Sklopovlje Osnovna graa raunala Osnovni dijelovi raunala Osnovna

Sklopovlje Osnovna građa računala

Osnovni dijelovi računala • Osnovna i proširena konfiguracija • Unutrašnji dijelovi Modem Miš

Dijelovi računala Jedna od najčešćih podjela je na sklopovlje (engl. hardware) i programe (engl. software) Sklopovlje čine električni, elektronički i mehanički dijelovi od kojih je građeno računalo i njegovi priključci Programska podrška (engl. software) – skup svih programa koji se mogu izvršavati na računalu

Građa računala Svako elektroničko računalo ima građu koja je vrlo slična građi ostalih elektroničkih računala Građa se ne razlikuje u velikoj mjeri bez obzira na veličinu i namjenu računala

John von Neumann Američki matematičar mađarskog porijekla 1945. u znanstvenom radu opisao arhitekturu koju koriste gotovo sva današnja računala Von Neumannov model

Model današnjih računala

Von Neumannova arhitektura računala Memorija Upravljačka jedinica Aritmetičko-logička jedinica Procesor Ulaz Izlaz Ulaznoizlazni podsustav

Von Neumannova arhitektura 4 osnovna dijela računala Memorija Služi za pohranu instrukcija i podataka u binarnom obliku Upravljačka jedinica Dekodira instrukcije i upravlja ostalim dijelovima računala Aritmetičko-logička jedinica Izvršava aritmetičko-logičke operacije na podacima iz memorije, po nalogu upravljačke jedinice Ulazno izlazni podsustav Ulaz ulaznih podataka u računalo i izlaz rezultata obrade Pretvorba podataka iz oblika prikladnog korisnicima u oblik prikladan računalu, i obratno

Von Neumannova arhitektura – princip rada podaci i instrukcije su pohranjeni u memoriji u obliku binarnih podataka instrukcije su pohranjene u slijedu (jedna iza druge) kod izvođenja programa, instrukcije se dohvaćaju iz memorije, jedna po jedna upravljačka jedinica ih dekodira, dohvaća potrebne operande i nalaže ostalim dijelovima računala izvršenje operacije određene operacijskim kodom

Memorija Služi za pohranjivanje podataka u binarnom obliku – bitovima Bistabili – registri, duljina registra Sastoji se od niza lokacija od kojih svaka ima svoju adresu kojoj pristupamo Veličina adrese određuje veličinu memorijskog adresnog prostora n Veličina mem. adr. prostora = 2 n = broj bitova memorijske adrese

Memorija Adrese Memorijska lokacija Adresni memorijski prostor je veličine 2 n n = broj bitova adrese Npr. u 32 -bitnim računalima, memorijski adresni prostor je 232 = 4 GB Broj bitova po memorijskoj ćeliji (npr. 64 b)

Memorija (glavna i vanjska) Glavna memorija – 3 vrste 1. ROM (Read-only Memory) Memorija koja je samo za čitanje Korisnik ju ne može mijenjati Različiti programi nužni za pokretanje operacijskog sustava kod paljenja računala (npr. BIOS je smješten u ROM) “Pravi” ROM koji se samo jednom može isprogramirati je rijetkost u današnjim računalima u kojima se uglavnom koristi EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) ROM koji je moguće izbrisati i ponovno programirati

Memorija 2. RAM (Random Access Memory) Memorija s izravnim pristupom (putem adrese) Izbrisiva privremena memorija Dok je računalo uključeno memorija je puna, kada se računalo ugasi, memorija se u potpunosti izbriše Odlikuje se brzinom i kapacitetom pohrane Ono što u današnjim računalima zovemo “memorija” je u stvari RAM Programi koriste tu memoriju za pohranu instrukcija i programa

RAM (32 b/64 b) 32 -bitni operacijski sustav može teorijski adresirati maksimalno 4 GB memorije (232) U praksi može koristiti maksimalno oko 3 GB memorije pošto svaki vezani uređaj rezervira za sebe određeni memorijski prostor Ako se želi u potpunosti iskoristiti 4 ili više GB memorije, potrebno je na računalo instalirati 64 -bitni operacijski sustav koji može adresirati 264 memorijskih lokacija Prednosti (64 bitna računala) Iskorištavaju u potpunosti RAM veličine 4 GB i veći Nedostaci Može biti problema (prvenstveno kod drivera za periferne uređaje: grafičke kartice, pisače i sl. ) Veće zauzeće memorije za program iste veličine Većina današnjih OS-ova ima i 32 -bitnu i 64 -bitnu verziju

