hardver raČunarskog sistema - tf.ni.ac.rs · pdf fileproesor - glavna procesorska jedinica...

HARDVER RAČUNARSKOG SISTEMA

SPOLJAŠNJE MEMORIJE

hard disk

kompakt disk (CD)

DVD

magnetna traka

flash

ULAZNO - IZLAZNI UREĐAJI

modem

zvučna kartica

grafička kartica

mrežna kartica

CD, DVD

ULAZNI UREĐAJI

tastatura

miš

skener

mikrofon

TV kartica

digitalna olovka

digitalna kamera

digitalni aparat

IZLAZNI UREĐAJI

monitor

štampač

ploter

zvučnici

CENTRALNI PROCESOR (CP)

ALJ

UJ

registri

UNUTRAŠNJA MEMORIJA

RAM-memorija

ROM-memorija

Keš memorija

MATIČNA PLOČA

MATIČNA PLOČA (MP)

MP povezuje komponente računara.

MP sadrži:

1) procesor,

2) memorije,

3) čipset,

4) magistrale,

5) priključke za dodatne kartice i U/I uređaje

6) U/I kontrolere za različite uređaje

PROCESOR

- glavna procesorska jedinica računara,

- obavlja većinu izračunavanja,

- postavlja se na matičnu ploču u posebne konektore (Socket),

- procesoru se ugrađuje hladnjak sa dodatnim ventilatorom.

Delovi procesora:

1. upravljačka jedinica

2. aritmetičko-logička jedinica

3. memorija (registri, keš)

Vrste procesora:

Procesor opšte namene

glavni procesor

Procesori posebne namene

matematički procesor,

grafički procesor

komunikacioni procesor itd.

Ulazni uređaji

Izlazni uređaji

SPOLJAŠNJA MEMORIJA

UNUTRAŠNJA MEMORIJA

CPJ

Upravljačka jedinica

Aritmetičko-logička jedinica

Keš memorija

Prema broju jezgra, procesori se dele na:

- procesori sa jednim jezgrom

- procesori sa više jezgara (dual core, quad core)

Primer: AMD dual-core

Karakteristike procesora

1) radni takt (2-4 GHz)

2) dužina procesorske reči (32,64)

3) veličina internog keša (2 MB - 20-tak MB)

4) brzina komunikacije procesora prema spoljašnjem okruženju (FSB, DMI komunikacija)

MAGISTRALE

Magistrala - komunikacioni put kojim se razmenjuju podaci između različitih komponenti računarskog sistema.

Podela prema nameni:

1. magistrala podataka (data buss), prenose se podaci

2. adresna magistrala (address buss), prenose se adrese

3. kontrolana magistrala (control buss), prenose se upravljački signali

Magistrala podataka

Upravljačka magistrala

generator takta

SPOLJAŠNJI

UREĐAJI

Adresna magistrala

CPJ

Podela magistrala prema položaju i brzini:

1. Unutrašnja magistrala

Za komunikaciju

unutrašnjih delova CPU

2. Spoljašnja brža magistrala

Za vezu CPU sa bržim komponentama:

- memorijskim slotovima, - AGP slotom (grafička kartica) - PCIe slotom (grafička kartica)

3. Spoljašnja sporija magistrala

Za vezu CPU sa sporijim komponentama:

- Hard disk - PCI slotovi, USB - mrežni priključak - tastatura, miš i slično.

ČIPSET

Skup čipova koji kontroliše prenos podataka duž magistrala.

ČIPSET

Sadrži dva glavna čipa smeštena na matičnu ploču:

- severni ('North Bridge')

- južni ('South Bridge')

PORTOVI I PRIKLJUČCI

1. Tastatura - USB ili (PS/2 okrugli ljubičasti konektor)

2. Miš - USB ili (PS/2 okrugli zeleni konektor),

3. Monitor – VGA, DVI, HDMI

4. USB – USB 2.0 (480Mbps), 3.0 (5 Gbps)

5. Računarska mreža – RJ45 UTP priključak

6. Audio - priključci za zvučnike i mikrofon

MEMORIJE, OSNOVNE ODLIKE I VRSTE

Služi za skladištenje podataka u binarnom obliku.

