuća traka) i bit-slice (odrezak bita): • Instrukcije fiksne dužine direktno ugrađene u hardver • Zahtijevaju veću memoriju, smanjuje vrijeme obrade • Dijele proces na 4 autonomna potprocesa • Procesor obrađuje prve instrukcije konkurentno • Smanjuje broj instrukcija u odnosu na CISK µP 1. 11. 2020. Glava 2 52

CPU • Kompatibilnost • Sistemski softver nije uvijek kompatibilan sa svakim CPU: – Softver

CPU • Kompatibilnost • Sistemski softver nije uvijek kompatibilan sa svakim CPU: – Softver za Macintosh Power. PC µP ne radi na Intelovim µP – Softver napisan za Linux ne radi pod Windows OS – Oba sistema rade na PC-u sa Intelovim µP • CPU u okviru iste familije su po pravilu kompatibilni unazad: – Noviji µP mogu da izvršavaju sve instrukcije koje se izvršavaju i na starijim modelima 1. 11. 2020. Glava 2 53

CPU Performanse: 1. Brzina takta (clock speed) µP, u giga Hz (1 GHz =

CPU Performanse: 1. Brzina takta (clock speed) µP, u giga Hz (1 GHz = 106 Hz - milijarda taktnih cikl/sec) 2. Arhitektura: CISC, RISC 3. Dužina riječi procesora (broj b/1 liniji RAM) • R/St i serveri - 64 -bitne, većina PC-a 32 -bitne • neki ugrađeni i namjenski računari 8 - i 16 -bitne µP Tehnika za povećanje računarske moći: • Paralelno procesiranje i klaster servera • Veća radna memorija 1. 11. 2020. Glava 2 54

CPU Mjere performansi: • MIPS (milion instrukcija u sekundi): • Ukupan broj instrukcija u

CPU Mjere performansi: • MIPS (milion instrukcija u sekundi): • Ukupan broj instrukcija u jedinici vremena • Nije važna – računari obavljaju različite poslove • Megaflopsi: ØMilioni operacija sa pokretnim zarezom, koje procesor može da izvrši za jednu sekundu 1. 11. 2020. Glava 2 55

CPU • Komunikacija sa svim dijelovima računara preko RAM-a: – BIU (Bus Interface Unit):

CPU • Komunikacija sa svim dijelovima računara preko RAM-a: – BIU (Bus Interface Unit): – magistrala (sabirnica) podatka, adresa, kontrolna • Izvršavanje instrukcija: – EU (Execution Unit) • ALU – Arithmetic Logic Unit 1. 11. 2020. Glava 2 56

Hardver računara -Magistrale- • Na matičnoj ploči podaci se prenose‚ sistemskim sabirnicama (system buses)

Hardver računara -Magistrale- • Na matičnoj ploči podaci se prenose‚ sistemskim sabirnicama (system buses) • Povezuju memorijske jedinice, slotove, portove • Redoslijed akcija CPU: Fetch, Decoding, Executing, Writing 1. 11. 2020. Glava 2 57

Magistrale, slotovi i portovi • Magistrala - električni provodnik signala – Tipično imaju 32

Magistrale, slotovi i portovi • Magistrala - električni provodnik signala – Tipično imaju 32 ili 64 veze • Slotovi i portovi – Za povezivanje periferijskih uređaja Uobičajeni tipovi slotova: • ISA – 8 ili 16 bita • PCI – 32 ili 64 bita • MCA – 32 bita • VESA – 32 bita AGP – do 64 bita ATA – 8 ili 16 bita SCSI – 8 ili 16 bita Paralelni – 16 bita • PCI (Peripheral Component Interconnect ) slotovi: • ISA, EISA) za zvučne, TV, mrežne, grafičke kartice. . . • AGP (Accelerated Graphics Port) port: • isključivo za grafičke kartice, veće brzine od PCI-a 1. 11. 2020. Digitalna forenzika 58

Grafička karta i AGP Video display adapter kontroliše Monitor Ugrađen: Grafički i memorijski čip

Grafička karta i AGP Video display adapter kontroliše Monitor Ugrađen: Grafički i memorijski čip ugrađen na glavnu ploču PCI: Grafička kartica se utiče u PCI slot AGP: Grafička kartica se utiče u port: 1 x, 2 x, 4 x, 8 x PCI Express: Grafička kartica se utiče u port 4 x. AGP 8 x Integrisani: ugrađene audio, mrežne i grafičke čipove PCI Express kartica 1. 11. 2020. Glava 2 59

Utičnice magistrale (Bus Slots) PCI 1. 11. 2020. Glava 2 60

Utičnice magistrale (Bus Slots) PCI 1. 11. 2020. Glava 2 60

Hardver računara • IDE (Integrated. Drive. Electronics) konektori: • Za HD • PATA (Parallel.