Cache memorija 3. Priručna memorija (predmemorija, brza memorija; engl. cache), mala je memorija koja služi za pohranu podataka koji se često koriste. Stoji uz procesor Ubrzava rad procesora

Memorija za trajnu pohranu 3. Memorija za trajnu pohranu podataka Mediji za pohranu podataka (podjela po načinu zapisa) Magnetski mediji (tvrdi disk, diskete, magnetske kartice i vrpce ) Optički mediji (CD -650, 700 MB, DVD - 4, 7 -19 GB, Blu-ray - 50 GB; ROM, R, RW) Poluvodički mediji (USB i Flash memorija) Bazirana na EPROM principu Nekad i sad

SREDIŠNJA JEDINICA ZA OBRADU - CPU Je “mozak” računala Zadaci: obrada podataka, upravljanje protokom podataka između pojedinih dijelova sustava te usklađivanje i nadzor pravilnog rada cijelog sustava Sastoji se od 2 cjeline: ARITMETIČKO – LOGIČKE JEDINICE i UPRAVLJAČKE JEDINICE Aritmetičko – logička jedinica obrađuje podatke izvodeći aritmetičke i logčke operacije nad podacima Upravljačka jedinica nadzire i usklađuje djelovanje cijelog sustava

CPU je najčešće mikroprocesor (pločica poluvodiča površine približno 100 mm 2 na kojoj su smješteni svi najvažniji dijelovi CPU-a)

Osnovne karakteristike Brzina procesora se mjeri u MFLOPS (Mega Floating-point Operations Per Second), a ne u megahercima (MHz) ili gigahercima (GHz) kako je uobičajeno. Stariji način mjerenja je bio u MIPS (Million Instructions Per Second). Frekvencija takta: 2 -4 GHz (frekvencija takta neprestano se povećava) Količina bitova koje CPU istodobno obrađuje: 32 bita (prije 8 bita, 16 bita, a danas već i 64 bita)

Poznatiji mikroprocesori su: 486, Celeron, Pentium, Athlon, Duron a poznatiji proizvođači: Intel i AMD

Najnovije Intelovo ”čudovište” i 9 -7980 XE od 18 jezgri radi na čak 6. 16 GHz

Upravljačka jedinica Izvršava niz instrukcija koje se nazivaju program Program se sastoji od niza instrukcija koje su smještene u memoriji Upravljačka jedinica dohvaća i tumači instrukciju iz memorije daje nalog aritmetičko-logičkoj jedinici da izvrši odgovarajuću operaciju određuje slijedeću instrukciju koja se treba izvršiti

Upravljačka jedinica Instrukcija se sastoji od operacijskog koda koji određuje što će se izvršiti adrese podataka na kojima se instrukcija izvršava Npr. Operacija zbrajanja sastoji se od Operacijskog koda koji kaže da treba zbrojiti 2 broja 2 podatka (adrese 2 broja koje treba zbrojiti)

Upravljačka jedinica Najjednostavnija metoda upravljanja slijedom instrukcija: svaka instrukcija jednoznačno određuje adresu sljedeće Nedostatak: Povećana duljina instrukcija Oblik aritmetičke instrukcije:

Upravljačka jedinica Druga metoda – programsko brojilo Instrukcija I 1 nalazi se na memorijskoj lokaciji s adresom A i ima jedinstvenu nasljednicu instrukciju I 2 na adresi A+1 programsko brojilo (PC) sadrži adresu slijedeće instrukcije I 2 koja se treba izvršiti adresa slijedeće instrukcije određuje se povećanjem PC -a: PC + duljina_instrukcije uvjetno i bezuvjetno grananje

Upravljačka jedinica Kod bezuvjetnog grananja u programu PC = adresa_nove_instrukcije Kod uvjetnog grananja Ako je uvjet zadovoljen PC = adresa_nove_instrukcije Inače se adresa u tom ciklusu ne mijenja