Osnovne karakteristike memorije:

Vreme pristupa memoriji (ns)

Vreme koje protekne od zahteva za pribavljanjem podataka do početka dobijanja podataka

zahtev za pribavljanje podataka vreme pristupa

Početak dobijanja podataka iz memorije

Kapacitet memorije (MB ili GB)

Broj bajtova koji mogu da se smeste u memoriju.

Podela memorija prema postojanosti

Nepostojane memorije, sadržaj zavisi od napajanja

Postojane memorije, sadržaj ne zavisi od napajanja

Podela memorija prema vrsti medijuma za skladištenje

Poluprovodničke

RAM – nepostojane, ROM – postojane manji kapacitet jako brze

Magnetne

postojane vrlo veliki kapacitet brze

Optičke memorije

postojane veliki kapacitet spore

POLUPROVODNIČKE MEMORIJE

RAM MEMORIJA

Odlike RAM-a:

nepostojana memorija

podaci se iz procesora upisuju u RAM i obrnuto

kapacitet 2GB do 64GB.

vrste RAM memorije:

statički RAM, SRAM

podaci ostaju uskladišteni sve dok je memorija pod naponom

dinamički RAM, DRAM

potrebno je osvežavanje memorije

Uporedne karakteristike SRAM i DRAM memorija

Odlike SRAM DRAM

Brzina pristupa veća manja

Osvežavanje ne da

Pouzdanost visoka manja

Potrošnja manja veća

Kapacitet manji kapacitet

(4 Kb to 64 Mb)

veći kapacitet

(1GB-64GB)

Cena veća cena niža cena

Namena za proizvodnju keš memorije

za proizvodnju RAM memorije računara

Tipovi DRAM memorije

Asinhroni DRAM – nije sinhronizovan sa sistemskom magistralom

Sinhroni dinamički RAM (SDRAM) – sinhronizovan je sa magistralom

Generacije SDRAM memorije

DDR 1 (Double Data Rate)

DDR 2

DDR 3

DDR 4

KEŠ MEMORIJA

Ultra brza SRAM memorija malog kapaciteta,

Privremeno skladišti podatke za potrebe procesora (CPU keš) ili hard diska (HD keš).

CPU KEŠ

L1 L2 L3 Lokacija u jezgru procesora u procesoru van

jezgra

na matičnoj ploči

Tip memorije SRAM SRAM SRAM ili DRAM

Frekvencija na frekvenciji jezgra procesora

na FSB frekvnciji na frekvenciji unutrašnje memorije

Kapacitet nekoliko KB od nekoliko 100 KB do nekoliko MB

više MB

Cena visoka srednja niska

L2

Keš

L3 Keš

Unutrašnja memorija

JEZGRO

CPU

L1 Keš

CPU

ROM MEMORIJE

ROM (Read Only Memory) Postojana memorija.

Služi samo za čitanje (neke vrsta ROM-a omogućavaju i naknadni upis podataka)

Punjenje ROM-a: u procesu proizvodnje ili naknadno.

Primena ROM-a: ROM BIOS, mašine, uređaji, oprema, fleš memorija, …

Vrste ROM-a Upis Brisanje Namena

ROM x x BIOS, mašine, uređaji, …

PROM električni x BIOS, mašine, uređaji , …

EPROM električni UV svetlost BIOS, mašine, uređaji, …

EEPROM električni električni BIOS, mašine, uređaji, …

FLEŠ EEPROM električni električni prenosna memorija

Veličina ROM-a: ~kB, ~MB, ~GB.

MAGNETNE MEMORIJE

Tip: Spoljašnja trajna memorija

Vrste: 1. magnetne trake,

2. hard (tvrdi) diskovi (HD)

HARD DISK

- Veliki kapacitet (~TB)

- Sporiji od RAM memorije

- Glavni delovi:

1. magnetne ploče

2. glave za čitanje i pisanje

3. kontroler diska

4. keš HD

kontroler

ORGANIZACIJA DISKA

HD je fizički podeljen na manje delove. Magnetizacijom, na svakoj strani ploče HD utisnute su staze i sektori.

Staza – koncentrična kružnica sa jedne strane ploče diska duž koje se skladište podaci.

