RAČUNAR – HARDWARE i SOFTWARE

Živimo u digitalnom svetu. Podaci o prodaji to najbolje ilustruju:



Pametni (s
(smartphones
martphones)) telefoni: ˜ 150 miliona
miliona na 3 meseca,
meseca
Personalni računari (PC
(PC):
): ˜ 100 miliona
miliona na 3 meseca,
Tablet računari: ˜ 120 miliona
miliona godišnje.
godišnje.

Računar je “mašina” koja se može programirati da prihvati podatke
(ulaz), obradi ih u korisne informacije (izlaz) i memoriše ih (na
sekundarnim
k d
i memorijama)
ij
) radi
di č
čuvanja
j ili ponovnog k
korišćenja.
išć j

Obrada ulaza u izlaz odvija
j se p
pod kontrolom softvera ali se izvršava na
hardveru.
Reprezentacija podataka: on/off

Dva stanja koja koriste računari
(on/off) nazivaju se binarni
sistem..
sistem

Pomoću njih računar može da
di” ostale
st l sl
složene
ž n n
načine
čin za
“iizgradi”
predstavljanje podataka.
Bit, bajt i reč

Svaka 0 (off
(off)) ili 1 (on
(on)) u binarnom sistemu naziva se bit (binary digit) –
osnovna jedinica za memorisanje podataka u memoriji računara.

Zapazimo da jedan bit u memoriji računara uvek pamti neku vrstu podatka –
ne može biti prazan (uvek ima vrednost 0 ili 1).

Grupa od 8 bitbit-ova naziva se byte
byte.. Kod tekstualnih podataka jedan byte
najčešće memoriše jedan znak – slovo,
slovo cifru ili specijalni znak
znak.

Proizvođači računara izražavaju
j kapacitet
p
memorija
j brojem
j
byte
bytey -a koje
j ista
može da zapamti (memoriše).
Bit, bajt i reč

Kil b t ili KB:
Kilobyte
KB: (210) = 1024 by
b

640KB = 640*1024 = 655,360
,
By
y

Megabyte ili MB: (220) = 1,048,576 by

Gigabyte ili GB: (230) = 1,073,741,824 by
Bit, bajt i reč

Memorijska ili računarska reč (word),
(word), tipično veličine registra,
definiše se kao broj bitbit-a koje CPU obrađuje kao jednu jedinicu.

Veličina reči zavisi od konkretnog CPU–
CPU–od 8 bit kod starih PC
PC--a do 32
ili 64 bitbit-a danas.

Generalno važi – što veća memorijska reč
reč, to moćniji računar
računar.
Šeme za kodiranje

Kom znaku (karakteru) odgovara određena grupa bitbit-a?

Da bi mogli da komuniciramo sa računarom, neophodno je imati zajedničke
predstavljanje
j j p
podataka.
šeme za p

Kako byte ima 8 bitbit-a, a svaki bit je 0 ili 1, postoji 256 (28) mogućih
k bi
kombinacija
ij 0
0--a i 11-ca u jednom
j d
b
byte
bytet -u
Šeme za kodiranje

Kodna šema (coding scheme) dodeljuje svaku moguću kombinaciju jednom
znaku.

ASCII (American Standard Code for Information Interchange)

EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code) – IBM

Unicode (16 bitbit- 216 = 65,536)–
65,536)–podržava ga većina novih operativnih sistema i
softvera
Šeme za kodiranje
HARDWARE
osnovne komponente ra
računara
čunara

Č ti i osnovne k
Četiri
komponente
t h
hardvera:
d




Ulazni uredjaji
j j –p
prihvataju
j podatke
p
ili instrukcije
j u obliku koji
j
računar prepoznaje i šalju iste obradnoj jedinici
Procesor – centralna obradna jedinica (C
(Central Processing Unit) –
izvršava računarske instrukcije; na osnovu ulaznih podataka generiše
željene informacije
Izlazni uređaji – prikazuju obrađene podatke (informacije) u
određenom obliku
Sekundarne memorije
memorije – pamte i čuvaju podatke i programe trajno
Osnovne komponente ra
računara
čunara
Sekundarne memorije
Sekundarni
memorijski uređaji
memorišu podatke i
programe
CPU
Ulazni
uređaji šalju
podatke
centralnoj
obradnoj
jedinici
Ulaz
izvršava računarske
instrukcije
Operativna memorija
Izlazni
uređaji
prikazuju
obrađene
podatke
(informacije)
čuva podatke i
programe koji se
trenutno obrađuju
Obarada
Izlaz
Hardver personalnog računara
računara
Ulazni uređaji
j

Tastatura (keyboard)

Miš (mouse)

Sk
Skener
(scanner)
(
)

wand reader

bar code reader

flatbed scanner

sheet--fed scanner
sheet

Terminal

ostali uređaji

pisanje,
p
j , govor,
g
, pozicioniranje,
p
j ,
idr.
Procesor i memorija

Procesor
rocesor ((CPU)
U) se sastoji
sastoj od elektronsk
elektronskih
h kola koja interpretiraju
nterpret raju i
izvršavaju instrukcije programa i komuniciraju sa ulaznim, izlaznim i
sekundarnim memorijskim uređajima.

CPU transformiše podatke u informacije.

Podaci (data) su “sirovina”
sirovina koju računar obrađuje:
obrađuje

ocene studenata u grupi

cene proizvoda
p

svetle i tamne tačke na fotografijama

.......

Obrađeni podaci postaju informacije
informacije..

Primarna (operativna) memorija je povezana sa CPU ali je fizički
odvojena.
Izlazni uređaji

Izlaz (output) – rezultat obrade
podataka
d k u CPU.
P

Uobičajeni
j
oblici izlaza:





tekst
brojevi
grafika
zvuk .....
Izlazni uređaji:

ekran ili monitor

štampač

ostali izlazni uređaji (film, glas,
muzika)
ik )
Sekundarne memorije

Za razliku od primarne memorije koja čuva
podatke samo privremeno (zahteva kontinualni
t k električne
tok
l ktričn struje),
struj ) sekundarne
s kund rn memorije
m m rij
omogućavaju trajno pamćenje podataka i
programa..
programa

Sekundarni memorijski uređaji
uređaji::

magnetni disk (hard disk)

disketa

optički disk (CD(CD-ROM, DVD
DVD--ROM)

magnetna
g
traka

........
Klasifikacija računara

1. Personalni računari (Personal Computer)



Persnalni racunari (PC) su rač
računari ra
raz
zvijeni za potrebe pojedina
pojedinač
čnih
korisnika..
korisnika
Često se nazivaju i mikroračunari ((microcomputers
microcomputers)) ili kućni računari
(home computers).
computers).
Mogu biti različitih kategorija , konfiguracija i cena: Mac ili PC sa
Windows OS.
OS
Klasifikacija računara

2. Desktop računari



PC računari koji su dizajnirani tako da ne budu prenosivi.
Za očekivati je da ovakve računare postavite na permanntnu
lokaciju.
Većina desktop računara nudi veću snagu,više memorije i veću
raznovrsost za manju cenu od prenosivih računara.
Klasifikacija računara

3. Laptop računari



Nazivaju se i notebook računari.
To su portabilni računari koji interišu displej,
displej tastaturu
tastaturu, pokazivački
uređaj ili trackball
trackball,, procesor, memor
memoriju
iju i fiksni disk u kućištu koje se
napaja preko baterije.
Veličina varira ali su uobičajeno malo veći od knjige čvrstih korica.
Klasifikacija računara

4. Netbook računari



To su “ultraprenosivi” računari,
tradicionalnih laptop računara.
računara.
po
dimenzijama
manji
od
Izrazit odnos cena
cena--efektivnost (˜ $300 - $500
500)) podrazumeva da su
jevtiniji od gotovo svakog novog laptop računara koji se može
pronaći
ći u maloprodaji
maloprodaji.
l
d ji.
Treba imati u vidu da su interne komponente ovih računara su manje
moćne od onih koje se mogu naći u regularnim laptop računarima.
računarima.
Klasifikacija računara

5. PDA računari


Personal Digital Assistants – PDA su integrisani računari koji često
koriste flash memoriju umesto čvrstog diska (hard drive)
drive) za
smeštanje podataka.
podataka.
Uobičajeno nemaju tastaturu
touchscreen te
tehnologiju
hnologiju..
već za ulaz podataka koriste

PDA su malih dimenzija, lagani su i imaju postojanu bateriju
bateriju..

