Slide 1

Poglavlje 2

Osnove hardvera: unutar računara

Slide 2

Poglavlje 2Ciljevi

Na koji način se u računaru memorišu i obrađuju podaci - informacijeOsnovna struktura i organizacija računaraFunkcije i međusobna interakcija

glavnih komponenti računaraVrste memorija i memorijskih uređaja

Slide 3

Poglavlje 2 Šta računari rade

Osnovne funkcije računara

Prihvatanje ulaza: prihvatanje podataka iz spoljašnjeg svetaProcesiranje podataka: obavljanje aritmetičkih ili logičkih

operacija (donošenje odluka) nad podacimaFormiranje izlaza: dobijanje informacija i slanje informacija u

spoljašnji svetMemorisanje informacija: slanje i skladištenje informacija u

memoriju računara

Slide 4

Poglavlje 2 Šta računari rade

Osnovne komponente računara

Ulazne jedinice Tastatura, miš, skener

Izlazne jedinice Displej ili video monitorŠtampačZvučnici

Centralna procesorska jedinica (Central Processing Unit - CPU)

Slide 5

Poglavlje 2 Šta računari rade

Osnovne komponente računara

Memorije i memorijski uređaji Primarna memorija: RAM (Random Access Memory) Sekundarna memorija: Memorijski uređaji koji služe za dugotrajno skladište podataka

Jedinice diskova CD i DVD jedinice Jedinice magnetnih traka

Slide 6

Poglavlje 2 Predstava informacija u računaru

Informacija Komunikacija koja poseduje vrednost

informisanja Bilo šta što se može biti predmet

komuniciranja, bez obzira da li poseduje vrednost ili ne

Informacije se pojavljuju u mnogim oblicimaReči, brojevi, slikeAudio, video

Slide 7

Poglavlje 2 Predstava informacija u računaru

Računarske informacije su digitalneBit ili binarna cifra

Najmanja jedinica informacijaMože da ima samo dve

vrednosti: 1 ili 0Može da predstavlja brojeve,

kodove

ili naredbe Bajt: skup od 8 bita

Slide 8

Poglavlje 2 Predstava informacija u računaru

Korišćenjem dva simbola svi brojevi mogu biti predstavljeni i nad njima se mogu obavljati proizvoljne aritmetičke operacije

Bilo koji broj se može posmatrati kao

komponente svojih pozicionih vrednosti

od kojih je svaka stepena dva l9 se predstavlja binarno sa 00010011

Slide 9

Poglavlje 2 Predstava informacija u računaru

Brojevi zapisani sa bitimaBinarni brojni sistem

Označava sve brojeve kombinovanjem samo dve

binarne cifre Decimalni brojevi se

automatski konvertuju u binarne i obrnuto

Obrada binarnih brojeva je potpuno skrivena od korisnika računara

Slide 10

Poglavlje 2 Predstava informacija u računaru

KodiranjeASCII

Najčešće korišćeni kod Predstavlja skraćenicu od American

Standard Code for Information Interchange (256 jedinstvenih znakova)

Unicode Kodna šem koja podržava 65,000

jedinstvenih karaktera (znakova)

Slide 11

Poglavlje 2 Predstava informacija u računaru

Instrukcije programa su u binarnom zapisuSačuvani programi se smeštaju kao skupovi bitaProgramske instrukcije su prezentovane u binarnoj notaciji

kao odgovarajući kodovi instrukcija

Slide 12

Poglavlje 2 Predstava informacija u računaru

Obeležavanje:b – bitB - bajt

– Bajt

– Kilobajt (KB)

– Megabajt (MB)

– Gigabajt (GB)

– Terabajt (TB)

– Petabajt (PB)

= 8 bita

= 1024 B = 210 B

= 1024 KB = 210 KB

= 1024 MB = 210 MB

= 1024 GB = 210 GB

= 1024 TB = 210 TB

Slide 13

Poglavlje 2 Srce računara: CPU i memorija

CPU: - Central processing unit

CPU (mikroprocesor) Interpretira i izvršava

programske instrukcije Nadgleda aritmetičke i logičke

operacije nad podacima

Slide 14

Poglavlje 2 Srce računara: CPU i memorija

Komunicira sa svim ostalim delovima računara indirektno preko memorije

BIU – Bus Interface UnitIzvršavanje instrukcija

EU – Execution UnitALU – Arithmetic Logic Unit

Kompleksan skup elektronskih kola Smešten je zajedno sa ostalim

elektronskim komponentama na matičnu ploču (motherboard)

Slide 15

Poglavlje 2 Koraci koje obavlja CPU

Prihvat (fetch) nardbi iz RAM-aDekodovanje naredbeČitanje podatka iz RAM-a (ako se zahteva u naredbi)Izvršenje naredbeUpis rezultata obrade (u MEM ili periferijsku

jedinicu)

Slide 16

Poglavlje 2 Kompatibilnost

Softver nije neophodno kompatibilan sa svakim CPUSoftver napisan za PowerPC familiju procesora ugrađenih u

Macintosh računare ne radi na Intelovim procesorimaSoftver napisan za Linux ne radi pod Windows OS

