HARDWARE- prvi deo
Припремио:
Јелинек Зоран
2009/2010. HARDVER RAČUNARA Pripremio:JELINEK ZORAN BLOK ŠEMA RAČUNARA Računar može da obavlja četiri osnovne funkcije: 1.Memorisanje podataka 2.Obradu podataka 3.Prenos podataka 4.Upravljanje predhodnim funkcijama Računar funkcioniše kao uređaj za prenos podataka uzetih iz okruženja(periferije ili komunikacione linije) na drugu periferiju ili komunikacionu liniju.On takođe funkcioniše kao uređaj za pamćenje podataka,tako što prenosi podatke iz okruženja u operativnu memoriju i obratno.Obrada podataka vrši se nad zapamćenim podacima, ili nad podacima uzetim iz spoljnjeg okruženja. Opštu strukturu računara čine: CENTRALNI PROCESOR OPERATIVNA MEMORIJA SPREŽNI SISTEM ULAZNO­IZLAZNI UREĐAJI(PERIFERIJE) PROCESOR (mikroprocesor,ili CPU‐central processing unit)osnovna je komponenta svakog računara.Ova komponenta odgovorna je za svaku pojedinačnu radnju koju obavlja PS.Ona određuje koji će se operativni sistem koristiti,koji softver PC može da uzvršava,koliko je sistem stabilan.Procesor je postavljen na matičnoj ploči(mother board).Procesor prima najmanje dve vrste podataka za obradu: •
•
Instrukcije Podatke Podaci i instrukcije za obradu ulaze u procesor,rezultat su: obrađeni podaci: Podaci se kreću ka i od procesora preko sistemske(bus)sabirnice( kao na gornjoj slici) .Istrukcija predstavlja programski kod.Recimo zahteve koje dajemo preko tastature ili miša za štampanje,snimanje,otvaranje datoteke i slično.Podaci su tipično korisnički podaci,recimo u Wordu (dokument koji može uključiti neke tekstualne podatke,slike i sl).Ali recimo klikom na“print“ šaljemo instrukciju, a ne podatke.Dakle kompletna slika bi izgledala ovako: ELEMENTI STANDARDNE ARHITEKTURE RAČUNARA UMAJU imaju“Fon Nemannovu strukturu”: •
Centralni procesor(CPU) •
•
•
•
•
Centralnu memoriju(RAM) Kontrolere(controllers) Sabirnice(busses) Ulazno izlazne jedinice Spoljne memorije(drives) PC KONFIGURACIJA Komponente u centralnoj jedinici – kompjuteru Periferni uređaji (Periferali) Matična ploča: CPU, RAM, cache, ROM čip sa BIOS‐om i start‐up programom Čip setovi (kontroleri), Port‐ovi, Bus‐evi (sabirnice podataka), slot‐ovi proširenja Externi memorija («drives»)
Miš i tastatura Joystick Monitor Printer Scanner Loudspeakers External drives External tape station External modem Hard disk(s), floppy drive(s), CD‐ROM, itd Slotovi za proširenje («Expansion cards»):
Graphics card (video adapter), network controller, SCSI controller.
Sound card, video, TV card. internal modem, ISDN card.
Matična ploča je centralna štampana ploča u unutrašnjosti PC‐ja, koja sadrži procesor,memoriju,portove,slotove za proširenje,te direktno ili indirektno povezuje svaki deo PC‐ja.Sastavljena je od skupa čipova CHIP SET(Severni i južni most),koji su sa ostalim komponentama povezani preko magistrala(sabirnica).Standardi matičnih ploča: •
•
AT standard ATX standard. ATX standard podrezumeva novi tip ploče tradicionalnog dizajna(30.5*19cm.),.ali zaokrenut za 90 stepeni radi lakše ugradnje.Na ploču se direktno montiraju I/O konektori COM1 i COM2 ka i LPT,tastatura,miš,USB konektori.ATX standard dizajnirao je INTEL ,kasnije je generalno prihvaćena kao standard. LOGIKA MATIČNE PLOČE Svaka matična ploča sadrži jednu malu memoriju koja je zadužena za punjenje i izvršenje programa(ROM).Ovaj ROM sadrži i BIOS(basic input/output system).ROM KOD sadrži start up instrukcije za startovanje računara.Uopšteno prilikom pokretanja računara postoje sledeće rutine: •
•
•
•
POST RUTINA SET UP INSTRUKCIJE BIOS INSTRUKCIJE BOOT INSTRUKCIJE Sve ove instrukcije nalaze se u ROM‐u na matičnoj ploči,a aktiviraju se jedna po jedna kako se podiže sistem. POST RUTINA Power on self test je prva instrukcija koja se izvršava nakon inicijalizacije.Ona proverava PC komponente.Tokom ovog procesa prikupljaju se sledeće informacije: 1.Informacije o VIDEO kartici 2.Informacije o BIOS‐u(ime,verzija) 3.Informacije o RAMU(započinje brojanje) Korisnik nema mnogo mogućnosti za manipulisanje ovim instrukcijama.POST se može prekinuti tasterom esc.Ako POST utvrdi greške u sistemu,na ekranu se pojavljuje poruka o grešci.Poruka o grešci se pojavljuje i ako recimo nije priključena tastatura,ili ako postoji neka greška u spajanju flopi uređaja na primer.Takođe POST čita podatke i iz CMOS memorije(koja je locirana u specijalnom CMOS RAM čipu koji poseduje malu bateriju za napajanje.Podaci na njemu ostaju i kada je računar isključen. U CMOS čipu čuvaju se sledeći podaci: •
•
Tip instalisane diskete Datum i vreme •
•
•
RAM tajming Tip hard diska Boot sekvence SET UP program Preko SET UP programa odvija se komunikacija sa BIOS programom i CMOS memorijom.On nudi veoma prost korisnički interfejs da bismo konfigurisali PC.Set up se poziva pritiskom na taster delete,prilikom podizanja sistema.SET UP nudi opcije preko menija.U suštini ne treba menjati postavke,osim ako korisnik zna šta precizno treba uraditi.Inače PC neće raditi kako treba.Standardne vrednosti u CMOS SET UP‐u koriste se da bi podesili datum,vreme,displej,disketne jedinice,broj EIDE jedinica i to 1‐4 jedinica(hard diskovi,CD ROM‐drive i sl)U SET UP moguće je podesiti i napajanje.Na primer moguće je podesiti CPU da se ugasi nakon jednog minuta recimo.SET UP se može zaštitiu i lozinkom,recimo u školama BIOS je veoma malo napredovao od rođenja PC 1981.godine,ostajući komad ručno pravljenog koda u asembleru,za kojeg korisnik zna samo po seriji konfiguracija i tekst poruka ,koje preleću ekranom tokom samog startovanja računara.Intel je početkom 2000.godine predstavio svoju verziju specifikacije BIOS‐a,predloženog standarda za arhitekturu,interface i servis za sve tipove PC‐ija,tako dizajniran bude kompatabilan na svim platformama.Nazvao ga je EFI(extensible firmware interference).Ovaj standard podrazumeva dva odvojena dela: •
•
Boot services Runtime services Prvi servis je na raspolaganju samo pre startovanja sistema,a sadrži funkcionalnosti za konfiguraciju platforme,inicijalizaciju,dijagnostiku,punjenje jezgra OS i druge funkcije. Runtime services predstavljaju minimalan skup servisa,koji se primarno koriste za ispitivanje i ažuriranje postavki koje se ne menjaju tako često.‐ BOOT INSTRUKCIJE je zadnji kod koji izvršava BIOS(bootstrap loader) koji ima samo jedan zadatak da pronađe startnu poziciju na disku,koja označava poziciju operativnog sistema(boot sector,hard disc floppy ili drugi boot uređaj)Ako disk ne sadrži boot rutinu pojaviće se poruka”Non system disk,replace with system disk,and press any key”Bootstrap loader je poslednji korak koji BIOS izvršava tokom start up programa.Dalji rad računara je u nadležnosti bootstrap routine pronađene na boot disku,odnosno u nadležnosti je samog operativnog sistema. PROCEDURA STARTOVANJA RAČUNARA Prilikom startovanja računara izvršavaju se instrukcije smeštene u ROM memoriji.Ovi programi se aktiviraju jedanput za vreme jednog pokretanja računara: •
•
•
Rutina inicijalizacije Test program(POST) Disk bootstrap loader Nakon inicijalizacije koja poziva BIOS rutine iz RAM‐a ,(koristeći i podatke iz CMOS‐a) startuje se POST process.‐Započinje process BIOS rutine kopiranjem u RAM,a na osnovu programa iz ROM BIOSA sa matične ploče i BIOSA perifernih uređaja.Bootstrap loader pronalazi boot sector na disku i startuje operativni sistem. CPU(CENTRALNI PROCESOR) 1. Control unit CU‐upravljačka jedinica 2. Aritmetičko –logička jedinica(ALU) 3. Registri procesora Osnovni zadatak UPRAVLJAČKE JEDINICE je generisanje upravljačkih signala kao i upravljanje svim aktivnostima unutar procesora.CU pribavlja,dekodira i omogućije izvršenje svih instrukcija.CU takođe ima zadatak da komunicira sa ostalim delovima računara preko upravljačke sabirnice. Procesor sadrži i ARITMETIČKO‐LOGIČKU(ALU) jedinicu u kojoj se izvode aritmetičko i logičke operacije nad binarnim podacima,kao i što su operacije pomeranja sadržaja nekog registra levo ili desno.Te podatke daje upravljačka jedinica.ALU sadrži:: •
