Informatika Gradivo prvog kolokvija Definicije i ostali materijali s moodla

1.)Pojam informacijskog sustava:1)Definicija informacijskog sustava Efikasno obavljanje gotovo svih poslova, u bilo kojem poslovnom sustavu, popraeno je informacijama i podacima. Nezavisno o vrsti poslovnih procesa koje podrava ili veliini organizacije u kojoj funkcionira, informacijski sustav (IS) se pojavljuje i primjenjuje kao kljuni element poslovanja. Njegova je poveana uloga i vanost popraena i rastuom primjenom informacijske tehnologije (IT). Cilj je informacijskog sustava pribaviti informacije potrebne pri izvoenju poslovnog procesa i upravljanju poslovnim sustavom. Uobiajeni su dijelovi informacijskog sustava sustav za obradu transakcija, upravljaki izvjetajni sustav, sustav za potporu odluivanju i sustav uredskog poslovanja. Djelovanje IS-a upotpunjuje se primjenom IT-a i s njima povezanim programima, procedurama, uputama, algoritmima i znanjem kojima se IT-e pokreu zbog izvrenja poslovnih zadataka i ciljeva. Informacijski sustav (IS) je prema tome sprega i sustav materijalnih i nematerijalnih elemenata kojima se opisuje poslovna stvarnost, rjeavaju poslovni zadaci i ispunjavaju poslovni ciljevi. Kao dio IS-a, ovjek/pojedinac formalizira poslovno okruje u podatke, procedure, algoritme, informacije i znanja te usklaujui primjenu IT-a i programsku podrku, ispunjava poslovne funkcije i zadatke (dostavljanje i uvanje podatka neophodnih za odluivanje, odranje procesa te razvoj i neprekidnost poslovanja). Kao model poslovnog sustava IS opisuje poslovni sustav, on je njegov informacijski model. Elementi poslovnog sustava (podaci, aktivnosti, funkcije, zadaci, izvritelji, postupci itd), preslikavaju se na model informacijskog sustava gdje ih dijelimo na: model podataka definira podatke koji nastaju ili se koriste u poslovnom sustavu model procesa definira procese ili funkcije koje se odvijaju u poslovnom sustavu model izvritelja definira one elemente koji obavljaju funkciju u poslovnom sustavu (software, hardware, lifeware, orgware)

1

Pojam informacijskog sustava1.1.)Razlozi izgradnje IS-a Podlekcije: 1.1.1Poslovni sustav 1.1.2Sustavski pristup Informacijski sustav 1.1.)Razlozi izgradnje IS-a 1.1.1.)Poslovni sustavInformacijski sustav djeluje unutar nekog poslovnog sustava, omoguavajui mu da komunicira unutar sebe i sa svojom okolinom. Slika prikazuje djelovanje informacijskog sustava unutar poslovnog sustava U poslovni sustav ulaze i izlaze materijalni (materijal, sirovina, energija) i informacijski tokovi.

Dvije su temeljne aktivnosti svakog poslovnog sustava: o Izvravanje poslovnih procesa Kad govorimo o poslovnom procesu, mislimo na osnovnu djelatnost promatranog poslovnog sustava odnosno na poslove koji se u njemu obavljaju. U proizvodnom poduzeu poslovni proces sastoji se npr. od poslova proizvodnje, nabave potrebnih sirovina i energije, plasmana proizvedenih proizvoda itd.

2

U bankama poslovni proces obuhvaa poslove obavljanja financijskih transakcija, kreditiranja, tednje itd.

o

Upravljanje poslovnim sustavom Svaki poslovni odnosno stvarni sustav (npr. poduzee, ustanova, privreda, drutvo) nastoji izgraditi svoj informacijski sustav koji e dati podlogu za brzo i kvalitetno odluivanje, dakle za transformaciju informacija u odluke

Tradicionalno su obje aktivnosti poduprte nekom vrstom informacijskog sustava o Informacijska se tehnologija u mnogim poslovnim procesima koristi, jer znatno podie efikasnost odvijanja poslovnog procesa. U nekim poslovnim procesima nemogue je konkretno obavljati posao bez primjene informacijske tehnologije npr. rezervacijski sustavi zrakoplovnih kompanija, poslovanje banaka Svaki poslovni odnosno stvarni sustav (npr. poduzee, ustanova, privreda, drutvo) nastoji izgraditi svoj informacijski sustav koji e dati podlogu za brzo i kvalitetno upravljanje i odluivanje, dakle za transformaciju informacija u odluke

o

Pojam informacijskog sustava 1.1.)Razlozi izgradnje IS-a 1.1.2)Sustavski pristup(pojam sustava, elementi sustava, veze u sustavu) Sustav je cjelina koja se ne moa rastaviti na svoje dijelove a da se pri tome ne izgube njena osnovna svojstva. Isto tako, objanjavajui pojedine dijelove (elemente sustava), moemo na osnovi njihovih uzajamnih utjecaja, djelovanja i odnosa u okviru funkcioniranja cjeline. Sustavnim se pristupom istrauju pojave i rjeavaju problemi u njihovoj cjelokupnosti i sloenosti, obuhvaajui sve bitne veze i odnose izmeu dijelova sustava i izmeu sustava i okoline. Pojave i probleme razmatraju s vie gledita strunjaci razliitih znanstvenih podruja.

3

Sustavni pristup ne oznaava spajanje samo dosad odvojenih predmeta znanstvenog prouavanja, nego i razdvojenih podruja ljudskih aktivnosti. Sustav je sreena cjelina koju ine njegovi elementi povezani na odreeni nain, a njihovim meusobnim djelovanjem postiu se odreeni ciljevi funkcioniranja sustava. Da bismo opisali neki sustav, potrebno je poblie odrediti: koji elementi pripadaju sustavu, koje veze postoje izmeu elemenata unutar sustava i izmeu elemenata sustava i okoline i o kakvo je ponaanje (funkcioniranje) sustava o o

Realni sustav sainjen je od elemenata koji su dio konkretnog realnog objekta, koji se opisuje kao sustav (mehaniki, fiziki, bioloki, drutveni).

Pojam informacijskog sustava 1.2.)Pojmovi vezani uz informacijski sustav

Podlekcije: Podatak Algoritam Informacija

Iako se esto pojmovi informacija i podatak smatraju sinonimima njihovo znaenje se razlikuje, informacija odnosno obavijest proizlazi iz podataka zapisa na nekom mediju Informacija odnosno obavijest jest injenica s odreenim znaenjem. Ona donosi novost, obavjetava o neemu, te otklanja neizvjesnost i openito slui kao podloga za odluivanje. Vrijednost informacije odreuje sam primatelj. Koliko je upotrebljena informacija relevantnija, tonija i svjeija, toliko je vrednija pri odluivanju. Informaciju emo sauvati ako je zapiemo u obliku podataka Podatak je pojam kojim opisujemo i kvantificiramo elementarnu funkciju realnog sustava u odreenom trenutku. Podatak je skup prepoznatljivih znakova zapisanih na odreenom mediju npr.

4

papiru (knjiga, notes) filmu (fotografija, filmski zapis) magnetskom mediju (datoteka na disku u raunalu)

Informatiki gledano elementarni podatak simboliki je prikaz jednog obiljeja promatranog objekta Npr. podatak Marko prikazuje nam ime promatrane osobe Znanje je ureen skup informacija nekog podruja. Njime se opisuje stanje stvari, koje je ustanovljeno po nekom prihvaenom kriteriju.Svako podruje organizira u danom vremenskom trenutku svoje znanje utvrivanjem prikladnih kategorija koncepata (elemenata znanja), njihovih meusobnih odnosa i ogranienja. Postoje razliiti naini prikaza znanja. Najpoznatiji je u obliku pravila (npr. u matematici aksioma, teorema itd.)

Pojam informacijskog sustava 1.2.)Pojmovi vezani uz informacijski sustav 1.2.1.)Podatak

Podatak je skup prepoznatljivih znakova zapisanih na odreenom mediju. Elementarni podatak je simboliki prikaz jednog obiljeja promatranog objekta

Osim tradicionalnih strukturiranih podataka u obliku datoteka i baza podataka sve se vie koriste i slabo strukturirani podaci kao to su razliite vrste dokumenata te multimedijski podaci kao to su grafika, fotografije, zvuk i video

Danas se podaci intenzivno distribuiraju na korporacijskimmreama i na internetu. Takoer se intenzivno razvijaju skladita podataka u koja se pohranjuju podaci iz vie razliitih izvora podataka

5

Pojam informacijskog sustava 1.2.)Pojmovi vezani uz informacijski sustav 1.2.2.)Algoritam

Algoritam je postupak ili pravilo za sustavno rjeavanje odreene vrste problema. To je bilo koje dobro rjeenje bilo kojeg problema. Sastoji se od opisa konanog skupa koraka. Svaki od njih sadri jednu ili vie izjava, a svaka izjava jednu ili vie operacija.

Algoritmima su u prvo vrijeme nazivana samo pravila raunanja s brojevima zapisanim u dekadnom sustavu, da bi se kasnije taj naziv poeo koristiti za pravila obavljanja raznovrsnih zadataka.

S praktinog gledita, algoritmi su jasno definirani postupci za izvravanje odreenog problema. Algoritmi, ralanjeni na uzastopne korake, prevode neki skup poetnih (ulaznih) vrijednosti u skup zavrnih (izlaznih) vrijednosti. Poetne i zavrne vrijednosti te eventualni meurezultati pohranjuju se u prikladne strukture podataka.

Algoritmi se koriste za jasno utvrivanje pravila dostizanja nekog postavljenog cilja. Uz svaki algoritam moraju biti jasno definirana poetna stanja objekta na kojima se obavljaju operacije

Algoritam mora biti sastavljen od konanog broja koraka koji utvruju slijed operacija koje treba obaviti nad objektima kako bi se dobila zavrna stanja objekata ili rezultati. Svaki korak opisuje se instrukcijom. Obavljanje algoritma naziva se algoritamskim procesom.

