10/22/2011

1

ARHITEKTURA I ARHITEKTURA I ORGANIZACIJA ORGANIZACIJA RAČUNARA 1RAČUNARA 1

Dr Dragana Prokindprokin@viser.edu.rs

kabinet 512konsultacije:utorak: 14-16petak: 18-19

3 + 23 + 26 ECTS6 ECTS

Program nastaveProgram nastave

gMODEL SAVREMENOGRAČUNARSKOG SISTEMA

gMATEMATIČKE OSNOVE RAČUNARAgELEKTRONSKE OSNOVE RAČUNARAgELEKTRONSKE OSNOVE RAČUNARAgARHITEKTURA RAČUNARAgU/I UREĐAJI

10/22/2011

2

Slobodan ObradovićSlobodan Obradović“Osnovi ra“Osnovi računarske tehnikečunarske tehnike””Dragana Prokin, Vera Petrović, Milan Mijalković Dragana Prokin, Vera Petrović, Milan Mijalković g , , jg , , j““Zbirka zadataka iz oZbirka zadataka iz osnovsnovaa raračunarske čunarske tehniketehnike” ” -- MoodleMoodleDragana Prokin, Milan Mijalković, Hana PopovićDragana Prokin, Milan Mijalković, Hana Popović, , Gabrijela DimiGabrijela Dimić, ć, Predrag GavrilovićPredrag Gavrilović

““Priručnik za laboratorijske vežbe iz arhitekturePriručnik za laboratorijske vežbe iz arhitekturePriručnik za laboratorijske vežbe iz arhitekture Priručnik za laboratorijske vežbe iz arhitekture i organizacije računarai organizacije računara 11””Dragana ProkinDragana ProkinPrezentacije predavanja u PowerPointPrezentacije predavanja u PowerPoint--u, u, lekcije i interaktivni zadaci lekcije i interaktivni zadaci -- MoodleMoodle

KOLOKVIJUMILABORATORIJSKEŽ

PREDAVANJA

35+3570 POENA

PROVERE ZNANJA

VEŽBE15 POENA

++PREDAVANJA

5 POENA

100 POENA100 POENA

ZNANJA10 POENA

10/22/2011

3

Zašto je čovek izmislio računar ?Zašto je čovek izmislio računar ?

Kratak istorijat razvoja Kratak istorijat razvoja računarskračunarskee tehniketehnike

ggTehnološke ereTehnološke ere operacija/sekundioperacija/sekundiggTehnološke ereTehnološke ere operacija/sekundioperacija/sekundi

mehanička (do 1930.) 11elektromehanička (do 1944.) 1010elektronske cevi (od 1946. do 1954.) 101033

tran istorska (od 1955 do 1964 ) 101066tranzistorska (od 1955. do 1964.) 101066

integrisani poluprovodnici (od 1965.) >101088

10/22/2011

4

ggAbakusAbakusne zna se tačno vreme nastankajedan od najstarijih uređaja zajedan od najstarijih uređaja za sabiranje

ggPaskalova mašina za sabiranje i Paskalova mašina za sabiranje i oduzimanje oduzimanje ((oko 1643)

Automatski prenos između dekadaPrikaz brojeva u komplementu

10/22/2011

5

ggBabidžova mašina za Babidžova mašina za izračunavanje opšte namene izračunavanje opšte namene ((1834)Automatske operacijep jsa više korakaAutomatska kontrolaniza operacija (program)

ggHerman Holerit Herman Holerit (( kraj 19. -početak 20.veka)Osnovao kompaniju za proizvodnju k ij l ih h ičkih č kih šikomercijalnih mehaničkih računskih mašinaIBM (1924.)