•
•
sabirač registre za operande,međurezultate i konačne rezultate registar uslova Procesor sadrži sledeće REGISTRE: AKUMULATOR je poseban registar u kome se nalazi jedan od operanada,kao i rezultat izvršene operacije. REGISTRI OPŠTE NAMENE služe za smeštanje rukovanje podacima,a mogu se koristiti i kao indeksni registri,pokazivači steka i sl. REGISTRI INSTRUKCIJA služe za smeštaj instrukcija koje je potrebno izvršiti BROJAČ NAREDBI sadrži u svakom trenutku adresu sledeće istrukcije ,koja se tek treba izvršiti. MEMORIJSKI registar podataka koristi se za smeštaj podataka koji treba upisati u memoriju. REGISTRI USLOVA sadrže informacije dobijene pri samom izvršenju operacija.Svaki bit registra nazivamo indikator stanja i postavlja se na osnovu rezultata dobijenih iz ALU.Pri ovome se najčešće koriste sledeći indikatori: •
•
•
•
Z‐sadržaj indikatora je neaktivan C‐postoji prenos sa najviše pozicije akumulatora N‐sadržaj akumulatora je negativan. V‐prekoračenje kapaciteta Svaki procesor poseduje I mehanizam koji se zove programski prekid,pomoću koji drugi delovi (recimo ulazno –izlazni uređaji,spoljnje memorije)mogu prekinuti izvršenje trenutno aktivnog programa.Posle završene obrade prekida CPU nastavlja započet program. KAKO RADI CPU? Aritmetičko –logička jedinica omogućava izvršavanje osnovnih aritmetičkih operacija,pomoću digitalnih sklopova.U prvim računarima postojali su sklopovi za sabiranje i sklop za pomak,dok se množenje i deljenje izrvšavalo ponavljanjem operacija sabiranja ,odnosno oduzimanja.Sabiranje i oduzimanje vrši se upotrebom sklopa za sabiranje,tako što se u akumulator smešta jedan operand.Nakon izvedene instrukcije u akumulatoru će se nalaziti rezultat.Operacija množenja daje rezultat dvostruke dužine operanda,a rezultat množenja smešta se u registre A i B(skica CPU ispod)Svaka instrukcija predstavlja jedan korak alogaritma.Takođe instrukcije definišu elementarne korake, koje računar može da izvede.Program je u obliku sleda instrukcija upisan u memoriju računara, a izvršava se tako što upravljačka jedinica pribavlja instrukcije u kodiranom obliku,zatim ih dekodira i u skladu sa značajem instrukcije generiše signale pomoću kojih ALU ,(memorija i U/I jedinice), izvode potrebne operacije(execute) Instrukcijska reč ima sledeću strukturu: Operacijski kod ima 8 bita, a određuje koja će se operacija izvršiti ,a sledećih 12 bita je adresno polje operanda.Operacijski kod dužine 8 bita dozvoljava 256 različitih operacija,dok 12 bitna adresa direktno omogućuje direktno adresiranje na 4096 lokacija.Operacija unutar procesora sinhronizovane su sa generatorom (učestanosti),koji zavisi od tipa procesora.Današnji procesori novije generacije zasnovani na INTELOVIM I7 čipovima i AMD čipovima phenom i imaju radnu učestanost preko 2.5GHz sa dobrim mogućnostima overklokovanja(povećavanje radne učestanosti ) 12‐bitna adresa smešta se u memorijski adresni registar M a upravljačka jedinica generiše signal ČITAJ(read),koji se šalje memorijskoj jedinici.Izabrana reč se nakon određenog vremena(vreme pristupa) smešta u memoriski registar podataka S.Proces čitanja prikazan je na slici ispod: NAPREDNI PROCESORI Tokom vremena stalno se težilo da se optimizira proces izvršavanja instrukcija.U tom pravcu išlo se na povećanje frekvencije(bolje performance sistema)Šta može uraditi processor u jednoj promeni impulsa?To je ključno pitanje kada su u pitanju njegove performance.Tako je 386 procesorima trebalo šest taktova da sabere brojeve,dok je processor 486,generacije pre Pentijuma ,sve to mogao da obavi za samo jedan takt(ciklus)jer je imao mnogo efektniji system dekodiranja instrukcije.Procesori pete I šeste generacije mogu izvršavati više od jedne operacije za vreme ciklusa,
trajanja jednog ) jer je omogućeno paralelno izvršavanje dve instrukcije(dual pipeline).Današnji moderni procesori imaju sledeću strukturu: •
•
•
•
•
JEZGRO(izvršna jedinica‐execution unit) PREDIKTOR GRANJANJA(branch predictor) MATEMATIČKI KOPROCESOR KEŠ prvog nivoa BUS interface SISTEMSKA MEMORIJA Memoriju čine uređaji koji omogućuju upisivanje,pamćenje I čitanje binarnih podataka.Operacije upisa i čitanja nazivaju se pristup memoriji(memory access) Memorija može biti: •
Sistemska(centralna,operativna)I namenjena je za privremeno pamćenje podataka I •
programa Spoljna(periferna memorija je memorija velikog kapaciteta i služi za trajno pohranjivanje podataka(drives) Postoje dva osnovna tipa mamorija: •
•
RAM memorija(Random access memory) ROM memorija(Read only memory) RAM MEMORIJA Ovo je takozvana memorija sa slučajnim pristupom,što znači da je vreme potrebno za upis I čitanje podataka nezavisno od adrese na kojoj se čita ili upisuje.Informacija u poluprovodničkom RAMU se gubi čim se isključi napajanje,što znači da ona služi za privremeno pohranjivanje podataka.Programi su smešteni na tvrdom disku,i kada processor hoće raditi sa njima ,oni prvo moraju biti učitani u RAM.Postojesledeće vrste RAM‐
a: •
Dinamički RAM(DRAM) i statički RAM(SRAM) •
RAM moduli(SIMM I DIMM) Dinamički RAM koristi spregu kondenzatora I tranzistora na integrisanom kolu Statički RAM kao memorijske elemente koristi bistabilna impulsna kola . •
•
SRAM ima prednosti,jer je brži od DRAMA ,a prateća logika je jednostavnija u odnosu na DRAM. DRAM je u prednosti jer je jeftiniji,i zahteva mnogo manje mesta.Pošto je skuplji SRAM se koristi za brzu keš memoriju. Dinamički RAM(DRAM) FPM EDO Ovaj tip RAMa bio je uobičajen prie pojave EDO RAMA. Pakovan je u SIMM module kapaciteta 2,4,8, 16 ili 32 MB. Mogao se naći u verzijama od 60 i 70 ns. EDO (Extended Data Out) RAM je unapređena verzija FPM RAMa. Koristi 72 pinske
SIMM tehnologiju pakovanja. EDO memorija može stabilno da radi na 83, pa čak u
nekim konfiguracijama i na 100 MHz, što je proizvodačima dozvolilo da projektuju
sistemske magistrale koje rade na višem taktu od tada standardog 66 MHz koji je
nametnuo Intelov Pentium.
ECC RAM Ovo je specijalan tip RAMa sa korekcijom grešaka koji se koristio u serverima. SDRAM SDRAM sinhronizuje pristup memoriji sa CPU taktom, što omogučava brži transfer podataka: dok se jedan paket podataka prenos ka CPU, drugi paket se priprema za transfer. Isporučuje se samo u 64 bitnim modulima u dugim 168 pinskim DIMM modulima. Vreme pristupa je 6‐12 ns. SDRAM se u celosti pokazao kao veoma vredna tehnologija ‐ dozvoljava efikasniju komunikaciju sa procesorom i povećava brzinu rada na 133 MHz prilagodivši se rastu brzine sistemske magistrale. DDR RAM DDR RAM je duplicirana verzija SDRAMa. Prednost DDR memorija je brzina i to što se
pakuju u danas standardne 168-pinske DIMM module.
Rambus Da bi se prevazišla ograničena brzina kojom memorija može da komunicira sa ostalim
komponentama, potrebno je omogućiti slanje mnoštva signala u istom ciklusu takta.
Rambus je firma koja je to ostvarila kroz posebnu memorijsku arhitekturu koja se
naziva Rambus DRAM, ili skračeno RDRAM. Izuzetna brzina je direktna posljedica
(RDRAM) ovakvog dizajna. Dok SDRAM zahtijeva specijalna poboljšanja i prepravke da bi stigao
do 200 MHz, RDRAM može bez problema da radi na 800 MHz.