6

Vrste algoritma o Specijalizirani mogu se primjeniti samo na pojedina poetna stanja objekata Openiti moe djelovati uz razliita poetna stanja objekata. Kod njih definira se klasa objekata i poetnih stanja koja su doputena.

o

Pojam informacijskog sustava 1.2.)Pojmovi vezani uz informacijski sustav 1.2.3.)Informacija

Poslovne informacije se dijele na dizajn proizvoda, tehnike podatke, upute menadmenta, operativne baze podataka, operativne procese, tehnike baze podataka, znanje zaposlenih i raunalni softver a nalazimo i podjelu na poslovne ugovore, radne upute, poslovne rezultate i izvjea, baze podataka, sistemsku dokumentaciju, korisnike prirunike, operativne procedure, planove, aplikacijski i sistemski softver, razvojne i pomone alate itd. U poslovnim sustavima predstavljaju kljuni izvor poslovanja, jednu od najveih poslovnih vrijednosti, osnovni izvor za stjecanje dohotka i pokretaku snagu za stvaranje nove vrijednosti. Informacija su bitne u svim oblicima poslovanja, a posebno su vane pri donoenju odluka, poboljanju performanca sustava, postizanju trinog uspjeha i u podrci radnim procesima. Naglaena je i komunikacijska uloga informacije. U svakom su sluaju informacije nosioci poslovnih promjena, instrument formaliziranja poslovne okoline i upravljanja okoliem. Openito govorei, informacije nastaju kad se niz ureenih i prepoznatljivih, ali znaenjem nezanimljivih znakova kojima se predstavlja obiljeje nekog objekta ili stvarnosti sredi i organizira u smislen oblik koji ima znaenje, a za primatelja je novost. U poslovnim organizacijama poslovnom informacijom postaje onaj sadraj koji je u funkciji ostvarenja poslovnih ciljeva. Poslovne informacije najee slue kao temelj odluivanja, ali se koriste i za odravanje i podrku poslovnim procesima, meusobnu komunikaciju zaposlenika itd., a mogu biti i osobito zanimljive ako se moraju uvati ili pak predstavljaju neposrednu financijsku vrijednost.

7

Pojam informacijskog sustava 1.3)Funkcije informacijskog sustava u poslovnom sustavu Informacijski sustav djeluje unutar nekog poslovnog sustava omoguavajui mu da komunicira unutar sebe i sa okolinom. Cilj informacijskog sustava je opskrbiti poslovni sustav sa svim potrebnim informacijama, potrebnim pri izvoenju poslovnog procesa i upravljanju poslovnim sustavom. Mnogobrojni pozitivni rezultati nastaju primjenom IS-a. Izmeu ostalog istiu se uloge IS-a kao: pokretaa poslovanja, osnovnog sredstva privreivanja, sredstva za stjecanje prednosti i razlikovanje, sredstva za unapreenje poslovanja, osnovnog podsustava organizacije, itd. IS-om ovjek/pojedinac formalizira poslovno okruje u podatke, procedure, algoritme, informacije i znanja te usklaujui primjenu IT-a i programsku podrku, ispunjava poslovne funkcije i zadatke (dostavljanje i uvanje podatka neophodnih za odluivanje, odranje procesa te razvoj i neprekidnost poslovanja). Pri tom se IS u velikoj mjeri oslanja na ICT (informacijskokomunikacijsku tehnologiju) te njihovom primjenom obrauje, prenosi, pohranjuje, dohvaa i objavljuje informacije i podatke kojima se opisuje tijek, stanja i procesi poslovnog sustava.

8

Pojam informacijskog sustava 1.4.)Ciljevi informacijskog sustava

Informacijski sustav djeluje unutar nekog poslovnog sustava, omoguavajui mu da komunicira unutar sebe i sa svojom okolinom. Slika prikazuje djelovanje informacijskog sustava unutar poslovnog sustava. U poslovni sustav ulaze i izlaze materijalni (materijal, sirovina, energija) i informacijski tokovi. Informacijski sustav preuzima informacije, obrauje ih i preraene prezentira poslovnom sustavu ili okolini. Informacijski je sustav dakle podsustav poslovnog sustava.

Poslovni sustav dobiva informacije iz raznih izvora, vanjskih ili unutarnjih, a informacijski sustav ih obrauje u nove i korisne informacije. Cilj je informacijskog sustava opskrbiti poslovni sustav svim njemu potrebnim informacijama, potrebnim pri: izvoenje poslovnog procesa upravljanju poslovnim sustavom

IZVOENJE POSLOVNOG PROCESA:

Kad govorimo o poslovnom procesu, mislimo na osnovnu djelatnost promatranog poslovnog sustava odnosno na poslove koji se u njemu obavljaju. U proizvodnom poduzeu poslovni proces

9

sastoji se npr. od poslova proizvodnje, nabave potrebnih sirovina i energije, plasmana proizvedenih proizvoda itd. U bankama poslovni proces obuhvaa poslove obavljanja financijskih transakcija, kreditiranja, tednje itd. Informacijska se tehnologija u mnogim poslovnim procesima koristi, jer znatno podie efikasnost odvijanja poslovnog procesa. U nekim poslovnim procesima nemogue je konkretno obavljati posao bez primjene informacijske tehnologije npr. rezervacijski sustavi zrakoplovnih kompanija, poslovanje banaka itd. Upotrebom informacijske tehnologije moe se izvoenjje poslovnog procesa automatizirati.Automatizacija poslovnog procesa jedan je od vanijih zadataka primjene informacijske tehnologije odnosno izgradnje informacijskog sustava temeljenog na informacijskoj tehnologiji.

UPRAVLJANJE POSLOVNIM SUSTAVOM I ODLUIVANJE: Drugi zadatak informacijskog sustava jest osigurati informacije za efikasno upravljanje poslovnim sustavom. Informacija,bilo unutarnjeg ili vanjskog karaktera, predstavlja podlogu za donoenje odreene poslovne odluke. Odluka je pak u funkciji ostvarivanja svrhe i cilja postojanja sustava. Pomou odluka svjesno se upravlja sustavom (na slici 1. to su upravljaki tokovi). Prema tome, svaki poslovni odnosno stvarni sustav (npr. poduzee, ustanova, privreda, drutvo) nastoji izgraditi svoj informacijski sustav koji e dati podlogu za brzo i kvalitetno odluivanje, dakle za transformaciju informacija u odluke. Valja naglasiti da je odluivanje proces koji ne traje samo u trenutku donoenja. Proces odluivanja sastoji se od ovih koraka (Stallings i dr, 1988): Prepoznavanje problema Pronalaenje i ocjenjivanje opcija Odabir opcije Provedba Ocjena

Razmotrimo sada funkciju informacijskog sustava u pojedinim poslovnim podrujima. Na slici su prikazana najvanija poslovna podruja primjene informacijskog sustava jednog poduzea s primjerima primjene informacijske tehnologije. Valja napomenuti da neki informacijski resursi, a to su prvenstveno podaci, pripadaju

10

itavom poduzeu, a ne samo poslovnom podruju u kojem se obrauju.

Pojam informacijskog sustava 1.5.)Elementi informacijskog sustava Podlekcije: Hardware Software Liveware Orgware Netware Dataware

11

Pojam informacijskog sustava 1.5.)Elementi informacijskog sustava 1.5.1)Hardware

Materijalna osnovica koju ine informacijske tehnologije, npr. raunala, radne stanice, modemi, fizike linije za komunikaciju, itd.

Hardver je najnia razina raunarskog sustava. ine je svi dijelovi od koje je nainjen raunarski sustav:

o o o

svi mehaniki dijelovi magnetski, elektrini i elektroniki sastavni dijelovi naprave i ureaji (kuite, pogonski motor diska, magnetska vrpca, disk, poluvodika memorija, izvori elektrinog napajanja, integrirani sklopovi)

Hardver je osnovica raunarskog sustava u koju spadaju o CPU - sastavljena od elektronikih komponenti i nema mehanikih dijelova glavne memorije kao osnovog ureaja za pohranu podataka koja se takoer sastoji od el. komponenti i ne sadri mehanike dijelove ulazno-izlaznih ureaja (tipkovnica, zaslon, pisai, veze, sabirnice ...) i obino se sastoje od el. komponenti i razliitih mehanikih dijelova vanjska memorija koja se takoer sastoji od el. dijelova i razliitih mehanikih komponenti komunikacijski ureaji

o

o

o

12

Informacijski sustav 1.5.)Elementi informacijskog sustava 1.5.2.)Software

U software spada sva programska podrka koja se koristi pri radu tog sustava, to je skup svih programa koji se koriste u IS-u. Moemo ga definirati i kao onaj dio sustava koji postoji ali ne u fizikom obliku nego u obliku informacija pohranjenih na raunalu. Sistemski software ine programi koji promatrano zajedno predstavljaju skup programa koji slue za kontrolu i rad strojne podrke pri raunalnoj obradi podataka.

Software dijelimo na Aplikativni (korisniki programi) - skup korisnikih programa potrebnih za rjeavanje raznih problemskih situacija koji proizlaze iz domene zadataka inf. sustava Sistemski (sustavski programi) skup strojno orijentiranih programa s funkcijom upravljanja i kontrole strojnog sustava u cilju sinhronizacije rada s aplikativnom podrkom

Sljedea slika prikazuje detaljniju podjelu software-a:

13

Pojam informacijskog sustava 1.5.)Elementi informacijskog sustava 1.5.3.)Liveware

U liveware ubrajamo "ivu" komponentu IS-a

Odnosi se na zaposlenike individualce, timove, njihovo znanje i sve osobe ukljuen u djelovanje IS-a

ovjek je osnovna komponenta IS-a jer kao njegov dio ovjek/pojedinac formalizira poslovno okruje u podatke, procedure, algoritme, informacije i znanja te usklaujui primjenu IT-a i programsku podrku, ispunjava poslovne funkcije i zadatke (dostavljanje i uvanje podatka neophodnih za odluivanje, odranje procesa te razvoj i neprekidnost poslovanja).

