servis_racunara

8/12/2019 servis_racunara

1/83

VIA ELEKTROTEHNIKA KOLA

BEOGRAD

M. MILOSAVLJEVI, M. MILI

MONTAA I SERVISIRANJE RA UNARA

SKRIPTA

BEOGRAD, SEPTEMBAR 2004.GOD.


2/83

2


3/83

3

SADRAJ:

UVOD .. 5MATI NE PLO E . 7MEMORIJA 15MIKROPROCESORI .. 21HARD DISKOVI 27FLOPI DISKOVI I DISK JEDINICE . 37VIDEO KARTICE .. 39STEPENI ZA NAPAJANJE .. 45MONITORI . 55LASERSKI TAMPAI 65


4/83

4


5/83

5

UVOD

U dananje vreme PC raunari su prisutni u svim oblastima ivota, pa praktino nepostoji ni jedna ljudska delatnost u kojoj se oni u veoj ili manjoj meri ne primenjuju. Svakakoda je najvanija njihova primena u poslovne svrhe. U industriji, administraciji i upravi sesavremeno poslovanje bez njih vie ne moe zamisliti. Druga vana oblast primene PC raunara je u obrazovanju, tako da je obrazovnim ustanovama i pojedincima dostupna ogromna bazastru ne i naune literature, kao i mnogobrojni kursevi i slini obrazovni sadraji. Trea oblastgde su PC raunari takoe najire prisutni je zabava. Sa razvojem PC tehnologije postalo jemogu e koristiti raznovrsne multimedijalne sadraje, tako da se danas korienjem raunaramogu gledati filmovi, sluati kvaliteni muziki sadraji, igrati mnogobrojne igre, ali i stvaratikompletna umetnika dela, kao to su slike, filmovi i muzika.

Ogroman broj PC raunara u svetu i jo vei broj njihovih korisnika, dovodi do velikepotrebe za odravanjem, popravkama i nadogradnjama postojeih ra unara, kao i odgovarajuegi racionalnog izbora prilikom nabavke novih raunara. U tom ciljue biti ukratko prikazaneglavne komponente savremenih PC ranara, pri emu ne e biti naglaska na suvine tehnikepodatke, koji se i onako veoma brzo menjaju usled neprestanog pojavljivanja novih i jaih PCkonfiguracija, ve e ve a panja biti posveena osnovnim principima rada pojedinih

komponenti, njihove ugradnje, konfigurisanja i eventualnog servisiranja.Pri tome treba imati u vidu da se razvojem i irenjm PC tehnologije i cene pojedinihkomponenti smanjuju, tako da se popravka nekih od njih, sa jedne strane materijalno ne isplati, asa druge strane tehnoloki je praktino nemogua sem u fabrikim uslovima. Zbog sve veegstepena integracije koji se primenjuje u dananjoj proizvodnji PC raunara, gotovo kod svihnjihovih komponenata preovladava SMD tehnologija (Surface Mounted Devices elementi sapovrinskom montaom) montae i lemljenja elektronskih sastavnih delova. Osim togainegrisana kola (takoe u SMD tehnologiji) postaju sve kompleksnija i namenski pravljena zapojedine ureaje, pa se kao takva ne mogu ni nai na slobodnom tritu. Uzimajui u obzir ovedve injenice, broj sastavnih elemenata u PC raunaru koji se isplativo moe popravljati nanivou pojedinanih elektonskih komponenti se znatno smanjio. Ipak, jo uvek ima prostora ipotrebe za popravkama stepena za napajanje, monitora i periferijskih ureaja kao to su

tampa i. Zato e ovim elementima biti posvena i naroita panja.U svim PC raunarima, njihovim monitorima, svim tampaima, skenerima i ostalimperiferijskim ureajima postoje takozvani impulsni (prekidaki) stepeni za napajanje. Poto se usvim nabrojanim ureajima se koriste stepeni za napajanje koji rade na istom principu, i ako sezna da su kvarovi u ovim stepenima relativnoesti odnosu na ostale komponente, jasno je da jeod velike koristi upoznavanje sa principima rada ovakvih stepena za napajanje i njihovogservisiranja.

Monitori za PC raunare jo uvek imaju relativno visoku cenu, a kako se kod njih jouvek ve inom primenjuje klasina tehnologija izrade, sa integrisanim kolima koja su manje viedostupna, i oni spadaju u PC komponente kojimae biti posveena ve a panja.

I pored sve veeg korienja dokumenata u elektronskom obliku, jo uvek je potrebnoveliki broj dokumenata koristiti u papirnom obliku. Za tu namenu se najvie koriste laserskitampa i. Kod ovih tampaa se, pored hardverskih, javljaju kvarovi i smetnje koje su iliprivremenog karaktera, ili koji se mogu relativno jedostavnom intervencijom otkloniti. Zatoebiti detaljno opisan princip njihovog rada i nain otklanjanja nekih kvarova i smetnji.

I za ve inu ostalih sastavnih komponenti PC raunara e biti navedene mogueintervencije na njima. Nekim komponentama koje su veoma jeftine ili spadaju u potronu robu(tastature, mievi i slino) ne e biti posveena neka panja, jer za to nema racionalnih razloga.


6/83

6


7/83

Mati ne plo e

7

MATI NE PLO E

Mat na plo a je centralni element PC raunara, koji meusobno povezuje sve ostaleelemente. Krienjem ovakvog koncepta raunara omoguena je jednostavna promena pojedinihkomponenata kojeine ra unar i na taj nain i promena (unapreenje) njegovih karakteristika.Na slici 1 je prikazan izgled matine plo e jednog savremenog PC raunara sa glavnimelmemtima na njoj.

Slika 1 Izgled savremene matine plo e

Mati na plo a se sastoji od jedne vieslojne tampane ploe na kojoj se nalazi zalemljenveliki broj elektronskih i elektromehanikih elemenata. Elektrine veze izmeu elemenata namati noj plo i su izvedene tanjim ili debljim bakarnim linijama i povrinama. Neki odelemenata na ploi omoguavaju prikljuenje ostalih elemenata ranara i to su razni konektori,podnoija (slotovi), igliasti prikljuci (damperi) itd. Drugi elementi kao to su integrisana kola

SLOTOVI ZAMEMORIJSKEMODULE

ATX 12VKONEKTOR

GORE: MIDOLE: TASTATURA

GORE:PARALELNIPORTDOLE:

SERIJSKIPORTCOM1

SPDIFKOAKSIJALNIKONEKTOR

DOLE: SPDIFOPTI KI

KONEKTOR

USBPRIKLJU CI

P O D N O

I J E ( S O K E T )

Z A M I K R

O P R O C E S O R

A T X K O N E K T O R

Z A N A P A J A N J E

K O N E K T O R I

V E N T I L A T O R A

Z A H L A E N J E

IP SET(NORTHBRIDGE)

IP SET(SOUTHBRIDGE)

KONEKTORIZA FLOPI IPARALELNEATADISKOVE

BIOS IP

KONEKTORIZA SERIJSKEATA DISKOVE

BATERIJAZA CMOSMEMORIJU

PRIKLJU CIZAKONTROLNIPANEL

AUDIOPRIKLJUCI:(AUDIO ULAZ,AUDIO IZLAZ,MIKROFON...)

DOLE: USBPRIKLJU CIGORE: RJ-45 LANPRIKLJU AK


8/83

Mati ne plo e

8

i ostale elektronske kompnente (kondenzatori, otpornici, diode, tranzistori i kalemovi)obezbe uju generisanje i prenos potrebnih elektrinih signala neophodnih za rad raunara.

Nave emo one glavne elemente na matinoj plo i koji su od znaaja prilikom montae(sklapanja) raunara. Pre svega, da bi matina plo a uopte radila na nju moraju da se dovedupotrebni naponi iz stepena za napajanje. Dananje matine plo e ATX formata imaju jedan ilidva konektora za prikljuenje napona za napajanje. Jadan od njih (ATX konektor) je obavezan i

Slika 2 Konektori za napajanje

ima 20 pinova (slika 2) i preko njega se dovode naponi +3,3V, +5V, -5V, +12V, -12V, pomoni

napon +5VSB, kao i signal za ukljuenje ra unara PS-ON i signal ispravnosti napona zanapajanje PW-OK (ovaj signal se naje e naziva power good i ozna ava sa PG). Drugikonektor (ATX 12V konektor) ne postoji na svim matinim ploama. Prvi put se pojavio nanovijim Pentijum 4 matinim ploama. Njime se dovodi napon +12V na deo matine plo e nakome se nalazi posebni prekidaki stepen za napjanje i koji koristei taj napon proizvodi naponza napajanje jezgra mikroprocesora.

Drugi vani element je podnoje (soket) zapriklju enje mikroprocesora, prikazan na slici 3. Raznitipovi procesora imaju razliita podnoija (oblik, veliina,broj pinova, nain u vr enja hladnjaka sa ventilatorom).Generalno se moe rei da podnoje ima jedan ugaodruga iji od ostalih (jedan pin manje). Time se oznaavata an poloaj procesora prilikom njegovog postavljanja upodnoje. Da bi se procesor postavio, prvo treba osloboditi ipodignuti na vie polugu za fiksiranje procesora, zatimpaze i na orijentaciju procesora u odnosu na podnoje,spustiti procesor da svojim pinovima upadne u podnoje i nakraju spustiti i zabraviti polugu za fiksiranje. Posle montaeprocesora je neophodno montirati i hladnjak sa ventilatorom.Za razne procesore sistem montae je razliit i naveden je uuputstvu za matinu plo u. Na kraju treba prikljuiti i konek- Slika 3 Podnoje za procesor

ATX 12VKONEKTOR

ATX KONEKTOR


9/83

Mati ne plo e

9

tor za napajanje ventilatora u odgovarajui konektor na matinoj plo i.Slede i elementi koje treba pomenuti su slotovi za proiranja. To su konektori posebnog

oblika u koje se postavljaju razne kartice za proirenje, na primer video kartica, modem, zvunakartica, razni kontroleri i tako dalje. Na matinoj plo i prikazanoj na slici 1 postoji pet PCIslotova i jedan AGP slot. Dok su PCI slotovi univerzalni, to jest mogu da prime kartice razliitihnamena, AGP slot je namenjen samo za prikljuenje grafike (video) kartice. Kod starijihra unara su postojali i ISA slotovi za proirenja, ali su oni danas naputeni.

Za postavljanje memorijskih modula na matinim ploama postoje posebni slotovi.Njihov broj varira od 2 do 6, zavisno od toga kava je memorijska arhitrektura primenjena namati noj plo i. Sa sadanjim tipovima memorijskih modula (SDRAM i DDR) je dovoljnopostaviti i samo jedan memorijski modul da bi ploa radila, ali se esto postavlja i vei brojmodula (obino parni broj) da bi se dobila vea koli ina memorije i vei propusni opsegmemorije (dvokanalni pristup memoriji). Memorijski slotovi imaju tano definisani oblik (brojkontakata i posebna ispupenja na odreenim mestima), tako da se u njih moe postaviti samoodgovarajui tip memorijskih modula.

Na matinu plo u se preko posebnih konektora prikljuuju i razne disk jedinice: flopidisk, CD ROM, DVD ROM i hard diskovi. Konektori za ovu namenu su prikazani na slici 4.

Konektor za flopi jedinicu ima 34 pina i na njega se prikljuuje konektor sa trakastogkabla za vezu sa flopijem. U uputstvu za matinu plo u je dat i raspored pinova (poloaj pina 1na konektoru), a obino je i na samoj matinoj plo i on obeleen sito tampom. Prema tom pinutreba postaviti pin 1 konektora na trakastom kablu (obino je ica koja je vezana za prvi pinobojena crvenom bojom). Na veini matinih plo a konektor za flopi jedinicu ima ljeb naplasti nom oklopu i odlomljen pin broj 5, tako da je i fiziki nemogue pogreno okrenutikonektor na trakastom kablu.