DRAM Statički RAM(SRAM) Statički RAM je tip RAM memorije koji zadržava podatke bez spoljnjeg osvežavanja,za razliku od dinamičkig RAM –a koji se mora osvežiti više puta u toku jedne sekunde,da se podaci nebi izgubili.Važno je istaći da danas brzina procesora višestruko nadmašuje brzine memorijskih čipova(800MHz‐1600MHz).Posledica toga je da processor mora sve više i više da čeka na prenos podataka iz memorije.Jedno od rešenja je da se između procesora i memorije postavi KEŠ MEMORIJA,pa će se processor prvo obratiti brzoj keš memoriji( u keš memoriji se čuvaju delovi programa koji se trenutno izvršavaju). Primarni keš(level 1 cashe) nalazi se u samom procesoru, a služi za privremeni smeštaj instrukcija i podataka .Ovo je najbrži vid memorisanja u računaru(brži pristup imaju samo registri procesora.)Kontrolna jedinica primarnog keša ,(čuva najčešće korišćene instrukcije i podatke), a osvežava podatke u sistemskoj memoriji,samo onda kada CPU preda kontrolu nekom uređaju na magistrali,ili prilikom diraktnog pristupa memoriji od strane nekog uređaja(flopi disk,zvučna kartica i sl) Sekundarni keš(Level 2 cashe ) Cilj sekundarnog keša je da isporuči podatke procesoru bez čekanja(wait state).Na današnjim procesorima on se nalazi integrisan u kućištu procesora,dok je ranije bio postavljen na samoj matičnoj ploči. ROM MEMORIJA ROM je tip memorije koji se može samo čitati.Dva su razloga zašto se koristi ROM u PC računarima. •
•
PERMANENTNOST:(Podaci smešteni u ROM‐u su uvek tamo,bez obzira da li ima ili nema napajanja.ROM može biti izvađen iz kućišta pa onda vraćen,podaci će ostati na njemu.Zbog toga ROM spade u grupu postojanih memorija.) SIGURNOST:(Činjenica da se ROM ne može lako modifikovati,daje određenu dozu sigurnosti.) ROM se najčešće koristi za čuvanje sistemskih programa,koji mogu biti na raspolaganju računaru u svakom trenutku.U posebnom ROM‐u čuva se sistemski BIOS.Postoji nekoliko slučajeva kada je promena sadržaja ROM‐a korisna.U nastavku ćemo se pozabaviti nekim od tih mogućnosti,posebno kada je u pitanju fleš memorija. Mask ROM
Mask ROM memorije su read‐only memorije u koje se informacija može upisati samo fabrički, u procesu proizvodnje. One se prave veoma sličnim postupkom kao i procesori ‐ podaci koje ROM treba da sadrži se utiskuju u silicijum preko posebnih maski u procesu proizvodnje čipa. PROM
PROM, ili programabilni ROM (Programmable ROM) je vrsta ROM memorije koja se može programirati ručno korišćenjem specijalne opreme ‐ u njega se može upisati sadržaj, ali samo jednom. Ovo je korisno za kompanije koje prave svoje sopstvene ROMove sa softverom koji same pišu, zato što kada promene softver mogu da naprave nove PROM ove bez potrebe za izradom preskupih maski. EPROM
EPROM (Erasable Programmable ROM ‐ programabilni ROM sa mogućnošću brisanja) je ROM koji može biti obrisan i reprogramiran. Mali stakleni prozor je ugrađen na vrh kućišta ROM memorije, i kroz njega se može videti unutrašnjost memorijskog čipa. EPROM se može u svako doba obrisati tako što se kroz ovaj prozorčić osvetli unutrašnjost čipa ultraljubičastom svetlošću posebne frekvencije u trajanju od 20‐ak minuta. Poslije ovoga čip se može ponovo programirati. Slijedeći nivo mogućnosti brisanja je EEPROM (Electronically Erasable Programmable
ROM - programabilni ROM sa mogućnošću elektronskog brisanja), koji se može obrisati
EEPROM pod kontrolom softvera. U EEPROM se podatak može upisati u bilo kom trenutku i to
bez brisanja prethodnog sadržaja - menja(ju) se samo adresirani bajt(ovi). Međutim,
operacija upisa traje značajno duže nego operacija čitanja, red veličine nekoliko stotina
milisekundi po bajtu.
Flash
Najnoviji oblik poluprovodničke memorije je Flash memorija, koja se tako zove (eng.
Flash - munja) zbog brzine kojom se može reprogramirati. Flash memorija se prvi put
pojavila sredinom osamdesetih, i predstavlja sredinu između EPROMa i EEPROMa i po
ceni i po funkcionalnosti. kao i EEPROM, Flash memorija koristi tehnologiju električnog
brisanja. Cela Flash memorija se može obrisati za svega par sekundi, što je mnogo brže
od
EEPROMa.
Ovo je najfleksibilniji tip ROM memorija, i sada se učestalo koristi za smještanje BIOS
programa. Korištenje Flash memorije za memorisanje BIOSa omogućava korisniku da
uvijek ima aktuelnu verziju BIOSa na svojoj mašini uz skoro nikakav napor.
SPOLJNE MEMORIJE(DRIVES) Za razliku od centralne memorije, periferne memorije su trajne memorije,većeg su kapaciteta,ali I znatno sporije.Periferne jedinice(flopy,CDROM,tvrdi disk nazivaju se DRIVES.)Prilikom startovanja računara BIOS prepoznaje koji od drajvova je prisutan.Tipično za disketnu jedinicu dodaju se slovne oznakeA: i B:,za hard disk C: I D:….. za CD‐ROM F:itd.Periferni memorijski uređaji koriste različite medije za memorisanje podataka ,kao i različite tehnologije memorisanja.Kod diskette i tvrdog diska to je magnetni medij, a kod CDROM,DVD‐ja koristi se optička tehnologija.Pojedinačni drajv komunicira sa ostalim komponentama: Interfejs Drajv IDE, EIDE Hard disks, CD‐ROM SCSI Hard disks (all sizes) and CD‐ROM ISA (internal) Floppy drives paralelni port super floppies TVRDI DISK(HARD DRIVE) Memorijski medij koji ima najvažniju ulogu u PC svakako je tvrdi disk.Tvrdi disk ima sledeće osobine: 1.
2.
3.
4.
5.