Malo veći i teži PDA računari nazivaju se handheld računari.
računari.
Klasifikacija računara

6. Radne stanice - workstation

Radna
a na stan
stanica
ca - wor
workstation
stat on jje desktop
s top računar koji
oj ima
ma moćn
moćniji
j
procesor, dodatnu memoriju i povećane mogućnosti za izvođenje
posebnih grupa zadataka, kao što su 3D grafika, obrada muzike,
razvoj igara i sl
sl..
Klasifikacija računara

7. Serveri


Računar
ačunar optimizovan
opt m zo an da
a o
obezbedi
z
računarima povezanim u mrežu
mrežu..
različite
raz
čt
sservise
r s
drugim
rug m
Serveri najčešće
ć imaju moćne
ć
proceore veliku memoriju i diskove
velikih kapaciteta
kapaciteta..
Klasifikacija računara

8. Mainframe
M i f
računari
č
i



U prvim
p im danima
d nim razvoja
j računarstva,
č n st
m inf m su
mainframe
s bili ogromni
mni računari
č n i
koji su mogli da popune celu sobu ili čak ceo sprat u zgradi
zgradi..
Kako se veličina računara smanjivala, a moć rasla ove računare su zamenili
poslovni serveri koje koriste banke, proizvodne kompanije, velike
korporacije
p
j i sl
sl..
Termin se i dalje koristi da opiše moćne računare koji proccesiraju milione
t ns k ij svakodnevno
transakcija
s k dn n i obrađuju
b đuju milijarde
milij d instrukcija
inst uk ij u sekundi.
s kundi. Cene
sekundi
C n im
variraju od nekoliko desetina do nekoliko stotina hiljada $.
Klasifikacija računara

9. Superkompjuteri

Uobičjeno koštaju više stotina hiljada ili čak miliona dolara
dolara..

Obrađuju trilione instrukcija u sekundi
sekundi..


Iako mogu biti pojedinačni računarski sistemi, najčešće su sastavljeni od
većeg broja računara visokih performansi koji paralelno rade kao
jedinstven sistem
sistem..
Najpoznatiji
N j
tiji među
đ njima
ji
su onii iz
i kompanije
k
ij Cray
C
S
Supercomputers.
Supercomputers
t
.
Klasifikacija računara

10.. Nosivi (wearable) računari
10


Predstavljaju najnoviji trend u računarstvu
računarstvu..
U suštini,
suštini uobičajene računarske aplikacije (e-mail,
mail database,
database multimedia,
multimedia
calendar/scheduler)) su integrisane u satove, mobilne telefone, vizore
calendar/scheduler
(visors
visors)) pa čak i u odeću
odeću..
10 najpopularnijih računara u istoriji

G di
Godine
1981.., Sinclair
1981
Si l i je
j na tržište
t žišt
izbacio računar po ceni koja je
nezamisliva i 30 godina kasnije
kasnije::
$99
99..95
95.. Timex Sinclair 1000
1000,, poznat
kao ZX
ZX81
81,, bio je malih dimenzija,
pokretao ga je BASIC, a imao je 2KB
RAM--a i procesor na 3.25 MHz
RAM
MHz..

Zahvaljujući niskoj ceni prodat je u
preko
k 600
600,,000 komadau
k
d
USA.. Po
USA
P
performansama je bio izuzetno spor –
imao je samo 4 čipa
čipa,, svu obradu je
preuzimao CPU
CPU,, kao i osvežavanje
slike, bez obzira na šta je bio
priključen..
priključen
10 najpopularnijih računara u istoriji

Kompanija Tandy je 1977.
1977. godine
izbacila na tržište TRS
TRS--80 i postala
p pul rn
popularna
k
kao
i IBM
IBM,, Apple ili
Commodore na PC tržištu 1980
1980ih
ih..

Prvi modeli imali su 4K RAMRAM-a, 1.77
MHz procesor i 12
12--inčni
inčni monitor po
ceni od $600
600..

Tandy-jev TRS
TandyTRS--DOS (disk operating
y
) bio jje p
popularni
p
prethodnik
p
system)
MS--DOSMS
DOS-a. Tandy je prodao više od
200,,000 komada
200
komada..
10 najpopularnijih računara u istoriji

Dok su na tržištu USA i Evrope vladale
kompanije
poput
IBM,
Commodore,
Sinclair i Apple, Japan je imao svoje
hardverske gigante 8080-ih.
ih.

MSX
(Machines
with
Software
Exchangeability)) – naziv je za brojna slčna
Exchangeability
ršenja koja su azvile kompanije poput
Toshiba
Toshib
a-e i Sony
Sony--ja.
ja.

MSX je napravljen kao hardversk
hardverski
standard.. Koristio je Microsoft BASIC i
standard
nije bio skup kao većina računara u to
vreme.. Od lansiranja 1983,
vreme
1983, ova familija
računara
č
j prodata
je
d t u preko
k 5 milion
miliona
ili a
komada.. MSX nikada nije postao globalni
komada
standard ali je bioveoma uspešan u
Japanu.
Japanu
J
p
.
10 najpopularnijih računara u istoriji

NEC-ov PC
NECPC--98 lansiran 1982.
1982. kao
jedinstveni proizvod imao je veliki
uspeh..
uspeh

Koristio je 5 MHz Intel 8086 CPU,
d kontrolera
dva
k nt l
slik i 128
slike
128KB
KB RAM
RAM--a.
PC--98 je bio moćan računar za ono
PC
vreme i NEC je zahvaljujući njemu
imao gotovo 50
50%
% udeo na tržištu
Japana..
Japana

PC-98 linija
PCli ij računara
č
j prodata
je
d
u
preko 15 milion
miliona
a komada za desetak
godina postojanja na tržištu
tržištu..
10 najpopularnijih računara u istoriji

Kompanija Apple izbacia je na tržište
iMac 1998
1998.. Reklamirali su njegovo
j g
kućište u boji kritikujući bež kućišta
ostalih PC računara u ono vreme
vreme..

Bio je to jdnostavan “allall-in
in--one”
one”
dizajn koji je objedinjavao sve
komponente računara u kućištu
monitora..
monitora
10 najpopularnijih računara u istoriji

Commodore Amiga 500 lansirana je 1987
1987..
Napravila je skok sa 8-bitnog
bitnog CPU na 32
bita
bit
a i procesor brzine 7 MHz
MHz.. Računar je
imao 512KB
512KB RAM
AM--a, p
podršku do 4096 boja
boja,
j ,
kao i interni 3.5-inch floppy drive.
drive. Cena
$700
700..

Amiga je bio brz računar zahvaljujući
dizajnu većeg broja koprocsora koji su
kontrolisai sliku i zvuk
zvuk..

Računar Amiga je bio posebno popularan
kao igračka platforma i za kreativno
programiranje u domenu zvuka i slike
slike..

Familija Amiga računara prodata je u
preko 6 m
p
miliona
milion
a komada.
komada
m
.
10 najpopularnijih računara u istoriji

Iste godine kada se pojavio ZX
ZX81
81,, (1977)
1977)
kompanija Apple izbacia je na tržište
Apple II.
II. Koštao je $1300
1300..

