poglavlje 2 osnove hardvera: unutar računara
DESCRIPTION
Poglavlje 2 Osnove hardvera: unutar računara. Poglavlje 2 Ciljevi. Na koji način se u računaru memorišu i obrađuju podaci - informacije Osnovna struktura i organizacija računara Funkcije i međusobna interakcija glavnih komponenti računara Vrste memorija i memorijskih uređaja. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Slide 1
Poglavlje 2
Osnove hardvera: unutar računara
Slide 2
Poglavlje 2Ciljevi
Na koji način se u računaru memorišu i obrađuju podaci - informacijeOsnovna struktura i organizacija računaraFunkcije i međusobna interakcija
glavnih komponenti računaraVrste memorija i memorijskih uređaja
Slide 3
Poglavlje 2 Šta računari rade
Osnovne funkcije računara
Prihvatanje ulaza: prihvatanje podataka iz spoljašnjeg svetaProcesiranje podataka: obavljanje aritmetičkih ili logičkih
operacija (donošenje odluka) nad podacimaFormiranje izlaza: dobijanje informacija i slanje informacija u
spoljašnji svetMemorisanje informacija: slanje i skladištenje informacija u
memoriju računara
Slide 4
Poglavlje 2 Šta računari rade
Osnovne komponente računara
Ulazne jedinice Tastatura, miš, skener
Izlazne jedinice Displej ili video monitorŠtampačZvučnici
Centralna procesorska jedinica (Central Processing Unit - CPU)
Slide 5
Poglavlje 2 Šta računari rade
Osnovne komponente računara
Memorije i memorijski uređaji Primarna memorija: RAM (Random Access Memory) Sekundarna memorija: Memorijski uređaji koji služe za dugotrajno skladište podataka
Jedinice diskova CD i DVD jedinice Jedinice magnetnih traka
Slide 6
Poglavlje 2 Predstava informacija u računaru
Informacija Komunikacija koja poseduje vrednost
informisanja Bilo šta što se može biti predmet
komuniciranja, bez obzira da li poseduje vrednost ili ne
Informacije se pojavljuju u mnogim oblicimaReči, brojevi, slikeAudio, video
Slide 7
Poglavlje 2 Predstava informacija u računaru
Računarske informacije su digitalneBit ili binarna cifra
Najmanja jedinica informacijaMože da ima samo dve
vrednosti: 1 ili 0Može da predstavlja brojeve,
kodove
ili naredbe Bajt: skup od 8 bita
Slide 8
Poglavlje 2 Predstava informacija u računaru
Korišćenjem dva simbola svi brojevi mogu biti predstavljeni i nad njima se mogu obavljati proizvoljne aritmetičke operacije
Bilo koji broj se može posmatrati kao
komponente svojih pozicionih vrednosti
od kojih je svaka stepena dva l9 se predstavlja binarno sa 00010011
Slide 9
Poglavlje 2 Predstava informacija u računaru
Brojevi zapisani sa bitimaBinarni brojni sistem
Označava sve brojeve kombinovanjem samo dve
binarne cifre Decimalni brojevi se
automatski konvertuju u binarne i obrnuto
Obrada binarnih brojeva je potpuno skrivena od korisnika računara
Slide 10
Poglavlje 2 Predstava informacija u računaru
KodiranjeASCII
Najčešće korišćeni kod Predstavlja skraćenicu od American
Standard Code for Information Interchange (256 jedinstvenih znakova)
Unicode Kodna šem koja podržava 65,000
jedinstvenih karaktera (znakova)
Slide 11
Poglavlje 2 Predstava informacija u računaru
Instrukcije programa su u binarnom zapisuSačuvani programi se smeštaju kao skupovi bitaProgramske instrukcije su prezentovane u binarnoj notaciji
kao odgovarajući kodovi instrukcija
Slide 12
Poglavlje 2 Predstava informacija u računaru
Obeležavanje:b – bitB - bajt
– Bajt
– Kilobajt (KB)
– Megabajt (MB)
– Gigabajt (GB)
– Terabajt (TB)
– Petabajt (PB)
= 8 bita
= 1024 B = 210 B
= 1024 KB = 210 KB
= 1024 MB = 210 MB
= 1024 GB = 210 GB
= 1024 TB = 210 TB
Slide 13
Poglavlje 2 Srce računara: CPU i memorija
CPU: - Central processing unit
CPU (mikroprocesor) Interpretira i izvršava
programske instrukcije Nadgleda aritmetičke i logičke
operacije nad podacima
Slide 14
Poglavlje 2 Srce računara: CPU i memorija
Komunicira sa svim ostalim delovima računara indirektno preko memorije
BIU – Bus Interface UnitIzvršavanje instrukcija
EU – Execution UnitALU – Arithmetic Logic Unit
Kompleksan skup elektronskih kola Smešten je zajedno sa ostalim
elektronskim komponentama na matičnu ploču (motherboard)
Slide 15
Poglavlje 2 Koraci koje obavlja CPU
Prihvat (fetch) nardbi iz RAM-aDekodovanje naredbeČitanje podatka iz RAM-a (ako se zahteva u naredbi)Izvršenje naredbeUpis rezultata obrade (u MEM ili periferijsku
jedinicu)
Slide 16
Poglavlje 2 Kompatibilnost
Softver nije neophodno kompatibilan sa svakim CPUSoftver napisan za PowerPC familiju procesora ugrađenih u
Macintosh računare ne radi na Intelovim procesorimaSoftver napisan za Linux ne radi pod Windows OS
