Transcript Mikroprocesor

Matična ploča
Glavna štampana ploča računara.
Nazivi u upotrebi:
Motherboard – matična ploča
Mainboard – osnovna ploča
Planeboard – ravna ploča
Osnovne funkcije:
Osnovne funkcionalne:
 Smeštaj komponenti koje se
1.
nalaze u računaru
 Omogućava njihovo
električno i logičko
povezivanje
 Priključenje komponenti koje
nisu u računaru
2.
3.
4.
5.
6.
7.
BIOS
CMOS
Baterija
Čipovi
Magistrale
Interni priključci
Eksterni priključci
BIOS -Basic Input Output System
 Inicira učitavanje operativnog sistema
 Omogućava da operativni sistem i korisnički
programi komuniciraju sa komponentama računara
 BIOS program pokreće tzv. power-on self-test
(POST), program za samotestiranje(skup dijagnostičkih
programa).
 Za vrijeme 'podizanja' računara (booting) BIOS izvodi puno
programskih zahvata kako bi pripremio računar za rad.
Za vrijeme 'podizanja' računara BIOS izvodi
sljedeće operacije
 prvo utvrđuje radi li ispravno video kartica.
 provjerava radi li se o uključenju računala ili o ponovnom
startovanju (reboot) računara. U slučaju reboot-a preskaču se
mnoga provjeravanja.
 Ako se radi o uključivanju računara, BIOS provjerava RAM
izvodeći čitaj/piši test na svakoj memorijskoj adresi. Provjerava
komunikaciju s tastaturom i mišem. Zatim traži PCI sabirnicu, pa
ako postoji, provjerava sve PCI kartice. Ako BIOS nađe neku
pogrešku za vrijeme POST-a, onda ispisuje tekst o pogreški ili
javlja nizom zvučnih upozorenja.
 BIOS prikazuje neke detalje o sistemu i to obično uključuje
informaciju o: Procesoru, Disketi, tvrdom disku i o CD/DVD
uređaju , Memoriji, sistemskom datumu, video prikazu
 Savremena elektronska tehnologija omogućila je
izradu integrisanih komponenti sa velikim brojem
elektronskih elemenata. Ovakva integrisana
komponenta je poznata pod imenom čip.
 Ova tehnologija omogućava da se cio procesor
izradi u vidu čipa koji se zove MIKROPROCESOR.
Mikroprocesor
 Procesor definiše tip računara.
 Procesor sa donje strane poseduje pinove (tanke žičice) koji
služe za vezu sa matičnom pločom a na matičnoj ploči se
nalazi priključak za procesor u koji se procesor utakne.
 Različiti modeli procesora poseduju različite rasporede
pinova. Matične ploče se izrađuju namjenski za određeni
model procesora, pa prema tome i priključak za procesor na
matičnoj ploči mora da odgovara rasporedu pinova tog
procesora.
CPU - Central Processing Unit
Centralna procesorska jedinica
 Centralna: zato što je centralno mjesto za obradu
podataka
 Procesorska: zato što obrađuje (procesuira)
podatke
 Jedinica: zato što je to jedan čip (jedinica) koji
sadrži veliki broj tranzistora
 Uređaj u računaru u kojem se izvršavaju instrukcije
programa i izvode različite operacije nad podacima zove
se PROCESOR.
 Ime je dobio po tome što se u ovom uređaju odvija
proces obrade podataka.
OPERATIVNA
MEMORIJA
IZLAZ
ULAZ
PROCESOR
Procesor je osnovni element svakog računara.
Izvršava instrukcije sadržane u programima
Instrukcije i podaci se redom učitavaju iz operativne memorije
 U operativnoj memoriji se nalazi program koji se
neposredno izvršava i podaci koji se neposredno
koriste tokom izvršavanja programa.
 Kada računar izvršava program, tada se iz
memorije donose jedna po jedna instrukcija u
mikroprocesor i izvršava. Rezultati se iz
mikroprocesora vraćaju u memoriju.
 Operacija uzimanja podataka iz memorije je
poznata kao čitanje memorije, a operacija
slanja podataka u memoriju kao upis u
memoriju.