Apple II je imao neverovatan uspeh
uspeh..
Napavljen na dizajnu Apple I računara sa
1MHz procesor
procesorom
om i 4KB RAM
RAM--a.

Osam slotova za prošrenja na matčnoj
ploči Apple II računara biloje više nego
dovoljno za hobiste koji su ga koristili
koristili..
Sistem je bio proširiv do 48
48KB
KB RAM
RAM--a.
Ono što je ovaj računar izdvajalo je
njegov softver
softver..

Steve Wozniak je dizajnirao 5 1/4-inch
floppy drive.
drive. Imao je spreadsheet
software VisiCalc bitan za veliki brojj
korporacija koje su bil espremne da
izdvoje $1000 po računaru
računaru..
10 najpopularnijih računara u istoriji

Najveći
j
doprinos
p
kompanije
p j Sinclair
računarskoj industriji bio je model
ZX Spectrum
Spectrum,, lansiran 1982
1982.. godine
godine..

Bio je to računar malih dimenzija, po
ceni veoma dostupan (£ 125 u UK)
UK)..
Bio je po karakteristikama mnogo
bolji
od
svog
predhodnika
zahvaljujući RAM
RAM--u od 16KB
16KB i prvoj
hardverskoj tastatur
tastaturi..
tastaturi

ZX Spectrum linija računara je bila
veoma uspešna u celom svetu sa
prodajom od preko 5 milion
miliona
a komada
tokom svog tržišnog veka.
veka. Bio je to
prvi računar koji je široko ušao u
domove korisnika
korisnika..
10 najpopularnijih računara u istoriji

Tradicionalni (ne
(ne--Mac)
Mac) PC je onaj koji je 1981
1981..
napravljen u IBM
IBM--u. Sa Intel
Intel--ovim procesorom i
Windows OS,
OS IBM PC dominira tržištem od 1990
1990--tih
tih..
Imao je 4.77 MHz Intel 8088 procesor i 16
16KB
KB RAM
RAM-a.

IBM-ov model 5150 imao je Intel
IBMIntel--ov 1616-bit procesor
(večina računara je tada koristila 8-bit procesor
procesor))
k
koji
je koristio
k
8-bitnu
bitnu magistralu
l
i bio je
kompatibilan
sa
postojećim
periferijama
i
memorijskim proširenjima.
proširenjima.

IBM PC je koštao oko $1600 u osnovnoj
konfiguraciji.. Druge kompanije su kasnije klonirale
konfiguraciji
IBM--ov BIOS i napravile brojne IBM PC klonove.
IBM
klonove.

Svi x86 računari sa Intel
Intel--ovim procesor
procesorom
om postali
sukompatibilni sa IBM PC
PC--em
em.. Svi su koristili MS
MS-DOS, pa je tržište x86 u PC polju postalo standard.
standard.
10 najpopularnijih računara u istoriji

Commodore 64 je pojedinačno gledano
najpopularniji računarski sistem po
prodaji u svetu
svetu.. Lansiran je 1982
1982,, Imao je
1MHz
CPU
CPU,,
64KB
64KB
RAMRAM-a,
moćni
programibilni procesor zvuka i mo
moć
ćnu
grafiku za ono vreme.
vreme. Ko
Košštao je razumnih
$595
595..

Mogao je da se priključi na TV čime je
postao
hibridna
računarsko/igračka
konzola.. Proizvodio se do 1994.
konzola
1994. godine
stalno
l
obarajući
b
j ći cenu kako
k k
j
je
rasla
l
prodaja..
prodaja

K i ti je
Koristio
j BASIC programski
ki jezik
j ik kao
k i
većina tadašnjih računara, a dostupni
modemi povećli su popularnost ovog
prodaje
j g
govore o broju
j
računara.. Procene p
računara
od 12 pa čak do 30 miliona
miliona prodatih
komada..
komada
Centralni procesor

Rač
Ra
čunar koji koristimo da čitamo tekst ili pregledamo ovu prezentaciju
za svoje funkcionisanje koristi mikroprocesor (microprocessor
(microprocessor)).
Mikroprocesor
Mik
roprocesor je srce svakog računara, bez obzira da li je u pitanju
desktop mašina, server ili laptop.

Mikroprocesor koji koristi naš računar može biti Pentium
Pentium,, K6
K6,, PowerPC
PowerPC,,
Sparc ili bilo kog drugog brenda mikroprocesora.
mikroprocesora Bez obzira na tip
tip, svi
oni rade približno iste stvari na približno isti način.

Poznat i pod nazivom CPU (central processing unit
unit)) ili centralni procesor
– predstavlja kompletnu računsku mašinu smeštenu na jednom čipu .
Mikroprocesor

Čip (chip) – tanka komponenta od silicijuma
kvadratnog oblika.

CPU na čipu – mikroprocesor
mikroprocesor..

Mikroprocesor se naziva logički čip (logic chip)
kada se koristi za upravljanje specijalizovanim
uređajima.

Osnovna komponenta mikročipa je tranzistor –
elektronski prekidač koji propušta ili ne
električnu
l kt ič struju
st j ((on/off).
/ ff)

Današnji CPU sadrže milione tranzistora.
Centralni procesor

Prvi mikroprocesor
p
je
j napravila
p
kompanija
p j Intel (Intel 4004)
4004), 1971.
godine. Nije bio naročito moćan – mogao je da sabira i oduzima i to samo
4 bita istovremeno.

Ono što ga izdvaje je činjenca da je prvi put sve integrisano na jednom
č
čipu.
Do tada računari
č
su se sastojali iz kolekcije čipova
č
ili iz većeg
ć
broja tranzstora . Intel 4004 je pokretao jedan od prvih prenosivih
elektronskih kalkulatora.
kalkulatora
Centralni procesor
Centralni procesor

Tranzistori:: broj tranzistora na čipu; značajno raste iz godine u godinu;
Tranzistori

Moore--ov zakon:
Moore
zakon: 1965, Dr. Gordon E. Moore je objavio u časopisu
“Electronics
El t
Electronics”
i ” čl
članak
k pod
d naslovom
l
"C
"Cramming
i more components
t onto
t
integrated circuits."

Uočio je da kompanije koje proizvode poluprovodnike mogu da dupliraju broj
diskretnih komponenti na kvadratnom inču silikona na svakih 12 meseci.
Centralni procesor

Mikroni
Mi
kroni:: širina ((u m
mikronima)
m ) najmanje
jm j žice (konekcije)
(
j ) na čipu
čipu.
p . Za poređenje,
p
j ,
debljina vlasi kose kod ljudi je 100 mi
mikrona
krona..

Clock speed (brzina sistemskog sata)
sata):: maksimalna brzina kojom se čip može
“klokovati” .

D
Data
Wid
Width
Width:
h: to je
j širina
ši i ALU
ALU.
LU. 8-bit
bi nii ALU
bitni
LU može
ž da
d sabira/oduzima/množi/itd
bi / d i /
ži/i d dva
d
8-bit
bitna
na broja
broja,, dok 32
32--bitni
bitni ALU može to isto da radi sa 32
32--bit
bitnim
nim brojevma
brojevma..
Jedan 8-bit
bitni
ni ALU bi morao da izvrši četiri instrukcije
j da sabere dva 32
32--bitna
bitna
broja, dok 32
32--bitni
bitni ALU to može da uradi u jednoj instrukciji.
instrukciji. U većin slučajeva
eksterna magistrala za podatke (external data bus
bus)) je iste širine kao i ALU, ali
nije uvek tako
tako.. Savremeni Pentium procesori preuzimaju 64
64--bit
bitne
ne podatke,
podatke a
imaju 32
32--bitni
bitni ALU
ALU..
Centralni procesor

MIPS je skraćenica od “millions of instructions per second
second"" i predstavlja grubu
meru performansi CPU
CPU.. Ova mera može da se koristi kao opšti pokazatelj
relativne snage CPU
CPU..

