Raunarstvo i informatika Istorijat i uvod u raunarstvo

Računarstvo i informatika Istorijat i uvod u računarstvo Ivan Filipović

Računarstvo i informatika • Šta je to računar? • Računar je mašina koja služi za obradu podataka • Šta je to podatak? • U prevodu sa latinskog znači „nešto je dato“ • Činjenica koja se može zabeležiti tekstom, brojevima, bojom ili zvukom

Računarstvo i informatika • Šta je to obrada podataka? • Proces pretvaranja podataka u korisne informacije • Šta je to informacija ? • Skup obrađenih podataka koje primaocu predstavljaju neko obaveštenje, novost i uvećava njegovo znanje

Računarstvo i informatika Primena računara • • Obrazovanju U nauci Projektovanju Medicini Komunikaciji Istraživanju svemira zabavi

Računarstvo i informatika Hardware • • • Matična ploča Procesor Ram memorija Hard disk Monitor. . Software • Operativni sistem • Drajveri • Aplikativni (korisnički) programi

Unutrašnja periferija računara Unutrašnju periferiju računara čine: - Matična ploča - Procesor - RAM - Grafička karta - Zvučna kartica - Mrežna kartica - Napojna jedinica

Matična ploča - Matična ploča je hardverski deo računara koji veže sve komponente u jednu celinu i omogućava komunikaciju između raznih delova računara. - Matična ploča direktno utiče na performanse računara shodno mogućnostima njenih glavnih delova. - Glavni delovi matične ploče su: - Čipset -IDE Konektori - Socket -SATA Konektori - Bios -USB Konektori - Memorijski slotovi -Legacy konektori - PCI-Express slotovi -PS 2 (periferni) konektori - PCI slotovi -Naponksi konektori

Delovi matične ploče Socket za procesor PS 2 konektori miš/tastatura Čipset Memorijski slotovi Konektor napajanja SATA konektor USB 2. 0/3. 0 konektori Izlazi za monitor PCI Express x 16 Audio konektori PCI Express konektori PCI Legacy konektori

Delovi matične ploče Čipset: Glavni deo koji veže sve ostale delove sa procesorom i šalje CPU informacije ostalim delovima, sastoji se od dva dela: North. Bridge i South. Bridge. North. Bridge: North. Bridge je direktno konektovan sa procesorom (CPU) preko FSB-a (Front Side Bus ili Sabirnica) što omogućava brzu dostupnost podataka iz memorije i grafičke. Southbridge: Southbridge je sporiji od Northbridge-a pa sve informacije iz CPU-a idu prvo preko Northbridge-a pa tek onda na Southbridge koji je magistralama spojen na PCI, USB, zvučni čip, SATA i PATA konektore itd. Socket: Socket određuje koju vrstu procesora možemo priključiti na matičnu ploču. Zadnji univerzalni socket koji su podržavali svi proizvođači procesora za PC kompjutere je bio socket 7. Danas je nemoguće staviti AMD procesor u matičnu ploču koja podržava Intel socket (i čipset). Ispod ćemo nabrojati neke od najpoznatijih socketa: Socket 7 - Zadnji univerzalni socket za PC kompjutere Socket LGA 775 - Za Intel Core seriju procesora Socket LGA 1155/1150 - za Intel procesore novijih generacija Socket LGA 1151 - Poslednji Intel socket za najnovije procesore (Skylake) Socket LGA 1366/2011 - za Intel procesore namenjene naprednijim korisnicima Socket AM 2/AM 2+/AM 3+ - Za AMD procesore Socket FM/FM 2/FM 3 - Za AMD APU procesore

Delovi matične ploče BIOS: Basic Input/Output System (BIOS) kontroliše primitivne fukncije računara i svaki put proverava svoje stanje kod paljenja računara. Memorijski slotovi: Služe kao dom za RAM memoriju, obično ih ima više. PCI slotovi: (Peripheral Component Interconnect) konektori za zvučne, TV, mrežne karte. PCI-express slotovi: Konektori za grafičke kartice, novije zvučne, TV, mrežne karte, RAID. IDE konektori: Integrated Drive Electronics, služi za spajanje starih PATA hard diskova, optičkih uređaja (DVD/CD-ROM/RW), obično nalazimo dva konektora. SATA konektori: Serial Advanced Technology Attachment, služi za konektovanje SATA hard diskova, i logično donosi bolje mogućnosti, sam konektor je nešto manji i praktičniji od PATA. USB priključci: Universal Serial Bus služi za priključivanje vanjskih uređaja, te je najnoviji standard USB 3. 1 koji je skoro duplo brži od USB 3. 1 a mnogo brži od starog USB 2. 0. Legacy konektori: Stari i prevaziđeni konektori, još su uvek tu radi podrške starih uređaja iako se sve manje koristi, odlikuje ga mala brzina. Konektori za periferije: Konektori za miš i tastaturu, nisu se previše menjali. CMOS baterija: Pamti neke vitalne i osnovne postavke, takođe sadrži u sebi sistemski sat. Integrisani delovi: Većina ploča danas ima već ugrađene audio (zvučne), mrežne, bluetooth, wireless čipove, dok su u novijim računarima grafički čipovi integrisani uz sam procesor. Naponski konektor: Preko njega matična ploča dobija struju (od napojne jedinice), te je raspoređuje ostalim delovima na matičnoj ploči.