Cilindar – skup staza istog poluprečnika na svim diskovima.

Sektor (deo staze) – može se fizički adresirati od strane kontrolera HD (najčešće 512B).

Klaster (skup uzastopnih sektora) - može se softverski adresirati od strane operativnog sistem računara. (veličina klastera zavisi od instaliranog fajl sistema (~ 1 - 64 sektora)

staza

sektor

cilindar

disk

ruka

pokretača

glava

osovina

staza

sektor

klaster

Struktura ploče HD

KARAKTERISTIKE HD DISKOVA

Kapacitet HD: ~ 100 GB - ~1TB (~ - znači nekoliko, više)

Brzina rotacije: 7200 ob/min,

Dimenzije: 3.5" - desktop

2.5" - laptop

Broj ploča: 1-4 ploča.

Pristup podacima: direktni pristup

Interfejs ka matičnoj ploči: SATA

OPTIČKE MEMORIJE

CD (Comact Disk) disk

DVD (Digital Versatile Disc) disk

BD (BLU RAY) disk

TIP DISKA FUNKCIJE KAPACITET

CD-DA (digital audio) čitanje 700 MB

CD-ROM čitanje 700 MB

CD-R čitanje, jedan upis 700 MB

CD-RW čitanje, više upisa sa brisanjem 700 MB

DVD ROM čitanje 4.7, 9, 18 GB

DVD R čitanje, jedan upis 4.7 GB

DVD RW čitanje, više upisa sa brisanjem 4.7 GB

BD čitanje 27, 54, 100 GB

BD-R čitanje, jedan upis 54 GB

BD-RE čitanje, više upisa sa brisanjem 54 GB

STRUKTURA OPTIČKIH DISKOVA

Sastoji se iz više sloja:

- 2 sloja polikarbonata

- 1 ili 2 snimajuća sloja (termoaktivna supstanca u koju se upisuju zerezi pomoću laserske svetlosti)

- reflektujući sloj (film od Aluminijuma)

- sloj za označavanje diska (nalepnica diska)

zarezi na DVD

Upis podataka:

1. pojedninačni - direktno rezanje diska laserskim zrakom

2. masovni - kreiranje master diska + preštampavanje

Čitanje podataka:

Detektovanje reflektovanog laserskog zraka od površine optičkog diska.

Razlike između CD, DVD, BD

TASTATURA

- Nakon pritiska na određeni taster generiše se digitalni KOD tastera (ASCI, ISO-8, UNICODE).

- Softver koji nadgleda tastaturu prihvata ovaj KOD, dekodira ga i pokreće određenu aktivnost (npr. vrši ispis na ekranu).

- Broj tastera: 101 (standard) - 130 tastera.

- Najčešći standard tastature u zemljama Evrope je tzv. QWERTY standard.

- Priključci: PS/2 ili USB

MIŠ

1. Optički 2. Laserski 3. Bežični

OPTIČKI MIŠEVI

1. LED dioda - emituje svetlost 2. svetlosni detektor 3. rezolucija - do 4000 dpi 4. podloga ne sme biti preterano šarena

PRINCIP RADA MIŠA

MIŠ - POGLED ODOZDO

LASERSKI MIŠEVI

1. koristi laser (umesto Led diode)

2. rezolucija - do 8000 dpi

3. manja potrošnja

4. rade na svim podlogama

BEŽIČNI MIŠEVI

bežična veza

- za komunikaciju se koriste elektromagnetni talasi

OPTIČKI ČITAČ (SKENER)

- Namena: konverzija teksta, fotografije --------> digitalna slika

- Sadrži: izvor svetlosti, optički senzor

- Rezolucija skenera:

1200x2400 dpi - 6400x9600 dpi

- Vrste skenera:

stoni skeneri ručni skeneri 3D skeneri

TOUCHPAD

Ploča osetljiva na dodir.

sadrži matricu senzora osetljivih na pritisak

Najčešće se ugrađuje u prenosne računare.