Hardver računara • IDE (Integrated. Drive. Electronics) konektori: • Za HD • PATA (Parallel. Advanced. Technology. Attachment) konektori: • Za HD, DVD/CD, obično dva konektora • SATA (Serial. Advanced. Technology. Attachment) konektori: • SATA HD i ima bolje performanse od PATA (6 Gb/s) • USB (Universal. Serial. Bus) konektori: • Za spoljne uređaje, USB 3. 0 poslednji standard • Legacy konektori: • Za podršku starim uređajima, male brzine 1. 11. 2020. Glava 2 61

Ulazno/izlazni portovi PS/2 - Konektori za miša i tastaturu USB (Universal Serial Bus) –

Ulazno/izlazni portovi PS/2 - Konektori za miša i tastaturu USB (Universal Serial Bus) – Serijski bus visoke brzine, povezuje razne uređaje na računar Serijski- šalje i prima asinhrone podatke (jedan bit u jedno vreme) Paralelni – šalje i prima podatke sa paralelne linije (više bita u jedno vreme) Grafička – za monitor (može biti >1) Audio – mikrofon/slušalica/zvučnici 1. 11. 2020. Glava 2 62

Pristup periferijskim uređajima (PU) • Uređaji za komunikaciju računara i PU: – BIU kanali

Pristup periferijskim uređajima (PU) • Uređaji za komunikaciju računara i PU: – BIU kanali – Kontroleri – Periferijski µP – Ostvaruju 4 osnovne funkcije: • prihvatanje i prilagođavanje (buffering), • dekodovanje adresa (izbor uređaja), • dekodovanje komandi, • vremensko sinhronizovanje. 1. 11. 2020. Glava 2 63

Pristup periferijskim uređajima (PU) • PRENOS podataka između računara i spoljne logike: 1. Programski

Pristup periferijskim uređajima (PU) • PRENOS podataka između računara i spoljne logike: 1. Programski U/I: • pod kontrolom programa (CPU), • uključuje poliranje – dodatno T za periodično pozivanje PU 2. Prekidni U/I (interrupt): • PU zahteva da CPU prekine tekući program i primi zahtjev • uključuje kanale koji mogu imati periferne µP 3. Direktni pristup memoriji (DMA): preko DMA kontrolera 1. 11. 2020. Glava 2 64

EU CPU Aritimetičke operacije; +, -, /, * Logičke operacije: negacije, konjukcije, disjunkcije 1.

EU CPU Aritimetičke operacije; +, -, /, * Logičke operacije: negacije, konjukcije, disjunkcije 1. 11. 2020. Glava 2 65

Računarske memorije Brzina CPU registri Cache RAM Kapacitet Hijerarhija memorija Sekundarna memorija 1. 11.

Računarske memorije Brzina CPU registri Cache RAM Kapacitet Hijerarhija memorija Sekundarna memorija 1. 11. 2020. Glava 2 66

Računarske memorije 1. CPU Registri opšte namjene (A, B, C): • pamte međurezultate i

Računarske memorije 1. CPU Registri opšte namjene (A, B, C): • pamte međurezultate i tekuće instrukcije, nx. B, najbrže • IP (Instruction pointer registar) drži : • adresu sledeće instrukcije (BIU prenosi iz RAM u µP) • PSW (Processor Status Word) pamti : • n bitnih osobina poslednjeg rezultata iz ALU i setuje µP 2. Keš memorija (RAM tipa): • L 1 – interno u µP; • L 2 – brza, između CPU i RAM-a, CPU često traži, ~ 1 MB 1. 11. 2020. Glava 2 67

Računarske memorije 3. RAM (Random Access Memory) Read/write, sa slučajnim pristupom SIMM–Single In-Line Memory

Računarske memorije 3. RAM (Random Access Memory) Read/write, sa slučajnim pristupom SIMM–Single In-Line Memory Module DIMM – Dual In-Line Memory Module SODIMM – Small Outline Dual In-Line Memory Module (≈ 1024, 2048 MB, 4 GB. . . ) 1. 11. 2020. Glava 2 68

Računarske memorije - RAM § § § Poluprovodnička, primarna, radna memorija Nestabilna, gubi informacije

Računarske memorije - RAM § § § Poluprovodnička, primarna, radna memorija Nestabilna, gubi informacije kad se isključi napajanje Privremeno radni programi i podaci drže se u RAM Direktan brz pristup sa CPU za čitanje/upisivanje Jedinstvene adrese, podaci se mogu smestiti u bilo koju lokaciju • Dinamička DRAM – zahtijeva osvježavanje sadržaja tokom rada • Statička SRAM – zahtijeva stalno napajanje 1. 11. 2020. Glava 2 69