Zaposlenici IS-a koji ulaze u liveware definiciju su npr.

o o o o

korisnici - od IS-a primaju informacije sistem analitiari - veza izmeu korisnika i IS-a programeri - stvaraju programe program analitiari - spoj poslova programera i programanalitiarima u manjim tvrtkama operatori na raunalu operatori unosa podataka analitiari baze podataka administratori menaderi ...

o o o o o o

14

Informacijski sustav 1.5.)Elementi informacijskog sustava 1.5.4)Orgware

Pod pojmom "orgware" se podrazumijeva organizacija tehnike opreme IS-a (hardware), programske opreme IS-a (software) i ljudi-izvritelja poslova u IS-u u skladnu cjelinu

Definira koncepciju i organizaciju rada informacijskog sustava

Razlikujemo vie oblika organizacije IS-a radi im boljeg upravljanja istim: o Odjel za informacijski sustav o Korisniko raunarstvo o Informacijski centar o Unajmljivanje informacijskih usluga (Outsourcing)

Odjel za informacijski sustav:

Centralizirani oblik upravljanja IS-om Na elu je glavni informacijski menader sa zadacima: o Planiranje strategije IS-a o Efiksano voenje odjela za IS o Briga o sigurnosti IS-a o Praenje tehnolokih trendova

15

Korisniko raunarstvo:

Decentralizirani oblik upravljanja IS-om Glavni razlog zbog kojeg se korisniko raunarstvo razvilo je nemogunost profesionalnih informatiara da odgovore na silne zahtjeve korisnika za novim programima o Stoga se potie korisnika da sam pomou neke ve napravljene aplikacije konstruira program koji bi zadovoljio njegove specifine potrebe

16

Informacijski centar:

Informacijski centar (engl. Information Center), organizacijska je jedinica proizala iz potrebe da se korisnicima na organiziran nain pomogne u njihovim individualnim potrebama u vezi s obradama podataka. Najznaajniji zadaci informacijskog centra: o o o Izobrazba za informacijsku pismenost, pomo pri koritenju osobnih raunala, izobrazba za koritenje pojedinih programa ili aplikacija te konzultiranje pri njihovom koritenju, odravanje sluba pomoi korisnicima, ocjenjivanje, instaliranje i provjera novih programa ili aplikacija odnosno drugih proizvoda informacijske tehnologije, praenje i poticanje upotrebe normi informacijske tehnologije, osiguranje sigurnosti sustava i podataka, izrada programa za povezivanje aplikacija, administriranje podacima, voenje projekata uvoenja korisnikih aplikacija, osiguranje kvalitete korisnikih aplikacija, marketing programa ili aplikacija itd.

o o

o

o o o o o o

17

Unajmljivanje informacijskih usluga:

Unajmljivanje informacijskih poslova izvan poduzea poelo je poetkom ezdesetih godina Unajmljivanje ima pozitivne ali i negativne posljedice o Posljednjih godina mnoga poduzea gledaju kako e informacijski servis iznajmiti izvana Funkcije koje se mogu pribaviti izvan vlastitog poduzea mogu biti vrlo jednostavne, npr. to mogu biti poslovi masovnog unosa podataka, ali i vrlo zahtjevne, kao to je razvoj i izgradnja kompletnog informacijskog sustava.

o

Imamo niz razloga zato je u posljednje vrijeme unajmljivanje informacijskih usluga u porastu: o osnovni razlog je u tome to se poduzee eli u potpunosti posvetiti svom osnovnom poslu i u njemu biti vrhunsko o ponekad je razlog i nedostatak informacijskih strunjaka

Informacijski sustav 1.5.)Elementi informacijskog sustava 1.5.5)Netware Netware je mrena komponenta IS-a, tj. komunikacijska infrastruktura bazirana na informacijskim tehnologijama. Jedan od primjera su raunalne mree

Raunalne mree su sustavi povezanih raunala

18

U mrenom okruenju raunala razmjenjuju podatke, dijele vlastite izvore, omoguavaju komunikaciju, paralelni rad, kreiranje virtualne organizacije itd.

Za ostvarenje raunalne mree potrebna je odgovarajua softverska i hardverska podrka, a nazivamo je netware ili podrka za mreu

Razliku se pojmovi o o o o o o o arhitekture ili topologije mree organizacija mree mreni protokoli mrena spojita LAN mree WAN mree prijenosni mediji

koji su opisani kroz druge lekcije pa se ovdje nee detaljnije pojanjavati

Informacijski sustav 1.5.)Elementi informacijskog sustava 1.5.6.)Dataware

Dataware su svi sadraji u informacijskom sustavu kojima se opisuju injenice iz realnog svijeta i poslovnog sustava na koji se odnose a organizirani i oblikovani tako da budu razumljivi i da se mogu koristiti u poslovanju za donoenje odluka i ostvarivanje ciljeva i zadataka

19

Osnovno, dataware IS-a sadran je u podacima, informacijama i znanju:

o

podatak je skup prepoznatljivih znakova zapisnih ne nekom mediju; podatak jesimboliki prikaz jednog obiljeja promatranog objekta

o

Informacije nastaju kad se niz ureenih i prepoznatljivih, ali znaenjem nezanimljivih znakova kojima se predstavlja obiljeje nekog objekta ili stvarnosti sredi i organizira u smislen oblik koji ima znaenje a za primatelja je novost.

o

Za povezivanje injenica iz stvarnog svijeta u podatke iz kojih nastaju informacije potrebno je znanje. Znanje je svijest i razumijevanje informacija i mogunost njihova povezivanja u smislu podrke i obavljanja zadataka.

U dataware IS-a ubrajaju se dizajn proizvoda, tehnike podaci, upute menadmenta, operativne baze podataka, operativni procesi, tehnike baze podataka, znanje zaposlenih i raunalni softver, poslovni ugovori, radne upute, poslovni rezultati i izvjea, baze podataka, sistemska dokumentacija, korisniki prirunici, operativne procedure, planovi, aplikacijski i sistemski softver, razvojni i pomoni alati itd.

20

2.)Raunalno sklopovlje (hardware)2.)Hardware Podlekcije: 2.1.)Elementi hardware-a po von Neomannu 2.2)Sabirnice 2.3)Takt rada raunala 2.4)Graa procesora Hardware je materijalna osnovica informacijskog sustava koju ine informacijske tehnologije, npr. raunala, radne stanice, modemi, fizike linije za komunikaciju, itd. Hardware je najnia razina raunarskog sustava. ine ga svi dijelovi od koje je nainjen raunarski sustav: o o o svi mehaniki dijelovi magnetski, elektrini i elektroniki sastavni dijelovi naprave i ureaji (kuite, pogonski motor diska, magnetska vrpca, disk, poluvodika memorija, izvori elektrinog napajanja, integrirani sklopovi)

-

-

-

Hardware je osnovica raunarskog sustava u koju spadaju o CPU - sastavljena od elektronikih komponenti i nema mehanikih dijelova o glavne memorije kao osnovog ureaja za pohranu podataka koja se takoer sastoji od el. komponenti i ne sadri mehanike dijelove o ulazno-izlaznih ureaja (tipkovnica, zaslon, pisai, veze, sabirnice ...) i obino se sastoje od el. komponenti i razliitih mehanikih dijelova o vanjska memorija koja se takoer sastoji od el. dijelova i razliitih mehanikih komponenti komunikacijski ureaji

21

Hardware Elementi raunalnog sustava prema von Neumann-u Koncepcija modela raunala po von Neumann-u prevladava u etiri generacije raunala o Model su 1946. godine opisali von Neumann, Burks i Goldstine, a sastoji se od 4 osnovne jedinice: Memorijske jedinice (memorija) Upravljake jedinice Aritmetiko-logike jedinice Ulazno-izlazne jedinice Jedinice prikazane u modelu su povezane podatkovnim i upravljakim tokovima, koji su u raunalima fiziki realizirani u obliku sabirnica (bus)

-

-

Memorija: Instrukcije i podaci su svedeni na numeriki kod i pohranjuju se na isti nain i u istom obliku u memorijsku jedinicu Memorija nema obradbenih sposobnosti, a obavlja samo dvije temeljne operacije o itanje iz memorije o Zapisivanje u memoriju

22

Upravljaka jedinica: Jedinica koja "razumije" numeriki kod kojim su predstavljeni podaci i instrukcije Njen zadatak je da tumai numerike kodove i u skladu s njima generira upravljake signale kojima upravlja izvoenjem instrukcija i koordinira radom ra. sustava Zajedno sa aritmetiko-logikom jedinicom ini cjelinu koja se naziva centralna procesorska jedinica (CPU ili procesor) Aritmetiko-logika jedinica: Jedinica u raunalu koja posjeduje obradbene sposobnosti se naziva aritmetiko-logika jedinica Zajedno sa upravljakom jedinicom ini cjelinu koja se naziva centralna procesorska jedinica (CPU ili procesor) Ulazno-izlazne jedinice: Zaduene su za komunikaciju raunala sa korisnikom i okolinom raunalnog sustava o Omoguavaju unos podataka potrebnih za obradu u raunalo i prikaz rezultata raunalne obrade o Omoguavaju i prijenos podataka izmeu raunalnih sustava