 Komunikacija mikroprocesora sa drugim
uređajima ostvaruje se posebnim kanalom
veza koji zovemo magistralom (bus).
Magistralom se prenose tri vrste informacija:
 Prenos podataka
 Prenos adrese
 Prenos upravljačkih i kontrolnih signala
Prenos podataka
 Prenos podataka se vrši iz mikroprocesora
i u mikroprocesor.
 Na ovaj način se obezbjeđuje komunikacija
mikroprocesora sa operativnom i spoljnom
memorijom, kao i sa ulaznim i izlaznim
uređajima.
 Ova dvosmjerna magistrala zove se
magistrala podataka (data bus).
Prenos adrese
 Prenos adrese iz mikroprocesora i
operativnu memoriju ili neki drugi
uređaj. Broj bita u adresi određuje broj mogućih
adresa, koje čine adresni prostor.
 Kanal kojim se prenosi adresa iz mikroprocesora
u memoriju zove se adresna magistrala
(address bus). To je jednosmjerni kanal od
mikroprocesora do memorije ili drugog uređaja
koji se pronalazi uz pomoć adrese.
 Prenos upravljačkih i kontrolnih signala od
mikroprocesora ka uređajima i obrnuto. Broj ovakvih
signala može biti različit, od jednog do drugog mikroprocesora i
ovo se izražava kao posebna karakteristika mikroprocesora.
 Ovaj kanal se zove kontrolna magistrala (control bus)
ROM
RAM
SLOTOVI
MAGISTRALA
PROCESOR
 Najvažnije karakteristike mikroprocesora jeste njegova
brzina. Brzina procesora se definiše generator takta i
iskazuje se u [MHz] megahercima ili [GHz] gigahercima (tj.
Mjeri se u flopovima. Jedan flop znači jednu matematičku operaciju u
sekundi.)
 Da bi se izvršila neka instrukcija potrebno je pet taktova:
1.
2.
3.
4.
5.
jedan da se učita instrukcija
jedan da se dekodira
jedan da se učita podatak
jedan da se izvrši instrukcija
jedan da se upiše razultat
 Brzina mikroprocesora se izražava u milionima instrukcija u
sekundi. Na brzinu utiče i interni keš tj. lokalna memorija
mikroprocesora. Smisao ove memorije jeste da se premosti
veliki jaz između brzine mikroprocesora i operativne
memorije.
Cash/keš memorija procesora
 Služi za brzi pristup podacima koje procesor često koristi
 Primarna (L1) – uvijek ugrađena u procesor
 Sekundarna (L2) – bila na matičnoj ploči do pojave Pentium II
 Tercijalna (L3)
 Kod procesora Itanium postoji i L4
Osnovne karakteristike medija i uređaja za
pohranu podataka:
 Kapacitet (capacity) - količina podataka koja se
može snimiti. Mjeri se megabajtima (MB)
 Vrijeme pristupa (access time) - vrijeme potrebno
da upravljačka jedinica pristupi do memorisanog
podatka na mediju. Mjeri se u milisekundama
(ms).
 Brzina prenosa (transfer rate) - količina podataka
koja se u jednoj sekundi može prenijeti s medija
u glavnu memoriju i obrnuto. Mjeri se
megabajtima u sekundi (MB/s)
 Da bi računar mogao da rješava neke zadatak, moramo mu saopštiti
odgovarajuće programe i podatke.
 Rad računara se sastoji u automatskom prelasku s jedne operaciju
na drugu, sve dok se ne izvrše sve operacije predviđene
programom.
 Uređaj u kome se čuvaju programi i podaci zove se
MEMORIJA. Često se kaže da je to operativna ili
unutrašnja memorija računara.
Memorija
Prema vrsti, postoje dva osnovna tipa:
1. ROM (Read Only Memory)
 Sadržaj ove memorije procesor može samo da ‘čita’
 Čuva podatke i kada je računar isključen.
2. RAM (Random Access Memory)
 Memorija sa direktnim pristupom- operativna
memorija
 Procesoru omogućeno i čitanje i upis podataka
 Svoju funkciju vrši samo kada je računar uključen tj.
svi podaci se brišu kad se isključi računar.