Uobi ajeno je da se na matinim ploama nalaze po dva konektora za disk jedinice poparalelnom ATA standardu. To su takozvani primarni i sekundarni IDE kanali. Na svaki od ovadva konektora, koji imaju po 40 pinova, mogu se trakastim kablovima prikljuiti po dve disk jedinice (hard disk, CD ROM, DVD ROM ...). Poto su konektori na trakastim kablovimavezani paralelno, onda se disk jedinice koje su na njih prikljuene moraju definisati jedna kaomaster a druga kao slejv. To se radi posebnim kratkospojnicima na samim disk jedinicama. Kaoi kod konektora za flopi jedinicu, i IDE konektori imaju tano odre eni po etak pinova (pin broj1) koji je obino ozna en na matinoj plo i, pa treba paziti prilikom prikljuenja trakastog kablada se prema tom pinu postavi pin1 konektora na trakastom kablu. Pored toga,esto je na IDE

KONEKTOR ZA DISKOVEPO PARALELNOM ATA

STANDARDU

KONEKTOR ZA FLOPIDISK JEDINICU

KONEKTOR ZA DISKOVEPO SERIJSKOM ATA

STANDARDU

Slika 4 Konektori za prkljuenje disk jedinica


10/83

Mati ne plo e

10

konektorima odlomljen pin broj 20, a i sam konektor ima ljeb na plastinom oklopu, tako da jeu tom sluaju nemogue pogreno prikljuiti konektor trakastog kabla na IDE konektor.

Kod novijih matinih plo a su se pojavili i konektori za prikljuenje hard diskova poserijskom ATA standardu, takozvanih SATA hard diskova. Na svaki od ovih konektora, kojiimaju po 7 pinova, posebnim sedmoilnim kablom se moe prikljuiti po jedan serijski ATAhard disk. U poetku je obino bilo po dva ovakva konektora, ali najnovije matine plo e ihimaju i vie (4 do 8 konektora). Pojavom SATA hard diskova postali su iroko dostupni itakozvani RAID sitemi diskova, kod kojih se vie fizikih diskova udruuje u jedan logiki disk,ime se postie vea brzina rada ili/i vea sigurnost snimljenih podataka.

Na prednjoj strani matine plo e se nalazi i grupa igliastih kontakata (konektora) nakoje se prikljuuju LED diode i tasteri sa kontrolnog panela na kuitu ra unara, pomou kojihse upravlja radom raunara i prati njegova aktivnost.

Na zadnjoj strani matine plo e se obino nalazi grupa konektora preko kojih sepriklju uju spoljanji elementi raunara i razni periferijski ureaji, kao to je prikazano na slici5. Tu u prvom redu dolaze konektori za tastaturu i mi kao standardni ulazni elementisavremenog raunara, zatim paralelni port preko koga se naje e prikljuuju tampai i jedan

Slika 5 Konektori na zadnjoj strani matine plo e

ili dva konektora za prikljuenje spoljanjih ureaja koji rade po serijskom standardu RS232(COM1 i COM 2). Danas su, pored nabrojanih konektora, kao standard prihvaeni i takozvaniUSB konektori (ima ih najmanje dva), koji omoguavaju prikljuenje velikog broja spoljanjihure aja na univerzalu serijsku magistralu (USB Universal Serial Bus). Takoe ve inasavremenih matinih plo a na sebi sadri integrisane mrenu i zvunu karticu, pa se u ovoj grupikonektora nalaze i RJ-45 konektori za prikljuak mrenih kablova i viein konektora za razneaudio ulazne i izlazne prikljuke. Skuplje i bolje matine plo e mogu imati i dodatne konektore,na primer SPDIF (Sony/Philips Digital InterFace) izlazne koaksijalne i optike audio konektorepreko kojih se prikljuuju digitalni ureaji za reprodukciju zvuka. Kako postoji veliki brojizlazno/ulaznih prikljuaka, za neke od njhesto nema mesta za posebni konektor na zadnjojivici matine plo e. U tom sluaju se ti prikljuci zavravaju igliastim kontaktima(konektorima) na matinoj plo i, pa se odatle spajaju trakastim kablovima na konektore nazadnjoj ili prednjoj strani kuita ra unara. Tako se esto spajaju dodatni USB prikljuci, audiopriklju ci izvedeni na prednju stranu kuita ra unara i prikljuci za povezivanje periferija prekoinfracrvenih zraka. Pored ovih igliastih konektora, na matinim ploama postoje i manje grupeigli astih kontakata, pomou kojih se korienjem odgovarajuih kratkospojnika mogupodeavati neki od parametara bitnih za rad matine plo e, a koji zavise od korienihelemenata, naje e od tipa i brzine mikroprocesora. Ovi parametri se kod nekih matinih plo aumesto kratkospojnicima (damperima), podeavaju pomou posebnih mikroprekidaa (do 8prekida a grupisanih u jedno kuite). Meutim, ova dva naina podeavanja matinih plo a sudanas znatno proreena, poto se sve vie koristi softverski nain podeavanja, pomouodgovarajuih opcija u okviru Setap programa iz BIOS-a, aesto Setap program automatskidetektuje tip procesora i prema njemu podesi potrebne parametre.


11/83

Mati ne plo e

11

Vaan element na matinoj plo i je i baterija za napajanje CMOS memorije u kojoj seuvaju podaci o konfiguraciji raunara. Te podatke unosimo koristei Setap program prilikom

prvog ukljuenja ra unara, a zatim se uz pomo baterije oni uvaju u CMOS memoriji i kad jera unar iskljuen, tako da ih pri sledeim ukljuenjima nije potrebno ponovo unositi. Nekada suse koristile nikl-kadmijumske baterije koje su se dopunjavale tokom rada raunara. Danas se namati nim ploama upotrebljavaju litijumske baterije koje se ne dopunjavaju tokom rada ranara,ali zahvaljujui izuzetno maloj potronji CMOS memorije, traju vrlo dugo. Ako raunar posledueg vremena pone da gubi sadraj CMOS memorije, takve baterije se jednostavno zamenenovim, s tim da se posle toga mora ponovo proi kroz Setap i uneti potrebne podatke.

Slika 6 Blok ema matine plo e


12/83

Mati ne plo e

12

Pored nabrojanih konektora i prikljuaka, na matinoj plo i se nalazi i veliki brojelektronskih elemenata. Najznaajniji od njh su razna integrisana kola, od kojih su najvanijadva kola koja sainjavaju takozvani ip-set (skup ipova). Zadatak ip seta je da omoguime usobnu komunikaciju izmeu prakti no svih delova raunara, tako da se on moe posmatratikao srce matine plo e.

Na slici 6 je prikazana blok ema matine plo e sa slike 1. Sa slike 6 se vidi da seip setsastoji od dva integrisana kola. Prvo kolo ima nazive severni most (north bridge) ili MCH Memory Controller Hub, a drugo juni most (south bridge) ili ICH Input/output ControllerHub. Severni most (North Bridge) imaetiri pristupa. Sa njegove gornje strane (na blok emi naslici 6) je preko procesorske magistrale (FSB Front Side Bus) prikljuen mikroprocesor, sadesne strane su preko memorijske magistrale prikljuena podnoja za memorijske module, saleve strane je prikljuen AGP slot u koji se postavlja video kartica, i na kraju, sa njegove donjestrane je izvedena veza prema junom mostu. Vidimo da su na severni most prikljuene jedinicekoje zahtevaju veliki propusni opseg (memorija i AGP port) i koje su zbog toga veoma blizumikroprocesora. Na juni most (South Bridge) su prikljuene ulazno/izlazne jedinice koje su posvojoj prirodi sporije od memorije i AGP porta, pa su zato i mogle biti udaljene od procesora.Na blok emi uoavamo da su te jedinice razni kontroleri (IDE kontroler za paralelne ATAdiskove, kontroler za tastaturu, mia, paralelne i serijske portove, kontroler za zvuk, kao i PCI i

USB slotovi i konektori koji su preko istoimenih magistrala prikljueni na juni most. PrekoPCI magistrale su prikljueni i kontroler za serijske ATA diskove i mreni kontroler. Trebanapomenuti da je ovo samo jedan od sve veeg broja ip setova, tako da drugiip setovi moguimati i drugaiju arhitekturu, mada te razlike nisu sutinske prirode, ve se vie svode na nainprilkljuenja ulazno/izlaznih jedinica na juni most. Zbog svoje kompleksnosti severni most uokviru ip seta obavezno ima i hladnjak, a nekada i sopstveni ventilator koji obezbeujepotrebno hlaenje. Juni most je jednostavnije konstrukcije i obino ne zahteva hladnjak na sebi.Kako i integrisana kola u okviruip seta, tako i ostala integrisana kola na matinoj plo i nisupredvi ena za zamenu, poto su fiksno zalemljena na tampanu plou. Neka od tih integrisanihkola predstavljaju kontrolere za razne ulazno/izlazne jedinice, neka obezbeuju potrebne naponenapajanja za mikroprocesor, memorijske module i AGP port, a neka predstavljaju logika kolakojima se ostvaruju potrebne veze izmeu razli itih elemenata na matinoj plo i.

Ve je re eno da se prilikom sklapanja raunara mora izvriti konfigurisanje matineplo e. Ve ina podeavanja u okviru ovog konfigurisanja obavlja se iz Setap programa prilikomprvog ukljuenja ra unara, ali jo uvek ima matinih plo a kod kojih treba runo podesiti nekeod njih. Potrebna podeavanja su navedena u uputstvu za matinu plo u koje se obavezno dobijaprilikom njene nabavke. Najvanija od njih zavise od mikroprocesora koji je primenjen na tojmati noj plo i. Kao prvo neophodno je podesiti napon napajanja mikroprocesora. Dananjimikroprocesori imaju dva napona napajanja. Jedan je za ulazno/izlazne jedinice, a drugi za jezgro procesora u kome se i vre sve potrebne operacije. Dok se za prvi napon naje e koristinapon +3,3V iz stepena za napajanje, za napajanje jezgra mikroprocesora postoji na matinojplo i poseban prekidaki (impulsni) stepen za napajanje. Ovaj stepen za napajanje daje potrebniizlazni napon, iju veli inu treba podesiti prema upotrebljenom procesoru. Starijimikroprocesori su imali taj napon u intervalu od 2 do 2,9V, a sadanji mikroprocesori zbogmanjeg zagrevanja imaju napon od oko 1,5V, sa tendencijom daljeg smanjivanja. Vano jepodesiti tanu vrednost ovog napona, jer ako se postavi manja vrednost mikroprocesor neepouzdano raditi, a ako se podesi vea vrednost, doi e do pregrevanja mikroprocesora to moedovesti do prekida njegovog rada, paak i do trajnog oteenja. Drugi parametar koji jepotrebno podesiti je uestanost sistemske magistrale. Matine plo e obi no pruaju mogunostizbora ove uestanosti, pa treba izabrati uestanost odgovarajuu primenjenim komponentama.Na kraju treba podesiti i takozvani mnoilac, to jest broj sa kojim treba pomnoiti uestanostsistemske magistrale da bi se dobila uestanost na kojoj radi jezgro mikroprocesora. Ostalapodeavanja se obino izvode iz Setap programa, bilo intervencijom korisnika, bilo automatski.


13/83

Mati ne plo e

13

Zato pre prvog ukljuenja sklopljenog raunara treba dobro prouiti uputstvo koje je dolo uzmati nu plo u, da bi se upoznali sa potrebnim podeavanjima i nainom njihovog izvoenja

Mati ne plo e su relativno puozdane komponente savremenih PC raunara i retko sekvare. Zbog same tehnologije njihove izrade, to jest korienih namenskih integrisanih kolavisokog stepena integracije sa velikim brojem pinova (i preko 200 kod veih kola) i SMDtehnike lemljenja elemenata na tampanu plou, male su mogunosti za popravak neispravnemati ne plo e. I pored toga, neke kvarove je mogue otkloniti. Reeno je da se na matinoj plo inalaze regulatori napona (prekidaki i kontinualni) koji daju napone za napajanje jezgramikroprocesora, memorijskih modula i AGP porta. Ako neki od tih regulatora ne daje potrebanizlazni napon, mogue je otkriti neispravni element i onda ga zameniti nekim odgovarajuim. Tielementi su naje e tranzistori MOS-FET tipa, ili integrisani stabilizatori napona koje jeestomogu e nabaviti i reletivno lako zameniti poto imaju mali broj izvoda. Takoe se deava daelektrolitski kondenzatori u regulatorima napona i na njihovim izlazima izgube kapacitet, paaki da im iscuri elektrolit, to moe izazvati kratke spojeve izmeu pojedinih taaka na ploi.Ovakvi elektrolitski kondenzatori se prepoznaju po nabubreloj izolaciji oko izvoda, ili posmanjenom ili istopljenom plastinom omotau. Njihova zamena ne predstavlja problem i akonisu izazvali dalje kvarove, velika je verovatnoa uspene popravke.