Kako matična ploča funkcioniše? • • • Jedan od najvažnijih delova matične ploče je magistrala. Preko magistrale idu svi podaci te tako komponente međusobno komuniciraju. Brzina magistrale se meri u MHz-ima. Što je veča brzina to više podataka istovremeno može brže proći. Najbitnija magistrala je FSB, koja povezuje Northbridge i CPU, a kako memorija ide preko northbridge-a FSB-ova brzina može dramatično povećati performanse računara. Osim FSB-a, imamo i druge magistrale: Memorijska spaja northbridge sa memorijom IDE spaja southbridge sa hard diskovima ili CD/DVD uređajima PCI Express x 16 spaja grafičku kartu sa memorijom i CPU PCI spaja PCI slotove sa southbridge-om, takođe PCI magistralu koristi novi PCI Express 11

Procesor - Procesor (mikroprocesor, µP ili u. P) je elektronska komponenta napravljena od minijaturnih tranzistora na jednom čipu (poluprovodničkom integralnom sklopu). Centralni procesor je srce svakog računara, iako centralni procesor (CPU) nije jedini procesor, njega imaju grafička kartica (GPU), zvučna kartica i mnogi drugi delovi, ali pod imenom procesor najčešće se misli na centralni procesor (CPU). - Procesor radi u tesnoj saradnji sa RAM memorijom, ustvari procesor adresira svaki podatak koji ide na memoriju. RAM memorija je veoma brza, i svi podaci u njoj su brzo dostupni, stoga je bitno imati što više RAM memorije jer CPU onda može adresirati mnogo više podataka. 12

Kako radi CPU? • Procesor obrađuje i izvršava mašinski kod (binarni) koji mu govori šta da procesor radi. Jedini razumljivi jezik procesoru je asemblerski jezik. CPU radi tri osnovne stvari: • Pomoću ALU (eng. Arithmetic/Logic Unit) procesor je u mogućnosti da izvodi osnovne matematičke operacije (sabiranje, oduzimanje, množenje i dijeljenje). Procesor prebacuje podatke s jednog memorijskog mesta na drugi, shodno naredbama, procesor može skočiti na novi set instrukcija • Glavni delovi procesora su: • - Artimetričko logička jedinica (ALU) - deo zadužen za sve matematičke kalkulacije • - Registri - jednostavne flip-flop zakačke. • - Kontrolnu jedinicu (control unit, CU), koja upravlja radom procesora (a time i čitavog računarskog sistema) • Posle obrade podataka, adresna magistrala šalje adresu memoriji, dok se kroz ulaz i izlaz dobijaju podaci iz memorije, odnosno šalju. Čitanje i pisanje se odnosi na adresiranu memoriju, tj. kada je procesor želi, reset postavlja program counter na 0.

Glavni delovi CPU-a?

Memorijska hijerarhija Unutrašnja Spoljašnja • Hard diskovi • Registri procesora • SSD diskovi • Keš memorija • Prenosna memorija • USB • Glavna memorija • CD/DVD Pristup memorije Brzina memorije Tehnologija izrade memorije Kapacitet memorije Trajnost memorije Promenjivost memorije Sequential access memory, Pokazuje koliko se podataka može iz memorije pročitati ili u nju Random access memory, Uglavnom se (volatile) izrađuju od elektronskih elemenata Kapacitet memorije izražava količinu koja se Trajne podataka (non volatile) Privremene Promenjive memorije omogućavaju i čitanje i upis SAM da upisati u jedinici vremena. Bitne stvari kod brzine su: RAM omogućava pristup (glavna memorija, memorije, SSD memorije), može uskladištiti i flash izražava se u zahtevaju kilobajtima (k. B), se memorije čuvaju sadržaj memorije gube sadržaj podataka (read-write, RWM) dok nepromenjive lokacijama pristupa redom Vreme pristupa Brzina prenosa odnosno svakoj memoriji bez obzira magnetnih elementata (hard diskovi i magnetne trake) i megabajtima (MB), gigabajtima (GB) ili priključene terabajtima i kada nisu nakon nestanka memorije dozvoljavaju samo čitanje (read-only, ROM) Kašnjenje protok na lokaciju na kojoj se nalazi optičkih (GB). . . za sada na struju napajanja elemenata (CD, DVD, Blue. Ray) 15