Koristi direktan pristup podacima Omogućije veliku brzinu pristupa Ima veliki kapacitet memorisanja Velika pouzdanost Prihvatljiva cena PRINCIP RADA Hard disk koristi kružne diskove (platters),koji su sa obe strane presvučeni specijalnim materijalom ,koji je sposoban da memoriše podatke u magnetnoj formi.Ploče imaju otvor u centru,a pričvrćene su na valjkasti nosač ploča(spindle).Ploče se obrću velikom brzinom pomoću specijalnog motora,koji služi da okreće nosač,a samim tim i ploče.Glave diska(heads) su spacijalni elektromagnetni urađaj koji služe za čitanje podataka, ili upis podataka.Svi slajderi montirani su na nosače(actuator) ,koji su mehanički spojeni, a pozicionoraju se iznad željenog sektora.Kontroler diska(štampana ploča sa kontrolerskom logikom) kontroliše aktivnost diska,i komunicira sa ostatkom računara.Ceo disk je dobro zaštićen u kućištu,da bi se izbegao uticaj spoljašnje sredine na sam disk.Svaka ploča ima dve strane,a podaci su organizovani u veće grupe. Svaka ploča ima dve glave ,jedna za donju,jedna za gornju stranu,tako da disk sa tri ploče ima 6 glava.Koncentrične kružnice koje glave opisuju po površinama ploče nazivaju se trake (tracks),a skup svih takvih kružnica na svim površinama naziva se cilindrima (cylinders)Svaka traka je podeljena na sektore .koji sadže po 512 bajtova(jedan bajt ima 8 bita)I predstavlja najmanji blok kome može da se pristupi.Ova tegnologija ima manu što se podaci brže prenose sa spoljnih nego sa unutrašnjih cilindra. KONTROLER HARD DISKA Svi moderni diskovi imaju integrisane kontrolere.Štampana ploča integrisana na disku,sadrži mikroprocesor,internu memoriju I ostale komponente,koje kontrolišu rad diska.Svi današnji računari imaju određenu količinu keš memorije(4‐16MB) I više,koja služi kao bafer između interfejsa i same mehanike.Upotreba dovoljno keša znaćajno povećava performance diska,smanjijući broj pristupa disku.Na taj način omogućeno je da se podaci se diska neprekidno prebacuju u keš(ili iz keša) bez obzira da li je buss slobodan ili je zauzat.Pošto moderni diskovi imaju ove mikroprocesore,oni imaju i interni softer koji ih pokreće.Te rutine koje se nazivaju FIRMWARE ,upravljaju logikom diska,a smeštene su na ROM čipu na samoj matičnoj ploči. I ako danas postoji konrolerska logika intagrisana na disku,još uvek postoje KONTROLERI DISKA,,pomoću kojih disk komunicira sa ostatkom računara.Kontrolerska logika na disku sadrži interfejs ,koji kontroliše tok informacija između sebe i spoljnjeg kontrolera sa kojim komunicira.Pre par godina su postojala dva standard za ove funkcije(IDE i SCSI),a danas su standardi: •
ATA 1oo/133parallel( ATA sa brzinom prenosa 50‐60MB) •
Serijal ATA u praksi( SATA sa brzinama prenosa većih od 150MB.) PERFORMANSE HARD DISKA Performanse diska predstavljaju jedan od faktora koji najviše utiču na ukupne osobine sistema.Čim se one poboljšaju to se odmah oseti u svakodnevnom radu(brže učitravanje Windowsa i drugih korisničkih programa.Najvažnije osobine su sledeće: Vreme traženja(seek time)predstavlja prosečno vreme koje je potrebno da bi se glava pomerila između dve tačke na ploči na slučajnu udaljenost.Ovo vreme zavisi od brzine pomeranja ručice I međusobne udaljenosti između traka, a izražava se u milisekundama.Ovo vreme varira od 8‐12 ms Letencija(latency)predstavlja vreme koje je potrebo ploči diska da se glava koja se već nalazila na određenoj traci,postavi iznad traženog sektora.Ovo vreme najviše zavisi od brzine rotacije ploče. Vreme pristupa(access time)predstavlja zbir vremena traženja I letencije. Brzina prenosa podataka(data transfer rate) presudno utiče na ukupne performance diska.Ona se izražava u MB/s a predstavlja brzinu kojom disk može da šalje podatke u processor.Na brzinu utiču: ‐brzina rotacije diska ‐gustina zapisa podataka ‐interfejs Keširanje podataka Korekcija grašaka Fragmentacija diska Važno je istaći da se ova interna brzina prenosa podataka razlikuje od eksterne brzine prenosa(tj maksimalne brzine interfejsa koja se reklamira) Brzina rotacije ploče,predstavlja broj kojim se najlakše mogu odrediti performance diska,jer će disk sa 7200 ob biti brži od 5400ob(logično zar ne) Gustina zapisa direktno utiče na kapacitet diska(danas do 2TB),a distiže gustine od 600‐700Mb i više. OPTIČKI MEDIJI Razvoj optičke tehnologije ponudio je novi medijum za čuvanje podataka KOMPAKT DISK.Danas su oni najbolji medijum za čuvanje podataka,posebno DVD i( BLUE RAY diskovi ) Posebno ovaj poslednji koji je dobio bitku sa DVD‐jom.Ipak najviše se koriste CD‐ROM‐ovi jer su najeftiniji i sa njih se može samo čitati.Njihova prvobitna namena bila je zapisivanje digitalnih zvučnih podataka.Optički mediji se čitaju pomoću lasera.Imaju duži životni vek od magnetnih medija,koje danas potiskuju SSD diskovi(solid state drive) Karakteristike optičkih diskova: ‐Veliki memorijski kapacitet ‐pouzdanost i trajnost ‐velika gustina zapisivanja podataka ‐multimedijalni karakter ‐Imaju vreme pristupa koje je veće nego kod magnetnih medija ‐Veću brzinu prenosa od 1MB/s JEDINICA OPTIČKOG DISKA Osnovni delovi jedinice optičkog diska su: •
•
•
•
•
Motor za okretanje diska Motor za pomeranje diska Motor za ubacivanje‐izbacivanje diska Optička upisno‐čitajuća glava sa nosačem,fotoćelijama i laserskim diodama,koje emituju jedan glavni i dva pomoćna laserska zraka. Elektronika za upravljanje. Optički disk se postavlja horizontalno na rotirajuću podlogu.Podaci na medijumu su zapisani po spiralnoj putanji.Radi boljeg korišćenja memorijskog prostora,disk se okreće konstantnom brzinom(oko 1.3m/s)u odnosu na optičku glavu.Time je podešeno da gustina zapisivanja i dužina sektora budu ista po celoj površini medijuma.Podaci koji se čitaju sa diska prenose se na interni bafer.Kada se bafer napuni do polovine,započinje prenos podataka ka računaru,tj pražnjenje bafera konstantnom brzinom.Pražnjenje bafera kontroliše specijalni kristali. POSTUPAK UPISA I ČITANJA PODATAKA, Upis i čitanje podataka ostvaruje se pomoću lasera.Laserski snop predstavlja paralelni snop dva paralelna snopa svetlosti ,koja ima jednu talasnu dužinu u istoj fazi.Kada se upisuju podaci laserski zrak zagreva površinu medija ,stvarajući na njemu malu jamicu(udubljenje)širine o.6 mikrometra a dubine 0.25 talasne dužine laserskog zraka.Pri čitanju svetlost lasera se detektuje,da bi se videlo da li je podatak 0 ili 1.Ukoliko je laser naišao na udubljenje dolazi do pomeranja faze za 180 stepeni,što proizvodi slabljenje svetlosti(podatak je jedinica).Ukoliko nema slabljenja svetlosti,nema promene(podatak je 0) Ploča diska sadrži 20000 staza u jednoj spirali(gornja slika).koje su na međusobnom rastojanju od 1,6 mikrona.Staze se dele na sektore veličine 2352 bajta.Svaki sector sadrži 12 bajtova za sinhronizaciju,4 bajta za adresu sektora i 2048 bajtova za podatke. TIPOVI CD‐UREĐAJA: Tip Ime draja Mogućnosti drajva CD‐ROM Kompaktni disk(read only Čita CD‐ROM i CD‐R memory) CD‐R Kompaktni disk(Recordable) Čita CD‐ROM i CD‐R. Kopira jednom na specijalnom disku zvanom CD‐R CD‐RW Kompaktni disk(rewritable) Čita CD‐ROM i CD‐R.Više puta kopira na specijalne diskove CD‐RW DVD‐
Digitlni mnogostrani disk Čita sve CD formate. Čita DVD‐ove, i kopira DVD RAM diskove SPREŽNI SISTEM Spežni system predstavlja mehanizam koji obezbeđuje komunikaciju između ostale tri komponente računara.Pre svega on obezbeđuje prenos podataka između CPU(ili memorije) sa okruženjem.Osnovne komponente sistema čine magistrale i logika za upravljanje.Magistrale predstavljaju (električne provodnike na matičnoj ploči) kroz koje se prenose podaci , instrukcije,i upravljački signali.Postoje sledeće vrste sabirnica: ‐SABIRNICE PODATAKA(DATA BUSS) ‐ADRESNE SABIRNICE(ADRESS BUSS) ‐UPRAVLJAČKE SABIRNICE(CONTROL BUSS) Sabirnice podataka vrše transfer podataka između procesora i memorije ,,pri čemu svaka linija prenosi jedan bit u jednom vremenskom ciklusu(interval,taktu)‐ Adresne sabirnice određuju gde podaci trebaju da se pošalju.Pre slanja podataka prvo se šalje adresa lokacije na koju se podaci smeštaju.y Upravljačke sabirnice šalju upravljaćke signale koji određuju smer prenosa podataka i signala.I ako su ovo po funkciji tri različite sabirnice,često se na crtežima prikazuju kao jedna.Kako svi uređaji moraju međusobno da komuniciraju preko magistrala,neophodno je obezbediti efikasan mehanizam kojim će se premostiti razlike u njihovoj brzini rada.Rešenje je nađeno u upotrebi međuregistra(buffer registers).Oni ugrađuju u ove uređaje(printer,tastatura,terminali,ploteri),da bi se u njima privremeno čuvali podaci za vreme prenosa. Pogledajmo to na primeru jednog karaktera(koji će biti prenet iz procesora u štampač),gde će biti odštampan.Procesor započinje prenos slanjem tog znaka preko magistrale u buffer za printer.Kada se on napuni,printer pristupa štampanju bez dodatnih intervencija od strane procesora,koji dalje može da se koristi za druge aktivnosti.Takođe i printer nastavlja sa štampanjem podataka( iz međuregistra),i tada ne prima druge instrukcije dok ne završi sa štampanjem. Sabirnice se uopšteno mogu podeliti na: •