Iz tabele se može zaključiti generalno da
postoji veza između brzine sata i
MIPS--a. Maksimalna brzina sistemskog sata je zavisna od procesa izrade i
MIPS
k š j j u čipu
kašnjenja
či .
čipu.

Postoji takođe i veza između broja tranzistora na čipu i MIPS
MIPS--a. Na primer
procesor 8088 ima postavljen sat na 5 MHz
MHz,, ali instrukcije izvrsava brzinom od
samo 0.33 MIPS (jednu instrukciju na svakih 15 ciklusa sistemskog sata).
sata).
Savremeni procesor
Savremen
procesori često mogu da izvršavaju
zvršavaju instrukcije
nstrukc je brz
brzinom
nom od dve
instrukije u jednom ciklusu sistemskog sata.
sata.

Ovakav napredak je direktno povezan sa porastom broja tranzistora na čipu
čipu..
Centralni procesor
Centralni procesor

Mikroprocesor izvršava kolekciju mašinskih instrukcija koje saopštavaju
procesoru šta je potrebno uraditi. Na osnovu tih instrukcija
mikroprocesor radi tri osnovne stvari:
1.
Korišćenjem ALU (Arithmetic/Logic Unit), mikrorocesor izvršava
matematičke operacije.
p
j Savremeni mikroprocesori
p
ove operacije
p
j mogu
g da
izvršavaju sa floating point brojevima.
2
2.
Mikroprocesor može da prebaci podatak iz jedne memorijske lokacije u
drugu.
3.
Mikroprocesor može da donese odluku i skoči na novi skup instrukcija na
osnovu te odluke.
Upravljačka jedinica

U
Upravljačka
lj čk jjedinica
di i ((controll unit)
i ) se sastoji
ji od
d elektronskih
l k
kih kola
k l koja
k j
koriste električne signale za upravljanje celokupnim računarskim
sistemom.

Ona ne izvršava instrukcije programa već kontroliše druge delove
sist
sistema
koji
k ji tto čine
či (“di
(“dirigent
i
t orkestra”).
k st ”)

Upravljačka jedinica komunicira sa ALU i sa operativnom memorijom.
Aritmetičko/logička jedinica

A
AritmetičkoAritmetičko
itm tičk -logička
l ičk jedinica
j di i (ALU) se
s sastoji
s st ji od
d elektronskih
l kt
skih k
kola
l koja
k j
izvršavaju sve aritmetičke i logičke operacije.

četiri aritmetičke operacije: sabiranje, oduzimanje, deljenje i množenje

logičke operacije (poređenja) nad brojevima, slovima i specijalnim
znacima

logičke operacije mogu testirati tri osnovna uslova:

equal--to, lessequal
less-than, greatergreater-than
Registri CPU
CPU--a

Registri
R ist i ((registers)
ist s) su
s privremene
i
m
memorijske
m m ijsk zone posebne
s b namene
m
sa
s
velikom brzinom pristupa u koje se smeštaju instrukcije i podaci.

Oni nisu deo operativne memorije već su to posebne zone unutar CPU.

Njima upravlja upravljačka jedinica CPUCPU-a, a omogućavaju prihvatanje,
čuvanje i transfer instrukcija i podataka i izvođenje
g
operacija
p
j uz veliku brzinu pristupa.
p
p
aritmrtičko/logičkih

Registri posebne namene imaju specifične zadatke – čuvaju instrukcije
k
koje
j se ttrenutno
t iizvršavaju
š
j ili č
čuvaju
j memorijsku
ij k adresu
d
naredne
d
instrukcije.
Centralni procesor
Centralni procesor

Adresna magistrala (address bus
bus):
): može biti širine 8, 16 ili 32 bit
bita;
a;
prosleđuje adresu u memoriju.

Magistrala za podatke (data bus
bus):
): može biti širine 8, 16 ili 32 bit
bita;
a; može
da pošalje podatak u memoriju ili da prihvati podatak iz memorije.

RD (read) i WR (write) linija
linija:: govori memoriji da li je u pitanju čitanje ili
upisivanje u adresiranu lokaciju u memoriji.

Linija sistemskog sata (clock line):
line): omogućava da takt sistemskog sata
uskladi rad procesora.

Linija za resetovanje (reset line):
line): resetuje programski brojač na nulu i
restartuje izvršenje.
Kako CPU izvršava programske instrukcije?

Većina PC računara izvršava jednu instrukciju za manje od milionitog
dela
d l sekunde,
k d d
dok
k superkompjuteri
k
mogu d
da izvrše
š jednu
d instrukciju
k
za
manje od jednog trilionitog dela sekunde.

Pre nego što se instrukcija izvrši ona i potrebni podaci moraju se
prebaciti u operativnu memoriju sa sekundarne memorije ili sa ulaznog
uređaja.
Kako CPU izvršava programske instrukcije?


CPU za svaku
s ku instrukciju
inst uk iju izvodi
i
di sledeća
sl d ć četiri
č ti i k
koraka
koraka:
k :
1.
UJ uzima instrukciju iz memorije i smešta je u registar.
2.
UJ dekodira instrukciju i određuje memorijske lokacije neophodnih
podataka.
3.
UJ prebacuje podatke iz memorije u registre ALU. ALU preuzima kontrolu
i potom izvršava a/l operacije nad podacima.
4.
UJ smešta rezultat operacije u memoriju ili u registar.
Prva dva koraka zajedno se nazivaju vreme instrukcije (instruction time, I
I--time)
time)..
Koraci 3 i 4 zajedno se nazivaju vreme izvršenja (execution time, EE-time)
time)..
Kako CPU izvršava programske instrukcije?
Kako CPU izvršava p
programske
g
instrukcije?
j

UJ eventualno upravlja
memorijom radi slanja
rezultata na izlazni uređaj ili
na ssekundarnu
un arnu m
memoriju
mor ju

Kombinacija II-time i E
E--time
naziva se mašinski ciklus
(machine cycle).
cycle).
Kako CPU izvršava programske instrukcije?

Svaki CPU ima interni sistemski sat (system clock) koji proizvodi takt
( l i ) fik
(pulsira)
fiksnom b
brzinom
i
k
kako
k bi se sinhronizovale
i h
i
l sve operacije
ij računara.
č

Zapazimo da ovo nije sat koji računar koristi za merenje vremena i datuma
koji se nalazi na posebnom čipu.
Kako CPU izvršava programske instrukcije?

Kolekcija instrukcija se implementira kao niz bitova, od kojih svaki niz ima
različito značenje kada se učita u registar instrukcija.

Ljudi ne mogu lako da pamte nizove bitova, zbog čega su definisani kratki nazivi
instrukcija (u obliku reči govornog jezika) od koji svaka rečpredstavlja određeni
niz bitova (instrukciju). Svaki tip CPU je dizajniran tako da “razume” specifične
grupe instrukcija, kao na primer ADD ili MOVE koje se nazivaju instruction set.
set.

Ova kolekcija reči se naziva asemblerski jezik procesora. Asembler može da
prevede jednostavno reč u odgovarajući binarni zapis i rtada se izlaz iz
asemblera unosi u memoriju odakle ga mikroprocesor izvršava.

Svaka instrukcija se može sastojati od većeg broja podinstrukcija od kojih je za
svaku potrebno da prođe barem po jedan mašinski ciklus.
Kako CPU izvršava programske instrukcije?