Postoje matine plo e razlitih karakteristika i mogunosti, a samim tim i cena. Pored ve

opisane ploe koja se moe smatrati kao standard jer omoguava najveu fleksibilnost uupotrebi i eventualnoj nadogradnji, popularne su i takozvane integrisane matine plo e, koje nasebi sadre integrisane sve potrebne kontrolere ukljuuju i i video kontroler (video karticu).Takvim matinim ploama je potrebno samo dodati mikroprocesor i memoriju, naravno i disk jedinice i one su spremne za upotrebu. Na slici 7 je prikazana jedna takva matina plo a.

Slika 7 Integrisana matina plo a

Ova matina plo a ima na sebi integrisane kontrolere za video, zvuk, mreu, IDE disk jedinice, flopi, serijske i paralelni port, tastaturu i mi. Od mogunosti za eventualnunadogradnji na raspolaganju stoje tri PCI slota i jedan CNR slot (CNR Communication


14/83

Mati ne plo e

14

Network Riser, slot u koji se moe postaviti specijalna modemska kartica). Neke matine plo esu imale i AMR slot (AMR Audio Modem Riser, slot u koji su mogle da se postave zvuna ilimodemska kartica posebnog formata), ali ovaj kao i CNR slot nisu dobili neku iru popularnost isada se vie praktino ne pojavljuju na novim matinim ploama.

Stariji raunari su imali matine plo e u AT formatu. Takve matine plo e se vie neproizvode, ali se jo uvek koriste u velikom broju raunara, pa emo se ukratko osvrnuti narazlike izmeu njih i dananjih ploa u ATX formatu. Osim toga to veina od njih nema na sebive i broj integrisanih elemenata (zvunu i mrenu karticu, USB kontroler), glavna razlika je ukonektoru za prikljuivanje napona napajanja. Ove ploe imaju dva estopinska konektora prekokojih se dovode naponi +5V, -5V, +12V, -12V, kao i signal ispravnosti napona za napajanje (PG- power good). Takoe konektor za prikljuak tastature nije PS/2 tipa kao kod ATX ploa, ve se koristi DIN 5 konektor. Za prikljuenje mia nema posebnog konektora, ve se za to koristi jedan od serijskih portova (COM 1 ili COM2). Osim AT ploa poslednje generacije, ranije ploenisu imale AGP port za prikljuak video kartice, ve se ona postavljala u jedan od PCI slotova,to je uslovljavalo slabije karakteristike video sistema. Sve AT ploe su imale i ISA slotove zaproirenje.

Kod najnovijih matinih plo a, pored ve uobi ajenih PCI slotova za proirenje iodgovarajue PCI magistrale, pojavila se i nova magistrala, nazvana PCI Express. Za razliku od

PCI magistrale, koja je paralelnog tipa, poto istovremeno prenosi vei broj podataka (32 bita)po vie paralelnih linija, PCI Express magistrala je serijskog tipa. Kod nje se prenos podatakaobavlja po serijskom kanalu i to dvosmerno. Na najnovijim matinim ploama se ova magistralapojavljujeje u dve varijante, kao PCI Express X1 i kao PCI Express X16. Prva varijantae ubudu nosti postepeno zamenjivati standardne PCI kartice za proirenje, a druga varijanta (PCIExpress 16X)e zameniti AGP 8X port za prikljuivanje video kartica.

Na slici 8 je prikazan izgled PC Express slotova i to za varijante x16 i x1.

Slika 8 Izgled PCI Express slotova na matinim ploama


15/83

Memorija

15

MEMORIJA

Za rad PC raunara neophodna je memorija poto se u njoj tokom rada smetajuprogrami koji se izvravaju, kao i podaci koji se tim programima obrauju. Osnovna jedinica zaveli inu memorije je bajt. U jedan bajt memorije, koji sadri osam bita, moe da se smesti jedanASCII karakter. U PC raunarima se koriste memorije veoma velikog kapaciteta, pa je bajtsuvie mala i nepraktina jedinica. Umesto nje see e koriste kilobajt (kB) i megabajt (MB),pri emu je: 1kB = 1024 B i 1MB = 1024 kB = 1024 x 1024 B = 1048576 B.

U PC raunarima se koristi nekoliko vrsta memorije. Osnovna podela memorije je naROM (Read Only Memory) memorija koja moe samo da se oitava i RAM (Random AccessMemory) memorija sa proizvoljnim pristupom, u koju podaci mogu da se i upisuju i iz kojemogu da se i oitavaju.

ROM MEMORIJA

ROM memorija je takva da kada se podaci jednom u nju upiu, oni se ne mogu menjati(brisati stari i upisivati novi), ve se mogu iz nje samo oitavati. Vrlo vana osobina ROMmemorije je ta da kada se iskljui napajanje raunara, ona zadrava podatke upisane u njoj, bez

obzira koliko dugo nema napona za napajanje. Zahvaljujui ovoj osobini ROM memorijemogu e je i startovanje raunara po ukljuenju napajanja. Naime, proizvoa mati ne plo euvek smeta na nju jedanip sa ROM memorijom u kojoj se pored ostalog nalazi i startniprogram, na iji po etak se po ukljuenju napajanja upuuje mikroprocesor. Startni program sene moe smestiti u RAM memoriju, poto je po ukljuenju napajanja ona prazna. Zatomikroprocesor uvek kree od memorijske adrese u ROM memoriji na kojoj je smetan poetakstartnog programa, pone njegovo izvravanje, pa onda ve prema upisanom programu poziva iostale programe koji omoguavaju testiranje ispravnosti pojedinih komponenti raunara (POST Power On Self Test), zatim podeavanje i definisanje tipova prikljuenih elemenata raunara(Setup) i na kraju poziva but (Boot) instrukcije koje zapoinju u itavanje operativnog sistemainstaliranog na raunaru. Pored ovih programa u ROM memoriji se nalaze i BIOS (Basic InputOutput System) programi koji upravljaju raznim hardverskim komponentama u PC raunaru,

tako to prestavljaju vezu izmeu tih komponenata i operativnog sistema. Tokom razvoja PCra unara ROM memorija je prola kroz nekoliko faza. U prvoj fazi su se koristili ROMipovi ukoje su u fabrici prilikom proizvonje, jednom za uvek upisani podaci i nije postojala nikakvamogu nost da se oni promene. Posle toga su se pojavili PROM (Programmable ROM)ipovikoji se proizvode prazni, pa se zatim jednom isprogramiraju i vie se ne mogu obrisati. Sledeafaza su EPROM (Erasable Programmable ROM)ipovi koji su se programirali u posebnimure ajima (EPROM programatorima), aliiji se sadraj mogao obrisati duim izlaganjem jakojultravioletnoj svetlosti. Ova vrstaipova se lako prepoznaje po okruglom otvoru na srediniipa,koji je pokriven kvarcnim staklom. Kroz taj otvor je omoguen prolaz ultravioletne svetlostikojom se brie sadraj ipa. Takvi ipovi sa obrisanim sadrajem su se mogli ponovoprogramirati u EPROM programatorima, to je otvorilo mogunost za eventualna poboljanjaBIOS-a smetenog u njima. Najnovija vrsta ROM memorije koja se danas i naje e primenjuje jesu EEPROM (Electrically Erasable Programable ROM)ipovi kod kojih je mogunostpromene podataka jo vie olakana, poto se za brisanje ne koristi ultravioletna svetlost, ve posebno definisani elektrini signali koji se dovode naip. Kada se sadrajipa obrie timsignalima, ip se onda lako moe ponovo isprogramirati. Ceo proces brisanja i ponovnogprogramiranja se obavlja bez vaenja ipa sa matine plo e. Postoje namenski pravljeniprogrami kojima se moe obrisati stari sadraj EEPROMipova i zatim upisati novi sadraj.Drugi naziv za EEPROM memoriju je i fle (flash) memorija. Naalost, ovu mogunost lakogbrisanja sadraja EEPROM memorije koriste autori raznih virusa, pa je mogue da se dejstvomvirusa obrie BIOS program i time matina plo a u ini neupotrebljivom. Proizvoa i tome


16/83

Memorija

16

pokuavaju da doskoe uvo enjem takozvanog Dual BIOS sistema, gde postoje dva identinaEEPROM ipa, tako da ako jedan pretrpi bilo kakvo oteenje, drugi preuzima kontrolu nadra unarom i omoguava povratak oteenih podataka na prviip.

RAM MEMORIJA

Osobina RAM memorije je da se svakom njenom bajtu moe slobodno pristupitinezavisno od prethodne memorijske lokacije, s tim da se u nju podaci mogu i upisivati io itavati iz nje. Svakim upisom podatka u neku lokaciju, njen prethodni sadraj se automatskigubi. Druga vana osobina RAM memorije je da ona podatke koji se u njoj nalaze zadrava( uva) samo dok postoji napon napajanja na njoj.im nestane napona napajanja, kompletansadraj memorije se gubi i prilikom ponovnog dolaska napona napajanja (pri sledeemuklju enju ra unara) ona je potuno prazna. Zbog ovakvih osobina RAM memorija je veomapogodna za izvravanje programa i obradu podataka. Zato se programi i podaci uitavaju uRAM memoriju (obino sa hard diska) i tu ih koristi mikroprocesor izvravajui u itaneprograme i njima obrauje dobijene podatke. On to moe da radi samo u ovoj memoriji pa sezato RAM memorija obino naziva i radna memorija.

Prema nainu izrade RAM memorija se deli na dve osnovne vrste: statiki RAM

(SRAM) i dinamiki RAM (DRAM). Memorijski elementi kod statikog RAM-a su napravljenikori enjem flip-flopova, pa zahvaljujui tome, kada se neki podatak upie u njih, on ostajenepromenjen sve do sledeeg upisa u istu lokaciju ili do iskljuenja napona napajanja. Za razlikuod SRAM-a, memorijski elementi kod dinamikog RAM-a su napravljeni od minijaturnihkondenzatora, koji vremenom gube svoje naelektrisanje, pa je neophodno povremenoobnavljanje upisanih podatka. To obnavljanje se obavlja svakih nekoliko milisekundi, a tajproces se naziva osveavanjem.

Kao posledica razliitih tehnologija proizvodnje SRAM i DRAM memorije imaju irazli ite karakteristike. SRAM memorija je skuplja za proizvodnju, na odreenu povrinu semoe postaviti ograniena koli ina memorije, ali je zato veoma brza, to jest proces upisivanja unju i u itavanja iz nje se brzo obavlja. DRAM memorija je jeftinija, na odreenu povrinu semoe smestiti mnogo vea koli ina memorije, ali je zato i desetak puta sporija od SRAM

memorije. U PC raunarima se koriste i statika i dinamika RAM memorija. Dinamikamemorija se koristi kao glavna radna memorija. U nju se uitavaju programi koje raunar trebada izvrava, kao i podaci koji se tim programima obrauju. Kako je vreme pristupamemorijskim lokcijama u dinamikoj memoriji znato due od brzine kojom mikroprocesormoe da obradi dobijene podatke iz memorije, zakljuuje se da e mikroprocesor gubiti mnogovremena ekaju i da dobije potrebne podatke iz memorije, to bi dovelo do velikog usporenjarada ra unara. Da bi se to spreilo, izmeu glavne radne memorije koja je realizovana kaodinami ki RAM i mikroprocesora se postavlja manja koliina znatno bre statike RAMmemorije. Ova memorija se naziva ke memorijom. Na matinim ploama u okviru ip setapostoji i memorijski kontroler, koji pored ostalih poslova koje obavlja, na osnovu podatka koje je mikroprocesor zatraio, predvia koji e slede i podaci biti potrebni mikroprocesoru, pa ih izspore dinamike memorije unapred prenosi u brzu statiku memoriju. Kada sada procesorzatrai sledee podatke, ako se oni ve nalaze u ke (statikoj) memoriji, one ih dobiti mnogobre nego da je moraoekati da stignu iz dinamike memorije. Na taj nain se znatno ubrzavarad ra unara, poto se postie maksimalno usklaivanje brzina mikroprocesora i memorije.Drugi uzrok poveanja brzine raunara pomou ke memorije jeinjenica da prilikom upisa umemoriju, mikroprocesor mnogo bre preda podatke ke memoriji nego to bi to bio sluaj saradnom memorijom. Kada se podaci koje mikroprocesor treba da upie u radnu memoriju, brzoprebace u ke memoriju, procesoor moe da nastavi sa nekim drugim poslom, a memorijskikontroler e podatatke iz ke memorije poslati u radnu memoriju. Naravno, memorijskikontroler ne moe uvek pouzdano da predvidi kojie podaci uskoro biti potrebni


17/83

Memorija

17

mikroprocesoru, pa u sluaju pogrene pretpostavke dolazi do usporenja rada raunara, zbogtoga to se podaci isporuuju mikroprocesoru iz spore dinamike memorije. Od kvaliteta(preciznosti predvianja) memorijskog kontrolera zavisi u velikoj meri i prosena brzina radara unara. To je ujedno i objanjenje zato razliite matine plo e sa istim mikroprocesorima iistom koliinom memorije, mogu imati prilino razli ite brzinske karakteristike. Ranije je kememorija bila smetena na matinoj plo i u vidu ipova postavljenih u odgovarajua podnoja,ili u vidu malih kartica, dok se danas ke memorija po pravilu nalazi ugraena u sammikroprocesor, to jo vie poboljava performanse rauanra. Pri tome postojeak dva nivoa kememorije. Prvi nivo, takozvani L1 nivo je relativno mali i on se nalazi u okviru samog jezgramikroprocesora i radi na njegovom unutranjem taktu. On obino ima dva odvojena dela. U jednom se smetaju instrukcije koje bi procesor trebao da izvri, a u drugom podaci koje bitrebao da obradi. Drugi nivo ke memorije (L2 nivo) ima znatno veu koli inu memorije,smeten je u ulazno-izlaznom delu mikroprocesora, i zavisno od konstrukcije samogmikroprocesora moe da radi i sa manjom uestanosti takta.