23

2.)Hardware 2.2.)Sabirnice

-

Sabirnice su skup spojnih vodovi koji povezuju sve elemente raunalnog sustava u funkcionalnu cjelinu One omoguavaju komunikaciju izmeu razliitih dijelova raunalnog sustava Sabirnice najee dijelimo po dva kriterija po smjetaju i po vrsti sadraja koji se njima prenosi o Podjela sabirnica po smjetaju: Unutarnje sabirnice nalaze se unutar mikroprocesora i povezuju dijelove mikroprocesora u funkcionalnu cjelinu Vanjske sabirnice povezuju mikroprocesor sa ostalim dijelovima raunalnog sustava o Podjela sabirnica po vrsti sadraja koji se njima prenosi: Podatkovne sabirnice povezuju procesor sa memorijskim i U/I sklopovima, dvosmjerne su i slue za prijenos podataka u procesor dohvaaju se instrukcije i operandi potrebni za izvoenje programa iz procesora prema memoriji i/ili U/I sklopovima se radi pohrane ili prikaza alju rezultati obrade Adresne sabirnice povezuju procesor sa memorijskim i U/I sklopovima, jednosmjerne su (od procesora prema van) i slue za adresiranje memorijske ili U/I lokacije na kojoj se nalazi podatak kojeg treba prenijeti podatkovnom sabirnicom Upravljake sabirnice povezuju upravljaku jedinicu mikroprocesora sa svim ostalim dijelovma raunalnog sustava i slue za prijenos upravljakih signala kojima upravljaka jedinica upravlja i koordinira radom raunala

-

24

-

irina sabirnice o Pojam koji oznaava broj paralelnih vodova koji ine odreenu sabirnicu (oznaava se brojem vodova ili brojem bitova koji se mogu prenijeti u jednom ciklusu) o Ovisi o vrsti sabirnice i o konstrukcijskim znaajkama procesora i raunalnog sustava u cjelini irina adresne sabirnice ovisi o veliini adresnog polja mikroprocesora, tj. o koliini memorije koju procesor moe adresirati ukoliko je adresno polje veliine 2N, tada je potrebna i adresna sabirnica koja moe adresirati 2N lokacija tj. irina takve sabirinice mora iznositi N vodova tipine irine 8-bitne, 16-bitne, 32-bitne, 64bitne irina podatkovne sabirnice ovisi najvie o veliini strojne rijei kojom raunalo barata, tako da je irina podatkovne sabirnice jednaka nekom viekratniku veliine strojne rijei tj. obino je N puta ira od same strojne rijei N vei od 1 se obino uzima zato da bi se jednim ciklusom moglo prenijeti u/iz procesora vie strojnih rijei istovremeno tipine irine 8-bitne, 16-bitne, 32-bitne, 64bitne, 128-bitne, 256-bitne, ... irina upravljake sabirnice ovisi iskljuivo o broju kontrolnih vodova potrebnih za upravljanje raunalom

25

2.)Hardware 2.3.)Takt rada raunala

-

Da bi se rad raunala mogao odvijati sinhronizirano, sve promjene stanja u njemu moraju se zbivati u tono odreenim diskretnim vremenskim momentima, odreenima taktnim signalima o Ti signali se generiraju u generatoru taktnih signala (clock-glavni sat) i odailju se u generator upravljakih signala koji je dio upravljake jedinice,a ona opet dio CPU-a o Proizvode se u generatoru taktnih signala pomou posebnog kristalnog oscilatora, da bi se dobila stabilna frekvencija Takt rada raunala se izraava frekvencijom kojom se izmjenjuju taktni signali o Oni daju "ritam" pod kojom radi procesor, ali i cijelo raunalo o Dananja raunala imaju frekvenciju rada koja se mjeri u GHz Bilo koja akcija u raunalu moe se napraviti samo u trenutku koji je odreen generatorom taktnih signala o Na taj nain razliite jedinice izvode svoje akcije u tono odreenim trenucima u fiksno odreenim vremenskim intervalima o Na taj nain se usklauje rad i djelovanje svih elemenata raunalnog sustava pri obradi podataka

-

-

26

2.)Hardware 2.4.)Graa procesora

Podlekcije: 2.4.1.)Aritmetiko-logika jedinica 2.4.2.)Upravljaka jedinica 2.4.3.)Registri (ope i posebne namjene) Procesor (CPU Central Processing Unit) je osnovni dio raunalnog sustava o On regulira, koordinira i upravlja aktivnostima svih jedinica sustava o Obavlja aritmetiku i logiku obradu podataka o CPU je mozak raunala brine se za sukcesivno pritjecanje podataka i instrukcija, te njihovo identificiranje i povezivanje s odgovarajuom programskom logikom u cilju obrade, memoriranja ili ispisivanja preko izlaznih jedinica raunalnog sustava CPU ima dvije osnovne funkcije: o obrada podataka, te o nadzor i usklaivanje djelovanja cjelokupnog raunalnog sustava Procesor je izgraen od slijedeih osnovnih dijelova: o aritmetiko-logike jedinice, o upravljake jedinice, te o registara ope i posebne namjene

-

-

-

27

2.)Hardware2.4.)Graa procesora

2.4.1.)Aritmetiko-logika jedinica

-

Neumann, Burks i Goldstine su 1946 god. opisali koncepte na kojima se temelji veina dananjih raunarskih sustava. Raunarski sustav se sastoji od etiri osnovne funkcijske jedinice, a to su: 1. memorija 2. upravljaka jedinica 3. aritmetiko-logika jedinica 4. ulazno-izlazna jedinica Memorija nema obradbenih sposobnosti te moe obavljati samo dvije osnovne operacije: itanja, i pisanja Upravljaka jedinica dohvaa instrukcije iz memorije, tumai instrukcije te generira upravljake signale. Zbog toga to memorija nema obradbenih funkcija, tj. sposobnosti, u sustavu mora postojati posebna jedinica koja za obradu podataka to je ARITMETIKOLOGIKA JEDINICA.

-

-

Operacije aritmetiko-logike jedinice

-

Zajedno sa upravljakom jedinicom tvori cjelinu, tj. centralnu procesnu jedinicu (CPU). Aritmetiko-logika jedinica obavlja aritmetike i logike operacije.

28

-

-

Aritmetike operacije: zbrajanje, oduzimanje, mnoenje, dijeljenje, posmak (shift), rotacija Logike operacije: logiko I, logiko ILI, logiko NE Do aritmetikih operacija se ne dolazi putem aritmetikih ve preko logikih operacija zato to elementarni digitalni sklopovi izvravaju logike operacije Sastoji se od : Sklopova Registara Sklopovi obavljaju aritmetike i logike operacije, a registri sudjeluju u operacijama tako to privremeno pohranjuju podatake i rezultate. Smjetaj aritmetiko-logike jedinice u von Neumannovim modelu raunala:

-

Graa aritmetiko-logike jedinice-

-

-

29

2.)Hardware 2.4.)Graa procesora

2.4.2.)Upravljaka jedinica Upravljaka jedinica je najsloeniji dio sredinjeg procesora, koji ima zadatak kontrolirati i koordinirati rad svih ostalih dijelova raunalnog sustava o Ona odreuje kad treba neto uiniti, memorirati, izraunati, te donijeti logiku odluku u smislu to je vee, to je manje, to je ekvivalentno s neim, to je numeriko, to je pozitivno, a to je negativno, itd. o Upravljaka jedinica obavlja svoj zadatak na osnovi instrukcija koje preuzima u slijedu iz glavne memorije te ih interpretira, i nakon toga inicira odreenu akciju generiranjem slijeda upravljakih signala o Upravljaka jedinica svaku instrukciju izvrava kroz dvije faze, i to: fazu pripreme (pribavljanja) i fazu izvrenja Njezine najvanije funkcije jesu: o upravljanje itanjem odnosno pisanjem podataka u glavnoj memoriji o upravljanje transferom informacija izmeu glavne memorije i aritmetike jedinice o upravljenje radom aritmetike jedinice, i o koordinacija rada svih ostalih dijelova raunalnog sustva Upravljaka jedinica sadri razne sklopovske elemente kao to su: o registar instrukcija, o programsko brojilo, o indeksni registar, o glavni sat, o generator upravljakih signala, o vremenski krugovi, o vremenski programator

-

-

-

30

2.)Hardware 2.4.)Graa procesora

2.4.3.)Registri

Podlekcije: 2.4.3.1.)Akumulator 2.4.3.2.)Buffer registri 2.4.3.3.)Registri ope namjene 2.4.3.4.)Programsko brojilo (PC) 2.4.3.5.)Pokaziva adrese staka (SP) 2.4.3.6.)Indeks registar 2.4.3.7.Posmani (shift) registar 2.4.3.8.)Registar statusa2.)Hardware 2.4.)Graa raunala

2.4.3.)Registri 1.)Akumulator Akumulator je registar u kojem se dobivaju (akumuliraju) rezultati razliitih operacija s binarnim brojevima koje je izvrila aritmetiko-logika jedinica - Sudjeluje u gotovo svim operacijama s podacima, a u njemu se uvaju i parcijalni rezultati razliitih operacija o U njemu se akumuliraju (prikupljaju, nakupljaju) razliiti rezultati za vrijeme izvoenja programa Podaci do akumulatora dolaze putem podatkovne sabirnice S akumulatora se podaci obino prenose na buffer-registre, a sa njih na ulaze aritmetiko-logike jedinice

31

2.)Hardware 2.4.)Graa raunala

2.4.3.)Registri 2.)Buffer registri Buffer registri slue za privremenu pohranu podataka Smjeteni su na ulazima aritmetiko-logike jedinice (na svakom ulazu po jedan), gdje privremeno uvaju podatke (operande) sve dok se ne prikupe svi potrebni podaci za daljnju obradu u ALU Jo jedna esta primjena buffer registara je kod usklaivanja rada sklopova koji rade razliitim brzinama o Sporiji sklopovi ne mogu prihvaati podatke tempom kojim ih dostavljaju bri sklopovi, pa se izmeu brih i sporijih sklopova postavljaju buffer registri koji uvaju podatke toliko dugo dok sporiji sklopovi ne budu spremni za prihvat podataka

-

-

2.)Hardware 2.4.)Graa raunala

2.4.3.)Registri 3.) Registri ope namjenePrisutni su kod svih vrsta procesora o Neke vrste procesora imaju svega nekoliko takvih registara, dok ih druge vrste imaju i po nekoliko desetaka o Obino ih oznaavamo sa Ri gdje je 0 N ? O