LOADA mem - Load register A from memory address

LOADB mem - Load register B from memory address

CONB con - Load a constant value into register B

SAVEB mem - Save register B to memory address

SAVEC mem - Save register C to memory address

ADD - Add A and B and store the result in C

SUB - Subtract A and B and store the result in C

MUL - Multiply A and B and store the result in C

DIV - Divide A and B and store the result in C

COM - Compare A and B and store the result in test

JUMP addr - Jump to an address

JEQ addr - Jump, if equal, to address

JNEQ
Q addr - Jump,
p, if
f not equal,
q , to address

JG addr - Jump, if greater than, to address

JGE addr - Jump, if greater than or equal, to address

JL addr - Jump,
Jump if less than,
than to address

JLE addr - Jump, if less than or equal, to address

STOP - Stop execution
Kako UJ pronalazi podatke i instrukcije?

Lokacija
L
k cij u memoriji
m m riji za
z svaku
sv ku instrukciju i za
z sv
svaki
ki p
podatak
d t k ili nj
njegovv d
deo
identifikuje se preko odgovarajuće memorijske adrese.
adrese. Drugim rečima svaka
lokacija u memoriji ima svoju numeričku (binarnu) adresu.

Dok adresni brojevi memorijske adrese ostaju uvek isti, sadržaj lokacija se
menja!

Programeri referišu svaki podatak preko imena – simbolička adresa.
adresa.
Performanse procesora

Broj raspoloživih tranzistora bitno određuje performanse procesora
procesora.

Za izvršavanje tipične instrukcije, kod procesora 8088 potrebno je 15
ciklusa sata.
sata Da bi se izvršilo 1616-bitno množenje,
množenje ovom procesoru je
potrebno oko 80 ciklusa sata.

Veći broj tranzistora omogućav tehnologiju koj ase naziva pipelining
pipelining..
Kod takve arhitekture izvršenje većeg broja instrukcija se prklapa
(nalaze se u različitim fazama izvršenja).

Veliki broj savremenih procesora ima višestruke dekodere instrukcija,
od kojih svaki ima sopstveni “pipeline”. To omogućava više tokova
instrukcija, tako da se više od jedne instrukcije može izvršiti za vreme
jednog ciklusa sta.
Pipelining

Pipelining – tehnika obrade kod koje se svaka nova instrukcija šalje u
CPU posle svakog koraka ciklusa obrade prethodne instrukcije
Trendovi u razvoju mikroprocesora

Potpuni 3232-bitna
bitna ALU sa brzim floating opracijama i pipeliningpipelining-om.

Dizajn procesora sa 64
64--bit
bitnom
nom ALU
ALU..

Tendencija ka specijalnim instrukcijama (kao lMMX instru
instrukcije
kcije)).

Podrška za hardversku virtual
virtualnu
nu memoriju i L1 keširanje na
procesorskom čipu.

Današnji procesori mogu da izvršavaju oko milijardu instrukcija u
sekundi.

Tro--dimenzioni čipovi koji se grade u lejerima.
Tro
Trendovi u razvoju mikroprocesora

64-bitni procesor je na tržištu od 1992
641992.. god. Osnovni razlog zašto je on
danas neophodan je njegov povećani adresni prostor.
prostor. 3232-bitni čip može
d adresira
da
d
i maksimum
k i
4 GB RAM memorije.
ij

Limit od 4GB memorije može da bude veliki problem za servere koji
čuvaju velike baze podataka,pa čak i za zahtevnije kućne varijante.

64-bitni
64bitni čip nema ova ograničenja jer je 6464-bitni
bitni RAM adresni prostor
praktično neograničen za današnji nivo upotrebe računara

2^64 byte
byte = 18,446,744,073,709,551,616 = 17,179,869,184 GB.
Trendovi u razvoju mikroprocesora

Intel
I
t l i AMD su
s izbaili
i b ili svoje
s j 6464-bitne
bit či
čipove.
Takođe, Mac je lansirao svoj G5 6464-bitni
bitni
procesor.

64-bitni procesori imaju 64
6464--bitnu
bitnu ALU
ALU--u, 6464bitne
bit
ne regist
registre
re,, 6464-bitne
bitne magistrale, itd.

Sa 64
64--bitnom
bitnom adresnom magistralom, brzim
g
za podatke
p
na matičnojj p
ploči,
magistralama
64--bitni računari nude i veće U/I
64
(input/output) brzine kao uređajima ko što je
hard disk i video kartica.
kartica
Sistemska jedinica
j

Sistemska jedinica (system unit) je
uređaj koji objedinjuje elektronske
k mp n nt rračunarskog
komponente
čun rsk sist
sistema.
m

Osnovna
Osno
na ssistemska
stemska jed
jedinica
n ca kod PC
računara je matična ploča
(motherboard)..
(motherboard)

Najvažnija komponenta na matičnoj
ploči jje mikroprocesor
p
p
– CPU
CPU..
Matična ploča
p

Matičn
atična
a ploča omogućava
g
svim komponntama
p
računara da dobiju
j
neophodnu struju i da medjusobno komuniciraju.

Prve MP sadržale
d ž l su samo nekoliko
k l k osnovnih
h komponenti.
k
Prva IBM PC
matična ploča imala je samo procesor i slotove za kartic. Korisnici bi u
te slotove kačili kontroler fiksnog
g diska ili memoriju.
j

Današnje MP po pravilu imaju na sebi ugrađene mnoge funkcije i u
velikoj
lik j merii utiču
tič na mogućnosti
ć
ti računara,
č
pružajući
ž j ći veliki
liki potencijal
t
ij l za
nadogradnju.
Matična ploča
p
Matična ploča - magistrala

Magistrala (bus
bus)) je strujno kolo koje povezuje jedan deo matične
ploče sa drugim.
drugim.

Sto više podataka istovremeno bus može da prenese, to će podaci
brže putovati
putovati..

Brzina busbus-a koja se meri megaher
megahercima
cima (MHz)
(MHz),, govori o tome koliko
podataka istovremeno može biti preneto kroz bus
bus..
Matična ploča - magistrala

System bus (magistarla) je skup paralelnih električnih vodova kojima
se prenose električni signali
signali..

Čine ga najčešće bakarni vodovi na površini matične ploče koji
transportuju podatke između CPU i memorije
memorije..

Broj bit
bit--ova podataka koji se mogu istovremeno preneti u intervalu
vremena naziva se širina magistrale (bus width) a određena je brojem
električnih vodova.
vodova.
Matična ploča - magistrala

Širina magistrale (bus width)
width) zavisi od vrste CPU i uglavnom odgovara
veličini reči CPU.

Veći bus znači:


CPU može preneti više podataka u intervalu vremena – brži rad računara

CPU može adresirati više memorijskih adresa – više memorije u računaru

CPU može podržati veće brojeve i veći skup instrukcija
Generalno važi: što veća širina magistrale
g
– to moćniji
j računar.
Matična ploča - magistrala

Brzina bus
bus--a je druga važna karakteristika koja određuje brzinu rada
računara.
računara. Meri se u megahercima (MHz).
(MHz).

Brzina busbus-a uobičajeno se odnosi na brzinu front side busbus-a (FSB),
(FSB), koji
povezuje CPU i northbridge čip
čip.. Brzina FSB speeds varira od 66 MHz do
preko 800 MHz
MHz..

Generalno važi
važi:: što veća brzina magistrale – to brži p
prenos p
podataka,
odnosno to brži računar
računar..
Matična ploča
p
•
Oblik i raspored komponenti MP naziva se form factor. Većina MP
sadrži sledeće komponente:
Matična ploča
p

Podnožje za mikroprocesor – oređuje tip CPU.
CPU.

Chipset
p
jje deo sistema
m logike
g
na M
MP i u
uobčajeno
j
se ssatoji
j od dva dela
koji se nazivaju northbridge i southbridge
southbridge.. Oni povezuju CPU sa ostalim
komponentama računara
računara..

