Mikroprocesorski sistemi i nformacione tehnologije Uvod u raunarski

Mikroprocesorski sistemi i nformacione tehnologije Uvod u ra~unarski hardver q Mikrora~unari i mikrora~unarski sistemi q Neki primeri mikroprocesorskih generacija q Osnove standardizacije mikroprocesorskih sistema q q primer kako ne treba raditi prezentaciju - pogledajte za{to? q Sadrzajno (9 slajda, bez literature. . . )? q Formalno (poglavlje 2, pa 1, pa 4. . . ) ? q Vizuelno (pretrpano, samo tekst. . . )? 6/3/2021 Djurcilov Aleksandar 1

1. 0 Uvod u ra~unarski hardver Hardver (ISO 2382 -01. 07): deo, ili svi delovi fizi~kih komponenti sistema za obradu informacija( na primer: ra~unari, spoqa{wa oprema ). U periferijsku (spoqa{wu) opremu , koja uglavnom slu`i za potrebe unosa, pregleda, prenosa i {tampawa rezultata obrade podataka, spadaju : {tampa~i (printeri, ploteri) jedinice traka, disketne jedinice i drugo. Ra~unar (ISO/IEC 2382 -01. 03 IT re~nik) : to je funkcionalna jedinica koja mo`e izvoditi zna~ajne prora~une , uklju~uju}i mnogobrojne aritmeti~ke i logi~ke operacije bez qudske intervencije. Vrste ra~unara : kalkulator, supera~unar, meinfrejm, hibridni ra~unar, analogni ra~unar , digitalni ra~unar. U digitalne ra~unare spadaju : minira~unar, mikropa~unar (digitalni ra~unar ~ija procesorska jedinica sadr`i jedan ili vi{e mikro procesora i obuhvata memoriju i U/I blok ). Mawi mikrora~unari iza 80 -ih su ; personalni ra~unar, (prenosivi) portabl ra~unar, laptop ra~unar. U funkcionalne jedinice ra~unarskog hardvera globalno spadaju : fun. jed. za ra~unarsku grafiku , sistem interfejs procesa, terminali, procesorske jedinice, memorijske jedinice. 6/3/2021 Djurcilov Aleksandar 2

2. 1 Mikrora~unari i mikrora~unarski sistemi l l l Mikrora~unar se sastoji od mikrora~unarskog sistema, perifernih ure|aja, komandnog pulta i upravqa~kog softvera. CPU ( centralna procesorska jedinica ); procesna jedinica (01. 03. 01) je funkcionalna jedinica za obradu podataka koja se sastoji od jednog ili vi{e proceso- ra i wihovih unutra{wih memorija. Procesor (11. 01) funkcionalna jedinica u ra~unaru, koja tuma~i i izvr{ava instrukcije (procesor je sastavqen najmawe od jedinice za upravqawe nare dbama , aritmeti~ke jedinice i logi~ke jedinice) Unutra{wa memorija (11. 01. 14) memorrijska jedinica kojoj procesor pristupa bez kori{}ewa ulazno izlaznih kanala (unutra{wa memorija mo`e ukqu~ivati i druge vrste memorijskih jedinica, kao {to su priru~na memorija I registri) Upravqa~ka jedinica (za naredbe) (11. 02) deo procesora koji pretra`uje naredbe odgovaraju}im redosledom , prevodi (tuma~i) svaku naredbu i upu}uje odgovaraju}e signale aritmeti~koj i logi~koj jedinici , kao i drugim delovima u skladu sa ovim tuma~ewem. Aritmeti~ka (logi~ka; aritmeti~ko-logi~ka) jedinica; ALU deo procesora koji obavqa aritmeti~ke operacije ili aritmeti~ke i logi~ke operacije. Mikroprocesor(11. 01. 19) procesor ~iji su delovi minijaturizovani i sme{teni u jedno ili nekoliko integrisanih kola. 6/3/2021 Djurcilov Aleksandar 3

2. 2 Mikrora~unari i mikpoprocesorski sistemi Pretvara~i (11. 04) su (standardizovane) funkcionalne jedinice. Razlikujemo: pretbvara~ podataka, pretvara~ kodova, koder-enkoder, dekoder, serijsko paralelni pretvara~, paralelno serijski pretvara~. Prihvatna memorija (bafer-11. 01. 17) memorijska jedinica ili oblast odre}ene naamene, koja privremenim uno{ewem i ~uvawem omogu~uje prenos podataka izme|u dveju funcionalnih jedinicaza razli~itih prenosnih karakteristika ( prihvatna memorija se koristi za posredovawe izme}u me|usobno nesinhronizovanih ure|aja , izme|u serijskog i paralelnog prenosa ili tamo gde se brzine prenosa razlikuju). Priru~na memorija (ke{11. 01. 18) prihvatna memorija posebne namene, mawa i br`a od glavne memorije , za koje postoji verovatno}a da }e neposredno biti potrebne procesoru. Mikroprocesorski sistem je integracija visokog (LSI – 100 do 500 elm. )ili veoma visokog(VLSI-5000 do 50000 elm. ) ili ultra visokog (ULSI- vi{e od 100000 elm. ) LSI = Large Scale Integration, tehnologija proizvodwe integrisanih kola sa vi{e hiqada tranzistora u jednom ~ipu”Si” ~ipu ili “Ga. As” ~ipu tj. integrisano kolo koje odgovara procesoru velikog ra~unara. 6/3/2021 Djurcilov Aleksandar 4