Oba sistema rade na PC-u sa Intelovim mikroprocesorima CPU u okviru iste familije su po pravilu napravljeni tako da
budu kompatibilni unazad Noviji procesori mogu da izvršavaju sve instrukcije koje
se izvršavaju i na starijim modelima
Slide 17
Poglavlje 2 Performanse
Aplikacije zahtevaju brže mašine u cilju postizanja zadovoljavajućih rezultata
Ukupne performanse računara su određene sa:Brzinom takta (clock speed) procesora
Meri se u jedinicama gigaherc (GHz-milijarda taktovnih ciklusa u sekundi)
Arhitekturom i dužinom reči procesora Radne stanice i serveri koriste 64-bit procesore Većina PC-a koriste 32-bit procesore Neki ugradjeni (embedded) i računari posebne namene
koriste još uvek 8- i 16-bitne procesore
Slide 18
Poglavlje 2 Performanse
Tehnike za povećanje računarske moći su:Paralelno procesiranje Server klasteri
Slide 19
Poglavlje 2 Računarska memorija
RAM: Random Access MemoryDinamička – zahteva osvežavanje sadržaja tokom radaStatička – zahteva stalno napajanje
ROM: Read Only MemoryPROM: Sadržaj se može upisati jedanputEPROM: Može se brisati ultraljubičastom svetlošćuEEPROM: Može se brisati električnoFlash: Dozvoljava višestruki upis
Slide 20
Poglavlje 2 Računarska memorija
RAM (random access memory) memorija sa slučajnim pristupom Koristi se za privremeno memorisanje programskih instrukcija i
podataka Jedinstvene adrese i podaci se mogu smestiti u bilo koju lokaciju Informacije se mogu vrlo brzo iščitati Informacije ne ostaju memorisane kada se isključi napajanje
Slide 21
Poglavlje 2 Računarska memorija
ROM (read-only memory) Informacije se memorišu permanentno Po pravilu se u ovu memoriju upisuju startup
instrukcije i drugi permanentni podaciCMOS (complementary metal oxide semiconductor)
Posebna vrsta RAM-a niske energetske potrošnje
Fleš memorije Koriste se u telefonima, pejdžerima, prenosivim
računarima, PDA i td. Moguć je višestruki upis
Slide 22
Poglavlje 2 Hijerarhija kod memorija
CPU registri
Cache
RAM
Sekundarna memorija
Brz
ina
Kap
acite
t
Slide 23
Poglavlje 2 Računarska memorija
CPU RegistriPrivremene lokacije za međurezultate i tekuće instrukcije
Keš memorijaBrza memorija između CPU i RAM-a, za podatke koje CPU
često traži ~ 1MBRAM
Read/write memorija za prihvat podataka i instrukcija programa koji se izvršava ~ 256MB
Sekundarna memorijaMasovna memorija sa podacima i programima ~ 120 GBDeo ove mem može da se koristi za virtualnu memoriju
Slide 24
Poglavlje 2 Magistrale portovi i periferije
Na matičnoj ploči računara (motherboard) informacije se prenose između pojedinih komponenti preko skupa veza koje se zovu sistemska magistrala (system buses, ili samo buses)
Slide 25
Poglavlje 2 Magistrale
CPUCPUPRIMARYPRIMARY
STORAGESTORAGE
DATA BUSDATA BUS
ADDRESS BUSADDRESS BUS
CONTROL BUSCONTROL BUS
INPUT
DEVICES
OUTPUT
DEVICES
SECONDARY
STORAGE
Slide 26
Poglavlje 2 Magistrale portovi i periferije
MagistraleTipično imaju 32 ili 64 veze Povezuju memorijske jedinicePovezuju proširive slotovePovezuju spoljašnje magistrale i
portove
Slotovi i portovi Olakšavaju jednostavno povezivanje
spoljašnjih uredjaja, koji se često nazivaju i periferijske jedinice
Slide 27
Poglavlje 2 Otkrivanje budućnosti
Nova laserska tehnologija nazvana (EUVL - Extreme Ultraviolet Lithography ) će radikalno povećati performanse i smanjiti dimenzije čipova
Superprovodnici koji provode elektricitet bez zagrevanja će povećati brzinu računara za dva reda veličine
U optičkim računarima se signali prenose svetlošću a ne električnim impulsima
The only thing that has consistently grown faster than hardware in the last 40 years is human expectation.—Bjarne Stroustrup, AT&T Bell Labs, designer of the C++ programming language
Slide 28
Poglavlje 2 Rezime poglavlja 2
Računari manipulišu sekvencama bita-binarnim reprezentima informacija
CPU izvršava programske instrukcije koje su takodje sekvence bita, obavljajući računske i logičke operacije kojima se ulazni podaci transformišu u izlazne
Nisu sve CPU međusobno kompatibilne
The great Information Age is really an explosion of non-information; it is an explosion of data. To deal with the increasing onslaught of data, it is imperative to distinguish between the two; information is that which leads to understanding.—Richard Saul Wurman, in Information Anxiety
Slide 29
Poglavlje 2 Rezime poglavlja 2
CPU koristi: RAM (random access memory) kao privremenu memoriju za
instrukcije i podatke ROM (read-only memory), sadrži nepromenljive informacije koje
služe kao referentni materijal za CPU u toku izvršavanja programskih instrukcija
CPU i glavna memorija su smešteni u silikonske čipove na matičnoj ploči