U PC raunarima postoji jo jedan tip memorije koji po svojoj prirodi spada u RAMmemoriju, ali se praktno koristi kao neka vrsta ROM memorije, kojoj se sadraj moepovremeno menjati. To je takozvana CMOS memorija ili CMOS RAM. U ovu memoriju sesmetaju podeavanja pojedinih komponenata raunara, koje korisnik moe da izabere prilikom

uklju enja ra unara. Da ne bi bilo potrebno prilikom svakog ukljuenja ra nara ponovopodeavati iste parametre, koristi se CMOS memorija koja i posle iskljuenja ra nara zadravasvoj sadraj zahvaljujui maloj bateriji koja se nalazi montirana na matinoj plo i. Ta baterijaomogu ava da CMOS RAM zadri svoj sadraj veoma dugo i posle iskljuenja ra unara, poto je potronja ovog tipa memorije minimalna. Prema tome, podeavanja koje korisnik raunaraobavlja korienjem Setapa se smetaju u CMOS RAM, gde seuvaju, s tim da se mogu vrlolako po potrebi promeniti.

Kao radna memorija u PC raunarima se, kao to je ve re eno, koristi dinamika RAMmemorija. Tokom razvoja PC raunara, promenilo se nekoliko generacija ovog tipa memorije. Upo etku je memorija bila u oblikuipova koji su bili zalemljeni na tampanu plou, ili supostavljani u odgovarajua podnoja. Ubrzo sa porastom potrebne koliine memorije, ovakavna in realizacije radne memorije je postao jako nepraktian jer je zahtevao veliki prostor na

mati noj plo i. Zato se prelo na korienje memorijskih modula, malih tampanih ploica nakojima su bili zaljemljeni memorijskiipovi. Moduli na donjoj ivici imaju ivini konektor kojiulazi u za to predvien konektor na matinoj plo i nazvan memorijski slot. Prvi memoriskimoduli moduli su imali 30, a ubrzo i 72 pina na ivinom konektoru. To su takozvani SIMMmoduli (Single In-line Memory Module). Takvo ime dolazi od toga to su pinovi na ivinomkonektoru koji se nalaze jedan iznad drugog bili elektriki kratko spojeni (povezani), tako da suzajedno predstavljali samo po jedan pin, odnosno du ivinog konektora postoji samo jedan nizkontakata. Kod prvih Pentijum raunara moralo se postavljati paran broj SIMM modula od 72pina, poto su oni 32 bitni, a Pentijum procesori imaju 64 bitnu magistralu podataka. KapaciteSIMM modula se kretao od 256 kB do 16 MB (moduli sa 30 pina), odnosno 1 do 128 MB(moduli sa 72 pina). Postoji nekoliko generacija SIMM modula (FPM, EDO), koje supromenama u organizaciji pristupa memoriji omoguavali vee brzine memorije, a time i brirad ra uanra.Zatim su se pojavili DIMM moduli (Dual In-line Memory Module). Kod njih ne postojidirektna elektrina veza izmeu pinova koji se nalaze jedan iznad drugog na ivinom konektoru,tako da du samog konektora postoje dva reda kontakata. Ukupan broj kontakata na moduluiznosi 168. Kod DIMM memorijkih modula se koristi tehnologija SDRAM (SyncronousDynamic RAM), kod koje memorija radi sinhrono sa brzinom sistemske magistrale matineplo e. Ovi moduli su bili 64 bitni, tako da je bilo dovoljno postaviti samo jedan modul namati nu plo u Pentijum raunara da bi on radio. Izgled jenog ovakvog memorijskog modula jeprikazan na slici 8. Kao to se sa te slike vidi, SDRAM memorijski moduli imaju po dva


18/83

Memorija

18

udubljenja du ivinog konektora. Ta udubljenja se prilikom postavljanja modula na matinuplo u, postavljaju prema odgovarajuim ispupenjima na memorijskom slotu, tako da jeosigurano ispravno postavljanje modula u slot, to jest ne moe se pogreno okrenuti modul.Tako e je poloaj udubljenja odreivao i tehnoloku generaciju modula (napon napajanja,kori eni baferi ili ne i tako dalje). Najrasprostranjeniji SDRAM moduli se napajaju naponom+3,3 V. Moduli mogu da sadre integrisana kola samo sa jedne strane ploice ili sa obe njene

Slika 9 SDRAM memorijski modul

strane. Zato se razlikuju jednostrani i dvostrani moduli, a samim tim i maksimalni memorijskikapaciteti, koji iznose od 32 do 256 MB. Na slici 9 se pored osam memorijskihipova vidi i jedan mali ip. To je takozvani SPD (Serial Presence Detect)ip. To je mala fle memorija ukojoj je proizvoa modula upisao podatke o njegovim karakteristikama. Podatke iz ovememorije koristi Setap program prilikom konfigurisanja raunara, da automatski podesiparametre koji odgovaraju primenjenom memorijskom modulu.

Danas se gotovo iskljuivo koriste DDR SDRAM (Double Data Rate SynchrounusDRAM) memorijski moduli ili krae DDR moduli. Principska razlika izmeu obi nih i DDRmodula je u tome to obini moduli obavljaju jednu operaciju tokom jednog takt impulsa. DDRmoduli tokom jednog takt impulsa obave dve operacije, poto koriste obe ivice takt impulsa (i

uzlaznu i silaznu), to teoretski omoguuje dvostruko bri rad. DDR moduli imaju ukupno 184pina i jedno udubljenje koje osigurava ispravnu orijentaciju modula prilikom njegovogpostavljanja u memorijski slot na matinoj plo i. Napajaju se naponom od +2,5 V koji se dobijaposebnim regulatorom napona na matinoj plo i. Na slici 10 je prikazan izgled jednog DDRSDRAM modula.

Slika 10 DDR SDRAM memorijski modul

Kapaciteti DDR memorijskih modula se kreu od 64 MB do 1 GB. Stalna potreba za sveve om brzinom pristupa memoriji dovodi do novih memorijskih arhitektura. Bolje dananjemati ne plo e koristei DDR module, koriste takozvani dvokanalni pristup memoriji. Kodovakvog reenja memorijski kontroler u okviruip seta ima dva kanala po kojima moe

Udubljenje za pravilnu orijentaciju

SPD ip

SPD ip

Udubljenja za pravilnu orijentaciju modula


19/83

Memorija

19

istovremeno da pristupa do dva bloka memorije. Time se postie vei propusni opseg, a time ibri rad memorije. Da bi ovaj reim bio mogu, moraju se memorijski moduli postavljati uparovima, dakle na matinoj plo i mora biti 2, 4, 6 iliak do 8 memorijskih modula. Memorijskimoduli u okviru jednog para moraju imati jednake karakteristike.

Na slici 11 je prikazan nain postavljanja jednog memorijskog modula (u sluaju na slicise radi o DDR modulu) u memorijsko podnoje (slot) na matinoj plo i.

Slika 11 Postavljanje memorijskog modula u podnoje na matinoj plo i

To se postie na sledei na in:

Plasti ni jezi ci na podnoju za memorijske module na matinoj plo i se otvore ustranu.

Memorijski modul se postavi iznad podnoja, tako da se udubljenja na njemuporavnata sa ispupenjima na podnoju.

Memorijski modul se pritisne na dole, tako da upadne u podnoje, a plastini jezi cise zabrave u polukrune useke na bonim ivicama modula.

Pored uobiajene DDR memorije koja je danas u najiroj upotrebi, pojavljuje se i njenanova varijanta, nazvana DDR2 memorija. Za razliku od DDR memorijskih modula, koji senapajaju naponom od 2,5V i imaju 184 izvoda (pinova), DDR2 memorijski moduli se napajajunaponom od 1,8V (dobija se posebnim regulatorom napona na matinoj plo i) i imaju 240izvoda (pinova). Iz ovih podataka se vidi da DDR2 i DDR memorijski moduli nisu meusobnokompatibilni, pa se prema tome i ne mogu zamenjivati jedan drugim. Sutinska razlika izmeuDDR i DDR2 memorije je u arhitekturi memorijskihipova, koja kod DDR2ipova omoguavave u stabilnost signala podataka, to daje mogunost za vie uestanosti radnog takta, a time i zave i propusni opseg, odnosno bri rad. Takoe je kod DDR2 memorijskih modula potronja

elektri ne energije skoro za 30% manja nego kod DDR modula.

Plasti ni jezi ci

Ispup enje


20/83

Memorija

20


21/83

Mikroprocesori

21

MIKROPROCESORI

Osnovni element svakog raunara je mikroprocesor ili centralna procesorska jedinica(Central Processing Unit CPU). Mikroprocesor je realizovan u vidu jednog integrisanog kola iu njemu se obavlja najvei broj operacija tokom rada raunara. Te operacije se obavljajukoriste i podesno ureen skup komandi (instrukcija), odnosno program (software).

Mikroprocesor se u principu moe podeliti naetiri glavna elementa, koja su ematskiprikazana na slici 12. Ti elementi su:

Slika 12 Osnovni elementi mikroprocesora

1. Adresna jedinica (Address Unit) koja ima zadatak da upravlja pristupom memoriji injenom zatitom. Na primer ona proverava da li je dozvoljen pristup odreenoj zonimemorije, to moe da bude izuzetno znaajno u multitasking okruenjima.

2. Jedinica magistrala ili ulazno izlazna jedinica (BUS Unit) predstavlja mesto preko kogase mikroprocesor povezuje sa spoljanjim svetom, to jest prima i alje podatke. Ova jedinica takoe pristupa instrukcijama koje se nalaze u memoriji.

3. Instrukcijska jedinica (Istruction Unit) prihvata instrukcije koje dolaze iz jedinicemagistrala i dekoduje ih (prepoznaje ih), pa ih u odgovarajuem formatu alje u izvrnu jedinicu.

4. Izvrna jedinica (Execution Unit) je srce mikroprocesora. Ona se, kao to se sa slike 12vidi, sastoji od tri glavna dela:

Aritmetika i logika jedinica (Arithmetic and Logical Unit) ALU. U ovoj jedinici se obavljaju operacije koje su zadane instrukcijom. Skup registara. Uloga registara je da privremeno sauva podatke koji su potrebni

da bi se obavila zadata instrukcija. Broj registara, njhova vrsta i veliina (brojbitova) je razliita kod razliitih mikroprocesora. Veliina registara odreujebitnost procesora. Kada se kae da je, na primer, Pentijum procesor 32-bitni, tozna i da njegovi registri imaju veliinu od 32 bita.

Mikrokod je blok u kome se nalazi skup instrukcija i tabela na osnovnom nivoukoje kontroliu i odreuju rad samog mikroprocesora.


22/83

Mikroprocesori

22

Mikroprocesori komuniciraju sa spoljanjim svetom preko grupa elektrinih signala, koje senazivaju magistralama. Magistrala je grupa elektrinih signala koji prenose istu vrstuinformacija, na primer adrese, podatke i tako dalje. Uopteno reeno, postoje nekolikomagistrala kod mikroprocesora, i to:

Adresna magistrala, koja definie memorijsku lokaciju kojoj procesor treba dapristupi.