EKRAN OSETLJIV NA DODIR (TOUCHSCREEN)

VRSTE

1. Otpornički

2. Kapacitivni

3. Ekrani sa piezoelektričnim pretvaračima, …

MIKROFON (MICROPHONE)

Karakteristike

- služe za snimanje zvuka - zvuk se pretvara u električni ili optički signal

Konstrukcija

- sa mehaničkom membranom - kondenzatorski - piezoelektrični

Povezivanje

- direktno na zvučnu karticu

- preko USB priključka

sa mehaničkom membranom kondenzatorski piezoelektrični

DIGITALNI FOTOAPARAT I KAMERA

- Služi za digitalno snimanje fotografija, video i audio zapisa.

- Sadrži senzor (CCD ili drugi) osetljiv na svetlost.

- Grafički formati (JPG, GIF, PNG, WMF)

- Video formati (AVI, MPEG, WMV).

- Vrste kamera: web kamera, sigurnosna kamera

ČITAČITAČ MEMORIJSKIH KARTICA

Čita memorijske (fleš) kartice.

Primena memorijske kartice kod:

- digitalne kamere, - mobilnog telefona, - tableta, - navigacionih uređaja

Vrste kartica pema veličini:

SD,

Mini SD, Micro SD

MONITORI (ekrani)

Namena: za kreiranje slike

Karakteristike ekrana:

- Pikel – najmanji elemenat slike na monitoru

- Rezolucija monitora = X x Y piksela

- Dubina boja - broj različitih boja kojim se može predstaviti jedan piksel

Dubina boja Broj boja

8-bitna 28=256

16-bitna 216= 65.536

24-bitna 224= 16.777.216

LCD MONITORI

Konstrukcija LCD monitora:

izvor svetlosti,

tečni kristal smešten između 2 staklene ploče,

2 optičke rešetke (polarizator) (vertikalna i horizontalna),

2 elektrode

Osobine tečnih kristala:

uvrću ravan polarizacije za 900

ravan polarizacije se može menjati promenom napona na elektrodama

Vrste LCD prema tipu elektroda:

sa pasivnom matricim (LCD)

sa aktivnom matricom (TFT)

vertikalna rešetka

horizontalna rešetka tečni

kristal

MONITORI SA PASIVNOM MATRICOM (LCD)

Elektrode su pasivne – napravljene su od elektro provodnih traka koje su providne

Elektrode su postavljene u vidu matrice elektroda („elektrode vrsta“ i „elektrode kolona“)

- Crno-beli piksel se dobija presekom jedne „elektrode vrste“ sa jednom „elektrodom kolone“

- RGB piksel se dobija presekom tri „elektrode vrste“ sa tri „elektrode kolone“

Nedostaci:

1. veće vreme odziva 2. slabija kontrast

elektrode kolone

elektrode vrste svetlost

MONITORI SA AKTIVNOM MATRICOM (TFT)

Matrica elektroda je realizovana pomoću matrice TFT tranzistora.

Prednosti:

1. kraće vreme odziva

2. bolja kontrast i osvetljenost

LED MONITORI (Light-Emitting Diode)

- To su TFT monitori sa LED pozadinskim osvetljenjem

- Tanki,

- Štedljivi

LED diode

OLED MONITORI (Organic Light-Emitting Diode)

- Nemaju pozadinsko osvetljenje.

- Između elektroda ekrana nalazi se specijalni organski sloj koj može da emituje svetlost ukoliko se electrode polarišu.

- Vrste OLED monitora: 1. sa pasivnom i 2. aktivnom matricom elektroda

- Karakteristike: 1. tanki, 2. štedljivi, 3. skluplji

Emitovana svetlost

GRAFIČKA KARTICA

Delovi:

1. grafički procesor

2. hladnjak (sa kulerom)

3. video memorija (VRAM) (GDDR3, GDDR4, GDDR5)

4. konektor za:

- AGP ili - PCI Express

5. izlazi

- HDMI (High-Definition Multimedia Interface)

- VGA (Video Graphics Array)

- DVI (Digital Visual Interface)

PC ZVUČNICI

Namena: reprodukcija zvuka

Princip rada:

vibracija membrane pobuđuje okolni vazduh i stvara zvučno polje

Priključivanje: na zvučnu karticu

Vrste:

elektrodinamički zvučnik

elektrostatski zvučnik

piezoelektrični zvučnik

elektrodinamički elektrostatički piezoelektrični

PROJEKTOR

Služi za projektovanje slike sa ekrana na platno.