2. 3 Mikrora~unari i mikpoprocesorski sistemi l l l l Pored mikroprocesora u sastav mikrora~unara ulaze i jo{(u posebnim inte- grisanim kolima) : RAM memorija za podatke ( ili kopija RAM-a {edou Ram), ROM ili (E) PROM memorija za sme{taj instrukcije radnog i nadzornog (monitor) programa(ili kopije ROM-a nekih ra~unara sa procesorom 80 h 86) , oscilator taktnih impulsa (ako nije u mikroprocesoru) koji generi{e signal frekvncije od 8, 12, 16, 25, 33, 40, 50, 66, 100, 23, 600 MHz ili vi{e), U/ I blok za razmenu informacija izme|u mikroprocesora i perifernih ure}aja. Sa funkcionalnog aspekta mikroprocesor se mo`e gledati kroz : registre broja~a, upravqa~ku (kontrolnu jedinicu, aritmeti~ko-logi~ku jedinicu(ALU) , logi~ke sklopove, pretvara~e, (ili dekodere), sabirnice kao intepfejs itd. Mikroprocesor mo`e imati u istom ~ipu i malu memoriju i/ili oscilator taktnih impulsa. Glavni takt ili naprava ~ija je glavana funkcija da upravqa ostalim taktovima. Dava~ takta naprava koja upravqa procesorskim operacijama, generi{e prekide i periodi~ne signale za sinhronizovawe. Mikroprocesori se razlikuju po arhitekturi hardvera, ma{. jeziku i skupu asemblerskih instrukcija. Zajedni~ko im je da su sme{teni u jednom LSI kolu ( do sada sa najv. 40 prikqu~aka)i da se pored aritmet. log. i upravwa~ke jedinice skoro svi sastoje od brojnih registara. Mikroprocesori mogu da vr{e slede}e fje : ~itawe podataka iz interne memorije, upis podataka u internu memoriju ~itawe/upis podataka u /iz U / I ure|aja, aritmeti~ko logi~ke operacije nad podacima 6/3/2021 Djurcilov Aleksandar 5

1. 3 Neki primeri mikroprocesorskih generacija l l l l Razvoj mikroprocesora 1978. Godine Intel je proizveo mikpoprocesor prve generacije 8088 sa magistra lom 8 bita za PCXT ra~unar , 1982 mikroprocesor druge generacije INTEL 80286 sa magistralom 16 bita za PCAT, 1985 mikroprocesor tre}e generacije INTEL 80386 sa magistralom 32 bita. 1989 ~etvrta generacija procesora 32 bitni pro- cesor INTEL 80486 za PC 486 ra~unare , 1993 proizvod ~eetvrte generacije je nazvan Pentium, petoj generaciji procesora pripada INTELOV 64 bitni Pentium 2 iz 1998. godine ura|en u 35 mikronskoj tehnologiji od 330 -350 MHz. Ve} druga vrsta Pentium 2 je ra|ena u 25 mikronskoj tehnologiji i omogu}ila 330 -500 MHz. Pentium 3 je 1999 omogu}io 500 MHz. Ppimeri konfigurisanja i rada mre`e Ikste ra~unari su imali skromnu propusnu mo} magistrale. U to vreme Ethernet mre`e radile su sa dosta velikom propusnom mo}i od 19 megabita. Isti taj Ethernet od 10 Mbps ispratio AT, 386, 486 i prve Pentjum ra~unare, sve dok nije postao usko grlo sistema. Potom je usledio Fast Ethernet 100 Mbps, dizajniran za magistralu PCI INTEL –ovu 32 bitnu magistralu podataka i brzinom prenosa podataka od 132 Mbps. Pokazalo se da je ova tehnologija i{la korak ispred uz rezervu prihvatanja br`ih ra~unara koji su se pojavili naredne godine. Paralelno sa hardverskim potrebama mre`e rasli su i zahtevi sistemskog softvera. 6/3/2021 Djurcilov Aleksandar 6