Računarske memorija 4. Sekundarna memorija: –On line (HD): • masovna memorija sa podacima i

Računarske memorija 4. Sekundarna memorija: –On line (HD): • masovna memorija sa podacima i programima. • dio se može koristiti za virtualnu memoriju. –Off line (CD, DVD, SDD, USB. . . ) • optički spoljni diskovi i memorijski uređaji 1. 11. 2020. Glava 2 70

ROM memorija • ROM (read-only memory) – BIOS (Basic Input Output System) • Memorišu

ROM memorija • ROM (read-only memory) – BIOS (Basic Input Output System) • Memorišu permanentno (Phoenix, Award, AMI, . . . ) • PROM: Sadržaj se može upisati jedanput • EPROM: Može se brisati ultraljubičastom svetlošću (BIOS) • EEPROM: Može se brisati električnim impulsom q. Osnovni set instrukcija za butovanje na najnižem nivou q. Provjerava POST- Power. On. Self-Test q. Butuje računar do tačke gde OS preuzima Award BIOS 1. 11. 2020. Glava 2 71

Kompakt fleš memorije • Na bazi tranzistorske tehnologije • Višestruki upis (sve više zamjenjuju

Kompakt fleš memorije • Na bazi tranzistorske tehnologije • Višestruki upis (sve više zamjenjuju ROM BIOS) • Koriste se u telefonima, pejdžerima, prenosivim računarima, PDA itd. • Moguć je višestruki upis (>100 000 puta) • Sadržaj se čuva i u odsutsvu napajanja 1. 11. 2020. Glava 2 72

CMOS (Complementary. Metal. Oxide Semiconductor) • Napaja se baterijom na glavnoj ploči • Pamti

CMOS (Complementary. Metal. Oxide Semiconductor) • Napaja se baterijom na glavnoj ploči • Pamti osnovne postavke i sadrži: – sistemski sat, vreme i datum – lozinku za uključivanje napajanja (Power On) – CMOS lozinku – sekvencu za butovanje drajva – tip HD (kod starijih PC) • Često se mješaju sa BIOS - blisko rade CMOS čip i baterija 1. 11. 2020. Glava 2 73

Napajanje • Konverzija AC u DC: 220 V u 3, 3 V, 5 V

Napajanje • Konverzija AC u DC: 220 V u 3, 3 V, 5 V i 12 V • Ima sopstveno hlađenje • Glavna karakteristika je snaga - P=U·I. • Izražava se u vatima (W) 1. 11. 2020. Glava 2 74

Plug and Play • Uključivanje/isključivanje memorija, čipova, dodatnih pločica, flash memorija, uređaja itd. :

Plug and Play • Uključivanje/isključivanje memorija, čipova, dodatnih pločica, flash memorija, uređaja itd. : • nije potrebno posebno podešavanje računara • mijenja konfiguraciju računara • Po prvi put viđeno na Apple. Macintosh računaru • Kod starijih računara zahtijevala se: • izmjena prekidača (switches) ili džampera (jumpers) 1. 11. 2020. Glava 2 75

Hardver računara -Perspektive- • EUVL (Extreme Ultraviolet Lithography): • nova laserska tehnologija • drastično

Hardver računara -Perspektive- • EUVL (Extreme Ultraviolet Lithography): • nova laserska tehnologija • drastično će povećati performanse i • smanjiti dimenzije čipova • Superprovodnici: • provode elektricitet bez zagrijavanja • povećava brzinu računara za dva reda veličine • Kvantno-optički računari: • signali se prenose fotonima, a ne električnim impulsima 1. 11. 2020. Glava 2 76

Zaključak • Računari manipulišu sa sekvencama bita binarnim reprezentima informacija • CPU izvršava programske

Zaključak • Računari manipulišu sa sekvencama bita binarnim reprezentima informacija • CPU izvršava programske instrukcije koje su takođe kodirane kao nizovi bita, obavljajući računske i logičke operacije kojima se ulazni podaci transformišu u izlazne • Nisu svi CPU međusobno kompatibilni 1. 11. 2020. Glava 2 77

Zaključak -1 • CPU koristi: – RAM (random access memory) kao privremenu memoriju za

Zaključak -1 • CPU koristi: – RAM (random access memory) kao privremenu memoriju za instrukcije i podatke – ROM (read-only memory), sadrži nepromjenljive informacije koje služe kao referentni materijal za CPU u toku izvršavanja programskih instrukcija • CPU, radna memorija, kontroleri, generatori taktova itd. se nalaze na matičnoj ploči i povezani su odgovarajućim magistralama 1. 11. 2020. Glava 2 78

HVALA NA PAŽNJI! 1. 11. 2020. Glava 2 79

HVALA NA PAŽNJI! 1. 11. 2020. Glava 2 79