glavna štampana ploča računara. maticna ploca.pdf · brzina. brzina procesora se definiše...
Post on 05-Nov-2019
7 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Glavna štampana ploča računara. Nazivi u upotrebi:
Motherboard – matična ploča Mainboard – osnovna ploča Planeboard – ravna ploča
Matična ploča
Osnovne funkcije: Osnovne funkcionalne:
Smeštaj komponenti koje se
nalaze u računaru
Omogućava njihovo
električno i logičko
povezivanje
Priključenje komponenti koje
nisu u računaru
1. BIOS
2. CMOS
3. Baterija
4. Čipovi
5. Magistrale
6. Interni priključci
7. 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 utvrĎuje 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 naĎe 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 ureĎaju , Memoriji,
sistemskom datumu, video prikazu
Savremena elektronska tehnologija omogućila je izradu
integrisanih komponenti sa velikim brojem
elektronskih elemenata. Ovako 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 izraĎuju namjenski za odreĎeni
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 obraĎuje (procesuira) podatke
Jedinica: zato što je to jedan čip (jedinica) koji sadrži
veliki broj tranzistora
UreĎaj 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 ureĎaju odvija proces
obrade podataka.
OPERATIVNA
MEMORIJA
PROCESOR
ULAZ IZLAZ
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 ureĎajima
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 obezbjeĎuje komunikacija
mikroprocesora sa operativnom i spoljnom
memorijom, kao i sa ulaznim i izlaznim ureĎajima.
Ova dvosmjerna magistrala zove se
magistrala podataka (data bus).
Prenos adrese
Prenos adrese iz mikroprocesora i
operativnu memoriju ili neki drugi ureĎaj.
Broj bita u adresi odreĎuje 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 ureĎaja
koji se pronalazi uz pomoć adrese.
ROM RAM
PROCESOR
MAGISTRALA
SLOTOVI
Prenos upravljačkih i kontrolnih signala od mikroprocesora ka ureĎajima 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)
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.)
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 izmeĎu brzine mikroprocesora i operativne memorije.
Kapacitet (capacity) - količina podataka koja se
može snimiti. Mjeri se megabajtima (MB,GB,TB)
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)
Osnovne karakteristike medija i ureĎaja za
pohranu podataka:
Da bi računar mogao da rješava neki 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
predviĎene programom.
UreĎaj 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 je 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 proizvoĎač 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 mjeri u megabajtima, gigabajtima i
terabajtima (Mb, Gb i Tb).
vrijeme pristupa memoriji 5-10ns (nanosekunda)
RAM-a dijelimo po fizičkim svojstvima u dvije kategorije:
SIMM (Single In-line Memory Module)
DIMM (Dual In-line Memory Module)
SIMM se pojavio 1983.god. i danas se više i ne koristi. Pojavom
64-bitnih procesora, 32-bitni SIMMovi su se morali instalirati u
parovima kako bi bili kompatibilni. Njih je zamjenio 64-bita
širok DIMM koji se može instalirati pojedinačno.
EDO (extended data out) i FPM (fast page mode) su podtipovi
SIMMa, dok DDR (dual data rate) i SDRAM (synchronous
dynamic RAM) spadaju u DIMM kategoriju. Postoje i tzv. SO-
DIMMovi (small outline DIMM) koji su manji i često ih
nalazimo u laptopima.
SDRAM
SDRAM (Syncronous Dynamic RAM), kod koje memorija
radi sinhrono sa brzinom sistemske magistrale matične ploče.
SDRAM memorijski moduli imaju po dva udubljenja duž
ivičnog konektora, i ukupno 168 pinova.
SRAM-statički RAM;
vrsta je radne memorije kod koje je svaki bit pohranjen u
jednom od bistabilnih sklopova smještenim u memorijskom integriranom sklopu.
Prednosti SRAM-a su jednostavnost graĎe, jednostavnost pogona i veoma brz pristup memoriji.
Nedostatak su relativno velike dimenzije bistabilnog
sklopa, što ograničava broj bistabila koji se mogu smjestiti na jednu pločicu poluvodiča.
SRAM-ovi su znatno manjeg kapaciteta od dinamičkih
memorija, a znatno su veće cijene. U SRAM-u se pohranjuje mala količina podataka.
DDR
Danas se koriste DDR SDRAM (Double Data Rate Synchrounus
DRAM) memorijski moduli ili kraće DDR moduli koji imaju
184 pina kao i novija varijanta DDR2 (sa 240 pinova), DDR3,
DDR4.
DDR3 moduli posjeduju 240 pinova, ali su nešto drugačije
rasporeĎeni, a pomjeren je i zarez u odnosu na DDR2 module.