•
•
Sistemske sabirnice koje spajaju CPU i RAM I/O sabirnice koje spajaju CPU i periferije Ove sabirnice predstavljenje su na slici,a posebne komponente su severni južni most koji posreduju u komunikaciji, i to severni most u komunikaciji sa RAM‐om o AGP‐om ,a južni most sa periferijama.Ova organizacija ostvarena je na samoj matičnoj ploči,a oba mosta deo su ČIP SETA. I/O SABIRNICE Osnovna aktivnost ovih sabirnica je da omoguće transfer podataka od procesora ka periferijama.Ove sabirnice se razlikuju od sistemskih po brzini,jer su sporije .Na današnjim računarima možemo naći nekoliko vrsta I/O sabirnica: •
•
•
•
ISA bus PCI bus AGPbus USB bus ISA SABIRNICE Prvi PC imao je ISA sabirnice koje su radile na 4.77MHz,na istoj brzini kao i procesor.Pojavom procesora Intel pojavila se 16‐bitna sabirnica najpre na 6MHz a onda i na 8MHz.ISA bus je spora magistrala.Pošto je 16 bitna ,ISA bus mora kod(današnjih PC‐a koji su 32 bitni ili 64 bitni )podeliti podatke na pakete,.što usporava prenos i čekanje.Ovo kontroliše kontroler ISA sabirnice tako što pošalje procesoru instrukciju halt(čekaj).ISA sabirnicu čini : Interni ISA bus(koriste portovi za tastaturu,serijski I paralelni port) Eksterni ISA bus(kotisti portove za spajanje adaptera)
zvučne karte i drugih Kontroleri ostvaruju vezu između procesora i U/I uređaja.Kontroler se sastoji od skupa ragistra i upravljačke jedinice.Komunikacija između procesora I U/I uređaje vrši se preko registra u samom kontroleru.To vrše registry podataka,stanja i registri naredbi. PCI SABIRNICE su sabirnice velike brzine ,za spajanje adaptera,kontrolera ,video kartice,zvučne kartice.PCI je centralni I/O bus koji se može naći u računaru.PCI bus je 32 bitni ali u praksi radi i kao 64 bitni.Danas radi na brzinama većim od 400 MHz,i sasvim je potisao iz upotrebe spore ISA sabirnice PCI sabirnice čini: ‐ interni PCI bus koji povezuje EIDE kanale ‐ externiPCI bus proširenja,za 3‐4 slota za proširenje. AGP SABIRNICE su najbrže sabirnice,razvijene od strane Intela .Prednost ove magistrale je u sledećem: •
•
•
Do četiri puta su brže od PCI Ne dele magistralu kao PCI Procesor može da pristupi RAM‐u istovremeno sa pristupanjem AGP‐u od strane grafičkog čipa INTERFEJSI ULAZNO IZLAZNIH UREĐAJA Ulazno izlazni uređaji uglavnom koriste serijski i paralelni port. SERIJSKI prenos znači prenošenje jednog bita u jednom trenutku vremena.U PC‐ju se obično nalaze dva serijska porta.RS‐232 opisuje asinhroni interfejs.To znači da se podaci prenose samo kada je uređaj koji ih prima spreman.Kod sinhronog prenosa potrebna su dva odvojena provodnika(.Sa svakim taktom prenosi se po jedan bit ).Međutim kod asinhronog prenosa signal za takt i podaci prenose se preko jednog provodnika.Signal takta se rekonstruiše iz signala koji je stigao u prijemnik.Tako nakon startnog bita”1” dolazi 8 bitova podataka,a iza njih sledi bit”0” Serijski port se kontroliše UART čipom.Ovaj čip prima bajtove u paketima sa sistemske magistrale,koje potom deli na bitove.Uobičajeni paket koji dolazi do UART‐a je 8/N/1,što znači da se šalje 8 bitova,i na kraju jedan stop bit.Serijski prenos je ograniče brzine od 115.200bit/s,a kabl može biti max.dužine do 200m.Serijski port se koristi za povezivanje: Miševa i digitajzera modema ISDN adaptera digitalnih kamera PARALELNI prenos znači da se podaci prenose kroz 8 odvojenih linija,što znači po jedan bajt istovremeno.Ova vrsta komunikacije je brža od serijske,ali je dužina kabla kraća od 5‐
10 m.Kabl je deblji i kroz njega može da se provuče do 25 linija.Obično se za paralelni port povezuje printer,ali i drugi uređeji: Prenosivi CD ROM SCSI adapter skeneri digitalne kamere USB(universal serial bus) je standard za povezivanje perifernih uređaja.Universal znači da svi uređaji dele isti konektor na PC‐ju.Serijal označava da se USB uređaji povezuju u nizu.Standard je zamišljen da otkloni problem prilikom instalisanja eksternih uređaja,tako što ne zahteva otvaranje kućišta,radi postavljanja kartica za pojedine uređaje.Ovaj standard omogućuje spajanje 127 uređaja pomoću USB huba,koji ima određeni broj konektora.Na svaki hub može se spojiti sedam perifernih uređaja.Specifikacija 1.1 USB standard predviđa high speed i low speed modove.U high speed modu,host dozvoljava USB uređaju da komunicira na brzini od 12Mb/s,dok low speed uređaji rade na brzini od 1.5Mb/s. Low speed koriste:miševi tastatur džojstici High‐speed mod koriste:skeneri printer Zbog malih brzina ubrzo je usvojen novi standard USB 2.0.Ovaj standard omogućuje brzinu prenosa do 480 Mb/s. ULAZNO IZLAZNI UREĐAJI Perifernim uređajima nazivaju se svi uređaji koji se preko ulazno‐izlaznog podsistema mogu priključiti na računar radi ulaza/izlaza podataka.Obično se dele u tri grupe: 1.PERIFERNE UREĐAJE ZA VEZU SA KORISNIKOM.Oni se dalje dele na: •
•
•
Ulazne uređaje:tastatura,skener,grafička table itd. Izlazne uređaje:monitor,štampač itd. Interaktivne uređaje:miš,elektronska olovka,ekran na dodir I td. 2.SPOLJNJE MEMORIJE namenjene za pamćenje podataka velikog obima i njihovo aktiviranje(jedinice disketa,jedinice tvrdih diskova,jedinice optičkih diskova) 3.UREĐAJI ZA DALJINSKI PRENOS u koje spadaju: •
uređaji za prenos preko telekomunikacionih linija:modemi i drugi uređaji,koji omogućuju povezivanje računara sa drugim računarima preko lokalnih ili globalnih mreža(internet) •
uređaji za vezu sa upravljanim konvertori,davači,izvršni uređaji i sl. objektom:analogno‐digitalni IZLAZNI UREĐAJI služe za izdavanje rezultata obrade i njihovo prikazivanje u obliku koji je pogodan korisniku.Izlazni uređaji mogu se podeliti u sledeće grupe: 1.UREĐAJI ZA TRAJNO PAMĆENJE PODATAKA na mašinski čitljivim nosiocima kao što su(magnetne trake I diskovi) 2.UREĐAJI ZA PRIKAZ REZULTATA u obliku texta ili grafike:ekrani,štampači,informacioni panoi. 3.UREĐAJI ZA IZLAZ PODATAKA U OKRUŽENJE radi njihovog neposrednog korišćenja ULAZNI UREĐAJI TASTATURA Tastatura je osnovni ulazni uređaj za ručno unošenje podataka.Sastoji se od niza tastera,koji se mogu grupisati u sledeće kategorije tastera: •
•
•
•
•
ALFANUMERIČKE,koji sadrže alfanumeričke i interpukcijske tastere. NUMERIČKE,koji sadrže tastere sa ciframa i osnovnim aritmetičkim operacijama. Tastere za pomeranje kursora. FUNKCIJSKE TASTERE,čija se funkcija može definisati posebnim programima. UPRAVLJAČKE TASTERE ,kojima se mogu direktno pokrenuti ili podesiti neke aktivnosti računara. U tastaturi se nalazi čip(kontroler) koji je zadužen za rad tastature.Glavni zadaci ovog kontrolera su: •
•
•
•
•