Basic Input/Output System (BIOS) čip upravlja najosnovnijim
funkcijama računara i pokreće test računara kada god se on uključi
uključi.. U
nekim sistemima postoji dualni BIOS,
BIOS koji obezbeđuje bekap u slučaju
greške tokom rada ili prilikom ažuriranja BIOSBIOS-a.

Či realnog
Čip
l
s t je
sata
j baterijski
b t ijski napajani
j i čip
či koji
k ji pamti
ti osnovna
s
podešavanja i sistemsko vreme
vreme..
Matična p
ploča - p
proširenja
j
 Na matičnim pločama PC računara chipset
predstavlja vezu mikroprocesora sa ostalim
komponentama MPMP-e. Sastoji se od dve
komponente::
komponente

Northbridge je direktno povezan sa CPU preko front side bus (FSB)
(FSB)..
Konroler memorije se takođe nalazi na northbridge
northbridge--u što daje CPU brzi
pristup
i
memoriji.
memoriji
iji. Northbridge
hb id
j takođe
je
k đ povezan i sa AGP ili PCI Express
E
bus--om i sa memorijom.
bus
memorijom.

Southbridge je sporiji od northbridge
northbridge--a, a podaci iz CPU moraju da prođu
kroz northbridge pre nego što dođu do southbridge
southbridge--a. Ostali busbus-ovi
povezuju southbridge sa PCI bus
bus--om
om,, USB port
port--om i IDE ili SATA
kontrolerom hard diska
diska.
Matična ploča - proširenja

Pored sistemskog bus
bus--a, matična ploča takođe poseduje i veći broj
magistrala za proširenja (expansion buses)
buses)..

Neke od tih magistrala povezane su sa slotslot-ovima za proširenja
(expansion slots)
slots)..

Na ovaj način moguće je povezati na računar dodatne periferne
uređaje (peripheral devices) koji se nazivaju expansion boards
(interface cards, adapter cards)
cards)..
Matična ploča - proširenja
Matična p
ploča - p
proširenja
j

Slot--ovi za proširenja na MP uobičajeno sadrže
Slot
sadrže::


Industry Standard Architecture (ISA) - najajstariji
najajstariji vid eksternog
povezivanja preko busbus-a koji se koristi za uređaje male brzine kao
što su modemi i miševi
miševi;; danas retko u upotrebi
potrebi..
Peripheral Component Interconnect (PCI) – konekcije za video,
video
zvučne i mrežne kartice.
kartice.
Matična p
ploča - p
proširenja
j

Ostali značajni slot
slot--ovi za proširenja na MP su:
su:

Accelerated Graphics Port (AGP) – port za AGP video karticu
karticu;;
projektovan da obezbedi rezervisanu vezu između memorije i AGP
grafičke kartice.
kartice. Direktna veza omogućava znato veće performanse
grafike bez uticaja na ostale periferne uređaje
uređaje..

Integrated Drive Electronics (IDE) – interfejs ka disk drive
drive--ovima.
ovima.

Memorijski slotslot-ovi
Matična ploča - proširenja
Matična p
ploča - p
proširenja
j

Neke MP takodje sadrže i komponente naprednijih tehnologija
tehnologija::



Redundant Array of Independent Discs (RAID) kontroleri –
omogućavaju računaru da prepozna višestruke diskove kao jedan disk
disk..
PCI Express je noviji protokol koji funkcioniše više kao mreža nego kao
bus.. Može da eliminiše potrebu za drugim port
bus
port--ovima, uključujuči i AGP
AGP..
Pojedine MP imaju na sebi integrisane sisteme podrške za zvuk,
umrežavanje video ili druga proširenja
umrežavanje,
proširenja..
Matična ploča - proširenja

Ostale eksterne magistrale se koriste za eksternu konekciju računara
preko portport-ova (ports) sa uređajima kao što su miš, štampač,
tastatura, i dr
dr..

Dva oblika port
port--ova:
ova:


Serijski (serial) port – prenosi podatke bit po bit i koristi se za
spore uređaje (miš, tastatura)
P
Paralelni
l l i (paralel)
(
l l) portt – prenosii bitove
bit
u grupama i koristi
k i ti se za
brze uređaje (štampači, skeneri)
Matična ploča - proširenja

Universal Serial Bus (USB) – uređaji povezani USB
USB--om mogu se
međusobno serijski povezivati bez potrebe za dodatnim karticama
karticama..
Takođe,, ovi uređaji
j se mogu
g kačiti za računar ili skidati bez p
potrebe
da se isti isključuje (hot(hot-swappable).
swappable).

IEEE 1394 bus
b – poznatiji
tiji kao
k FireWire,
Fi Wi
t je
to
j bus
b velike
lik brzine
b i koji
k ji
se uobičajeno koristi za povezivanje video opreme na računar
računar.. Takođe
mu se pristupa kroz port na zadnjoj strani sistemske jedinice.
jedinice.

PC Card bus – pristup se ostvaruje preko slotslot-ova u kućištu računara
računara..
Ovi slot
slot--ovi prihvataju PC Card uređaje veličine kreditne kartice i
uobičajeno se nalaze na laptop računarima.
računarima.
Matična ploča - proširenja

Serijski port (serial port) se smatra jednim od najosnovnijih načina
eksternog povezivanja sa računarom i kao takav predstavlja interalni
preko 20 g
godina..
godina
deo većine računara p

Iako su mnogi savremeni sistemi odbacili serijski port zbog pojave
USB port
portt-a, većina
ći
modema
d
i dalje
d lj koristi
k i ti ovajj port,
t kao
k
i mnogii
štampači, PDA uredjaji kao i neke digitalne kamere
kamere..
Matična ploča - proširenja

Naziv "seri
serijski
jski"" potiče od činjenice da serijski port zapravo
"serializuje
"serializ
uje"" podatke
podatke.. To zapravo znači da ovaj port prenosi
y (8 bit
bit--a)) p
podataka..
podataka
istovremeno 1 Byte

Prednost leži u tome da je kod ovog port
port--a potrebna samo jedna žica
za prenos 8 bit
bit--a (dok
d k je
j paralelnom
paralel
l lnom portportt-u potrebno
t b 8).

Nedostatak je u tome što je potrebno 8 puta duže vreme za prenos
podataka u odnosu na port sa 8 žica
žica..
Matična ploča - proširenja


Serijski port, poznati kao “komunikacioni” (COM) port je biSerijski
bi-dire
direkconi
kconi..
Bi--dire
Bi
direkciona
kciona komunikacija omogućava svakom uređaju da šalje i da
prima p
p
podatke..
podatke

Halfalf-duplex

Full--duplex
Full
Serijski port zasniva svoj rad na posebnom kontroleru koji je poznat
Serijski
kao Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART)
(UART)..
Matična ploča - proširenja

Eksterni konektori serijskog porta mogu biti sa 9 ili sa 25 pin
pin--a.
Osnovna upotreba serijskog porta osmišljena je za povezivanje
modema sa računarom.
računarom.
Matična ploča - proširenja

Paralelni p
port (p
parallel p
port)) jje često korišćeni p
port
port za p
povezivanje
j
štampača sa računarom iako u dnašnje vreme njegovu funkciju sve više
preuzima USB port
port..

Paralelni port se može koristiti za povezivanje većeg broja različitih
perifernih uređaja
p
uređaja:
j :

Štampači

Skeneri

CD rezači

Eksterni fiksni diskovi

Iomega ZIP diskovi

Mrežni adapteri
p

Backup uređaji
Matična ploča - proširenja

Paralelni p
port jje razvijen
j
u IBM
IBM--u sa ciljem
j
da se na PC računar
povežu printeri
printeri..