Oba sistema rade na PC-u sa Intelovim mikroprocesorima CPU u okviru iste familije su po pravilu napravljeni tako da

budu kompatibilni unazad Noviji procesori mogu da izvršavaju sve instrukcije koje

se izvršavaju i na starijim modelima

Slide 17

Poglavlje 2 Performanse

Aplikacije zahtevaju brže mašine u cilju postizanja zadovoljavajućih rezultata

Ukupne performanse računara su određene sa:Brzinom takta (clock speed) procesora

Meri se u jedinicama gigaherc (GHz-milijarda taktovnih ciklusa u sekundi)

Arhitekturom i dužinom reči procesora Radne stanice i serveri koriste 64-bit procesore Većina PC-a koriste 32-bit procesore Neki ugradjeni (embedded) i računari posebne namene

koriste još uvek 8- i 16-bitne procesore

Slide 18

Poglavlje 2 Performanse

Tehnike za povećanje računarske moći su:Paralelno procesiranje Server klasteri

Slide 19

Poglavlje 2 Računarska memorija

RAM: Random Access MemoryDinamička – zahteva osvežavanje sadržaja tokom radaStatička – zahteva stalno napajanje

ROM: Read Only MemoryPROM: Sadržaj se može upisati jedanputEPROM: Može se brisati ultraljubičastom svetlošćuEEPROM: Može se brisati električnoFlash: Dozvoljava višestruki upis

Slide 20

Poglavlje 2 Računarska memorija

RAM (random access memory) memorija sa slučajnim pristupom Koristi se za privremeno memorisanje programskih instrukcija i

podataka Jedinstvene adrese i podaci se mogu smestiti u bilo koju lokaciju Informacije se mogu vrlo brzo iščitati Informacije ne ostaju memorisane kada se isključi napajanje

Slide 21

Poglavlje 2 Računarska memorija

ROM (read-only memory) Informacije se memorišu permanentno Po pravilu se u ovu memoriju upisuju startup

instrukcije i drugi permanentni podaciCMOS (complementary metal oxide semiconductor)

Posebna vrsta RAM-a niske energetske potrošnje

Fleš memorije Koriste se u telefonima, pejdžerima, prenosivim

računarima, PDA i td. Moguć je višestruki upis

Slide 22

Poglavlje 2 Hijerarhija kod memorija

CPU registri

Cache

RAM

Sekundarna memorija

Brz

ina

Kap

acite

t

Slide 23

Poglavlje 2 Računarska memorija

CPU RegistriPrivremene lokacije za međurezultate i tekuće instrukcije

Keš memorijaBrza memorija između CPU i RAM-a, za podatke koje CPU

često traži ~ 1MBRAM

Read/write memorija za prihvat podataka i instrukcija programa koji se izvršava ~ 256MB

Sekundarna memorijaMasovna memorija sa podacima i programima ~ 120 GBDeo ove mem može da se koristi za virtualnu memoriju

Slide 24

Poglavlje 2 Magistrale portovi i periferije

Na matičnoj ploči računara (motherboard) informacije se prenose između pojedinih komponenti preko skupa veza koje se zovu sistemska magistrala (system buses, ili samo buses)

Slide 25

Poglavlje 2 Magistrale

CPUCPUPRIMARYPRIMARY

STORAGESTORAGE

DATA BUSDATA BUS

ADDRESS BUSADDRESS BUS

CONTROL BUSCONTROL BUS

INPUT

DEVICES

OUTPUT

DEVICES

SECONDARY

STORAGE

Slide 26

Poglavlje 2 Magistrale portovi i periferije

MagistraleTipično imaju 32 ili 64 veze Povezuju memorijske jedinicePovezuju proširive slotovePovezuju spoljašnje magistrale i

portove

Slotovi i portovi Olakšavaju jednostavno povezivanje

spoljašnjih uredjaja, koji se često nazivaju i periferijske jedinice

Slide 27

Poglavlje 2 Otkrivanje budućnosti

Nova laserska tehnologija nazvana (EUVL - Extreme Ultraviolet Lithography ) će radikalno povećati performanse i smanjiti dimenzije čipova

Superprovodnici koji provode elektricitet bez zagrevanja će povećati brzinu računara za dva reda veličine

U optičkim računarima se signali prenose svetlošću a ne električnim impulsima

The only thing that has consistently grown faster than hardware in the last 40 years is human expectation.—Bjarne Stroustrup, AT&T Bell Labs, designer of the C++ programming language

Slide 28

Poglavlje 2 Rezime poglavlja 2

Računari manipulišu sekvencama bita-binarnim reprezentima informacija

CPU izvršava programske instrukcije koje su takodje sekvence bita, obavljajući računske i logičke operacije kojima se ulazni podaci transformišu u izlazne

Nisu sve CPU međusobno kompatibilne

The great Information Age is really an explosion of non-information; it is an explosion of data. To deal with the increasing onslaught of data, it is imperative to distinguish between the two; information is that which leads to understanding.—Richard Saul Wurman, in Information Anxiety

Slide 29

Poglavlje 2 Rezime poglavlja 2

CPU koristi: RAM (random access memory) kao privremenu memoriju za

instrukcije i podatke ROM (read-only memory), sadrži nepromenljive informacije koje

služe kao referentni materijal za CPU u toku izvršavanja programskih instrukcija

CPU i glavna memorija su smešteni u silikonske čipove na matičnoj ploči