49

Primjer kodiranja izraza A1a pomou ASCII koda

Primjer kodiranja izraza A+1 pomou EBCDI koda

50

3.)Digitalno raunalo 3.4.)Brojevni sustavi

-

-

postoje razliiti brojevni sustavi u svakodnevnom ivotu ovjek se koristi dekadskim brojevnim sustavom; rad raunala se bazira na binarnom brojevnom sustavu svaki brojevni sustav ima svoju bazu: dekadski sustav je definiran nad bazom 10 i ima 10 osnovnih znamenki (0,1,2,3,4,5,6,7,8 i 9) binarni sustav je definiran nad bazom 2 i ima 2 osnovne znamenke (0 i 1) teoretski, brojevni sustav moe biti zadan nad bilo kojom bazom N (N je prirodni broj) i imati N osnovnih znamenki (od 0 do N-1) u informatici se jo susreemo sa oktalnim i heksadecimalnim brojevnim sustavima: oktalni sustav je zadan nad bazom 8 i njegove osnovne znamenke su 0,1,2,3,4,5,6 i 7 heksadecimalni brojevni sustav je zadan nad bazom 16 i njegovih 16 osnovnih znamenaka ine 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E i F oba sustava se koriste da bi se pojednostavio (skratio) prikaz binarnih brojeva (i baza 8 i baza 16 su potencije binarne baze 2, pa je prijelaz sa baze 2 na 8 i 16 (i obrnuto) vrlo jednostavan) o jednom oktalnom znamenkom se mogu zamijeniti 3 binarne znamenke o jednom heksadecimalnom znamenkom se mogu zamijeniti 4 binarne znamenke za sve spomenute brojevne sustave je karakteristian pozicioni zapis znamenaka tj. svaka znamenka u konkretnom broju ima odreenu teinsku vrijednost koja ovisi o poziciji znamenke u broju znamenke se piu s lijeva na desno teinske vrijednosti pozicija se poveavaju s desna na lijevo o gledajui s desna na lijevo, svaka pozicija ima za jedan red veliine (koji ovosi o bazi brojevnog sustava) veu teinsku vrijednost tj. teinska vrijednost k-te pozicije u brojevnom sustavu sa bazom N iznosi Nk, 0 k < n, n je broj znamenki u broju npr. kod binarnog zapisa (baza 2):

-

-

51

Smjer u kojem se poveavaju teinske vrijednosti pozicija

Pretvorba u oktalni sustav - Tehnikom uzastopnog dijeljenja sa 8 - npr. pretvaranja broja 217 u oktalnu vrijednost::

217:8=27 --> 1 ostatak 27 :8=3 --> 3 ostatak 3 :8=0 --> 3 ostatak

--> 331(8)

Pretvorba u heksadekadski sustav - Tehnikom uzastopnog dijeljenja sa 16 - npr. pretvaranja broja 217 u heksadecimalnu vrijednost::

217:16=13 --> 9 ostatak 13 :16=0 --> 13 (D) ostatak

--> D9(8)

56

3.)Digitalno raunalo 3.4.)Brojevni sustavi

3.4.6.)Pretvaranje broja iz drugih brojevnih sustava u dekadski Pretvorba u iz binarnog u dekadski sustav - Zbrajanjem teinskih vrijednosti pozicija na kojima se nalazi binarna jedinica:Tein ske vrijed nosti . . . . . . 210

29

28

27

2 2 2 2 2 2 2 26 5 4 3 2 1 0

-1

22

2-3

2-4

2-5

. . . . . .

10 24

5 1 2

2 5 6

1 2 8

6 3 1 8 4 2 1 0 4 2 6 , 5

0, 2 5

0, 12 5

0,0 0,03 625 125

Npr: 11001,11(2) = 1 x 24 + 1 x 23 + 1 x 20 + 1 x 21 + 1 x 2-3 = 16 + 8 + 1 + 0,5 + 0,125 = 25,625(10)

Pretvorba u iz oktalnog u dekadski sustav - Zbrajanjem teinskih vrijednosti pozicija na kojima se nalazi oktalna znamenka vea od nule:Teinske vrijednosti ... 84 83 8 2 81 80 8-1 8-2 ... ... 4096 512 64 8 1 0,125 0,015625 ... Npr: 27,5(8) = 2 x 81 + 7 x 80 + 5 x 8-1 = 2 x 8 + 7 x 1 + 5 x 0,125 = 16 + 7 + 0,625 = 23,625(10)

Pretvorba u iz heksadecimalnog u dekadski sustav - Zbrajanjem teinskih vrijednosti pozicija na kojima se nalazi heksadekadska znamenka vea od nule:Teinske vrijednosti ... 164 163 162 161 160 16 1 16-1 16-2 ...

... 65536 4096 256

0,0625 0,00390625 ...

Npr: FA5(16) = 15 x 162 + 10 x 161 + 5 x 160 = 15 x 256 + 10 x 16 + 5 x 1 = 3840 + 160 + 5 = 4005(10)

57

3.)Digitalno raunalo3.4.)Brojevni sustavi

3.4.7.)Pretvaranje iz oktalnog u binarni sustav pomou trijada Pomou binarnih trijada se binarni broj na slijedei nain pretvara u oktalni: o Svaka oktalna znamenka se zamijeni sa tri binarne znamenke, prema slijedeoj tablici:

Okt. Bin.

0 000 o

1 001

2 010

3 011

4 100

5 101

6 110

7 111

Npr. 2034(8) = 010|000|011|100(2) = 10000011100(2) (ukoliko se ukloni nepotrebna vodea nula) 2| 0 | 3| 4

3.)Digitalno raunalo3.4.)Brojevni sustavi

3.4.8.)Pretvaranje iz heksadecimalnog u binarni sustav pomou tetrada Pomou binarnih tetrada se binarni broj na slijedei nain pretvara u heksadecimalni: o Svaka heksadecimalna znamenka se zamijeni sa etiri binarne znamenke, prema slijedeoj tablici:

He 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F ks. Bi 00 00 00 00 01 01 01 01 10 10 10 10 11 11 11 11 n. 00 01 10 11 00 01 10 11 00 01 10 11 00 01 10 11

o Npr. 2A34(16) = 0010|1010|0011|0100(2) = 10101000110100(2) (ukoliko se uklone vodee nule) 2 | A | 3 | 4

58

3.)Digitalno raunalo3.4.)Brojevni sustavi

3.4.9.)Osnovne raunske operacije u brojevnim sustavima Zbrajanje binarnih brojeva: Pravila zbrajanja binarnih brojeva Izraz 0+0 0 + 1 ( ili 1 + 0) 1+1 1+1+1 Rezultat 0 1 0 1 Prijenos 0 0 1 1

Postupak zbrajanja o pretpostavimo da treba zbrojiti dva viebitna binarna broja. o poevi zbrajanje od pozicionog mjesta najmanje teine, tj. krajnjeg desnog bita, i idui dalje nalijevo, dobije se: 01101 + 10010 11111

Zbrajanje kod kojeg postoji prijenos (1 dalje) o neto sloenije je zbrajanje kod kojeg postoji jedan dalje, tj. prijenos jedinice u stupac vee teine neposredno lijevo Prijenosi: 111110 10101 + 11111 110100

59

o

u ovom sluaju prva dva bita s desna (1 i 1) daju 0 piem, 1 dalje, taj 1 dalje iz prvog stupca s desna prelazi u drugi stupac i zbraja se sa znamenkama drugog stupca (1 i 0)

o

Oduzimanje binarnih brojeva koritenjem dvojnog kopmlementa:

uloga dvojnog komplementa je svoenje postupka oduzimanja binarnih brojeva na postupak zbrajanja binarnih brojeva zbog toga u aritmetiko-logikoj jedinici procesora nije potrebno imati posebne skolpove za oduzimanje, ve se u tu svrhu koriste postojei sklopovi za zbrajanje

Oduzimanje brojeva 11011001(2) i 1010(2) (11011001 1010) koritenjem dvojnog komplementa

prvo se broj koji se oduzima (1010(2)) nadopuni vodeim nulama, tako da ima jednak broj znamenaka kao i umanjenik (1010(2) -> 00001010(2)), pa se zatim takav broj komplementira (jedinice se pretvore u nule i nule u jedinice) o time se dobiva jedinini komplement 11110101(2) zatim se jedininom komplementu pribroji binarni 1 ime se dobiva dvojni komplement 11110110(2) na kraju se dvojnom komplementu pribroji broj od kojeg se oduzima (11011001(2)) i rezultat je razlika dvaju zadanih binarnih brojeva (11001111(2)) u sluaju da na najveem teinskom mjestu rezultata doe do prijenosa jedinice, ona se u konanom rezultatu zanemaruje (upravo se to dogodilo u zadanom primjeru)11011001 00001010 ? Dvojni komplement 11110101 + 1 11110110 Razlika zadanih brojeva 11011001 + = 11110110 1|11001111 preljev Jedinini komplement 00001010 11110101

60

=

11001111

Primjeri 1. komplementarno oduzmite broj 75(16) od F1(16) u binarnom brojevnom sustavu, a rezultat prikaite u heksadecimalnom sustavu

75(16) = 01110101(2) = B F1(16) = 11110001(2) = A

B = 10001010(2) (jedinini komplement)

10001010(2) + 1(2)

---------------B = 10001011(2) (dvojni komplement)

10001011(2) + 11110001(2)

-----------------B + A = 1|01111100(2)

01111100(2) = 7C(16)

61

2. Oduzmite brojeve 88(10) - 45(10) i to komplementiranjem, a rezultat prikaite dekadski

88(10)=1011000(2) = A 45(10)=101101(2) = E

1011000(2) = A 0101101(2) = E

E = +

0101101(2) 1(2) ---------------1010011(2) + 1011000(2) ------------------

E+A

=

1|0101011(2) => 0101011(2) = 43(10)