1. 3. 1 WINDOWS 95 l l l Kpajem 1995. Godine pojavio se novi operativni sistem Windows 95 koji po- staje potpuno nezavistan od MSDOS OS. Windows 95 je potpuno 32 bitni OS i zahteva min 386 procesor i 8 MB RAM–a. Sredinom 1988. god oper. sis. Windows 98 pru`io je neke dodatke zbog kojih su sledili 32 MB RAM–a i oko 200 MB hard diska. Pojavom oper. sis. Windows NT 5. 0 i Windows 2000 , tokom 2000 -te pru`ene su dodatne mre`ne mogu}nosti , a istovremeno usledili novi hardverski zahtevi 64 MB RAM–a , 1 GB hard diska. 1. 3. 2 MULTIMEDIJALNE PLATFORME I (MPC) STANDARD Veliki doprinos Windowsa je {to je wegov prenos i instalacija zahtevao nove Tehnologije hardvera i nosilaca podataka {to je razvilo kompak disk tehno- ogije, multimedije, a time i procesorsku platformu. Pepsonalni komjuter zasnovan na familijama Intelovih procesora 80 h 86 i oper. sist. Vindous kao ra~unarska platforma postao je op{ti standard koji se inovirao. Jo{ 1990 god. Savet za marketing pers. kompj. postavio je propise za ra~unarsku platformu za multimedije MPC 1 Level 1 / Level 2 standard. Multimedijalne konfiguracije po deqene su u vi{e grupa zasnovanih na procesorima : 386, 486 SX, 486 DX, Pentium i OS. Hardverske karakteristike 2000 su procesor Pentjum 3, RAM/hard disk(256 MV / 30 GB u konfiguraciji), CD ROM (48 XCD-ROM, brzina prenosa podataka >600 Kb/s), Audio(Soundblaster 32 PCI, 3 D, Full duplex), Interfejsi(MIDI / O, modem 56 K) 6/3/2021 Djurcilov Aleksandar 7

4. 0 OSNOVE STANDARDIZACIJE MIKROPROCESORSKIH SISTEMA l l l l Registri su standardizovani u tri izvora me|unarodnom standardu ISO 2382 -11: 1987 i Jugoslovenskom standardu JUS I. A 0. 021: 1992 segment registri, kao i JUS I. A 0. 022: 1985 segment memorija (4. 3 h-4. 4 h). Postoji 16 standardizovanih termina: registar za naredbe, adresni reg. naredbe, indeksni reg. , reg. osnovne bazne adrese, reg. indikatora stawa, reg. prekida, pomera~ki reg. , reg. op{te namene reg. pokretnog zareza itd. Na bazi re~nika IT , ISO 2382 -11: 1987 I JUS I. A 0. 021: 1985, a koji se posebno odnose na odeqak aritmeti~ke jedinice(11. 03), stardizovani su brojni termini iz kojih se mogu izdvojiti neki: sabira~, serijski sabira~, paralelni sabira~ , sabira~ bez prosle|ivawa prenosa, polusabira~, puni sabira~ , oduzima~, poluoduzima~, puni oduzima~, sabira~-oduzima~ itd. Primeri standardizacije logi~kih ure|aja mogu se sagledati na bazi re~nika IT, kroz odeqak logi~ki ure|aji (03. 04). Postoji 17 standardizovanih termina kao: logi~ki sklop, sekvencijalno kolo, kombinacijsko kolo, logi~ko kolo itd. 6/3/2021 Djurcilov Aleksandar 8

4. 0 UMESTO ZAKQU^KA O RAZVOJU I STANDARDIZACIJI MIKROPROCESORA l l l Pri izboru mikroprocesora treba porediti vi{e karakteristika primer za proizvo|a~a AMD / INTEL, Radna frekvencija 1 GHz / 1 GHz, Podr`. rad magistrale 200 MHz / 133 MHz , Podr`. RAM brzzine SDRAM 100 MHZ / SDRAM 400 MHZ, Ke{ 333 MHz / 1 GHz, Pristup grafici 0. 5 MBps / 1 MBps. Veliki je broj novih modela sve br`ih procesora , a predwa~e firme AMD, IBM, Kompak. Pored 32 bitnih procesora 2000 te sa radnom frekvencijom od 1 GHz, ve} rade procesori pentjum 4 na 2. 4 GHz. Vepzija 0. 13 mikronskih pro cesora u bakarnoj tehnologiji firmi IBM i Kompak rade na taktu od 1. 2 GHz. Tehnologiju 0. 25 mikronsku je zamenila 0. 18 mikronska, a slede}i korak je 0. 13 mikronska. Na kraju dvadesetog veka procesori imaju ~etvrtast oblik kao rezultat potrebe za minijaturizacijom i maksimalnim iskori{}ewem silicijumske plo~e. Budu}e generacije procesora kao kombinacija ele- ktronskih i opti~kih delova ima}e izgled pravilnog {estougla u ciqu {to br`eg komunicirawa sa ke{ memorijom koja }e ga okru`ivati putem prstena (o~ekuje se 1 GB ke{a i 256 GB potpuno opti~kog –holografskog RAMA. Otklawawem metalnih veza koje ga zagrevaju i spre~avaqu pove}awa takta, brzina procesora }e pre}i 100 GHz. S druge strane opti~ka magistrala bi bez problema radila na taktu procesora od 100 GHz. Iako najnoviji JUS standard iz 1998, je Ekvivalentan IEC jo{ iz 1991. Tako|e svi ostali. JUS standardi su ekvivalentni ili neodgovaraju}im IEC ili ISO iz 1991. godine ili ranije. 6/3/2021 Djurcilov Aleksandar 9