Inženjeri
ž
IBM
IBMBM-a su uparili
l 25
25--pin
pinski
ski
k konektor
k
konektor,
k , DB
DB--25
25,, sa 36
36--pin
pinskim
skim
k
konektorom kompanije Centronics (najveći proizvođač štampača u to
p
posebni kabl za p
p
povezivanje
j štampača.
štampača
p
.
vreme) kako bi napravili
Matična ploča - proširenja

Kada PC pošalje podatke printeru ili nekom drugom uređaju koji je
povezan na paralelni port, on šalje 8 bit
bit--a podataka (1 byte)
istovremeno (paralelno)
(paralelno)..

Standardn paralelni port može da pošalje 50 do 100 KB podataka u
sekundi..
sekundi
Matična ploča - proširenja

Standard Parallel Port (SPP) – prvi bidirekcioni p. port (IBM 1987
1987)).

Halfalf-duplex

Full--duplex
Full
p

Enhanced Parallel Port (EPP) – (Intel, Xircom i Zenith
Zenith,, 1991.
1991.) može da
prebaci 500 KB do 2 Mbu sekundi.
p
sekundi. Namenjen
j
za komunikaciju
j sa
memorijskim uređajima koji zahtevaju veliku brzinu
brzinu..

Extended Capabilities Port (ECP) – (Microsoft i Hewlett Packard
Packard,,
1992..) dizajniran je da ponudi veću brzinu i funkcionalnost za
1992
štampače..
štampače

IEEE 1284 standard iz 1994.
1994. uključuje dve specifikacije za uređaje
koji se vezuju preko paralelnog porta
porta:: EPP i ECP
ECP..
Matična ploča - proširenja

Svaki
S
ki savremenii PC ra
računar
č
čunar
poseduje
d j veći
ći broj
b j USB (Universal
U i
l Serial
S i l
Bus)) konektora
Bus
konektora.. USB konektori omogućavaju da priključite na računar
miša, štampač, kao i drugu opremu veoma brzo i jednostavno
jednostavno..

Operati
perativni
vni sistem računara podržava USB konektore tako da je
instalacija drajvera za različite uređaje tođe veoma brza i
jednostavna..
jednostavna

U p
poređenju
j sa ostalim načnima za p
povezivanje
j uređaja
j na računar
(uključujući paralelne, serijske portove i specijalne kartice koje se
umeću u kućište računara)
računara),, USB uređaji su višestruko jednostavniji
jednostavniji..
Matična ploča - proširenja

USB omogućava
g
jedinstven,
j
, standardizovan i jjednostavan način da na
vaš računar priključite do 127 uređaja
uređaja::
 Štampač
Š
 Modemi
 Skener
 Zvučnici
 Miš
 Telefoni
 Joystic
 Videofoni
 Flight yokes
 Uređaji za memorisanje
podataka
 Digitalne kamere
 Mrežna oprma
 Web kamere
 Naučna oprema i oprema
za prikupljanje podataka
Matična ploča - proširenja

Kod priključivanj
priključivanja
a novih USB uređaja, operativni sistem ga automatski
detektuje i zahteva disk na kome se nalazi drajver za uređaj.
uređaj.

U slučaju da je drajver već instaliran, računar ga aktivira i počinje sa
njim komunikaciju
komunikaciju..

USB uređaje je moguće uključiti i isključiti u bilo kom trenutku
trenutku..
Matična ploča - proširenja

Većina USB uređaja ima svoj ugrađeni kabl koji ima konektor tipa "A
"A”
A”.
U suprotnom, uređaj ima na sebi priključak koji prihvata USB
konektor tipa “B”
“B”.

USB standard koristi "A" i "B" konektore radi izbegavanja konfuzije
konfuzije::

"A" konektor vrši "upstream"
podataka ka računaru
p
računaru..

"B"
B konektor vrši "downstream"
downstream
podataka i priključuje se na različite uređaje
uređaje..
Matična ploča - proširenja

Korišćenjem dva tipa konektora na “upstream”
upstream” i “downstream”
downstream” kraju
izbegava se konfuzija – ukoliko priključite bilo koji USB kabl sa "B"
uređaj,
j, sigurni
g
ste da će on da radi
radi.. Slično,, ukolko
konektorom u neki uređaj
priključite bilo koji kabl sa "A" konektorom u bilo koji "A" priključak
sigurni ste da će on da radi.
radi.

Ukoliko ostanete bez slobodnih konektora na računaru, rešenje može
da bude USB hub
hub..
Matična ploča - proširenja

USB hub
hub--ovi mogu biti sa ili bez napajanja.
napajanja.

USB standard omogućava uređajima da povuku struju preko USB
konekcije.
konekcije. Veći potrošači poput printera ili skenera imaće svoje
napajanje, dok će mali potrošači poputmiša ili digitalne kamere povući
j p
preko busbus-a. T
struju

Struja (do 500 mA pri 5 V za USB 2.0 i 900 mA za USB 3.0) dolazi sa
napajanja računara.
računara.
Matična ploča - proširenja

Kada se host (računar) upali,
upali on proverava sve konektovane uređaje i
svakom dodeljuje jedinstvenu adresu.
adresu. Ovaj proces je poznat kao
enumeracija – uređaji dobijaju adrese i kada se naknadno priključe
priključe..

Host takođe određuje za svaki uređaj željeni tip prenosa podataka:
podataka:



Interrupt – za uređaje koji šalju malo podataka (tastatura, miš)
miš)..
Bulk – za uređaje
j koji
j p
primaju
j p
podatke u velikim paketima,
p
, p
poput
p
štampača.. Blok podataka se šalje printeru (u 64
štampača
64--byte segmentima)
i vrši se verifikacija podataka.
podataka.
Isochronous – za streaming uređaje poput zvučnika
zvučnika.. Podaci se
prenose između uređaja i hosta u realnom vremenu, bez
verifikacije i ispravljanja greške
greške..
Matična ploča - proširenja

Universal Serial Bus (USB) ima sledeće karakteristike:
karakteristike:

Računar se ponaša kao “domaćin” (host
host)).

Do 127 uređaja je moguće priključiti na host, direktno ili reko USB
hub--ova.
hub
ova.

Pojedinačni USB kablovi mogu biti dužine do 5 metara
metara;; sa hub
hub--ovima
((šest kablova),
kablova), uređaji
j mogu
g biti maksimalno udaljeni
j
do 30 metara od
host--a.
host
Matična ploča - proširenja

Kod USB
USB--a 2.0 standarda
standarda,, maksimalna brzina prenosa podataka je 480
Mbit--a u sekundi (10 puta brže od brzine USB 1.0).
Mbit

USB 3.0 standard ima kao dodatak još 4 žice za prenos podataka.
podataka.

USB 2.0 može istovremeno da šalje podatke samo u jednom smeru
(“downstream
downstream”” ili “upstream
upstream””), dok USB 3.0 može da prenosi podatke
u oba smera simultano
simultano..
Matična ploča - proširenja

FireWire (IEEE 1394)
1394) je jedan od načina za povezivanje različitih
delova opreme na računar
računar,, sa ciljem da se obezbedi jednostavna i
podataka..
podataka
brza razmena p

U orignalnoj verziji stvoren u Apple
Apple--u i standardizovan 1995.
1995. godine
k specifikacija
kao
ifik ij IEEE 1394 High
Hi h Performance
P f
S i l Bus
Serial
B .
Bus.

FireWire je metod za transfer podataka
između digitalnih uređaja,
posebno između audio i video opreme
opreme..