62

3.)Digitalno raunalo 3.5.)Toke kodiranja Kad govorimo o tokama kodiranja, zapravo govorimo o mjestima (lokacijama) u raunalnom sustavu na kojima se izvodi kodiranje, tj. pretvorba podataka iz jednog kodnog oblika u drugi kodni oblik U raunalnom sustavu imamo dvije tipine toke kodiranja (mada to nisu jedine toke kodiranja): o tipkovnica memorija o memorija monitor/pisa

-

Tipkovnica memorija: Pritiskom neke tipke na tipkovnici se deava slijedee: o Tipka djeluje kao sklopka i njenim pritiskom se zatvara strujni krug u tipkovnici i po tono odreenom vodiu (koji pripada pritisnutoj tipki) krene strujni impuls o Mikrokontroler u tipkovnici "deifrira" na temelju vodia koja je tipka bila pritisnuta i alje u raunalo odgovarajui kod (tzv.scancode) tu ve dolazi do prvog kodiranja o Pristupni sklop (interface) za tipkovnicu prima scancode i u suradnji sa operativnim sustavom konvertira primljeni scancode znaka u odgovarajui kod na temelju kojeg raunalo obavlja trenutni zadatak (npr. u ASCII kod druga razina kodiranja) i npr. pohranjuje taj kod u memoriju na odgovarajuu lokaciju

Memorija monitor/pisa: Npr. u memoriji na nekoj lokaciji imamo pohranjen binarni podatak u kodnom sustavu koji je potreban za izvravanje zadanog zadatka nad dotinim podatkom npr. pohranjen je ASCII kod znaka 'A' (veliko slovo A) Taj znak treba prikazati na ekranu ili ispisati na pisa ni ekran ni pisa (veina pisaa) ne znaju raditi sa podacima kodiranim u ASCII obliku, ve prikazuju sadraje koji su oblikovani kao slike sastavljene od niza toaka o Pristupni sklopovi monitora ili pisaa, u suradnji s operativnim sustavom, "prevode" primljeni ASCII kod znaka A u "sliku" slova A koju dotini ureaji mogu reproducirati prikazati na ekranu ili ispisati na papir

-

63

3.)Digitalno raunalo3.6.)Zapisivanje u fiksnom i pokretnom zarezu

Zapisivanje brojeva u fiksnom zarezu u ovom nainu zapisivanja podrazumijeva se fiksirani broj decimalnih mjesta u binarnom zapisu broja npr. 2 dec. mjesta, 5 dec. mjesta, ... fiksni zapis decimalnih brojeva je potpuno precizan toliko dugo dok se: ne dostigne maksimalna vrijednost (ovisi o broju bitova koji se koriste pri implementaciji zapisa broja u fiksnom zarezu), ili ne pokua zapisati broj sa veim brojem decimalnih mjesta nego to odreena implementacija zapisa u fiksnom zarezu dozvoljava tada dolazi do zaokruivanja zadnje doputene decimale i odbacivanja vika decimalnih mjesta

-

-

-

zapis u pokretnom zarezu rjeava problem broja decimalnih mjesta, ali zbog naina zapisa broja u pokretnom zarezu su mogua neeljena zaokruivanja decimalnih mjesta i gubitak preciznosti zapisa zapis u fiksnom zarezu se esto koristi: kod zapisivanja novanih veliina (uvijek 2 fiksne decimale, ne tolerira se gubitak preciznosti koji moe prouzroiti pokretni zarez), kod ureaja koji nemaju jedinicu za rad sa pokretnim zarezom, ili u situacijama kad su potrebne bolje performanse aplikacija

-

-

npr. 16-bitni zapis u fiksnom zarezu sa 4 decimalna mjesta bi mogli predstaviti na slijedei nain:

Teinske vrijednosti 211 210 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20

Pozicija dec. toke

Teinske vrijednosti 2-1 2-2 2-3 2-4

64

Cjelobrojni dio

Decimalni dio

pozicija decimalne toke je zamiljena, za nju se ne troi niti jedan bit u zapisu ukoliko treba prikazati predznaeni broj, tada bit najvee teine u cjelobrojnom dijelu (ovdje je to teinsko mjesto 211) poprima ulogu predznaka

Zapisivanje brojeva u pokretnom zarezu pri ovom nainu zapisivanja svaki se broj zapisuje u obliku mantise i eksponenta, ime se uklanja problem broja decimalnih mjesta koji postoji kod zapisa sa fiksnim zarezom eksponent pokazuje koliko se brojeva ulijevo ili udesno mora pomaknuti pozicioni zarez u mantisi da bi se dobila prava vrijednost broja primjer biljeenja broja u pokretnom zarezu moe se prikazati koristei npr. trostruku preciznost zapisivanja broja, kao to je prikazano na slijedeoj slici:

-

-

-

65

3.)Digitalno raunalo3.7.)Provjera pariteta

-

Kod obrade podataka u digitalnim raunskim sustavima prenosi se velik broj podataka izmeu razliitih jedinica za obradu Zbog razmjene izmeu razliitih jedinica, mogu nastati greke u prijenosu Da bi se takve greke otkrile, upotrebljava se (kao jedna od moguih tehnika) provjera pariteta

-

-

Kako se izvodi provjera pariteta? Binarni podaci se alju tako da postoji odreeni broj jedinica u binarnom podatku Da bi se mogao provjeriti paritet mora postojati odreeni sklop koji radi taj posao Moe se dogoditi da se prilikom prijenosa promijene dva bita tada provjera pariteta ne bi uoila greku Vjerojatnost pojave greke jednog bita je 1:105, a vjerojatnost da se pogreno prenesu dva bita 1:1010, te se ona u praksi zanemaruje

-

-

Postoje dvije vrste provjere pariteta: PARNA svaka preneena rije mora sadravati parni broj jedinica NEPARNA svaka preneena rije mora sadravati neparan broj jedinica

-

Konstruktori raunala odluuju koji e se oblik koristiti, a meu njima nema znaajne razlike

-

U veini sustava je jedan bit u podatku rezerviran za provjeru pariteta Npr. kod 8-bitnog podatka je to najznaajniji bit, a ostalih 7 bitova se koristi za prijenos stvarnih podataka

66

Primjer Ako se koristi parna provjera pariteta, a podatak ve sadri paran broj jedinica, onda se u paritetni bit zapisuje nula, kako bi broj jedinica ostao paran (ako je broj jedinica u podatku neparan, tada u bit pariteta zapisuje jedinica, kako bi se postigao paran broj jedinica u podatku kao to to zahtijeva parna provjera pariteta) Prijamnik mora na svaki nain primiti paran broj jedinica, a ako ne primi, zna se da se dogodila greka i da se prijenos treba ponoviti.

67

3.)Digitalno raunalo 3.8.)Bistabili

-

Bistabili su svi oni elektroniki elementi (ili elementi neke druge prirode) koji imaju dva stabilna stanja. Pod stabilnim stanjem podrazumjeva se ono stanje u kojem razmratrani element moe ostati proizvoljno dugo i koje se moe promjeniti samo nekom vanjskom intervencijom. Npr. prekida koji je otvoren ili zatvoren U suvremenoj raunalnoj tehnologiji najvie se upotrebljavaju bistabili ostvareni razliitim elektronikim sklopovima. Najvie se, ipak upotrebljavaju elektroniki bistabili koji se u svojem elementarnom obliku sastoji od jednog para tranzistora. Daljnji elektroniki element koji ima ulogu bistabila je magnestska jezgra koja, magnetizirana u jednom smjeru oznaava stanje 0, a u drugom znai stanje 1. Ovi elementi se najvie upotrebljavaju u raunalnoj tehnologiji jer njihovo stanje moe se promjeniti u vremenu manjem od jedne mikrosekunde ili mnogo bre oko nekoliko nanosekundi. Brzina im omoguava da obave velik broj operacija u vremenu daleko manjem od jedne sekunde.

-

-

Uloge ulaza i izlaza kod bistabila S logikog gledita, bistabil se moe oznaiti jednim simbolom za element koji ima dva stabilna stanja, bez obzira na to kako se bistabil realizira. Postoji vie logikih simbola za bistabile takav jedan je prikazan na slici dolje Na simbolu postoje dva uzlaza S i R i dva izlaza Q i Q . Kada doe pobuda siglnala, odnosno stanje 1, na ulaz S, bistabil se postavi u stanje 1 i tada je na njegovu izlazu Q stanje 1, a na komplementarnom izlazu Q stanje je nula. Kada doe pobuda na njegov ulaz R, bistabil se postavi u stanje nula, tj. na izlazu Q stanje je 0 a na komplementu Q 1. Mogua stanja bistabila: Kada na izlazu S i R nema pobude on se nalazi u stanju izazvanom zadnjom pobudom, odnosno bistabil pamti zadnji binarni podatak.