Magistrala podataka se koristi za predaju i prijem podataka (za oitavanje sadrajamemorije ili za upisivanje rezultata operacije). Dananji Intel Pentijum i AMDAthlon procesori imaju 64-bitnu magistralu podataka, to opet ne znai da su oni 64-bitni, ve poto su im registri irine 32 bita, oni su 32-bitni.

Kontrolna magistrala definie vrstu pristupa i smer prenosa podataka (R/Wo itavanje/upis). Ova magistrala takoe omoguava periferijskim ureajima dakomuniciraju sa mikroprocesorom. Koristei kontrolnu magistralu, periferijskiure aji mogu da prekinu trenutni posao mikroprocesora i da ga angauju za svojepotrebe. Na primer, prilikom svakog pritiska na bilo koji taster na tastaturi, kontrolertastature preko kontrolne makistrale zaustavlja rad mikroprocesora i predaje mu kodpritisnutog tastera. Kada mikroprocesor prihvati taj kod i obradi ga, on se vraa

svom prethodnom poslu. Odreena linija kontrolne magistrale takoe definie da limikroprocesor pristupa memoriji ili ulazno/izlaznim ureajima (M)/(I/O). Kadamikroprocesor pristupa memoriji, READY linija kontrolne magistrale oznaavakada su podaci spremni na magistrali za ciklus oitavanja ili upisivanja. Preko ovemagistrale se dovode i takt impulsi koji odreuju i trajanje svake operacije koja seizvodi u mikroprocesoru, a time i brzinu rada samog mikroprocesora.

Da bi se sagledao nain funkcionisanja mikroprocesora, potrebno je objasniti kako seinformacije prenose u mikroprocesor i iz mikroprocesora. Naravno da se informacije kreupreko odgovarajuih magistrala. Kada mikroprocesor treba da zatrai neku instrukciju, adresna jedinica postavi na adresnu magistralu adresu na kojoj se nalazi potrebna instrukcija. R/W(Read/Write) linija na kontrolnoj magistrali dobije vrednost logike jedinice. Time zapoinjeciklus o itavanja. Oitani podatak (instrukcija) se preko magistrale podataka dopremi u jedinicumagistrala, gde se proita i prosledi u instrukcijsku jedinicu. Dobijeni podaci se u instrukcijskoj jedinici dekoduju i zatim alju na izvrenje u izvrnu jedinicu. Dekodovana instrukcija sadripodatke o tome koje registre mora da upotrebi izvrna jedinica, kao i da li mikroprocesor trebada pristupi memoriji da bi u nju smestio rezultat koji je dobijen izvrenjem instrukcije. Akorezultat operacije treba da bude smeten u memoriju, izvrna jedinica prosleuje adresu adresnoj jedinici radi kontrole (provere). Ako je pristup navedenoj adresi dozvoljen, rezultat i adresa seonda prenose u jedinicu magistrala, koja podatak i njegovu odredinu adresu postavlja namagistralu podataka, odnosno adresnu magistralu. R/W linija na kontrolnoj magistrali dobijavredost logike nule, ime zapoinje ciklus upisivanja u memoriju. Memorijski ureaj koji jeadresiran e onda proitati podatak sa magistrale podataka i smestiti ga u memorijsku lokacijudefinisanu adresom na adresnoj magistrali.

Blok ema mikroprocesora prikazana na slici 11 je opta i na njoj se zasnivaju svimikroprocesori. Kako su zahtevi za performansama PC raunara vremenom sve vie rasli, to suse i mikroprocesori razvijali i poboljavali, pa su osim osnovnih elemenata sa slike 12, dobijali idodatne mogunosti i funkcije. Prvo proirenje funkcija mikroprocesora sa slike 12 se odnosi nadodavanje jedinice za rad sa decimalnim brojevima (Floating Point Unit). Naime, alritmetikologi ka jedinica (ALU) radi samo sa celim brojevima. U sluaju da je potrebna obradadecimalnih brojeva, to se moe izvriti i u ALU jedinici, ali to zahteva veoma mnogoizra unavanja a samim tim i vremena. Zato je kod prvih generacija PC raunara poredmikroprocsora na matinu plo u bilo mogue postaviti i takozvani koprocesor. Koprocesor je


23/83

Mikroprocesori

23

bio zaduen za rad sa decimalnim brojevima. Poevi od generacije 486 procesora, jedinica zarad sa decimalnim brojevima je ukljuena u sam mikroprocesor, to je omoguilo znatnopove anje brzine rada sa decimalnim brojevima.

Procesori su postajali sve bri i bri, ali ostali elelementi raunara nisu mogli da pratetako brzi razvoj. To se naroito odnosi na memoriju. Brzina RAM memorije je sve viezaostajala za brzinom mikroprocesora. Da bi se ta nesrazmera smanjila, uvedena je takozvanake memorija. Za razliku od radne RAM memorije koja je dinamikog tipa, ke memorija jestati kog tipa i ima za red veliine (oko 10 puta) krae vreme pristupa. Ke memorija jepostravljena izmeu mikroprocesora i radne memorije, a njenim radom je upravljao posebni kekontroler. Ovaj kontroler je na osnovu podatka kojeg je mikroprocesor traio iz memorijepokuavao da predvidi kojie slede i podatak biti potreban mikroprocesoru, pa je unapred, neekaju i zahtev, taj podatak oitavao iz radne memorije i smetao ga u ke memoriju. Ako je

predvi anje bilo dobro, kada mikroprocesor zatrai taj podatak, one ga dobiti iz ke memorije,a to e biti desetak puta bre nego da ga jeekao iz radne memorije. Drugi uzrok ubrzanja radara unara je u tome da kada mikroprocesor treba da smesti neke podatke u memoriju, on ihpredaje brzoj ke memoriji, odakle se ti podaci pod upravljanjem ke kontrolera alju u radnumemoriju. Za to vreme je procsor slobodan da obavlja neke druge poslove. Ke memorija seprvobitno smetala na matinu plo u, ali je ve od 486 procesora delimino premetena u sam

mikroprocesor. Pojavom Pentijum procesora, pojavila su se i dva nivoa ke memorije. Kememorija prvog nivoa (L1 nivo) je smetena u samo jezgro mikroprocesora. Ova veoma brzamemorija ima relativno mali kapacitet i podeljna je na dva bloka, jedan slui za instrukcije adrugi za podatke. Ona obino radi na istom taktu kao i sam procesor. Ke memorija drugognivoa (L2 nivo) ima znatno vei kapacitet i kod dananjih mikroprocesora je takoe smetenaunutar samog procesorskogipa. Zavisno od tipa procsora, ova ke memorija moe da radi napunom taktu procesora ili na niem taktu (obino polovina uestanosti takta procesora).Uvo enjem ke memorije u sam mikoprocesor dobilo se dalje poveanje brzine rada raunara, stim da ta brzina dosta zavisi od kvaliteta ke kontrolera, odnosno od toga koliko dobro onpredvi a slede e podatke koje e biti potrebni mikroprocesoru, da bi mogao unapred da ihpripremi.

Kako dolze sve novije generacije mikroprocesora sa sve boljim karakteristikama, to raste

broj tranzistora u mikroprocesoru, a sa time i problemi sa potronjom energije i zagrevanjemtokom rada. Da bi se ti problemi smanjili tei se ka smanjenju radnih napona mikroprocesora.Smanjenjm radnih napona se dobija manja potronja elektrine energije, odnosno manja snagakoju procesor zahteva da bi normalno radio. To je naroito zna ajno kod prenosnih raunara kojirade na baterije. Smanjenjem radnog napona se takoe smanjuje i toplota koja se razvija tokomrada mikroprocesora, pa je potreban i manji hladnjak za procesor, a to znai i manje zauzetogprostora, a takoe i dui zivotni vek samog procesora. I konano, ako se procesor tokom radamanje zagreva, moe se lake ubrzati poveanjem uestanosti radnog takta. Sve do pojavePentijum MMX procesora, ceo procesor, dakle i jezgro i ulazno/izlazne jedinice su napajaneistim naponom, prvobitno sa +5V, a zatim sa +3,3V. Takvi procesori imaju jednostrukonapajanje. Od Pentijum MMX procesora pa na dalje, uvedeno je dvostruko napajanje. Kod njihse naponom +3,3V napajaju ulazno/izlazne jedinice (radi ouvanja kompatibilnosti sapostoje im magistralama, memorijskim modulima,ip setom i ostalim logikim elementima. Zarazliku od ulazno/izlaznih jedinica, samo jezgro mikroprocesora se napaja niim naponima. Tinaponi su prvobitno bili oko 2,8V, a kod dananjih mikroprocesora su ve sputeni na oko 1,5V,sa tendencijom daljeg smanjivanja. Na slici 12 je principski prikazan nain prikljuivanja takvihmikroprocesora. Sa slike se vidi da se koristi dvostruko napajanje. Jedan napon (oko 1,5V) sekoristi za napajanje jezgra mikroprocesora, a drugi (3,3V) za napajanje ulazno/izlazne jedinice.Sa ulazno/izlazne jedinice preko adresne magistrale, magistrale podataka i kontrolne magistrale,mikroprocesor je povezan sa spoljanjim elementima (matinom ploom). Napon napajanjaulazno/izlazne jedinice se dobija iz stepena za napajanje (kod dananjih ATX raunara), dok se


24/83

Mikroprocesori

24

napon napajanja jezgra procesora dobija posebnim prekidakim stepenom za napajanje koji jesmeten na samu matinu plo u. Kod Pentijum 4 raunara taj prekidaki stepen se napajanaponom +12V iz stepena za napajanje raunara, i od tog napona se dobija napon jezgra od oko1,5V. Noviji mikroprocesori imaju posebne izvode preko kojih se konfigurie perkidaki stepenza napajanje na matinoj plo i, koji daje napon za napajanje jezgra procesora. Kod takvihmikroprocesora nema potrebe za podeavanjem napona jezgra, jer sa on automatski podeava.Me utim, kod nekih starijih mikroprocesora, napon napajanja jezgra se mora podesitipostavljanjem odgovarajuih kratkospojnika na igliastim konektorima na matinoj plo i,podeavanjem posebnih mikroprekidaa na matinoj plo i, ili podeavanjem u okviru Setapprograma. Za takve mikroprocesore se mora znati taan napon napajanja i on se mora podesitina jedan od tri pomenuta naina.

Slika 13 Prikljuenje dananjih mikroprocesora

I pored toliko smanjenog napona napajanja, savremeni mikroprocesori se dosta greju i nebi mogli da rade bez odgovarajueg odvo enja toplote proizvedene u njima. To odvoenjetoplote se postie korienjem odgovarajuih aluminijumskih ili bakarnih hladnjaka, koji seu vr uju na gornju povrinu mikroprocesora. Na vrhu hladnjaka se nalazi ventilator koji senapaja naponom +12V sa matine plo e. Ventilator omoguava efikasno hlaenje, a poto jenjegov ispravan rad neohodan za sigurnost mikroprocesora, obino se logikom na matinoj plo ikontrolie brzina njegovog obrtanja. U sluaju da ta brzina padne ispod odreene vrednosti, ilida se ventilator ak i zablokira, logika daje upozorenje ili u zavisnosti od naina podeenostimoe i da obezbedi iskljuenje ra unara.

Svi mikroprocesori preko jedne linije na kontrolnoj magistrali dobijaju takt signal(pravougaone impulse odreene u estanosti). Uestanost tog takt signala je u stvari uestanostsistemskog takta matine plo e. Samo jezgro savremenih mikroprocesora radi na znatno veoju estanosti internog takta. Ta uestanost je odreena takozvanim mnoiocem, to jest brojemkojim treba pomnoiti uestanost sistemske magistrale da bi se dobila interna uestanost nakojoj radi jezgro mikroprocesoora. Kod veine starijih matinih plo a je postojala mogunost dase podeavanjem kratkospojnicima, mikroprekidaima ili u nekoj od opcija Setap programa,podese i sistemska uestanost matine plo e i mnoilac koji odreuje internu radnu uestanostmikroprocesora. Veina dananjnih mikroprocesora ima fabriki fiksiran mnoilac, tako danema potrebe za njegovim podeavanjem. Time se spreavaju pokuaji da se mikroprocesor

3,3 V

1,5 V

JEZGRO

ULAZNO/IZLAZNAJEDINICA

ADRESNAMAGISTRALA

MAGISTRALAPODATAKA

KONTROLNAMAGISTRALA


25/83

Mikroprocesori

25

natera da radi na vioj uestanosti radnog takta nego to je fabriki predvieno, ime seobezbe uje njegov stabilan rad i dui ivotni vek.