10/22/2011

6

ggVakuumske ceviVakuumske ceviPrekretnicau razvoju uređaja za računanje1943. - ENIGMA računar za dešifrovanje

ggENIAC ENIAC (razvijan od 1943. do 1946.) Prvi računar opšte namene(1. generacija)18000 vakuumskih cevi, preko 30t, potrošnja 200kWpotrošnja 200kWProgrami i podaciu istoj memoriji (John von Neumann)

10/22/2011

7

ggTranzistori Tranzistori (1948.)Razvijeni u Bell-ovimlaboratorijamaNašli su široku primenu u računarskoj tehnici(2. generacija računara)Veći stepen integracijeVeći stepen integracije,manje dimenzijeračunara, manja potrošnja, niža cena

ggRazvoj velikih računarskih sistemaRazvoj velikih računarskih sistemaOko 1955. IBM i UNIVAC razvijaju računare sa paralelnom obradom (multiprocesiranje i multiprogramiranje)(multiprocesiranje i multiprogramiranje)

10/22/2011

8

ggIntegrisana kolaIntegrisana kolaSSI (od 1964.) – logičko kolo u jednom čipuMSI (od 1968.) – registar u jednom čipu, …S ( ) g j p ,LSI (od 1971.) –memorije, UART, CPU, ...VLSI (od 1980.) – mikroprocesori, …ggRRazvoj računara azvoj računara 3. i 4. generacije

ggRazvoj mikroprocesoraRazvoj mikroprocesora omogućio je razvoj mini i mikroračunara

Od 70.- tih godina na tržištu su džepni č iračunari

Od 80.- tih počinje proizvodnja personalnih računara (1981. IBM-PC)Od 90. – godina primenjuju se PDA

10/22/2011

9

1982. godine časopis Timeizabrao je personalni računar za

ličnost godine

GeneracijeGeneracije savremenih savremenih računarskih računarskih sistemasistema

ggPrva generacijaPrva generacija (1940 - 1956)- elektronske cevi

ggDruga generacijaDruga generacija (1956 - 1963)- tranzistori

ggTreća generacijaTreća generacija (1964 - 1971)- integrisana kola

ČČggČevrta generacijaČevrta generacija (od 1971 - do danas)- mikroprocesori

ggPeta generacijaPeta generacija (danas i u bliskoj budućnosti)- veštačka inteligencija

10/22/2011

10

RRaačunarski sistemčunarski sistemgRačunarski sistem je skup svih sredstava

koja koristimo u procesu rešavanja zadatka ili grupe zadataka CPUFront End

ProcessorTerminals

gRačunarski sistemi se razlikuju po arhitekturi i složenosti

Terminals

Processor

TapeDrives

Terminals

mikroTape DrivesCPUDisk Drives

mini

Disk Drives

mainframe…

RRaačunarski sistemčunarski sistem

gRačunar je elektronski uređaj koji izvršava instrukcije zadate programomj p g

10/22/2011

11

Prednosti računaraPrednosti računaraggBRZINABRZINAggPOUZDANOSTPOUZDANOSTggMOGUĆNOST ČUVANJA VELIKE MOGUĆNOST ČUVANJA VELIKE

KOLIČINE PODATAKAKOLIČINE PODATAKA

ZADATAK RAČUNARA JE DA:ZADATAK RAČUNARA JE DA:

1 Prihvati podatke (INPUT)1. Prihvati podatke (INPUT)

2. Obradi podatke (PROCESSING)

3. Generiše izlazne rezultate (OUTPUT)

4. Sačuva izlazne rezultate (STORAGE)

RAČUNARSKI SISTEM

Hardver (Hardware)• sve fizičke komponente• elektronski deloviračunarskog sistema

Softver (Software)• programske instrukcije

koje kontrolišu rad računara

gOsnovni element obrade u računarskim sistemima su podaci

Brojevi, alfanumerički karakteri, simboli,...Neelektrične veličine pretvorene u električni signal

10/22/2011

12

Opšti model računarskog sistemaOpšti model računarskog sistema

Opšti model računarskog sistemaOpšti model računarskog sistemagFon Nojmanov koncept direktno je primenjen

kod ENIAC, EDVAC, IAS... računara 50’tih godina XX veka

Ulazno-izlazni uređaji

ALU CUCentralna procesorskaj di i

godina XX veka

Memorija

jedinica(CPU)