-

-

68

-

Kada stanje 1 naie na ulaz S i na ulaz R, tada bi se bistabil trebao postaviti istovremeno i u stanje 1 i u stanje 0, to je nemogue prema definiciji bistabila. Ne mogu se istovremeno vrata zatvarati i otvarati. Zbog toga se stanje 1 na S i R smatra nedoputenim i ne moe se upotrebljavati u normalnom radu. Kada se na jednome uzlazu nalazi 0, a na drugome 1, tada se mijenja stanje bistabila; stanje sa ulaza S se prenosi na izlaz Q, a stanje sa ulaza R se prenosi na izlaz Q. Zbog mogunosti pamenja stanja, bistabil je pogodan za zapisivanje binarnih podataka u sloenijim raunalnim sklopovima

Logiki simbol za S-R bistabil

Varijanta bistabila D-bistabil Prilikom povezivanja veeg broja bistabila u niz (npr. kod realizacije registara) poeljno je im vie utediti na broju vodova unutar sloenijih sklopova To je mogue izvesti pomou D-bistabila, kod kojeg se tedi na jednom ulaznom vodu Uteda se ostvaruje drugaijom realizacijom bistabila, pri emu se koristi definicija dozvoljenih stanja bistabila Kako su praktiki dozvoljena samo stanja u kojima ulazi S i R imaju suprotne vrijednosti, u sklop se dodaje NE sklop koji invertira vrijednost ulaza S i prenosi ga na ulaz R

-

69

Tablica stanja S-R bistabila

70

3.)Digitalno raunalo 3.9.)Osnovni logiki sklopovi Podlekcije: 3.9.1.)NE sklop 3.9.2.)I sklop 3.9.3.)ILI sklop 3.9.4.)NI sklop 3.9.5.)NILI sklop 3.9.6.)EX-ILI sklop Koliko god se raunalo inilo sloeno, njegov rad se moe prikazati kombinacijama dva binarna stanja tj. moe se priazati koritenjem znamenki binarnog brojevnog sustava. Digitalni sklopovi koji rade pomou znamenki binarnog brojevnog sustava nazivaju se logiki sklopovi. Logiki sklopovi mogu imati jedan ili vie ulaza. Naponi na ulazima i izlazima logikih sklopova mogu se prikazati koritenjem prije spomenutih znamenki binarnog brojevnog sustava tj. 0 i 1. Stanje na izlazu sklopa vezano je za ispunjenje odreenih uvjeta na ulazima tj. izmeu stanja na ulazima i stanja na izlazu postoji odreena logika veza, odnosno logiki sklopovi obavljaju logike funkcije ili operacije. Engleski matematiar George Boole razvio je u 19. stoljeu logiku algebru koju koristimo za analizu i sintezu logikih sklopova. Koritenjem metoda logike algebre mogu se prikazati stanja logikih sklopova jednostavnim algebarskim jednadbama. Logika stanja sklopova mogu se prikazati tablicama stanja. Tablica stanja je prikaz svih kombinacija ulaznih binarnih veliina i tako dobivenih stanja na izlazima. Bitno je za napomenuti da proizvoai takvih sklopova esto umjesto binarnih oznaka 0 i 1 koriste oznake L (engl. Low) i H (engl. High) tj. prikazuju naponska stanja pojedinih sklopova. Logiki sklopovi kod kojih stanje na izlazu ovisi o trenutnom stanju na ulazu nazivaju se kombinacijski logiki sklopovi i nemaju sposobnost pamenja binarnih stanja. Za izgradnju raunala potrebni su i sklopovi koji imaju mogunost pamenja stanja. Sklopovi kod kojih stanje na izlazu ovisi o prethodnom stanju na ulazu i o prethodnom stanju na izlazu nazivaju se slijedni logiki sklopovi i za razliku od kombinacijskih sklopova imaju mogunost pamenja binarnih stanja.

-

-

-

-

-

-

-

71

3.)Digitalno raunalo 3.9.)Osnovni logiki sklopovi

3.9.1.)Logiki sklop NE-

Logiki sklop NE, odnosno invertor (engl. NOT) obavlja logiku operaciju NE tj. negacije, odnosno inverzije ili komplementiranja. Za razliku od predhodnih sklopova logiki sklop NE ima samo jedan ulaz i jedan izlaz. Na izlazu daje stanje suprotno stanju na izlazu tj. ako je ulaz u stanju logike 1 tada je izlaz u stanju 0 i obratno. Mala krunica na izlazu sklopa oznaava logiku operaciju NE odnosno inverziju. Takva krunica oznaava inverziju na izlazu bilo kojeg sklopa. Tri do sada prikazana logika sklopa (I, ILI i NE) ine osnovne elemente koji grade elektroniko raunalo i druge digitalne sisteme. Za svaki sklop kae se da vri odreenu logiku operaciju tj. funkciju. Iz osnovnih elemenata kao to su logiki sklopovi mogu se graditi razliiti sloeniji sklopovi.

-

Simbol logikog sklopa NE

Tablica stanja za logiki sklop NE A 0 1 Y 1 0

Logike operacije za sve kombinacije ulaznih veliina 0 =1 1 =0 Algebarski izraz Y=A

72

3.)Digitalno raunalo 3.9.)Osnovni logiki sklopovi

3.9.2.)Logiki sklop I-

-

Logiki sklop I (engl. AND) obavlja logiku operaciju I, tj. operaciju povezivanja ili konjukciju. Sklop moe imati dva ili vie ulaza. Sklop na izlazu Y daje stanje 1 samo onda kada su ulaz A i ulaz B u stanju logike 1 (u sluaju I sklopa sa dva ulaza). Ako je na bilo kojem od ulaza stanje logike 0 tada je i izlaz u stanju 0. U sluajevima kada se radi o sklopu koji ima tri ili vie ulaza princip je isti tj. da bi stanje na izlazu bilo 1, potrebno je zadovoljiti odreene uvjete na svim ulazima sklopa tj. svi ulazi sklopa moraju biti u stanju logike 1. Ve prije spomenutim tablicama stanja prikazuju se sve mogue kombinacije stanja na ulazima sklopa i tako dobivenim stanjima na izlazu sklopova, dok se logiki sklopovi prikazuju pripadnim simbolima

Simbol logikog sklopa I

Tablica stanja za logiki sklop I A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 Y 0 0 0 1

Logike operacije za sve kombinacije ulaznih veliina 0 0 1 1 x x x x 0 1 0 1 = = = = 0 0 0 1

Algebarski izraz Y=AxB=A^B=A&B

73

3.)Digitalno raunalo 3.9.)Osnovni logiki sklopovi 3.9.3.)Logiki sklop ILILogiki sklop ILI (engl. OR) obavlja logiku operaciju ILI tj.operaciju rastavljanja ili disjunkciju. Sklop moe imati dva ili vie ulaza. Na izlazu e biti stanje 1, ako je na bilo kojem (tj. barem jednom) od ulaza stanje logike 1. Na izlazu sklopa biti e stanje 0 samo onda kada su svi ulazi u stanju logike 0.

Simbol logikog sklopa ILI

Tablica stanja za logiki sklop ILI A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 Y 0 1 1 1

Logike operacije za sve kombinacije ulaznih veliina 0 0 1 1 + + + + 0 1 0 1 = = = = 0 1 1 1

Algebarski izraz Y=A+B=AvB

74

3.)Digitalno raunalo 3.9.)Osnovni logiki sklopovi

3.9.4.)Logiki sklop NI-

-

-

Logiki sklop NI (engl. NAND gate, skraeno od NOT AND) obavlja logiku operaciju NI (naziva se jo Shaefferova funkcija) tj. negaciju rezultata operacije I (AND). Sklop moe imati dva ili vie ulaza. Na izlazu ima logiko stanje 1 ako je na bilo kojem ulazu logiko stanje 0. Kad je na svim ulazima stanje 1, tada je na izlazu stanje 0. Ako se na jedan ulaz sklopa NI dovede niz impulsa, signal sa tog ulaza pojaviti e se u invertiranom obliku na izlazu samo ako je drugi ulaz u stanju logike jedinice. Ako je drugi ulaz u stanju 0, tada je izlaz u stanju 1 bez obzira na signal s prvog ulaza. To znai da sklop NI moemo upotrijebiti kao sklop za zabranu i doputanje prolaza impulsima. Pri tome treba imati na umu da se pri doputenju prolaza impulsi invertiraju.

Simbol logikog sklopa NI

Tablica stanja za logiki sklop NI A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 Y 1 1 1 0

75

Logike operacije za sve kombinacije ulaznih veliina _____ 0x0=1 _____ 0x1=1 _____ 1x0=1 _____ 1x1=0 Algebarski izraz

76

3.)Digitalno raunalo 3.9.)Osnovni logiki sklopovi

3.9.5.)Logiki sklop NILI

Logiki sklop NILI (engl. NOR gate, skraeno od NOT OR) obavlja logiku operaciju NILI (naziva se jo i Pierceova funkcija) tj. negaciju rezultata operacije ILI (OR). - Sklop moe imati dva ili vie ulaza. Na izlazu ima stanje 1 samo ako su svi ulazi sklopa u stanju 0. Kada je na bilo kojem od ulaza sklopa stanje 1 tada je izlaz sklopa u stanju 0. - Ako se na jedan ulaz sklopa NILI dovede niz impulsa, signal s tog ulaza pojaviti e se u invertiranom obliku na izlazu samo ako je drugi ulaz sklopa u stanju nula. Ako je drugi ulaz sklopa u stanju 1, signal je u stanju 0 bez obzira na stanje signala s prvog ulaza. To znai da se i sklop NILI moe upotrijebiti kao sklop za zabranu ili doputanje prolaza impulsima. Bitno je za napomenuti da e se u sluaju prolaza impulsa ti impulsi na izlazu pojaviti u invertiranom obliku. Simbol logikog sklopa NILI

Tablica stanja za logiki sklop NILI

A0 0 1 1

B0 1 0 1

Y1 0 0 0

77

Logike operacije za sve kombinacije ulaznih veliina_____ _____ _____ _____

0+0=1 0+1=0 1+0=0 1+1=0 Algebarski izraz

78

Digitalno raunaloOsnovni logiki sklopovi

Logiki sklop EX-ILI Logiki sklop EX-ILI (engl. XOR eXclusive OR) obavlja logiku operaciju ekskluzivne disjunkcije. Ekskluzivni ILI je takav oblik sklopa koji ima na izlazu logiku vrijednost 1 kad je jedan od ulaza u sklop u logikom stanju 1, a drugi ulaz u logikom stanju 0. Ako su oba ulaza u istom stanju (log. 0 ili log 1), tada je izlaz u stanju logike 0.

-

Korisna osobina EX-ILI sklopa je slijedea: Ako na prvi ulaz dovedemo bilo kakvu logiku vrijednost, a na drugi ulaz dovedemo logiku 1, tada e na izlazu biti inverzna vrijednost od one na prvom ulazu. EX-ILI sklop u ovom sluaju radi kao invertor. Ako na prvi ulaz dovedemo bilo kakvu logiku vrijednost, a na drugi ulaz dovedemo logiku 0, tada e na vrijednost na izlazu biti ista kao i ona na prvom ulazu.