Tokom razvoja PC raunara, promenjano je dosta generacija i tipova mikroprocesora.Broj izvoda na procesorskimipovima se kretao od poetnih 40-tak, a danas kod nekih tipovaprelazi i 900. Kako su se pojavljivali novi tipovi mikroprocesora, tako je rastao broj izvoda(pinova) na njima, pa su se pojavljivali i novi tipovi podnoja za prikljuenje na matinu plo u.Danas se praktino iskljuivo koriste mikroprocesori u oblikuipa koji ima kvadratni oblik.Izgled jednog takvog mikroprocesora (Pentium 4) je prikazan na slici 14. Sa slike se vidi da suizvodi (pinovi) rasporeeni sa donje strane ipa, dok je gornja strana pokrivena metalnimpoklopcem preko koga se montira hladnjak sa ventilatorom. Sa donje srane, na kojoj su izvodi, u jednom uglu nedostaje jedan pin.

Slika 14 Izgled jednog mikroprocesora

To je na in za oznaavanje poetka brojanja izvoda, odnosno omoguivanja ispravneorijentacije procesora prilikom postavljanja u podnoje na matinoj plo i. Naime i u podnojunedostaje jedan otvor u odgovarajuem uglu, tako da se mikroprocesor u podnoje moe

postaviti samo u jednom poloaju. Nain postavljanja mikroprocesora u podnoje je prikazan naslici 15.

Slika 15 Nain postavljanja mikroprocesora u podnoje

Posle postavljanja procesora u podnoje, potrebno je na njega montirati hladnjak saventilatorom. Nain montae hladnjaka zavisi od tipa procesora, i obino je opisan u uputstvukoje stie uz matinu plo u. Korisno je izmeu procesora i hladnjaka naneti tanak slojtermoprovodne paste, koja poboljava prenoenje toplote sa procesora na hladnjak, a timeobezbe uje i njegovo bolje hlaenje. Kod veine novih matinih plo a, u sredinjem delu

RU ICA

1. Povu i ru icu u stranu

2. Podi i ru icuna gore

4. Spustiti ruicu nadole i zabraviti je

3. Orijentisati procesori spustiti ga u podnoje

POGLED ODOZGO POGLED ODOZDOPOGLED SA STRANE


26/83

Mikroprocesori

26

podnoja za mikroprocesor postoji ugraen NTC otpornik (otpornik sa negativnimtemperaturskim koeficijentom) koji se moe iskoristiti za merenje temperature kuitamikroprocesora. Na slici 16 je prikazan hladnjak sa ventilatorom, montiran na jednommikroprocesoru.

Slika 16 Hladnjak sa ventilatorom montiran na procesoru

Dananji mikroprocesori su veoma pouzdani i retko se kvare, pod uslovom da im jeobezbe eno odgovarajue hla enje i da se ne koriste na radnim viim uestanostima od fabrikipredvi enih. Ono to je korisno je aktivirati softver za nadgledanje brzine okretanja ventilatorana hladnjaku i temperature kuita mikroprocesora. Takav softver seesto nalazi i u okviruBIOS-a matine plo e, a ako ga neka matina plo a nema, postoji vei broj nezavisnih programa(na primerHardware monitor), koji pored ostalih poslova vrlo uspeno obavljaju i ovanadgledanja i u sluaju neke opasnosti tite mikroprocesor od oteenja.


27/83

Hard diskovi

27

HARD DISKOVI

Hard diskovi u raunarima se koriste zauvanje (smetaj) programa koje korisnikupotrebljava tokom trada na raunaru, kao i za smetaj podataka (dokumenata) nastalihkori enjem pomenutih programa. Osim ove dve namene, sam PC Raunar koristi hard disk kaoprivremenu memoriju, kada mu za potrebe nekog posla zafali RAM memorija.

Fizi ki satav hard diska sa njegovim glavnim elementima je prikazan na slici 17.

Slika 17 Konstrukcija hard diska

Glavni elementi hard diska su jedna ili vie okruglih ploa od nemagnetnog materijala,koje su vezane zajednikom osovinom. Ploe su sa obe svoje strane prevuene tankim slojemmagnetnog materijala, na koji se upisuju podaci i sa kojeg se kasnije, kada su potrebni,o itavaju. Iznad obe strane svake ploe nalaze se glave zaitanje i upisivanje podataka. Glavesu smetene na specijalnim ruicama (aktuatorima), koje se nalaze na zajednikoj osovini, takoda se istovremeno pokreu i menjaju svoj poloaj od ivice ploa pa skoro do njihovog centra.Svi mehaniki elementi hard diska (ploe sa osovinom i motorom, ruice koje nose glave zasnimanje i itanje sa mehanizmom za njihovo pokretanje) su hermetiki zarvoreni u kuite,kako bi se spreila oteenja osetljivih elemenata usled neisto a (praine) iz vazduha. Radommotora koji obre plo e sa magnetnim materijalom, kao i radom sitema za pomeranje ruica saglavama za itanje i pisanje upravlja kontroler koji se nalazi na tampanoj ploi smetenoj na

donjoj strani kuita hard diska. Kontroler na sebi, pored ostalih elemenata, ima i konektorpreko koga se disk prikljuuje na raunar (u sluaju savremenih PC raunara to prikljuivanje sevri na odgovarajue interfejse na matinoj plo i). Pored ovoga konektora postoji i konektor zapruikljuenje napona za napajanje. Uloga kontrolera je da obezbedi stabilnu brzinu obrtanjaplo a sa magnetnim materijalom, zatim da na osnovu zahteva koji dobije sa matine plo era unara, obezbedi pomeranje ruica sa glavama zaitanje i pisanje na tano odre eno mesto, ina kraju, da u sluaju upisivanja podataka na disk, signale koji stiu sa matine plo e obradi ipoalje u glave za snimanje kako bi bili upisani na disk, a u sluaju o itavanja podataka sa diska,

KEMEMORIJA

KONTROLERKU ITE

OSOVINA

PLO EGLAVE ZA

ITANJE IUPISIVANJE


28/83

Hard diskovi

28

elektri ne signale koji se indukuju u glavama zaitanje pojaa, obradi i poalje na matinuplo u ra unara.

Da bi se povrina za smetanje podataka na ploama diska racionalno iskoristila,uvedena je posebna organizacija upisa,koja je prikazana na slici 18. Osnovnielementi u toj organizaciji su staze. Onesu rasporeene kao koncentrini krugovina obe povrine svih ploa, po evi odspoljnje ivice, pa prema unutranjostiplo e. Zavisno od konstrukcije diska,svaka staza moe da sadri veliki brojbitova podataka, pa bi bilo neracionalnokoristiti stazu kao jedininu veli inu zasmetaj podataka. Da bi se to izbeglo,staze se dele na odreen broj sektora, stim da sektor sadri 512 bajtovapodataka. Jo jedan parametar kojikarakterie organizaciju smetaja

podataka na hard disk su cilindri.Cilindar ine staze na svim ploamakoje se nalaze na istom polupreniku(na istom rastojanju od centra ploa). Sa ovakvom organizacijom se postie racionalnoiskori enje povrine za smetaj podataka i obezbeuje najbri rad hard diska. Najmanjaveli ina prostora koji se moe iskoristiti za upisivanje nekih podataka je jedan sektor. Ako supodaci koje treba upisati vei od jednog sektora, onda se prelazi u sledei sektor na istoj stazi itako dalje. Ako ni cela staza nije dovoljna za smetaj potrebnih podataka, posle popunjavanja testaze, prelazi se na stazu sa istim brojem, koja se nalazi na suprotnoj strani iste ploe. Ako jeveli ina podataka koje treba smestiti na disk, tolika da i posle popunjavanja istoimenih staza na jednoj ploi svi podaci nisu snimljeni, prelazi se na istoimenu stazu na susednoj ploi, to jestsmetanje podataka se obavlja u okviru jednog istog cilindra. Tek kada se popuni ceo cilindar, a

svi podaci jo uvek nisu smeteni na disk, ruice sa glavama za snimanje se pomeraju na sledeicilindar, gde se nastavlja sa snimanjem. Na taj nain je ostvareno minimalno mehanikopomeranje ruica sa glavama. Poto je ovo pomeranje najsporija operacija u funkcionisanju harddiska, na ovaj nain, sa minimalno moguim pomeranjem ruica, se postie najvea brzinaupisivanja ili oitavanja podataka. Naravno, kada se kasnije tokom rada neki sektori ili stazepopune, prilikom sledeeg upisivanja podataka, kontrolere videti da su oni zauzeti, pae ihpresko iti, a to moe imati za posledicu prelazak na neki drugi cilindar, a to znai dodatnopomeranje ruica sa glavama, odnosno sporiji pristup tim podacima.

Radi jo boljeg iskorienja povrine ploa, kod savrmenih hard diskova broj sektora postazama nije stalan, ve se disk deli na vei broj zona. Broj sektora na stazama u jednoj zoni jestalan, ali u razliitim zonama imamo irazli it broj sektora po stazama. Poto suduine staza koje se nalaze bliespoljanjoj ivici ploe ve e od duina stazakoje se nalaze blie centru ploe, onda se uspoljanjim stazama moe smestiti viesektora nego u unutranjim, a to znai ive u koli inu smetenih podataka. Ovo jeilustrovano na slici 19, gde se vidi jednakbroj sektora po stazama (levo) i znatnove i broj sektora u prvoj (spoljanjoj) stazi

CILINDAR

SEKTOR

OSOVINA

STAZA

Slika 18 Parametri hard diska

SEKTOR STAZA ZONSKO UPISIVANJEPODATAKA NA DISK

Slika 19 Ravnomerno i zonsko upisivanje podataka


29/83

Hard diskovi

29

nego u poslednjoj (unutranjoj) stazi. I u ovom sluaju vai da svaki sektor ima 512 bajtova, pa je jasno da se tehnikom zonskog upisivanja podataka na plou moe postii znatno veikapacitet diska.

Na slici 17 se vidi da na kontroleru postoji i ke memorija. Njena uloga je da uspostaviravnoteu izmeu spore mehanike diska i znatno bre elektronike. Naime, poto je brzinadolaska podataka koji treba da se snime na disk mnogo vea od same brzine upisivanja, onda seizme u ulaznog interfejsa na disku i mehanike stavlja ke memorija. Sada kada raunar aljepodatke koji treba da se snime na disk, podaci se smetaju u ke memoriju na kontroleru diska iodmah zapoinje njihovo snimanje. Kada se svi podaci smeste u ke memoriju, mikroprocesorse oslobaa za druge poslove, a podaci iz ke memorije diska se nezavisno od mikroprocesorasnimaju na disk. Na taj nain se ubrzava rad raunara, jer sada mikroprocesor ne mora daekada se zavri upisivanje podataka na disk, ve nastavlja sa izvravanjem programaim svepodatke smesti u ke memoriju diska. Korienjem ke memorije se ubrzava rad raunara iprilikom uitavanja podataka sa diska. Kada se sa povrine ploe o ita jedan blok podataka ismesti u ke memoriju, kontroler uitava i naredne blokove podataka u istu memoriju u nadi dae uskoro i oni zatrebati mikroprocesoru. Ako je to predvianje bilo dobro, onda e

mikroprocesor te podatke dobiti mnogo bre iz ke memorije, nego da je moraoekati da se onio itaju sa ploa diska.

Naponi za napajanje hard diskova i uopte EIDE disk jedinica se dovode iz stepena zanapajanje raunara jednim etvoropinskim konektorom, na kome postoje naponi +5 i +12 V idva pina za masu. Konektor za prikljuak napajanja je tako napravljen da se ne moe pogrenopriklju iti.

Ve je pomenuto da se za prikljuenje hard diska na matinu plo u koristi neki interfejs.U dananjim raunarima se naje e koristi takozvani EIDE (Enhanced Integrated DriveElectronics) interfejs, koji predstavlja poboljanu verziju prvobitnog IDE interfejsa. Drugi nazivza ovaj interfejs je ATA (Advanced Tecnology Attachment). Do skora je u iskljuivoj upotrebibio paralelni ATA interfejs (interfejs kod koga se u jednom trenutku preko vie paralelnih linijaistovremeno alje vei broj bitova podataka). Na matinim ploama PC raunara se po pravilunalaze dva konektora za disk jedinice sa paralelnim ATA interfejsom. Prvi konektor predstavljaprimarnu, a drugi sekundarnu IDE granu. Na svaku od tih grana se mogu prikljuiti po dve disk

jedinice (hard disk, CD ROM drajv, DVD drajv). Samo prikljuenje se obavlja trakastim (flet)kablom prikazanim na slici 20.