Format slike projektora

4x3 ( za prezentaciju)

16x9 (za kućni bioskop)

Rezolucija projektora

4x3 format: VGA (640x480), SVGA (800x600),

XGA (1024x768) SXGA (1280x1024, 1600x1200)

16x9 format: 852x480, 1024x576 i HDTV (1280x720).

Osvetljenje projektora - jačina svetlosti (lumen).

1000 - 1500 lumena - za prostorije male veličine, 1500 - 3000 lumena - za srednje prostorije preko 3000 lumena - za velike prostorije

Radni vek projektora: broj sati rada lampe (2000-5000h)

ŠTAMPAČI

Vrste štampača

1. matrični

2. ink-jet

3. laserski

MATRIČNI ŠTAMPAČI

Glava štampača sadrži pokretne iglice koje udaraju u papir preko trake za štampanje.

Vrste: 7, 9, 18 ili 24 – pinski štampači

Nedostaci:

bučni,

spori,

brzo troše mastilo

INK-JET ŠTAMPAČI

Izbacuju na papir sitne kapljica boje kroz odgovarajuće dizne pod povećanim pritiskom.

Karakteristike:

niska cena,

bešumni rad,

daju dobar kvalitet otiska,

štampa je lošija od laserskih štampača.

Vrste

termički

piezoelektrični

LASERSKI ŠTAMPAČI

Karakteristike:

velika brzina rada (15-30 stranica u minuti),

niska cena po odštampanoj stranici.

LASERSKI ŠTAMPAČI U BOJI

Koriste 4 tonera: cijan, magenta, žuta, crna (samo za crnu i nijansu crne boje)

Izlaz papira

Laser

Kaseta sa tonerom

Fotoreceptor

Fuzer

Kaseta sa papirom

Princip rada:

1. Naelektrisavanje fotoreceptora.

2. Iscrtavanje slike pomoću lasera na fotoreceptoru.

3. Nanošenje tonera na fotoreceptor.

4. Prenošenje tonera sa fotoreceptora na papir.

5. Očvršćavanje (pečenje) tonera.

6. Čišćenje valjka (fizičko i električno)

ULAZNO-IZLAZNI UREĐAJI - ZVUČNA KARTICA

Namena:

- uzorkovanje zvuka

- obrada zvuka,

- pobuđivanje zvučnika

Komponente: 1. Procesor zvuka

2. AD/DA konvertor

3. Memorija

Frekvencije uzorkovanja 44 kHz, 96 kHz

Digitalni procesor zvuka

PCI konektori

Mikrofon Linijski ulaz Izlazi

MREŽNA KARTICA

Koristi se za umrežavanje računara

Vrste mrežnih kartica u odnosu na tip mreže:

1. Ethernet

2. Token ring

Brzina mrežne kartice:

100 Mbit/s i 1000 Mbit/s (1Gbit/s)

Priključak: RJ45

Bežična mrežna kartica

koristi radio talase za povezivanje

Režimi rada:

1. ad hoc – neposredno povezivanje računara bez korišćenja mrežnog uređaja

2. infrastructurni – računari se povezuju posredstvom mrežnih uređaja:

- pristupna tačka – AP - svič, - ruter

MODEM (MOdulator/DEModulator)

Služe za povezivanje računara sa Internetom.

Vrste modema

1. Dial-up 2. DSL(ADSL)

Princip rada:

- modulacija (kod dial-up) - demodulacija (kod dial-up)

DIAL-UP MODEM

Princip rada: AD/DA konverzija

Telefonski priključak sa RJ11 priključnicom

Download: 56kb/s

Upload: 33.4kb/s

Ne koristi se više

DSL MODEM

Princip rada: digitalni prenos podataka

Telefonski priključak sa RJ11 priključnicom

Download: 10-100 Mb/s

Upload: 1-2 Mb/s

KABLOVSKI MODEM

Princip rada: digitalni prenos podataka

Kablovska mreža

Koaksijalni priključak

Download:

10-120 Mb/s

Upload:

1-5 Mb/s