03. Struktura racunarskog sistema
Download
Report
Transcript 03. Struktura racunarskog sistema
I godina
Informatički smer
Računarski sistemi
Računarski sistemi, odnosno računari, su elektronske
mašine koje obrađuju ulazne informacije (podatke ili
naredbe) i iz njih prizvode izlazne informacije (rezultate).
Računar (kompjuter) je složeni uređaj koji služi za
izvršavanje matematičkih ili kontrolnih operacija koje se
mogu izraziti u numeričkom ili logičkom obliku.
Sinonim: mašine za obradu podataka
Ulazni podaci
(podaci, naredbe)
Obrada
Izlazni podaci
(rezultat)
Računarski sistemi
Programiranje je postupak rešavanja nekog problema.
Programiranje se sastoji od raščlanjivanja problema na
najjednostavnije korake, a potom se za svaki od tih koraka
napiše odgovarajuća naredba koju računar treba da izvrši.
Skup instrukcija za izvršavanje obrade naziva se program.
Naredba1
Rasčlanjivanje
Problem
Naredba2
Problem
Naredba3
Naredba5
Naredba4
Računarski sistemi
Podela računara može se izvršiti prema:
Njihovoj primeni – računari opšte namene i specijalizovani
Broju korisnika koji istovremeno mogu da koriste jedan
računar – jednokorisnički i višekorisnički
Broju naredbi koje računar može da izvrši u jednom trenutku
– serijski (SISD), paralelni (SIMD), MIMD i MISD
Računarski sistemi
Sa stanovišta primene računara postoje:
Računari opšte namene – mogu da učitavaju razne programe
i da rešavaju različite probleme.
Računari za specijalne namene – imaju ugrađene programe
za rešavanje samo onih problema kojima su namenjeni.
Računarski sistemi
Prema broju korisnika računari se dele na:
Višekorisničke računare (mainframe based)
Jednokoričničke računare (PC based)
Centralni
računar
Centralni računar opslužuje sve korisnike
Mainframe računari
Računarski sistemi
Sa stanovišta broja naredbi postoje:
Serijski računari (SISD) – Single Instruction Single Data
Paralelni računari (SIMD) – Single Instruction Multiple Data
Podatak
Instrukcija
Serijski računari
Podatak
Instrukcija
Podatak
Podatak
Paralelni računari
Računarski sistemi
Teorijski postoje još dve grupe računara:
MIMD – Multiple Instruction Multiple Data
MISD – Multiple Instruction Single Data
Instrukcija
Podatak
Instrukcija
Instrukcija
Podatak
Instrukcija
Instrukcija
Podatak
Instrukcija
Podatak
Računarski sistemi
Svaki računarski sistem sastoji se od:
Hardvera – fizički uređaji, odnosno komponente računarskog
sistema.
Softvera – skup programa sa kojima i pomoću kojih računar
radi.
Računarski sistem sastoji se od sledećih komponenti:
Centralne (unutrašnje) memorije
Aritmetičko-logičke jedinice
Kontrolne jedinice
Jedinice spoljne memorije
Ulaznih jedinica
Izlazih jedinica
Računarski sistemi
Funkcionalna organizacija sistema:
Crvena boja – tokovi kontrole
Zelena boja – tokovi podataka
Ulazne
jedinice
Izlazne
jedinice
Kontrolna
jedinica
Unutrašnja
memorija
Aritmetičko
logička
jedinica
Jedinice
spoljne
memorije
Računarski sistemi
Centralna (unutrašnja) memorija:
Računar obrađuje podatke izvršavajući naredbe date
programom.
Program i podaci koji se obrađuju nalaze se uskladišteni u
unutrašnjoj memoriji.
Ova memorija se sastoji od elektronskih kola od kojih svako
može da ima dva stanja: 0 ili 1.
0 je stanje kada u kolu nema struje; 1 – u kolu ima struje. Ovi
brojevi se zovu bit-ovi (Binary Digit – binarna cifra)
Računarski sistemi
Da bismo objasnili kako rade elektronska digitalna kola,
možemo ih predstaviti sijalicama:
0 – nema struje; sijalica je ugašena
1 – ima struje; sijalica je upaljena
1,1
1
0
1 - Ide u bioskop
0 - Ne ide u bioskop
2 informacije=21
1,0
0,0 - Ostaje kod kuće
0,1 - Ide u grad
1,0 - Ide u pozorište
1,1 - Ide u bioskop
4 informacije=22
0,1
0,0
Računarski sistemi
Elektronsko kolo ima dva stanja i može da pamti samo
informaciju DA ili NE (1 ili 0). Dakle, jedno elektronsko
kolo može da pamti samo 1bit (1b).
S toga se bitovi udružuju u grupe, odnosno registre.
Registri se kod personalnih računara sastoje od 8 bitova
(8b), a ta grupa se naziva 1 bajt (1B – Byte).
1B = 28 = 256 različitih informacija (znakova)
Kapacitet memorije računara izražava se brojem bajtova. Svaka
grupa od 1024 = 210 izražava se prefiksom k (kilo)
1024 B = 1kB
1024 kB = 1MB
1024 MB = 1GB
Pored grupisanja po 8 bitova u registre postoji i grupisanje:
16 bitova – 1 polureč (halfword)
32 bita – 1 reč (word)
Računarski sistemi
Aritmetičko-logička jedinica (ALU – Arithmetic Logic
Unit) sastoji se od registara i elektronskih kola potrebnih za
izvođenje:
Aritmetičkih operacija – sabiranje, oduzimanje, množenje i
deljenje.
Logičkih operacija – upoređivanje dve vrednosti i određivanje
istinitosti izraza.
Kontrolna jedinica ima višestruku funkciju:
Kontroliše izvršavanje programa.
Uzima instrukcije iz memorije i prepoznaje ih, dekodira i
naređuje akcije drugim jedinicama.
Započinje operacije ulazno-izlaznih jedinica i prenosi podatke
u centralnu memoriju.
Računarski sistemi
Jedinice spoljne memorije služe za čuvanje programa i
podataka kada računar nije u upotrebi. Osim toga, za vreme
rada računara delovi programa i podaci koji trenutno nisu
potrebni privremeno se skladište na jedinicama spoljne
memorije.
Kapacitet spoljne memorije se izražava u istim jedinicama
kao i kapacitet unutrašnje memorije, tj. brojem bajtova.
Jedinice spoljne memorije su realizovane na više načina:
Tvrdi disk (hard disk)
Disketa (floppy disk)
Kompakt disk (CD, DVD)
Fleš disk (flash) ili SSD (Solid State Disk)
Računarski sistemi
Ulazne jedinice se koriste za unošenje programa i podataka
i zadavanje instrukcija od strane korisnika. Najčešće se
koriste:
Kod višekorisničkih računara: terminal koji se sastoji od
ekrana, tastature, miša, ...
Kod personalnih računara: miš, tastatura, grfička tabla, ...
Izlazne jedinice služe za davanje informacije (rezultata)
korisniku. Najčešće se koristi monitor, a pored toga štampači,
ploteri, ...