Ovaj kabl ima 3 konektora sa po 40 pinova. Svi pinovi sa istim brojem su meusobnopovezani jednom ilom kabla, tako da je broj ila u kablu takoe 40. Kod novijih diskova je brojila u kablu povean na 80, tako to je izmeu svake dve prvobitne ile ubaena jo po jednaila koja je vezana na masu. Na taj nain se postie vee razdvajanje izmeu pojedinihelektri nih signala koji se prenose kablom, to jest smanjuju se meusobni uticaji izmeu tih

Slika 20 Kabl za rikl uen e EIDE


30/83

Hard diskovi

30

signala. Zahvaljujui tome moe se ostvariti bri prenos signala kroz interfejs (Ultra ATA/66 iUltra ATA/100 standardi).

Poto su pinovi sa istim brojevima na konektorima spojeni zajedno, mora se napravitirazlika izmeu dve disk jedinice koje su prikljuene na isti kabl. Jedna od tih jedinica se definiekao master, a druga kaoslejv. To definisanje jedinica se obavlja spajanjem kratkospojnika(dampera) na igliaste konektore koji postoje na disk jedinicama. Na svakoj disk jedinicipostoje ovi konektori i obeleen je nain postavljanja kratkospojnika da bi jedinica radila kaomaster ili slejv. Na slici 21 je prikazan zadnji deo jednog tipinog hard diska, tako da se videkonektor za prikljuak trakastog kabla za paralelni ATA interfejs, konektor za prikljuak kablaza dovod napajanja i igliasti konektor za postavljanje kratkospojnika kojima se koonfiguriehard disk. Ako u raunaru imamo samo jedan hard disk, njega treba prikljuiti na primarnu IDEgranu i konfigurisati ga kaosingle ilimaster. U slu aju da se na istu granu spajaju dve disk

Slika 21 Konektori na hard disku

jedinice, jedna se konfigurie kaomaster, a druga kaoslejv. Postoji jo jedan nain za spajanjedve disk jedinice na jednu IDE granu. To je takozvanicable select na in definisanja disk jedinica. U ovom sluaju se na obe disk jedinice kratkospojnici postavljaju u poloaj cableselect, a razlika izmeu njih se postie tako to na trakastom kablu, izmeu dva konektora kojase prikljuuju na disk jedinice postoji prekid u ili broj 28. Ovaj nain se e e koristi kodbrand name ra unara, dok se kod kod nas uobiajenih raunara e e koristi master slejvna in definisanja disk jedinica.

Pored disk jedinica po paralelnom ATA standardu koje su i dalje u najiroj upotrebi, svevie se koriste i disk hard diskovi po serijskom ATA standardu (takozvani SATA diskovi). Kodove vrste diskova podaci se prenose serijski, bit po bit, a ne istovremeno vie bitova kako je tokod paralelnih ATA diskova. Zahvaljujui tome veza izmeu mati ne plo e i hard diska jeostvarena sedmoilnim kablom, koji je znatno ui nego trakasti kabl za PATA diskove, pasamim tim i manje ometa strujanje vazduha kroz kuite ra unara, a time se dobija boljehla enje komponenata raunara. Pored toga SATA interfejs obezbeuje ve u brzinu prenosapodataka izmeu diska i matine plo e. Kod SATA diskova nema potrebe za definisanjem diskakao master ili slejv, poto se na svaki SATA konektor na matinoj plo i moe prikljuiti samo jedan hard disk. Na slici 22 je prikazan kabl kojim se SATA hard disk prikljuuje na matinuplo u.

Konektoriza napajanje

Konektor zaprikljuenjeIDE kabla

Konektor zadefinisanjediska

(master-slejv)


31/83

Hard diskovi

31

Slika 22. Kabl za prikljuenje SATA hard diska na matinu plo u

Neki SATA diskovi nemaju standardne konektore za prikljuenje napajanja, pa se za njihkoriste posebni adapteri. Jedan takav adapter je prikazan na slici 23.

Slika 23 Kabl sa konektorima za dovod napajanja na SATA hard diskove

Pojavom SATA diskova postali su iroko dostupni i takozvani RAID (Redundant Arraysof Independent Disks) sistemi hard diskova. Kod ovog sistema se vie diskova (naje e dva)kombinuje u jednu logiku jedinuicu. Ovim se dobija bri rad diska ili vea sigurnost snimljenihpodataka (otpornost na greke diska). Ova vea sigurnost se dobija redudantnim upisivanjempodataka na dva diska, tako da ako jedan disk otkae, kopija podataka se moe dobiti sa drugogdiska. Svi pojedinani diskovi iz niza se nazivajulanovi niza. Informacije o konfiguracijisvakog lana niza se zapisuju u jednom rezervisanom sektoru na disku, koji identifikuje disk kaolana niza. Sve diskove koji sulanovi niza, operativni sistem vidi kao jedan jedinstveni fiziki

disk. Kombinovanje diskova u RAID nizove se moe vriti na razne naine, koji se uobiajenonazivaju RAID nivoima. Razni RAID nivoi imaju razliite nivoe performansi, sigurnostipodataka i cene. U PC raunarima se naje e koriste nivoi RAID 0 i RAID 1.

Na konektoru koji se prikljuuje na

hard disk se nalazi zatitnik odpraine, koga treba skinuti preprikljuenja na disk.

Konektor koji se prikljuuje namati nu plo u

Konektor za vezu sa stepenom

za napajanje

Konektori za prikljuenje napajanjana neke modele SATA hard diskovakoji nemaju standardni konektor za

prikljuak napajanja


32/83

Hard diskovi

32

U RAID 0 nivou (Striping) podaci koje treba upisati na disk se dele na manje paralelnedelove, koji se istovremeno upisuju i to svaki blok na po jedanlan niza. Tim postupkom sedobija bri rad ekvivalentnog diska. Meutim loa strana ovog RAID nivoa je da ako jedan diskiz niza otkae, izgubljeni su kompletni snimljeni podaci (dakle i podaci sa ispravnihlanovaniza). Kapacitet ekvivalentnog diska jednak je proizvodu brojalanova niza i kapacitetanajmanjeg lana iz niza. Veliina blokova koji se istovremeno upisuju nalanove niza se moepodeavati u opsegu od 4 do 64 kB.

Kod RAID 1 nivoa (Mirroring) paralelno se upisuju isti podaci na par hard diskova,odnosno paralelno se oitavaju podaci sa oba diska. Ako jedan od diskova iz ovakvog nizaotkae, preostali ispravni diske nastaviti da funkcionie. Zbog redudancije prilikom upisapodataka na lanove niza, kapacitet ekvivalentnog diska jednak je kapacitetu najmanjeglananiza. Kod ovog RAID nivoa mogue je umesto neispravnog diska prikljuiti novi rezervni disk,koji e se aktivirati kao potpuna zamena za disk koji je otkazao, to jest na njegae se prenetikopija podataka sa ispravnoglana niza. Prema tome, ako kod RAID nivoa 1 bilo koji diskotkae, pristup podacimae biti mogu sve dok postoji bar jedan ispravan disk u nizu.

U serverima za raunarske mree, gde su zahtevi za sigurnou i brzinom veoma veliki,esto se primenjuju i drugi RAID nivoi nastali kombinacijom nivoa 0 i 1. Ovi nivoi obezbeuju i

bri pristup podacima i veu sigurnost zbog redudancije prilikom snimanja podataka, ali zato

zahtevaju vei broj lanova niza, to naravno znatno utie na cenu takvog ranara.Pored diskova koji se zasnivaju na EIDE, odnosno ATA standardu, bilo paralelnom biloserijskom, u PC raunarima koji se koriste kao serveri za raunske mree se primenjuju i diskovikoji rade po SCSI (Small Computer System Interface) standardu. Ovaj standard definieposebnu SCSI magistralu koja je preko odgovarajueg kontrolera vezana za ulazno izlaznumagistralu raunara. Kontroler se retko nalazi integrisan na matinoj plo i ra unara, ve senaj e e sre e u vidu PCI kartice koja se postavlja u PCI slot za proirenje na matinoj plo i. Natampanoj ploi kontrolera se nalazi konektor na koji se prikljuuje trakasti SACSI kabl za vezuprema unutranjim SCSI jedinicama (SCSI magistrala omoguava prikljuenje ne samo harddiskova ve i drugih ureaja kao to su CD ROM ureaji, ure aji za bekap podataka sa trakom,skeneri, Iomega i Zip drajvovi i tako dalje), kao to je to prikazano na slici 24. Na zadnjoj ploiSCSI kontrolera (koja je uvr ena na zadnju stranu kuita ra unara) nalazi se poseban

konektor na koji se prikljuuju spoljanji SCSI ureaji. Spoljanji SCSI ureaj obi no ima dvakonektora. Prvi konektor slui za vezu prema SCSI kontroleru, a na drugi konektor se moepriklju iti sledei spoljanji SCSI ureaj. Vidimo da se na SCSI magistralu moe prikljuiti viespoljanjih i unutranjih SCSI ureaja. Postoji nekoliko varijanti SCSI standarda, pa na primeruska SCSI magistrala prima do sedam ureaja, a iroka do petnaest ureaja. Svaki SCSI ureaj,uklju uju i i sam kontroler mora imati svoj jedinstveni identifikacioni broj (SCSI ID). Tako koduskog SCSI sistema imamo ID brijeve od 0 do 7, a kod irokog od 0 do15. ID brojevi sepodeavaju bilo postavljanjem kratkospojnika (dampera) na odgovarajue igli aste pinove nasamom SCSI ureaju, bilo pomou okretnih kodnih preklopnika, koji i prikazuju izabrani IDbroj. Jo o jednoj stvari se mora voditi rauna kada se ugrauju SCSI ureaji. Krajnji (poslednjiu nizu) SCSI ureaji, i to kako unutranji, tako i spoljanji, moraju biti zavreni posebnimotpornicima terminatorima, kojima se postie prilagoenje impedanse na linijama magistrale,a time se postie nesmetani prolaz signala (bez izoblienja) po magistrali. Terminatori sepostavljaju u obliku posebnih konektora na kraju spoljanje i unutranje grane, ili ako nazavrnom SCSI ureaju postoji ugraen terminator, on se ukljuuje posebnim kratkospojnicima.

SCSI ureaji na sebi imaju sopstvene kontrolere koji komuniciraju sa glavnim SCSIkontrolerom, koji njima i upravlja. Ovakav koncept omoguava da nekoliko SCSI ureaja moeda koristi magistralu u isto vreme, a da mikroprocesor za to vreme bude slobodan da obavljadruge poslove. SCSI hard diskovi imaju bolje karakteristike od ATA diskova (bri su, imajuve i kapacitet, pouzdaniji su), ali se zbog vee cene, kao i poterbe za posebnim (skupim)kontrolerom retko koriste u kunim i poslovnim raunarima. Naje e se koriste u serverima za


33/83

Hard diskovi

33

vane raunarske mree, gde je primarni faktor pouzdanost i brzina, a cena opreme nijeodlu uju a.

Slika 24 Prikljuenje unutranjih SCSI ureaja pomou trakastog kabla

PRIPREMA HARD DISKA ZA KORIENJE

Pre nego to se disk moe poeti koristiti, moraju se izvriti neke pripremne radnje kojeomogu avaju korienje. Osnovna operacija je formatiranje. Postoje dve faze formatiranja. Prvose vri formatiranje hard diska na niskom nivou (low level formating). Ovo formatiranje obavljaproizvo a diska i korisnik nema potrebe da o tome brine. Tokom formatiranja na niskomnivou, ploe diska se dele na staze i sektore. U ovoj fazi formatiranja se pored navedenog vri ipostavljanje svih bajtova na svim stazama i ploama na vrednost logike nule. Kod sadanjihdiskova se iskljuivo koristi tehnika zonskog upisivanja kod koje staze koje su blie ivici ploeimaju vie sektora nego staze koje su dalje od ivice (blie centru ploe). Kao to je ve re eno,svaki hard disk dolazi iz fabrike ve formatiran na niskom nivou i korisnik nema potrebe da toponovo radi, pogotovo to se ovo formatiranje obavlja posebnim postupkom, koji nije svakomdostupan. Mogue je i da korisnik kasnije izvri formatiranje na niskom nivou, ali u tom sluajuteko moe da postigne maksimalni kapacitet diska.