Veoma je sličan sa USBUSB-om.
om.
Matična ploča - proširenja

Di j
Dizajneri
i FireWire
Fi Wi -a imali
FireWireim li su
s nekoliko
k lik ciljeva
ilj
prilikom
ilik m stvaranja
st
j ovog
standarda::
standarda

Brz penos podataka

Sposobnost da se na bus priključi veći broj uređaja

Jedostavnost korišćenja

Priključivanje/diskonektvanje na “vruće”

Obezbeđivanje napona kroz kabl

Plug--andPlug
and-play performanse

Mali
M li troškovi
t šk i kabliranja
k bli
j

Mali troškovi implementacije
Matična ploča - proširenja

FireWire jje veoma brza konekcija
j –p
postojeće
j
verzije
j p
postižu brzine
od 800 Mbps
Mbps.. Očekuje se u budućnosti da će ove brzine rasti do
neverovatnih 3.2 Gbps kada proizvođači redizajniraju postojeće
FireWire kablove
kablove..

Na FireWire bus moguće je prikačiti do 63 uređaja
uređaja.. Windows OS (od
verzije 98
98)) Mac OS (od verzije 8.6) podržavaju ovaj bus
bus..

Kačenje novih uređaja, njihova diskonekcija, kao i adresiranje pri
uključenju računara odvija se na isti način kao i kod USB bus
bus--a.
Matična ploča - proširenja


Originalna FireWire specifikacija
specifikacija,, FireWire 400 (1394a)
1394a),, bia je brža
od USB
USB--a kad se pojavila
pojavila::

Brzina transfera do 400 Mbps

M k i l razdaljina
Maksimalna
d lji između
i
đ uređaja
đ j do
d 4.5 met
metra
tra (dužina
d ži kabla
k bl )
kabla)
2002.. go
2002
godine
n lansirana
ans rana jje F
FireWire
r Wr 8
800 (1394
1394b)
9 b)) sp
specifikacija
specifikacija:
c f ac ja:

Brzina transfera do 800 Mbps

Maksimalna razdaljina između uređaja do 100 met
metra
ra (dužina kabla
kabla))
Matična ploča - proširenja

Fi Wi je
FireWire
j veoma
m brza
b
k
konekcija
k ij – postojeće
st j ć verzije
ij postižu
stiž brzine
b i
od 800 Mbps
Mbps.. Očekuje se u budućnosti da će ove brzine rasti do
neverovatnih 3.2 Gbps kada proizvođači redizajniraju postojeće
FireWire kablove.
kablove.

Na FireWire bus moguće je prikačiti do 63 uređaja
uređaja.. Windows OS (od
verzije 98
98)) Mac OS (od verzije 8.6) podržavaju ovaj bus
bus..

Kačenje novih uređaja, njihova diskonekcija, kao i adresiranje pri
uključenju računara odvija se na isti način kao i kod USB bus
bus--a.
Matična ploča - proširenja

Os
Osnovna
razlika
lik između
i m đ FireWire
Fi Wi
i USB
USB--a je
j ta
t što
št je
j FireWire
Fi Wi
namenjen za rad sa uređajima koji prenose velike količine podataka -kamkorderi,, DVD plejeri i digital
kamkorderi
digitalna
na audio oprema
oprema..

Implementacija FireWire
FireWire--a košta nešto više od USB
USB--a što USB
postavlja kao standard za povezivanje velikog broja uređaja koji ne
zahtevaju izrazito brzi bus
bus..

Osim brzine, velika razlika između FireWire i USB 2.0 leži u tome što
je USB 2.0 “h
“host
ost--based”
based”, što znači da uređaj mora biti konektovan na
računar da bi komunicirao, dok je FireWire peer
peer--to
to--peer,
peer, što znači da
dve kamere povezane sa FireWire kablom mogu da komuniciraju
međusobno bez prisustva računara.
računara.
Matična ploča - proširenja

FireWire uređaji mogu biti sa napajanjem ili bez
njega.. FireWire omogućava uređajima da povuku
njega
napajanje kroz kabl
kabl..

Dva strujna provodnika u kablu mogu da povuku
struju (8 do 30 V, 1.5 Amp maksimum
maksimum)) sa računara
ka uređaju bez napajanja
napajanja..

Dva uparena seta kablova prenose podatke u
FireWire 400 kablu sa 6-pin
pinskom
skom konfiguracijom
konfiguracijom..

Manji FireWire uređaji koriste 4-pinski
pinski konektor
koji nema provodnike za napajanje
napajanje..
Brzina i snaga računara

B i
Brzina
s
se
t di i
tradicionalno
l
povezuje
j
s
sa
računarima
č
im
k
kao
njihova
jih
karakteristika.. Snaga računara je proizvod brzine ali i drugih faktora
karakteristika
(veličina memorije)
memorije)..

Šta čini jedan računar bržim od drugog?

Brzina mikroprocesora

Širina magistrale
g
(bus--a))
((bus

Veličina cashe memorije

........

Flash
Fl h memorija

RISC arhitektura

Paralelno procesiranje
Brzina i snaga
g računara

Iako su računari generalno brzi, njihova brzina se međusobno značajno
razlikuje.

Jedan od načina za poređenje brzine rada računara je preko brzine CPU
Brzina i snaga računara

Brzina mikroprocesora se određuje brzinom rada sistemskog sata i
uobičajeno se meri megahercima (MHz) ili gigahercima (GHz).

Direktno poređenje brzine je opravdano samo među procesorima iste
klase!

Druga mera za brzinu računara je MIPS – milion instrukcija u sekundi

Treća mera brzine računara je megaflop – milion floating
floating--point
p
j u sek.
operacija
RISC tehnologija

Konvencionalni procesori su zasnovani na CISC – complex instruction
set computing tehnologiji
tehnologiji..

Umesto težnje
težnje da se postigne što veća raznovrsnost, što veća moć
(snaga) isl
isl.. zagovornici RISC – reduced instruction set computing
t h l ij naglašavaju
tehnologije
l š
j da
d je
j moguće
ć postići
tići “to
“t više”
iš ” ako
k “svedemo
“
d
na
manje” (less is more)
more)..

Prema njima, većina najsloženijih instrukcija kod CISC tehnologije
koristi se veoma retko i značajno usporava brzinu rada CPU, često
oduzimajući” po nekoliko mašinskih ciklusa po instrukciji
instrukciji..
“oduzimajući”
RISC tehnologija

RISC mikroprocesori zapravo nude samo mali broj instrukcija što
povećava brzinu rada računara
računara..



Povećava se brzina kod operacija koje ne koriste složene
instrukcije!
Smanjuje se brzina kod operacija koje koriste složene instrukcije!
Kod programa sa malim brojem operacija koje zahtevaju složene
instrukcije (grafičke i inžinjerske aplikacije) RISC računari postižu
značajnu
č j prednost
d
t u performansama.
performansama
f
.
Paralelna obrada

Serijska obrada – izvršava se jedna po jedna instrukcija
instrukcija::

procesor uzima instrukciju iz memorije,
memorije izvršava je,
je smešta
obrađene podatke u memoriju, ponavlja se ceo proces.
proces.

Paralelna obrada (parallel processing)
korišćenja većeg broja procesora
procesora..
-
metod
istovremenog

Predstavlja jedan od najboljih načina za ubrzavanje rada računara
računara..
Paralelna obrada

Problem
P bl m kod
k d konvencionalnih
k
i
l ih računara
č
j taj
je
t j što
št postojanje
st j j jednog
j d
elektronskog “prilaznog puta” (bus(bus-a) predstavlja usko grlo
grlo..

Rešenje – veći broj CPU od kojih svaki ima svoju memorijsku jedinicu
koji rade istovremeno – paralelna obrada.
obrada.

Pojedini računari koji imaju paralelne procesore postižu brzine obrade
izražene teraflops
teraflopsp -ima ((trilion floating
gp
point operacija
p
j u sekundi)
sekundi).
).

Broj paralelnih procesora
procesora::

od 4 do 16 kod mrežnih servera

po sto ili hiljadu kod superkompjutera
Download

RAČUNAR RAČUNAR – HARDWARE i SOFTWARE