Simbol logikog sklopa EX-ILI

79

Tablica stanja za logiki sklop EX-ILI

A0 0 1 1

B0 1 0 1

Y0 1 1 0

Realizacija EX-ILI sklopa pomou elementarnih logikih sklopova

80

3.)Digitalno raunalo3.10.)Dekoderi

-

Dekoderi su sklopovi koji omoguuju, u digitalnoj tehnici, da svako stanje na registru rezultira stanjem 1 na samo jednom jedinom izaznom vodu radi pokretanja neke akcije, a stanjem 0 na svim ostalim izlaznim vodovima. Stoga su obino smjeteni uz registre

-

Upotrebom dekodera izvode se razliita adresiranja u raunalu, te se pokreu razliite akcije kojima je ishodite odgovarajui broj na registru

Dekoder sa tri ulaza

81

-

Na slici je prikazan dekoder uz registar sa tri bita. Tri bita daju ukupno 8 kombinacija (23 = 8), tj. dekoder uz registar od 3 bita mora imati 8 izlaznih vodova (n-bitni registar 2n izlaznih vodova) Aktivan e biti samo jedan izlazni vod, ovisno o broju zapisanom u registru U ovom sluaju je aktivni vod na skici naznaen binarnom brojanom vrijednou iz registra Npr. ako je u registru zapisan broj 5 (binarno 101), tada e biti aktivan jedino izlazni vod pored kojeg je oznaka "101"

-

-

82

3.)Digitalno raunalo 3.11.)Brojila

-

Brojilo slui, kako mu i ime kae, za brojanje binarnih signala o Na ulaz u brojilo se dovode kratkotrajni impulsi, a brojilo pamti broj takvih pristiglih impulsa Brojilo dobijemo tako da nekoliko S-R bistabila poveemo u seriju pomou elementarnih logikih sklopova o N bistabila u nizu ini N-bitno brojilo, koje moe izbrojiti maksimalno 2N brojeva o Bistabili su poredani po teinskim vrijednostima 1. bistabil reprezentira teinsko mjesto 20 2. bistabil reprezentira teinsko mjesto 21 ... N-ti bistabil reprezentira teinsko mjesto 2N-1 o Osnovu brojenja ini mijenjanje (komplementiranje) stanja bistabila u situaciji kada bistabil nie teinske vrijednosti prelazi iz stanja 1 u stanje 0 tada se iz bistabila nie teinske vrijednosti alje signal koji "okida" bistabil vie teinske vrijednosti i postavlja ga u stanje 1 Postoje brojila koja mogu samo poveavati vrijednost brojaa, koja mogu samo smanjivati vrijednost brojaa ili oboje Brojila imaju znaajnu ulogu u radu raunala jedan od najvanijih registara u mikroprocesoru (programsko brojilo) je realiziran kao brojilo

-

-

-

83

3.)Digitalno raunalo3.12.)Poluzbraja (polusumator)

-

Osnovni sklop za strojno zbrajanje dvaju binarnih znamenaka je polusumator Ulaze u polusumator X i Y ine dva binarna broja koja treba zbrojiti Izlaz S je zbroj, a C je jedan dalje (engleski: carry), odnosno prijenos.

-

-

-

Polusumator zbraja samo dvije binarne znamenke, no to nije dovoljno za potpuno zbrajanje. Naime, kako polusumator ima samo dva ulaza, ne moe uzimati u obzir i eventualni jedan dalje, koji moe postojati brojnom mjestu nie teinske vrijednosti, te su za to potrebni dodatni sklopovi.

Simbol polusumatora

Tablica stanja polusumatora

-

Ako su oba ulaza 0, onda su i oba izlaza 0. Ako je samo jedan ulaz 0, a drugi je u stanju 1, onda je izlaz S u stanju 1, a izlaz C u stanju 0. Napokon, ako su oba ulaza u stanju 1, onda e na izlazu postojati samo jedan dalje tj. C je 1, a S je 0.

-

84

Realizacija polusumatora pomou osnovnih logikih sklopova

85

3.)Digitalno raunalo 3.13.)Potpuni zbraja (potpuni sumator)

Polusumator nije dovoljan za potpuno zbrajanje sklop koji uzima u obzir i "1 dalje" sa mjesta nie teinske vrijednosti naziva se potpuni sumator - Potpuni sumator ima tri ulaza Ulazi X i Y za binarne znamenke koje treba zbrojiti Ulaz CUL za prihvaanje signala "1 dalje" - Ima dva izlaza Izlaz S sa potpunim zbrojem dviju binarnih znamenaka Izlaz CIZ sa izlaznim "1 dalje" koji se alje na ulaz sumatora vee teinske vrijednosti - Realizira se pomou dva povezana polusumatora Simbol potpunog sumatora

Tablica stanja potpunog sumatora

86

Realizacija potpunog sumatora pomou dva polusumatora

Realizacija zbrajanja-error

87

3.)Digitalno raunalo 3.15.)Registri

-

-

-

Jedan bistabil moe svojim stanjima prikazati samo jedan bit podatka Podaci se obino sastoje od vie bitova, koji zajedno tvore jedan ili vie bajtova ili rijei Za zapis takvog kompletnog podatka potrebno je vie bistabila u nizu na koje se moe pohraniti itav podatak takav niz bistabila se zove registar Bistabili u registru su meusobno neovisni, ali su poredani tako da svaki ima odreenu teinsku (pozicionu) vrijednost kao i binarni brojevi koji se na njih zapisuju Imamo bistabil teinske vrijednosti 20, pa 21, ..., do 2n-1 gdje je n broj bistabila u registru Zbog toga to raunala barataju sa strojnim rijeima fiksne duljine (8 bita, 12 bitova, 16 bitova, 32 bita, ...) i veina registara u raunalu je jednake fiksne duljine kao i strojna rije, kako bi se izmeu registara mogli im lake razmjenjivati podaci Podaci se izmeu registara razmjenjuju putem sabirnica Skupina registara je spojena na odgovarajuu sabirnicu (ili sabirnice) Izvorini registar prenosi pomou I-brana svoj sadraj na sabirnicu (na poticaj odgovarajueg signala jedino Ibrane na izazima izvorinog registra proputaju signale na sabirnicu) Podaci putuju sabirnicom Podatke preko I-brana prima samo odredini registar (na poticaj odgovarajueg signala jedino I-brane ispred ulaza odredinog registra proputaju signale)

-

Skica registra sa 8 bistabila

88

3.)Digitalno raunalo 3.16.)Organizacija procesora oko jedne sabirnice

Procesor organiziran oko jedne sabirnice koristi jednu sabirnicu za dovoenje i odvoenje podataka u sredinjem procesoru - Slika pokazuje jednu sabirnicu koja: o posluuje oba buffer registra za potrebe ALU operacija, o odvodi podatake s ALU na vanjku sabirnicu o odvodi i dovodi podatke registrima -

-

U pravom procesoru, naravno, postoje tri sabirnice (upravljaka, podatkovna i adresna), no na slici je radi jednostavnosti crtea prikazana samo podatkovna Za razliku od procesora organiziranih oko dvije ili vie sabirnica, procesor organiziran oko jedne sabirnice moe u jednom trenutku prenositi samo jedan podatak, tako da se podaci moraju prenositi vremenski multipleksirano i to u oba smjera o Radi toga je tako organizirani rad sporiji u odnosu na izvedbe s dvije ili tri sabirnice koji za opsluivanje razliitih sklopova u procesoru imaju posebnu sabirnicu

-

89

-

Prednost takve organizacije je s druge strane u utedi prostora jer se na procesoru utroi manji dio raspoloive povrine Rad s ovakvom organizacijom moe se objasniti na sljedei nain (npr. ALU treba zbrojiti 2 broja i pohraniti ih u registar ope namjene ili u memoriju): o sabirnicom se prvo dovodi podatak s vanjske sabirnice (iz memorije) ili registra na buffer registar na desnom ulazu u ALU o zatim se kroz akumulator dovodi podatak na lijevi bufer registar od ALU o po obavljenoj AL operaciji podatak se istom sabirnicom provodi do registra ope namjene ili vanjskom podatkovnom sabirnicom u memoriju

-

90

3.)Digitalno raunalo3.17.)Organizacija procesora oko dvije sabirnice

-

Spomenuli smo nedostatak organizacije procesora oko jedne sabirnice u jednom asu se unutar procesora moe obavljati prijenos samo jednog podatka, to usporava procesor o Slika prikazuje moguu organizaciju procesora oko dvije sabirnice, pri emu: Jedna sabirnica slui za dovoenje podataka na ulaze ALU (izvor) Druga sabirnica odvodi rezultat obrade u ALU do registara ili memorije (odredite)

o Ponekad je mogue istovremeno prenosti podatke po obje sabirnice, ime se ubrzava rad sustava o Jo uvijek nije mogue istovremeno pribaviti operande za oba ulaza ALU (pribavljaju se jedan po jedan, vremenski multipleksirano), ali se otvara mogunost prenoenja rezultata prethodne operacije u ALU na zadano odredite istovremeno s pribavljanjem operanada za novu operaciju u ALU ubrzanje rada

91

3.)Digitalno raunalo3.18.)Organizacija procesora oko tri sabirnice

-

Ve i organizacija procesora oko dvije sabirnice donosi ubrzanja u radu, a jo vea poboljanja su mogua uvoenjem tree sabirnice o Slika prikazuje moguu organizaciju procesora oko tri sabirnice, pri emu: Sabirnica A slui za dovoenje podataka na prvi ulaz u ALU (izvor A) Sabirnica B slui za dovoenje podataka na drugi ulaz u ALU (izvor B) Sabirnica C odvodi rezultat obrade u ALU do registara ili memorije (odredite)

o Poboljanje u odnosu na organizaciju oko dvije sabirnice se oituje u mogunosti istovremenog dovoenja obaju operanada na ulaze u ALU, a i dalje postoji mogunost istovremenog odvoenja rezultata prethodne AL operacije na odredite

92