Prva operacija koju budui korisnik hard diska mora da obavi je definisanje particija,odnosno odvojenih delova diskova koji se sa stanovita operativnog sistema ponaaju kaoposebni diskovi. Hard disk moe imati i samo jednu particiju, ali ga je racionalnije, naroito kodsadanjih diskova velikog kapaciteta, podeliti na vie delova.


34/83


35/83

Hard diskovi

35

elektronici diska. U oba ova sluaja (kvar mehanike ili elektronike), popravak diska u kunimuslovima je praktino nemogu.

Drugi tip kvara hard diskova je softverski, kada zbog neke neregularnosti pri upisu iliu itavanju podataka doe do oteenja pojedinih sistemskih sektora na disku. Ti sektoriomogu avaju operativnom sistemu da pronae potrebne datoteke koje ve postoje na disku, kaoi da na slobodna mesta na disku snimi nove datoteke. Jedan od moguih uzroka softverskihkvarova na hard diskovima je i dejstvo raznih virusa. U sluaju kvara ove prirode,esto jemogu e izvriti oporavak diska korienjem odgovarajuih softverskih alata. Tako na primer zaoporavak hard diska sa operativnim sistemom Windows, moe se koristiti programScandisk,ali postoje i znatno bolji i efikasniji programi, kao to jeNorton disc doctor i drugi.


36/83

36


37/83

Flopi diskovi i disketne jedinice

37

FLOPI DISKOVI I DISKETNE JEDINICE

Flopi diskovi ili diskete su iroko prihvaeni prenosivi medijum za snimanje podataka uPC ra unarima. Za razliku od hard diskova, koji su fiksni delovi raunara i u principu se ne vadeiz njega, disketu na kojoj su snimljeni neki podaci moemo izvaditi iz disketne jedinice i prenetiu bilo koji drugi PC raunar i tu ponovo koristiti snimljene podatke.

U dananjim PC raunarima se koriste disketne jedinice irine 3,5 ina. Ranije su sekoristile jedinice irine 5,25 ina, ali su one potpuno potisnute jedinicama od 3,5 ina koje poredve eg kapaciteta imaju i veu pouzdanost.

Na prikljuak flopi kontrolera na matinoj plo i ra unara se posebnim trakastim (flet)kablom mogu prikljuiti jedna ili dve flopi jedinice. Ovaj trakasti kabl ima 34 ile i tri konektorasa po 34 pina. Ranije je trakasti kabl imao pet konektora da bi obezbedio mogunostpriklju enja i disketnih jedinica od 5,25 ina, koje imaju drugaiji konektor za prikljuenje.Kako su te disketne jedinice danas naputene, sada se isporuuju trakasti kablovi sa samo trikonektora. Na slici 25 je prikazan izgled trakastog kabla kakav se danas koristi za prikljuenjeflopi jedinica.

Slika 25 Trakasti kabl za prikljuenje flopi disk jedinica

Konektor na poetku kabla se prikljuuje na odgovarajui konektor na matinoj plo i.Izme u preostala dva konektora, uvrnute su ile od 10 do 16. Ako u raunaru imamo jednu disk jedinicu, na nju treba prikljuiti krajnji konektor sa trakastog kabla, koji se nalazi iza uvrnutogdela kabla, gledano od poetka kabla (od konektora koji se prikljuuje na matinu plo u). Takopriklju ena disketna jedinicae dobiti ime A. Ako u raunaru treba da postoje dve disketne jedinice (to je danas veoma redak sluaj), jedinicu koja treba da bude prva (sa imenom A) trebapriklju iti na krajnji konektor trakastog kabla, a jedinicu koja treba da bude druga (sa imenomB), treba prikljuiti na srednji konektor trakastog kabla, dakle ispred uvrnutog dela kablagledano od poetka kabla (od konektora koji se prikljuuje na matinu plo u). Na taj nain se

postie definisanje imena disketne jedinice, bez potrebe da se na samim jedinicama bilo tapodeava. Ako iz nekog razloga ovakav raspored disketnih jedinica nije pogodan, u veiniBIOS-a postoji opcija kojom se softverski mogu zameniti mesta jedinica A i B. Konektori natrakastom kablu obino imaju osiguranje od pogrenog prikljuenja (okretanja za 1800).Me utim, mogue je nai i na konektore koji nemaju to osiguranje. Ako se takav konektorokrene za 1800 u udnosnu na ispravni poloaj, flopi disk jedinica nee mo i da radi, a na njenojprednjoj strani e stalno svetleti LED dioda koja normalno treba da svetli samo prilikom upisaili itanja podataka sa diskete. Stalno svetljenje LED diode je znak da je konektor pogrenookrenut i da ga treba postaviti u ispravan poloaj.

Konektor za vezu saflopi kontrolerom na

mati noj plo i

Konektor zaA flopi jedinicu

Konektor zaB flopi jedinicu

1. ila (crveno obojena)

10. ila

16. ila

34. ila


38/83

Flopi diskovi i disketne jedinice

38

Pored trakastog kabla kojim se prenose signali podataka i upravljaki signali sa i ka flopikontrolera na matinoj plo i, na flopi jedinicama postoji i konektor na koji se prikljuujupotrebni naponi za napajanje. Ovaj konektor imaetiri pina preko kojih se iz stepena zanapajanje dovode naponi +5V i +12V i masa. Na slici 26 je prikazan raspored napona na ovomkonektoru.

Slika 26 Raspored napona na konektoru za napajanje flopi jedinice

Dananje flopi jedinice od 3,5 ina u sebi sadre dve glave zaitanje i pisanje, tako damogu da koriste obe strane diskete koja se ubacuje u jedinicu. Glave se pomeraju posebnimmehanizmom sa step motorom, tako da se mogu precizno postaviti na odreenu stazu na disketi.

Organizacija upisa podataka na diskete je slina kao i kod hard diskova. Naime disketa jepodeljena na strane, staze i sektore. U FAT16 fajl sistemu koji se koristi u operativnom sistemuWindows i DOS, standardna disketa ima dve strane, sa po osamdeset staza na svakoj strani i sa18 sektora po svakoj stazi. Svaki sektor sadri, kao i kod hard diskova, po 512 bajtova, tako daukupan kapacitet jedne diskete iznosi: 2 x 80 x 18 x 512 = 1474560 bajtova, odnosno1474560/1024 = 1440 kB, ili 1440/1024 = 1,4MB. Postoje i diskete koje imaju kapacitet od 720kB, kao i 2880 kB, ali su one malo rasprostranjene i retko se sreu.

Da bi flopi disketa mogla da se koristi, mora se izvriti njeno formatiranje. Poto jedanas naje e koriten operativni sistem Windows, proizvoa i disketa obino isporuujudiskete koje su ve formatirane prema FAT16 fajl sistemu, koji se koristi za rad sa disketama.Ako korisniku zatreba naknadno formatiranje diskete (to je najsigurniji nain za brisanjesadraja diskete), to se moe obaviti pomou programaFormat.

Disketne jedinice su danas postale toliko jeftine da se njihova eventualna poravka uslu aju kvarova apsolutno ne isplati ni vremenski ni finansijski. Ipak, ako se povremeno teeo itavaju fajlovi sa disketa sa kojih je to ranije bilo bez problema mogue, moe se probati sai enjem glava za snimanje i oitavanje. Za tu namenu postoje specijalne diskete zai enje

koje se ubace u disketnu jedinicu. Obranjem diskete u disketnoj jedinici, dolazi do trenja izmeupovrina glava i naroitih etkica na disketi za i enje, ime se moe ukloniti praina iprljavtina sa povrina glava.

+ 5 V

G N D

G N D

+ 1 2 V


39/83

Video kartice

39

VIDEO KARTICE

Uloga video kartice u PC raunaru je da daje signal slike koja treba da se prikae namonitoru. Monitori sa katodnom cevi, koji su danas jo u velikoj veini u odnosu na TFTmonitore, za svoj rad zahtevaju analogne signale triju osnovnih boja: crvene, zelene i plave.Osnovna funkcija video kartice je da primi digitalne informacije o slici od procesora, zatim da ihpretvori u analogne siganle triju osnovnih boja i da ih kao takve poalje u monitor. Poredanalognih signala boja, video kartica alje u monitor digitalne signale vertikalnih i horizontalnihsinhro impulsa. Od svih komponenti u raunaru, video kartica je definitivno najzaposleniji deo,poto ona neprestano alje nove signale koje monitor treba da prikae. U dananjim PCra unarima video kartice se pojavljuju u dva oblika, kao prava kartica za proirenje koja sepostavlja u jedan od slotova za proiranje na matinoj plo i i kao integrisana kartica u okvirusame matine plo e. Video kartice integrisane na matinoj plo i u principu imaju slabijekarakteristike od samostalnih kartica, i obino se nalaze u jeftinijim raunarima namenjenimuglavnom za jednostavnije poslove. Integrisane kartice se pored toga, uvek upotrebljavaju uprenosnim lap-top raunarima.

Kao i mnogi drugi elementi u PC raunarima, video kartice u poetnim oblicima su bile jednostavni ureaji sa relativno malom intelegencijom. Takve starije video kartice su

jednostavno samo obavljale konverziju video signala i nita vie. Sa takvim nainom rada,mikroprocesor na matinoj plo i je morao da obavlja sve proraune potrebne za prikaz svihobjekata na povrini ekrana monitora. Kako su PC raunari sve vie postajali orijentisani kagrafici, zadaci koji su bili dati mikroprocesoru u vezi generisanja grafike postali su toliko veliki,da su zahtevali veliki deo njegovog vremena, tako da je za ostale poslove ostajalo sve manjevremena. To je imalo za posledicu veliko usporenje rada raunara pri obavljanju programa kojisu bili orijentisani ka grafici. Zato se pojavila nova generacija video kartica koja u sebi sadriposebni mikroprocesor, i danas se iskljuivo upotrebljavaju takve video kartice. Mikroprocesorkoji je ugraen na grafikoj kartici se naziva i video procesor. to vie poslova u procesugenerisanja slike preuzme na sebe procesor na video kartici, ostatak raunara ima vie resursa zaobavljanje ostalih poslova. Mnogi programi, a naroito video igre zahtevaju vrlo velikuprocesorsku snagu u video kartici, da bi korektno funkcionisali. Loe dizajnirane video kartice i

njihovi drajveri su jedni od glavnih uzroka nestabilnosti u radu PC raunara.Video kartica zajedno sa monitorom je odgovorna za kvalitet slike na ekranu monitora.Loa video kartica ili monitor moe izazvati naprezanje i zamor kod korisnika.

Osnovni element bilo kog grafikog ekrana je piksel (pixel picture element). Brojupotrebljenih piksela da bi se formirala cela slika se naziva rezolucijom ekrana. Rezolucija seuobi ajeno izraava kao proizvod broja piksela po horizontali i po vertikali ekrana. Uobiajenerezolucije su 640 x 480, 800 x 600, 1024 x 768 i 1280 x 1024. Ukupan broj piksela u slici sedobija jednostavnim mnoenjem broja piksela po horizontali i vertikali. Svaki piksel jenapravljen jo od manjih elemenata. To su take (dot) u tri osnovne boje: crvena, zelena i plava.Promenama intenziteta (osvetljaja) tih taaka, moe se menjati boja svakog piksela, tako da sedobiju sve boje koje ljudsko oko moe da razlikuje.

Broj promena intenziteta koji se moe proizvesti na svakoj od te tri osnovne take senaziva dubinom boje. Dubina boje je odreena brojem bitova po pikselu, kojima se moguizazvati te promene u intenzitetu. Na primer standardni VGA reim rada ima 16-o bojnu paletu,koja zahteva 4 bita (24 = 16) memorije po jednom pikselu. Novije video kartice podravaju ireim prave boje (true color), koji koristi 24 ili 32 bita po pikselu. U 24-bitom true color reimu,svaki piksel moe da prikae 224 = 16.777.216 razliitih boja, dok u 32-bitom reimu brojmogu ih boja iznosi 232 = 4.294.967.296. Ako se zna da ljudsko oko moe da razazna netomalo vie od 1.000.000.000 razliitih boja, vidi se da 32 bitni reim daje vie boja nego to okoto moe da razazna, pa prema tome, samo nepotrebno troi memoriju.


40/83

Video kartice

40

Koli ina memorije koja je potrebna da se prikae neka slika se moe izraunati poslede oj formuli:

(broj piksela po horizontali) x (broj piksela po horizontali) x (dubina boje[bit])M [MB] = ------------------------------------------------------------------------------------------------

8 x 1024 x 1024

Na primer za prikaz slike u rezoluciji 1024 x 768 u 24-bitnom reimu (true color),po

Documents

servis_racunara