Proverava ispravnost tastature prilikom startovanja računara Testira signale i obaveštava ROM BIOS Podržava dvosmernu serijsku komunikaciju sa računarom Kotroliše rad tastature i ukazuje na greške Privremeno pamti do 20 aktivnosti sa tastature,ukoliko računar nije u stanju da ih prihvati. Ispod matrice tastera nalazi se rešetka provodnika.Svaki taster se nalazi iznad preseka dva provodnika i pritiskom na njega uspostavlja se električni kontakt.Mikroprocesor tastature u određenom vremenu od 9oo mikrosekundi,pretražuje koji je taster pritisnut?Kada se recimo taster pritisne ili otpusti,generiše se takozvani kod skeniranja(scan kod),koji definiše taj taster.U zavisnosti od toga da li je taster pritisnut ili je otpušten,generiše se različiti scan kod.Svaki proizvođač tastature ugrađuje odgovarajući program u tastaturu,a zadatak kontrolera je da intepretira ove signale pomoću tog programa.Ako je na primer pritisnut taster u trećem redu u koloni B,kontroler ga dekodira kao “A”,i šalje odgovarajući kod PC‐ju.Ovi kodovi se dešinišu prema standardu koji je ugrađen u ROM BIOS.Na osnovu scan koda pritisnutog tastera ROM BIOS šalje određene aktivnosti uređajima koji treba da izvrše program. Proizvođači danas nude sofisticirane tastature ,koje se mogu programirati.Ovakve tastature omogućuju da neki tasteri mogu imati više funkcija. FUKCIJA MIŠA Miš se sastoji od kuglice sa mehanikom i pratećom elektronikom,koja je smeštene u plastičnom kućištu miša.Na njemu se nalaze tasteri koji omogućuju izbor komandi ili fiksiranje neke tačke na ekranu.Pomeranjem miša po radnoj podlozi,loptica se okreće,a to pomeranje elektronika pretvara u električne signale,pa se kursor kreće po ekranu u željenom smeru. Sinhronizaciju između kretanja miša i kursora na ekranu,obezbeđuje odgovarajući softer.Pri aktiviranju miša ,računar prekida sve aktivnosti i pomera miš po ekranu na osnovu dobijenih ulaznih signala.Veći prioritet od miša,imaju samo tastatura i sat realnog vremena.Funkcije taster miša reguliše softver,a miševi za gejmere mogu imati I više od tri tastera. SERIJSKI MIŠ komunicira sa računarom preko RS232 interfejsa i konektora sa 9 ili 25 kontakta.Aktivnost kuglice ili tastera miša,formiraju električne signale ,koji se pretvaraju u serijski tok podataka,a koje kontroler pretvara u 8‐bitne podatke koji su pogodni za obradu u računaru. PARALELNI MIŠ se preko 9 kontakta i paralelnog interfejsa ,priključuje na adresnu I sabirnicu podataka,preko kojih se ostvaruje veza sa računarom.INTELOV miš umesto kugle sadrži CMOS optički sensor(isti čip koji se koristi i kod digitalnih kamera),i ugrađeni processor digitalnih signala(digital signal processor). TOUCH SCREEN EKRANI To su ekrani koji reaguju na dodir,prstom ili olovkom.Ovaj tip ekrana sadrži sledeće osnovne komponente: •
Sensor koji se nalazi na displeju koji generiše signale određenog napona u zavisnosti od toga ,gde je dodir napravljen. •
Kontroler koji obrađuje signale koje prima od senzora i pretvara ih u podatke,koji •
se potom prosleđuju procesoru(obično preko serijskog ili USB interfejsa. Upravljački program koji je u stvari interfejs ka PC operativnom sistemu i koji prevodi podatke o dodiru Interfejs između korisnika i PC‐ja odvija se tako što korisnik upravlja radom računara dodirujući ikone ili linkove na ekranu.Touch screen ekrani dobili su na značaju kod sledećih aplikacija: •
•
•
•
Na mestima čije elektronske prikaze lako koriste korisnici koji nemaju mnogo iskustva u radu sa PC‐jom(informacioni kiosci,terminali na putnim stanicama,turistički panoi i sl. Za lakši rad osoblja u restoranima,pri naručivanju od strane korisnika( pića,hrane i sl.) Touc screen interfejs je koristan počev od industrijskih procesa pa do automatizacije u domovima(pametne kuće) Korišćenje touch screen ekrana pri edukaciji i prezentacijama IZLAZNI UREĐAJI LASERSKI ŠTAMPAČI Danas nalaze veliku primenu zbog visokog kvaliteta izrade kopija,i zbog sve pristupačnije cene.Osnovni delovi laserskih štampača su: •
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Mikroprocesor ROM memorija koja sadrži definisane fontove RAM memorija(buffer) u koju se smešta sadržaj stranice koji se štampa valjak prevučen elektrosetljivim materijalom laserske diode koja emituje laserski zrak ogledala koja usmeravaju leserski zrak na valjak prizma koja pomera laserski zrak po celoj dužini valjka toneri kaseta za papir sistem za transport papira sistem za zagrevanje i sušenje boje otisnute na papiru. Kada PC prosledi sliku koju treba odštampati,PC transmormiše sliku u bitmap(matricu tačaka koja čini sliku)Ovo obavlja mikroprocesor samog štampača,što razultira slikom koja se smešta u RAM memoriju na štampaču. Osnovni element štampača je rotirajući valjak(doboš),koji je presvučem specijalnim prahom,valjak je pozitivno naelektrisan.Laserski zrak skenira duž površine valjka,na kome vrši selektivno naelektrisanje tačaka ,pa one na kojima treba da bude otisak postaju negativno naelektrisane.Širina valjka odgovara širini papira,a laserski zrak ima ulogu da osvetli ona mesta na kojima treba da bude otisak.Jedna stranica prizme usmerava laserski zrak duž jedne linije.Kada se nova stranica prizme nađe ispred zraka,odmah ga usmerava na početak reda.Istovremeno valjak se obrne za određeni ugao, i tako započinje štampanje nove linije.Valjak prelazi preko tonera na kome lepi crni prah (pozitivno naelektrisan),koji biva privučen od negativno naelektrisanih čestica na valjku,formirajući sliku.Papir prolazi ne dodirujući doboš,a toner prelazi na papir.Papir potom prolazi kroz sušenje gde se razvija temperature do 200 stepeni.Posle štampanja tačke na valjku se razelektrišu,i valjak je spreman za novo štampanje. VIDEO SISTEM Vide sistem uključuje tri elementa: •
•
•
Grafičku karticu(video kartica) Monitor ,koji je preko kabla spojen na grafičku karticu preko određenog interfejsa. Upravljački freewere program(driver) koji OS koristi za kontrolu rada video kartice. PIXEL Slika se sastoji od tačaka koji nazivamo pikselima,koji su organizovani u redovima.Slika se može sastojati od 480 do 1980 piksela.Svaki piksel se sastoji od tri boje:CRVENE,ZELENE i PLAVE. Možemo reći da se svaki piksel sastojio od tri podpiksela koji zajedno predstavljaju tačku na ekranu.Sa tri osnovne boje možemo napraviti različite kombinacije boja. REZOLUCIJA EKRANA(screen resolution) je broj broj piksela koji je nacrtan na ekranu.Naprimer 800*600 znači,da u svakoj vrsti ima 6oo piksela,a u svakoj koloni 600 tačaka.Što je rezolucija veća(povećava se površina radnog prostora) moguće je prikazati oštriju sliku.Najniža rezolucija je 460*48o VGA standard. Standard Rezolucija Broj piksela Preporučena CRT veličina Preporečena TFT veličina ekrana ekrana VGA 640 x 480 307,200 14" n/a SVGA 800 x 600 480,000 15", 17" 10.4", 12" SVGA 1024 x 768 786,432 17", 19" 13.3" ‐ 15" XGA 1152 x 864 995,328 17", 19", 21" n/a Vesa 1280 1280 x 1024 1,310,720 19", 21" 17.3", 18.3" Vesa 1600 1600 x 1200 1,920,000 21" and bigger n/a (yet) FREKVENCIJA OSVEŽAVANJA EKRANA je broj iscrtavanja slike na ekranu u sekundi,koje video kartica pošalje ekranu u jednoj sekundi.Smatra se da je frekvencija osvežavanja od 85Hz potrebna za udoban rad.To znači da je svaki piksel pogođen snopom elektrona od 85 puta u sekundi. PALETA BOJA je broj boja koji grafička kartica može da istovremeno prikaže na ekranu.32‐
bitna boja znači da se na ekranu može istovremeno prikazati 232 boja.Inače ljudsko oko može da razlikuje 16 miliona boja. MONITORI TFT(thin film transistor)monitori spadaju u LCD(liquid crystal display) vrstu monitora.Ne sadrže katodnu cev kao CRT monitori,već koriste tečne kristale.Ovi se kristale postavljaju između dve staklene ploče,dva polarizaciona filtera,filtera boje i dva sloja za poravnjanje.Iza ovih slojeva nalazi se pozadinsko osvetljenje(kod najnovijih ekrana postavljaju se LED diode). Dovođenjem napona na sloj za poravnjanje stvara se električno polje koje poravnava tečne kristale,što omogućava da svetlost prođe kroz njih,dok prestankom napona to više nije moguće.Problem kod TFT displeja je ugao gledanja:dok je kod CRT monitora slika vidljiva i kada se ekran gleda pod velikim uglom u odnosu na ravan ekrana, kod jeftinijih TFT –a je vidljivi ugao svega 100 stepeni(kada se slika pogleda pod većim uglom gubi se jasnoća i oštrina slike.) Prednost TFT‐ja u odnosu na CRT(monitor sa katodnom cevi) je u tome što nema grešaka u geometriji slike,i što slika ne treperi i samim tim manje opterećuje vid.S druge strane brzina prikaza slike je lošija u odnosu na CRT.Pošto TFT displeji koriste digitalni video signal preporučuje se kupovina video kartice koja ima DVI(digital video interfejs)izlaz,jer se tako eleminišu D/A i A/D konverzije signala pri prenosu u monitor. GRAFIČKE KARTICE Video kartica se izvodi kao zamenljivi adapter,i ako može biti i integrisana u matičnu ploču.Svaka grafička kartica sadrži: •
Video kontroler •
•