ROM (Read Only Memory)
 Memorija za čitanje, tj. memorija u koju se podaci
mogu upisivati samo jedanput i čitati onoliko puta
koliko želimo
 služi za smještanje podataka koji su uvijek jednaki
i nepromijenjeni
 malog je kapaciteta (npr. 128kB)
 podatke upisuje proizvođač računara
RAM (Random Access Memory)
 upisno-ispisna memorija, tj. memorija u koju se
podaci mogu upisivati i iz nje čitati onoliko puta
koliko želimo
 U RAM memoriji se nalaze programi koji se
neposredno izvršavaju, kao i podaci nad kojima se
vrši obrada.
 kapacitet se najčešće kreće u granicama od 64 do
512MB
 vrijeme pristupa memoriji 5-10s
Može biti
 DIPP (Dual Inline Pin Package)
 SIPP (Single Inline Pin Package)
 SIMM (Single Inline Memory Module)
Prema funkciji može biti:
Main (glavna)
2. Cash
3. Video -VRAM (Video RAM)
4. Buffer
1.
Main (glavna) - Memorija sa kojom je procesor u
stalnoj komunikaciji. Prema načinu rada postoje:
dinamička i statička
2. Cash - Nalazi se u/uz procesor i povezana je sa njim
direktnom i brzom komunikacijom
3. Video - Koristi se za generisanje video prikaza.
Procesor šalje podatke, video kartica ih interpretira i
prosljeđuje monitoru. Ima dva dodatna ulaza: prema
glavnoj memoriji i monitoru, što značajno povećava brzinu
rada
4. Buffer - Međumemorija za privremeni smještaj
podataka dok se proces ne završi. Resterećuje glavnu
memoriju i oslobađa procesor
1.
Osnovne karakteristike memorija:

Vrsta (tip) memorije
Radni takt (MHz)
Brzina pristupa (ns)

Kapacitet (MB ili GB ili TB) - kapacitet memorije


zavisi o količini memorijskog prostora koju može
adresirati procesor ugrađen u računar.
Kapacitet memorije
 Za predstavljanje standardnih znakova: slova,
brojeva i specijalnih znakova u kompjuteru služe
tzv. BROJNI SISTEMI ili KODOVI.
ASCII cod
 Za predstavljanje binarnih znakova 0 i 1 u standardne
znakove koriste se različiti sistemi a najpoznatiji su
ASCII cod (aski kod) (American Standard Code for
Information Interchange – Američki standardni kod za izmjenu
informacija.)
 ASCII cod sadrži 128 standardnih i 128 grafičkih znakova
ukupni 256.
Np. U ASCII kodu A=0 1 0 0 0 0 0 1
B=0 1 0 0 0 0 1 0
C=0 1 0 0 0 0 1 1
BIT i BAJT
 Najmanja jedinica memorije je BIT i u njoj imamo
jedan binarni znak 0 ili 1. Niz od 8 bita (binary digit)
zove se BAJT (byte) .
1 BAJT = 8 BIT-a
 Kapacitet memorije izražavamo u broju bajtova.
 Kapacitet memorije na PC računarima može
640 KB, 1 MB, 4 MB, 8 MB, 16 MB, 32MB, 64 MB, 128 MB,
256 MB, 1GB …
Mjere kapaciteta
 kilobajt (KB) hiljadu
 megabajt (MB) milion
 gigabajt (GB) bilion
 terabajt (TB) trilion
103
106
109
1012
 Mašinski jezik je kod koji se koristi za predstavljanje
programskih instrukcija.
HDD (Hard Disk Drive)
 prvi HDD je napravio IBM i bio je kapaciteta 5MB
 prvi PC HDD je bio kapaciteta 10MB po ceni od preko 100$ po
MB, dok današnji HDD su kapaciteta preko 100GB po ceni od 1
centa po MB
 savremeni hard-diskovi su kapaciteta
od 160GB do 1000GB
80GB, 120GB 160GB, 200GB,
250GB, 320GB, 500GB,
640GB, 1000GB
Način rada – magnetne glave
 Magnetne glave lebde iznad ploča na vazdušnom
jastuku dok se ploče okreću konstantnom brzinom
od 7200 obrtaja u minuti (rpm) i tako upisuju i
čitaju podatke. Zbog svoje osjetljivosti na spoljašnje
uslove disk je zatvoren u metalno kućište.