10/22/2011

13

Opšti model računarskog sistemaOpšti model računarskog sistemagArhitektura računara sa posebnom vezom

memorije i procesora

Mikroprocesor

Interfejs n…

magistrala podataka

upravljačka magistrala

Kontroler memorije

Interfejs 2Interfejs 2

adresna magistrala

Unutrašnjamemorija

Uređaj 2 Uređaj n

memorije

Uređaj 1

MikroprocesorMikroprocesor

Ul /i l i

g Mikroprocesor je najvažnija komponenta hardveraBrzina mikroprocesor meri se MIPS-ovimaRazlikujemo: 4-bitne, 8-bitne, 16-bitne, 32-bitne, 64-bitnemikroprocesore...

Ulazno/izlazniuređaji

Mikroprocesor i8080

10/22/2011

14

MikroprocesorMikroprocesor

Aritmetičko - logička jedinica(ALU) obavlja aritmetičke i logičke operacije

RAM

ControlUnit

Clock

ROM

ALU

logičke operacijeControlna jedinica (CU) sa generatorom takta (Clock) koordinira radom svih delova računarskog sistema

š j ijUnutrašnja memorija Primarna (operativna) Registri i baferi

CPU = ALU+CUCPU = ALU+CU

MemorijaMemorija

g Primarna (operativna)memorija

1DISK

A O R 1

RT

jRAM (Random Access Memory)ROM (Read Only Memory)Čuva bite grupisane u reči(“word”) različite dužine

A O R 1 R T

Memorija

g Spoljašnja (masovna)memorija

(“word”) različite dužine (8, 16, 32, 64 bita...)Svaka reč se čuva namemorijskoj lokaciji sa jedinstvenom adresom

Nalazi se van mikroprocesoraHard-disk, diskete, trake, CD/DVD, …Čuvaju podatke u toku dugog vremenskog intervala kao fajlove

10/22/2011

15

Unutrašnja mUnutrašnja memorijaemorijag Važna karakteristika memorije je kapacitet

Kapacitet memorije predstavlja broj adresabilnih lokacija na kojima se čuvaju podaci

Jedna lokacija se sastoji od niza ćelijaĆelija je fizički objekat koji može da registruje jedan bit

…0 1 2 n-1 n

{0 1} bitĆelija {0,1} - bitĆelija

b7b6b5b4b3b2b1b0 - bajt je najmanja adresabilna lokacija u memoriji

bi - binarna cifraRegistar dužine 8 bita

8 bita = 1 Bajt

PeriferijePeriferije

gUlazno/izlazni uređaji (I/O) mogu da se podele1 prema ulozi na:1. prema ulozi na:

spoljašnje memorije (hard-disk, diskete, trake,CD, DVD, fleš…)ostale uređaje (monitor, tastatura, miš, štampač,…)

2. prema načinu funkcionisanja na:ulazne (tastatura, miš, skener,…)izlazne (monitor, štampač, ploter,…)ulazno-izlazne (spoljašnje memorije, modem, …)

10/22/2011

16

SoftverSoftvergPomoću softvera centralni

procesor obrađuje podatkegPostoji sistemski softver i

Compiler

writesource code

OS text

writesource code

Interpreter

gPostoji sistemski softver i aplikativni softver

gMašinski jezik je jedini jezik koji kompjuter razume

Svi viši programski jezici

OS texteditor

compiler

OStexteditor

sourcecode

machinelanguageprogram

sourcecodemachine

language

OSOS

Svi viši programski jezici pomoću kompajlera, interpretera i asemblera moraju da se prevedu u mašinski jezik da bi se izvršavali

interpreter

g gprogram

Hijerarhijski model računarskog Hijerarhijski model računarskog sistemasistema