RAM RAMDAC ČIP Video kontroler kreira signale koji su potrebni monitoru da generiše sliku.Kontroler upravlja radom ostalih delova i obezbeđuje sinhronizaciju rada računara i samog video sistema.Nazivamo ga i video procesorom. Video kartica sadrži određeni RAM (frame buffer),koji sadrži sliku koju monitor treba prikazati u određenom trenutku.Ova slika formirana je tako,što CPU šalje podatke video kartici,a kontroler(video processor) kreira signale potrebne za formiranje slike,šaljujući je u buffer.U stvari slika je velika matrica bita i ona se neprekidno koristi za osvežavanje slike na displeju.Starije kartice imale su mali buffer 1.2‐4MB, a modernije imaju mnogo više.Tabela pokazuje odnos rezolucije,prema potrebnom buffer‐u. Resolution Bit map size with 16 bit colors Potreban RAM na video kartici 640 x 480 614,400 bytes 1 MB 800 x 600 960,000 bytes 1.5 MB 1024 x 768 1,572,864 bytes 2 MB 1152 x 864 1,990,656 bytes 2.5 MB 1280 x 1024 2,621,440 bytes 3 MB 1600 x 1200 3,840,000 bytes 4 MB Sve kartice imaju RAMDAC čip, koji je zadužen za konverziju signala iz digitalne u analognu formu (D/A konvertor). Originalni VGA adapter bio je” neintelegentan”primao je podatke i signale iz procesora i prosleđivao ih monitoru.Da bi kreirao sliku centralni processor morao je da izvrši sve potrebne kalkulacije.Kako je svaka slika velika matrica bita,procesor je trošio mnogo procersorskog vremena.Na primer za rezoluciju 1024*768 u 16‐bitnoj boji ,matrica koja predstavlja sliku zauzima 1.5MB.Podaci su se prenosili pomoću sporih ISA sabirnicama.Da bi se uklonili ovi nedostaci,video kartice nove generacije dolaze sa GPU(graphics processing unit)specijalizovanim procesorima,koji se po brzini rada mogu meriti sa CPU.Ovi procesori sami vrše sve potrebne kalkulacije sa podacima I signalima,i na taj način oslobađaju CPU,koji može da seposveti drugim aktivnostima.Današnje kartice koriste PCI i AGP slotove za proširenje za komunikaciju sa CPU. ZVUČNE KARTICE Zvučne kartica ima najmanje četiri fukncije: •
•
•
•
Sintizajner MIDI interfejs Analogno/digitalna konverzija za snimanje(A/D) Digitalna/analogna konverzija za preslušavanje(D/A) Sintizajner generiše muziku.Postoje tri sistema generisanja zvuka koji se koriste kod zvučnih kartica: •
•
•
FM sinteza Frequency modulation(frekvencijska modulacija) Wave table sinteza. Tehnika wave table sinteze,koristi snimljene semplove instrumenta.SEMPL je digitalni snimak određenog zvuka.Starije ISA sabirnice držale su ove snimke u ROM‐u,dok novije PCI kartice drže ove snimke u RAM‐u.Dok je razlika u kvalitetu zvuka kod FM kartica minimalna,WT(wave table kartice) se dosta razlikuju,uglavnom zbog: ‐kvaliteta snimka instrumenta ‐frekvencije kojom su oni snimani ‐broja semplova po instrumentu ‐metodama kompresije semplova. Tipične kartice sadrže do 700 semplova u 4 MB memorije,ali bi za realističnu reprodukciju(na primer klavira) bilo potrebno do 10 MB memorije.To znači da se zvuk iz prosečnih kartica nemože meriti sa originalnim zvukom iz instrumenta.Veliki deo 16‐bitnih zvučnih kartica ima mogućnost dodavanja wave table podkartice,čime se značajno dobija na kvalitetu zvuka. Kada snimamo analogni zvuk,npr pomoću mikrofona,potrebno je izvršiti A/D konverziju.Ako želimo.međutim,da reprodukujemo muziku potreban je D/A konvertor. Prilikom reprodukovanja niz bita iz samplovanog fajla konvertuje se u analogne signale(gornja slika) KVALITET ZVUKA Osnovni koncept digitalnog snimanja nazivamo sampling.Zvuk možemo snimati( ako imamo zvučnu karticu i mikrofon) u poseban fajl formata Wave file.Sampliranje može biti različitog kvaliteta,što zavisi od određenih parametara: •
•
•
Da li je 8 bitno ili je 16 bitno sempliranje 11.22 ili 22 KHz Stereo ili mono Snimanje se vrši “sempliranjem”mnogo puta u sekundi.Za snimanje AUDIO CD‐a sempliranje se vrši 44ooo puta u sekundi.Ovo nazivamo 44.1 KHz‐no sempliranje.Kvalitet snimljenog zvuka određen je rezolucijom‐brojem bita koji se koristi za snimanje sempla.Nove kartice poseduju 3D processor koji mogu da generiše moćan 3D zvuk,koji je upravo dizajniran za PC .Obično se koriste 4‐6 zvučnika,a i same slušalice pružaju veliki užitak.Veći kvalitet zvuka može se dobiti pomoću USB buss‐a.Razlika je u tome što ovde nema zvučne kartice,a zvučnici se spajaju direktno na port.U ovom sistemu zvučni signal u digitalnoj formi dolazi sa hard diska . FORMATI ZVUČNIH FAJLOVA Postoje više formata za zvučne fajlove: •
•
•
Wave file MIDI(musical instrument digital interface) MP3 format WAVE FILE sarži zvuk u digitalnoj formi‐semplove zvuka.Ovaj zvuk zvučiće isto,bez obzira na karticu.Pošto sadrži čist zvuk ,ovi fajlovi traže mnogo memorije,pa stoga obično sadrže samo kratkotrajne sekvence muzike. MIDI je izvorni standard koji definiše način komunikacije izmeđi sintizajnera,ali je postao standard koji omogućuje raprodukciju zvuka preko zvučne kartice PC‐ja.Ovi fajlovi ne zauzimaju mnogo prostora.Zbog toga se MIDI standard dosta koristi na Internetu. MP3 standard omogućuje ogromnu kompresiju fajlova sa digitalnim zvukom.Jedn minut muzike na CD‐u odgovara količini podataka od od 1MB podataka,a u MP3 formatu jedan minut odgovara količini podataka od 10 MB.I pored kompresije zvuka,reprodukcija je na visokom nivou. HARDVER TESTOVI Prezime i ime učenika 1.Von Nemannov model računara sastoji se od sledećih komponenti: o
o
o
CPU,ulaz,izlaz,radna memorija,periferna memorija CPU,RAM,keš,ROM čip sa BIOS‐om i start up programom,čip setovi(kontrolori,portovi,sabirnice podataka(buss),slotovi za proširenje Hard disk,floppy drives,CD‐ROM 2.Kućište računara sadrži sledeće delove: o
o
o
CPU,RAM,keš,ROM,kontroleri,portovi,sabirnice podataka,slotovi za proširenje,hard disk,disketne jedinica,floppy drives, CPU,ROM,miš,tastatura,monitore,skener,eksterni modem Video adapter(grafička kartica)mrežni kontroler,SCSI kontroler,zvučna kartica,TV kartica,ISDN kartica 3.Funkcija matične ploče je: o
o
o
o
Vrši napajanje svih komponenti računara Omogućava instalaciju svih potrebnih komponenti PC‐ja Direktno ili indiraktno povezuje sve komponente računara Omogućava startovanje računara 4.Logika matične ploče pohranjena je u: o
o
ROM‐u RAM‐u 5.Prilikom startovanja računara,izvršavaju se BIOIS program sledećim radosledom: o
o
o
1.Inicilizacija BIOS‐a,punjenje BIOS‐a u RAM2.POST rutiona3.bootstrap loader 1.POST proces2.Inicilizacija BIOSA –punjenje BIOS‐a u RAM3.disk bootstraploader 1.Disk bootstrap loader2.POST proces3.Inicilizacija BIOS‐a,punjenje BIOS‐a u RAM 6.POST process je program koji: o
o
o
Traži i startuje operativni system Proverava ispravnost perifernih uređaja Proverava ispravnost minimalne opreme. 7.Boot straploader je rutina koja: o
o
o
Traži i startuje OS sa odgovarajuće jedinice periferne memorije Proverava ispravnost perifernih uređaja Proverava ispravnost minimalne opreme PC‐ja 8.CMOS RAM je memorija koja : o
o
o
Trajno čuva podatke o OS‐u Trajno čuva sadržaj radne memorije Trajno čuva podatke o komponentama PC‐ja 9.Boot sekvenca određuje: o
o
o
Redosled instaliranja jedinice periferne memorije Redosled instaliranog ROM‐a na matičnoj ploči Redosled proveravanja jedinica periferne memorije u cilju pronalaženja OS‐a 10.Zadaci aritmetičko logičke jedinice procesora su: o
o
o
o
o
o
o
Privremeno skladištenje i rukovanje podacima Memorisanje adresa Pribavljanje,dekodiranje i izvršavanje instrukcija Prenos informacija u binarnom obliku između registra i procesora Generisanje upravljačkih signala Izvođenje aritmetičkih i logičkih operacija nad binarnim podacima Kordinacija svih aktivnosti unutar procesora 11.Zadaci upravljačke jedinice procesora su: o
o
o
o
o
o
o
Privremeno memorisanje I rukovanje podacima Memorisanje adresa Pribavljanje,dekodiranje i izvršavanje instrukcija Prenos informacija u binarnom obliku između registra procesora Generisanje upravljačkih signala Izvođenje atitmetičkih i logičkih operacija Komunikacija sa ostalim komponentama računara preko I/O linija 12.Instrukcijska reč sastoji se od: o
o
o
Određenog niza taktnog impulsa Memorijskog adresnog registra i registra opšte namene Operacijskog koda i adrese operanda HARDVER TEST Prezime I ime učenika 1.Sistemska memorija izvodi se na bazi: o
o
o
Magnetnih memorija Poluprovodničkih memorija Optičkih memorija 2.ROM memorija ima sledeće osobine: 1.