Aritmetičko-logička jedinica Izvršava osnovne aritmetičke (zbrajanje, komplementiranje, …) i logičke operacije (I, ILI, NE) prema nalogu upravljačke jedinice Sastavljena je od logičkih sklopova Shema jednostavne 2 -bitne ALU koja izvršava operacije zbrajanja, i logičke I, ILI i EXILI operacije

Osnovni sklop: poluzbrajalo

Potpuno zbrajalo sastavljeno od 2 poluzbrajala

Sklopovi za posmak Posmak ulijevo prije Posmak udesno prije Kružni posmak poslije

U/I podsustav Ulazni uređaji Koriste se za unos podataka ili programa u računalo Podatke je potrebno pretvoriti u oblik prihvatljiv računalu Najčešće korišteni Tipkovnica Miš Skener Mikrofon

Ulazni uređaji Upravljačka palica (engl. joystick) Osjetilna ploha (engl. touch-pad) Web kamera A/D pretvornik

Ulazni uređaji digitalni foto aparat zaslon osjetljiv na dodir (bankomati, ručna računala)

Ulazni uređaji Grafička ploča Crtač crtičnog koda Pametna ploča (u/i)

Izlazni uređaji Pretvaraju podatke iz računala u oblik prihvatljiv korisniku Najčešće korišteni Monitor – grafička kartica (CRT i LCD, Plazma, razlučivost) Pisač (Tintni, laserski, matrični i termički, višenamjenski)

Izlazni uređaji Crtač, ploter Zvučnici – zvučna kartica Projektor

Ulazno/ izlazni – virtualna stvarost Headset s očnim zaslonom

Povezanost dijelova Svi dijelovi unutar računala međusobno su povezani sabirnicama Normirana veza Unutarnje i vanjske sabirnice Putem sabirnica se prenose podaci između dijelova računala Npr. Nakon što upravljačka jedinica dekodira instrukciju, stavlja ju na sabirnicu koju čita ALU dohvaća instrukciju sa sabirnice

Sabirnice Paralelne Prenose podatke u paraleli, istovremeno čitavu memorijsku riječ Npr. Ako je veličina memorijske riječi 32 b, sabirnica mora imati 32 žice) Serijske Prenose podatke u seriji, jedan po jedan bit Bez obzira na veličinu memorijske riječi, za prijenos je dovoljna 1 žica

Paralelne sabirnice Brži prijenos Zahtjeva veći broj žica za prijenos Koriste se tamo gdje se zahtjeva izuzetno velika brzina prijenosa Npr. AGP i PCI sabirnice (prijenos grafike) su paralelne sabirnice Prije se većina pisača i skenera na računalo spajala putem “paralelnog kabela” koji je u stvari paralelna sabirnica

Serijske sabirnice Nešto sporiji prijenos S razvojem brzine uređaja, protokola i komunikacijskih brzina se povećava Zahtjeva manji broj žica za prijenos USB (Universal serial bus) sabirnica je serijska sabirnica Danas se većina pisača i skenera (a i brojnih drugih uređaja) na računalo spajala putem USB

Serijske sabirnice Fire. Wire (IEEE 1394) je serijska sabirnica namijenjena za visoke brzine prijenosa podataka. Fire. Wire sabirnica može podnijeti do 63 uređaja Priključivanje video uređaja , digitalne video kamere

Bežična serijska veza Između vanjskih uređaja i računala (npr. miš, pisač, PDA, mobitel, …) Prednost: nema kabela, ugodniji rad Nedostatak: cijena Najčešće se koriste radiovalovi ili infracrvena svjetlost

Povezivanje - Matična ploča Sabirnice su izvedene kao vodiči na površini tiskane pločice Ploča zadužena za povezivanje svih glavnih dijelova računala u jednu cjelinu naziva se matična ploča računala (engl. Motherboard) Na matičnoj ploči su na sabirnicama izvedene priključnice (utori, konektori) na koje se priključuju osnovni i dodatni dijelovi sustava

Utori i konektori

Vrste računala Stolna računala Prijenosna računala (laptop, notebook i subnotebook) Ručna računala - tablet (Hand-held, palmtop, PDA, mobiteli) Novije mini stolno