 magnetna glava čita i zapisuje podatke
 razmak glave od ploče je mikroskopska, cca 25 nm (ljudska kosa
≈ 100 000 nm)
ljudska kosa
zrnce prašine
razmak između
glave i ploče
magnetni disk
Logička organizacija snimljenih podataka
Sektor
Trag
Cilindar
Tragovi
 koncentrične kružnice (>10 000)
 podijeljene u sektore (>1 000)
Sektori
 najmanje adresibilne jedinice (512 byte-a)
 prije: jednak broj sektora u svim tragovima
 danas: različit broj
Cilindar
 tragovi koji se nalaze tačno jedan ispod drugog na
različitim pločama čini cilindar.
 Postoji mogućnost da na disku bude više sektora nego
raspoloživih adresa
 Klaster(cluster) – najmanji adresibilni prostor sastavljen od
više susjednih sektora iste staze
 Veličine klastera su 2048, 4096,8192, 16384 i 32768 B zavisno
od veličine diska (broj sektora po klasteru (4:64))
Povezivanje hard diska
 Svaki operativni sistem ima definisan maxsimalan
broj adresa kojima može pristupiti
 FAT (File Allocation Table)– tabela sa raspoloživim
adresama
 FAT16 – do 216 adresa=65.536 (DOS do Win95)
 FAT32 – do 232 adresa=4.294.967.296 (Win98 i noviji)
 NTFS (New Technology File System) - Razvijen za Windows
NT, 2000, XP, Vista, Win 7. Sistem ima sposobnost
samooporavljanja. Ima mogućnost šifrovanja naziva datoteka i
foldera
 Da bi se omogućilo čuvanje velikih količina
podataka i programa uvodi se posebna
memorija koja se zove SPOLJNA
MEMORIJA.
Eksterni HDD
 Osim diskova koji se nalaze u kućištu računara postoje i
eksterni diskovi koji se priključuju na USB port.
Flopy disk (FDD)
 Unutar flopy diskete nalazi se kružni dio metalne
plastike na koji se zapisuju i čitaju podaci pomoću
flopy uređaja. Kod flopy diskete podaci se zapisuju u
stazama i sektorima. Unutar FDD-a se nalaze glave
za čitanje i pisanje podataka, te druga malo veća
pomoću koje se brišu podaci, takođe postoji i motor
koji miče te glave.
 za disketne jedinice rezervisana su slova A: i B:.
 3,5” diskete – 1,4 MB
 5,25” diskete – 1,2 MB
 ZIP – diskete 100, 250, 750 MB
 JAZ – kasete 1 i 2 GB
CD (compact disk),DVD (digital video device)
 logička organizacija podataka u vidu spirala
 jeftina proizvodnja
Upis podataka:
 laserski snop se usmjerava na površinu diska
 sloj za snimanje se zagrijava i mijenja hemijsku
strukturu
 stvaraju se udubljenja, jame, rupe (pit)
CD
DVD
Čitanje podataka:
 laserski snop, slabijeg intenziteta nego kod upisa,
usmjerava se na površinu diska od koje se
reflektira
 kada naiđe na neko udubljenje reflektira se daleko
slabijim intenzitetom nego s okolnih površina.
 različiti intenzitet reflektiranog snopa interpretira se
kao logička nula i jedinica
CD (Compact Disk)
 CD-ROM (Read-Only
Memory)
 CD-R (Recordable) - sloj za upis
podataka trajno mijenja hemijsku
strukturu i fizikalna svojstva
 CD-RW (Re-Writable) -sloj za
upis podataka – ima dva stanja (kristalno
i amorfno) što mogućuje ponovno
upisivanje podataka
DVD (Digital Video
device/Versatile Disk)
 DVD-ROM (Read-Only
Memory)
 DVD-R (Recordable)
 DVD-RW (Re-Writable)
 pojavio se 1997. godine
 fizički iste veličine i
 podaci samo s jedne strane
 kapacitet - 650MB (74 min),
700MB (80 min)
 brzina prenosa podataka
> 40X (1X=150 KB/s)
debljine kao i CD
 kapacitet – 4.7 GB