2.
3.
4.
Podaci u ovoj memoriji ostaju trajno zapisani Memoriše programe koji se trenutno izvršavaju Najčešće se koristi za čuvanje sistemskih programa ka ošto su BIOS,SET UP Podaci iz ove memorije se gube posle isključenja računara 3.RAM memorija ima sledeće osobine o
o
o
o
Podaci u ovoj memoriji ostaju trajno upisani i posle isključenja napajanja. Memoriše programe koji se trenutno izvršavaju Najčešće se koristi za čuvanje sistemskih programa Podaci iz ove memorije se gube posle isključenja napajanja. 5.U sledećim tvrdnjama odaberi tačne: o
o
o
o
DRAM memorija je memorija bazirana na trazistorima SRAM memorija je memorija koja je bazirana na tranzistirima DRAM memorija se mora periodično osvežavati da bi se sačuvao njen sadržaj DRAM je spororiji od SRAM‐a 6.Dinamički RAM koristi se kao: o
o
o
Glavna memorija Keš memorija NON(ništa od navedenog) 7.Memorija računara organizovana je u dva nivoa: o
o
Centralna i periferna RAM,ROM i KEŠ 8.Standardna oprema PC‐ja ima sledeće jedinice periferne memorije: o
o
o
o
RAM i ROM RAM ,ROM I KEŠ Hard disk,floppy,CD uređaj Monitor i tastatura 9.Tvrdi disk ima sledeće osobine: o
o
o
o
Koristi sekvencijalni pristup podacima Omogućuje veliku brzinu pristupa podacima Ima veliki kapacitet memorisanja Koristi direktan pristup podacima. 10.Svaka ploča hard diska upisuje podatke na obe strane: o
o
Tačno Netačno 11.Za logičku organizaciju podataka na hard disku vezani su sledeći pojmovi: o
o
o
o
o
Cilindar Sector Datoteka Staza Direktorijum 12.Ako računar ima CD uređaj onda pomoću njega možemo: o
o
o
o
Da čitamo CD‐ROM i CD‐R Da čitamo CD‐ROM i CD.R i snimati podatke na specijalnom disku zvanom CD‐R Da čitamo sve formate,čitati i kopirati DVD.ije NON 13.Organizacija podataka na CD‐u je takva da su podaci organizovanikao i kod hard drajva: o
o
Tačno Netačno 14.Na performance tvrdog diska utiču: o
o
o
o
Vreme traženja Vreme pristupa Letencija NON HARVDER TEST Prezime i ime učenika 1.Sabirnice podataka povezuju komponente sistema,tako što omogućuju: o
o
o
Dekodiranje instrukcija Prenošenje podataka,adresa i upravljačkih signala Prevazilaženje razlika u brzini rada pojedinih komponenti računara 2.Sistemske sabirnice omogućuju povezivanje: o
o
o
o
o
o
RAM i ROM memorije RAM memorije i jedinica spoljnje memorije RAM memorije i procesora Provodnik sa određenim brojem linija kojim se povezuju CPU i RAM Nalazi se integrisana na matičnoj ploči NON 3.Broj linija sistemske sabirnice određuje broj bita, koji se mogu preneti u toku jednog ciklusa.Tipičan broj kod današnjih računara je: o
o
o
o
4 8 16 i 32 32 I 64 4.Sistemske sabirnice i ulazno/izlazne sabirnice rade na istim brzinama: o
o
o
Tačno Netačno,sistemske su brže Netačno,sistemske sabirnice su sporije 5.U ulazno/izlazne sabirnice spadaju: o
o
o
CPU i ostale komponente PC‐ja,izuzev RAM‐a,bez posredovanje kontrolera CPUi ostale komponente izuzev RAM‐a ,pomoću kontrolera Spajaju sve ostale komponente računara izuzev CPU i RAM‐a 6.PCI sabirnice su brže od AGP sabirnica: o
Tačno o
Netačno 7.Ulazno /izlazni uređaji spajaju se na matičnu ploču preko: o
o
o
ISA,PCI ili AGPslotova Sistemske sabirnice Serijskih,paralelnih ili USB portova 8.U tastaturi se nalazi mikroprocesorski čip,čiji su zadaci da: o
o
o
o
o
Definiše fukciju tastera Proveri ispravnost tastature,prilikom startovanja računara Testira signale i obaveštava ROM BIOS uvek kada se neki taster pritisne Podržava dvosmernu serijsku komunikaciju sa računarom Privremeno pamti aktivnosti sa tastsature,ukoliko processor nijer u stanju da ih prihvati. 9.Tastatura omogućuje komunikaciju sa procesorom: o
o
Jednosmernu Dvosmernu 1o.Ukoliko prilikom startovanja računara POST nije utvrdio prisustvo ni jednog ulaznog uređaja,startovanje će biti obustavljeno.U pitanju je: o
o
Miš Tastatura 11.Ekran osetljiv na dodir sastoji se od sledećih komponenti: o
o
o
o
Sensor,koji se nalazi na displeju Kontrolera,koji pretvara digitalne signale u analogne. Kontrolera,koji obrađuje signale od senzora i pretvara ih u podatke koje šalje procesoru,preko serijskog ili USB porta. Upravljačkih programa koji prenose kod skeniranja 12.Ekran osetljiv na dodir najčešće se koristi za: o
o
o
o
Javni sisteminformisanja Samoposluživanje korisnika Za prezentacije NON HARDVER TEST Ime i prezime učenika: 1.Video system čine sledeće komponente: o
o
o
Monitor i grafička kartica Grafička kartica i upravljački orogrami Monitor,grafičke kartice i upravljački program. 2.Svaki piksel se sastoji od: o
o
o
Boje koje su određene palatom boja Zavisi od rezoluciji ekrana Tri boje:crvene,zelene I plave 3.Video čip je jedna od osnovnih komponenti grafičke kartice.Njegova uloga je da: o
o
o
Kreira signale koji su potrebni monitoru da generiše sliku Memoriše sliku u bilo kom trenutku Vrši konverziju digitalnih u analogne signale 4.RAMDAC čip grafičke kartice ima sledeću ulogu: o
o
o
Kreira signale koji su potrebni monitoru da generiše sliku Memoriše sliku u bilo kom trenutku Vrši konverziju digitalnih u analogne signale 5.RAM video kartice ima sledeću ulogu: o
o
o
Kreira signale koji su potrebni monitoru da generiše sliku Memoriše sliku u bilo kom trenutku Vrši konverziju digitalnih u analogne signale 6.Zvučna kartica ima komponentu koja se naziva sintizajner.Njegova uloga je da: o
o
o
Generiše muziku Konvertuje zvučne talase u digitalne impulse Konvertuje digitalne impulse u zvučne talase 7.A/D konvertor zvučne kartice ima ulogu da: o
o
o
Generiše muziku Konvertuje zvučne talase u digitalne impulse Konvertuje digitalne impulse u zvučne talase 8.Kvalite zvuka pomoću zvučne kartice,podešavamo: o
o
o
Brojem kanala Brojem bitova koje koristimo za snimanje semplova. Frekvencijom sempliranja. 9‐MP3 standard ima sledeće osobine: o
o
o
Semplovanje se vrši manjom frekvencijom MP3 format ne sadrži zvuk,već samo opis kako će se reprodukovati muzika Omogućava veliku kompresiju 10.Laserski štampač koristi fini crni prah koji se naziva: o
o
o
Toner Ribbon Kertridž 11.Zaokruži delove koji su karakteristični za matrični štampač: o
o
o
o
o
o
o
Mikroprocesor Glava za štampanje sa elektromagnetima Koračni motor za pokretanje papira RAM memoriju u kojoj se smešta sadržaj stranice za štampanje. Doboš Ogledala koja usmeravaju laserski zrak Laserska diode koja emituje laserski zrak. 
Download

к Јелине Зоран