RAM memorija • RAM, (Random Access Memory - memorija nasumičnog pristupa), je jedan od oblika skladištenja računarskih podataka čijem sadržaju se može pristupiti po bilo kom redosledu. • Kod ove vrste memorije podaci se mogu ne samo čitati, već i zapisivati. • RAM se u računarima upotrebljava prvenstveno za primarno skladištenje podataka koji se aktivno koriste i neprestano se menjaju. • Neke od vrsta RAM-a koje su se koristile kroz istoriju • SRAM, skraćeno od engl. Static RAM – memorija zalemljena na matičnu ploču • NV-RAM od engl. Non-Volatile RAM – memorija se briše sa gašenjem računara • DRAM engl. Dynamic RAM - memorija ide u slotove na matičnoj ploči • Fast Page Mode DRAM – naizmenično upisivanje podataka • EDO RAM (Extended Data Out DRAM – dodato čekanje fajlova na upisu • SDRAM (Synchronous DRAM) – dodata brzina rada memorije • DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous DRAM) • RDRAM ili Rambus DRAM 16

RAM memorija 17

Hard disk (HDD) • Tvrdi disk (ili hard disk) je uređaj koji piše i čita podatke. Na njemu se skladište svi podaci neophodni za pokretanje računara, npr. operativni sistem, aplikativni programi. . On radi na skroz drugačijem principu od RAM memorije i omogućava računaru da zapamti podatke i posle gašenja istog. Hard disk spada u vrste mehaničkih uređaja. • Delovi hard diska: • Magnetna ploča • Glava za čitanje/pisanje • Pobuđivačka kazaljka (nosač glave za čitanje/pisanje) • Pobuđivač (motor glave za čitanje/pisanje) • Osovina • Podaci se zapisuju na površini magnetne ploče u sektorima i stazama (tracks). Sektor obično sadrži određeni broj bajtova, i oni su u obliku zaobljenih polukrugova, dok su staze u obliku koncentričnih krugova. • Osnovni parametri su brzina i veličina, kao i bafer (buffer) hard diska 18

Hard disk (HDD) 19

Solid State Drive (SSD) • Solid State Drive, SSD, je naslednik hard disk-a. Za razliku od HDD on nema mehaničke delove i u poređenju mehaničkim diskovima, otporniji su na fizičke udare, nečujni su, imaju manje vreme pristupa i manje kašnjene samim tim ostvaruju veće brzine od mehaničkih diskova • Delovi SSD: • Kontroler – ugrađeni procesor koji obezbeđuje elektronici da spoji memorijske komponente sa matičnom pločom • Memorija • Većina SSD proizvođača koristi nepromenjivu NI fleš memoriju koja zadržava podatke i nakon gubitka električne energije • DRAM – odlikuje ultrabrz pristup podacima, a prvenstveno se koriste za ubrzanje aplikacija. DRAM baziran SSD uključuje ili unutrašnje baterije ili spoljni AC/DC adapter za električnu energiju 20

Solid State Drive (SSD) 21

Optički uređaji - CD/DVD/Blue. Ray uređaj služi za reprodukovanje sadržaja koji se nalaze na mediju. Neki mogu samo prikazivati sadržaj, dok imamo i uređaje koji su u mogućnosti i snimati nove podatke sa računara ili s drugog medija. - CD/DVD/Blue. Ray-ROM su uređaji koji mogu čitati bilo koju vrstu CD/DVD medija. CD/DVD/Blue. Ray-ROM se obično spaja na SATA konektor na matičnoj ploči koja služi za protok podataka. Najčešće što zapažamo je brzina jednog uređaja, a koja se meri u MB/s koja kod CD medija iznosi 7. 62 MB/s, kod DVD medija 21, 12 MB/s dok kod Blue Ray iznosi 65 amegabajta po sekundi - RW-ROM (Read-Write) je uređaj koji može snimati podatke na medij. U zavisnosti od tipa (CD/DVD/Blue. Ray) samog uređaja on može snimati određene medije. U zavisnosti od brzine „rezanja“ kao i od kvaliteta medija zavisi i kvalitet, tj dugotrajnost zapisa 22

CD/DVD/Blue. Ray - ROM 23

Flopi disk ili flopi disketa (FDD) je uređaj za čuvanje podataka koji je bio glavni prenosivi uređaj do pojave CD-a, kasnije i DVD uređaja i medija. Skoro 20 godina flopi disk je vladao računarskim svetom i bio glavni prenosnik podataka među računarima. Danas se manje koristi zbog mnogo većih i bržih CD i DVD medija te USB fleš stikova, ali flopi disk još uvek nije potpuno iščeznuo i još se koristi za neke manje stvari kao što su drajveri za monitor i start-up diskete. Na klasičnom flopi disku od 1. 44 MB nalaze se 2 glave, 80 cilindara s po 18 sektora, svaki od po 512 bajta. 24

Flash memorija ili Flash EEPROM je vrsta EEPROM (Electrically. Erasable Programmable Read. Only Memory) memorije. Za razliku od "uobičajene" EEPROM memorije, u Flash. EEPROM memoriji se bajtovi ne mogu pojedinačno brisati. Flash memorija se koristi tamo gde je bitno da su podaci sačuvani na fizički što manjem mediju (mp 3 plejeri, USB stikovi itd. ) Spada u grupu spoljnih memorija, i ne zahteva dodatne drajvere za rad od Windowsa 98 pa na dalje. U sebi ima Flash memoriju (nalazi se na maloj štampanoj ploči) zatvorena plastičnim ili metalnim kućistem. 25