DRAM – dinamički RAM; vrsta je radne memorije kod koje je svaki bit
pohranjen kao naboj u minijaturnom kondenzatoru smještenom u
memorijskom integriranom sklopu.
Naboj pohranjen u kondenzatoru postepeno se gubi, pa se time gubi i
podatak. Kako se to ne bi dogodilo, potrebno je naboj obnoviti prije nego
li se kondenzator potpuno isprazni. Obnavljanje naboja (memory
refreshing) provodi se svakih nekoliko milisekunda ili češće, što znatno
usporava i komplikuje komunikaciju DRAM-a s okolinom.
Prednosti su malene dimenzije kondenzatora koji pohranjuje bit
vrijednosti, pa je moguće smjestiti mnogo takvih kondenzatora na jednu
pločicu poluvodiča.
Nedostatak DRAM-a je potreba za relativno složenim pogonskim sklopom
i sporost u radu uzrokovana obnavljanjem memorije. Cijena mu je niža od
cijene statičkih memorija, tako da je DRAM uobičajena radna memorija u
savremenom PC-ju.
Prema funkciji memorija može biti:
1. 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 (keš)- 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
prosljeĎuje monitoru. Ima dva dodatna ulaza: prema
glavnoj memoriji i monitoru, što značajno povećava brzinu
rada
4. Buffer (bafer)- MeĎumemorija za privremeni smještaj
podataka dok se proces ne završi. Resterećuje glavnu
memoriju i oslobaĎa procesor.
KEŠ (Cache) memorija
KEŠ (cache) memorija je vrlo brza memorija koja se nalazi u
samom procesoru (interni keš) ili uz njega na matičnoj ploči
(eksterni keš).
Ova memorija ima višestruko brže vrijeme pristupa od obične
memorije. Zbog toga se u njoj drže podaci koji se često koriste.
Prilikom prvog zahtjeva za podacima oni se kopiraju iz RAM
memorije u keš memoriju. Kada su sledeći put potrebni isti
podaci procesor ih prvo potraži u ovoj memoriji. Ako su podaci
tu, procesor im pristupa mnogo brže, a ako nisu moraju da se
ponovo preuzmu iz RAM memorije.
Cash/keš memorija procesora
Služi za brzi pristup podacima koje procesor često koristi
Primarna (L1) – uvijek ugraĎena u procesor
Sekundarna (L2) – bila na matičnoj ploči do pojave Pentium II
Tercijalna (L3)
Kod nekih procesora postoji i L4
BAFERI (Buffers)
BAFERI (buffers) su dijelovi RAM memorije koje neki
programi rezervišu za svoje potrebe.
Jedna od čestih primjena je prilikom ulaza i izlaza podataka. Ako
računar ne može dovoljno brzo da obraĎuje podatke koji mu
pristižu on ih trenutno deponuje u bafer, dok ne stignu na
obradu da se ne bi prekidao proces unošenja. Slično, ako
štampač ne može da dovoljno brzo odštampa podatke on ih šalje
u bafer gdje čekaju u red za štampu.
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 ugraĎen u računar.
Za predstavljanje standardnih znakova: slova,
brojeva i specijalnih znakova u kompjuteru
služe tzv. BROJNI SISTEMI ili KODOVI.
Kapacitet memorije
ASCII kod
Za predstavljanje binarnih znakova 0 i 1 u standardne
znakove koriste se različiti sistemi a najpoznatiji su
ASCII kod (aski kod) (American Standard Code for
Information Interchange – Američki standardni kod za izmjenu
informacija.)
ASCII kod 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 … kilobajt (KB) hiljadu 103
megabajt (MB) milion 106
gigabajt (GB) bilion 109
terabajt (TB) trilion 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 cijeni od preko 100$ po
MB, dok današnji HDD su kapaciteta preko 100GB po cijeni od 1
centa po MB
savremeni hard-diskovi su kapaciteta
od nekoliko GM do nekoliko TB
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)
zrnce prašine
magnetni disk razmak između
glave i ploče
ljudska kosa
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 ureĎaja. Kod flopy diskete podaci se zapisuju u
stazama i sektorima.
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)
DVD
CD
CD-R i CD-RW
DVD-R i DVD-RW
Čitanje podataka:
laserski snop, slabijeg intenziteta nego kod upisa,
usmjerava se na površinu diska od koje se
reflektira
kada naiĎe 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
podaci samo s jedne strane
kapacitet - 650MB (74 min),
700MB (80 min)
brzina prenosa podataka
> 40X (1X=150 KB/s)
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
debljine kao i CD
kapacitet – 4.7 GB
top related