HARDWARE ra č unarskog sistema

1. HARDWARE računarskog sistema Prof dr Milan Mišić MSc Bojan Stojčetović

2. HARDWARE • Hardver ili računarski hardver (en. hardware; computer hardware) je fizički, opipljivi deo računara • Mogućnosti računara u najvišoj meri zavise od hardvera i njegovog kvaliteta

3. Napajanje • Kućište • Zamenljive jedinice(ZIP uređaj – arhiva podataka) • CD-ROM / DVD-ROM jedinica • Jedinica za traku • Disk jedinica • Disketna jedinica • IDE kontroleri (Integrated Drive Electronics)-vezuju matičnu ploču i CPU sa disk uređajima) • AGP slot za proširenje(brži od PCI slota)(Accelerated Graphics Port)-pruža grafičkoj kartici brži pristup do glavne memorije računara- korisno za 3D grafiku)

4. 10. PCI slot za proširenje(Peripheral Component Interconnect)- povezivanje periferijskih komponenti/ Plug and Play • 11. Video (grafička) kartica • 12. Zvučna kartica • 13. RAM memorijaSkup mikročipova gde računar smešta programe i podatke koje koristi. Kada se računar isključi sadržaj RAM-a se gubi. • 14. Sistemski sat • 15. CMOSMemorijski čip koji čuva informaciju o hardverskoj konfiguraciji PC-a i kada je računar isključen (koristi malu bateriju)

5. 16. BIOS (Basic Input Output System)Čip koji čuva individualnost PC-a, služi kao posrednik između operativnog sistema i hardvera • 17. CMOS baterija(CMOS memorija sa rezervnim baterijskim napajanjem sluzi za smestaj vrednosti osobina racunara, kao sto su vrsta diska, kolicina memorije, vreme, datum...) • 18. Mikroprocesor (CPU-Central Processing Unit)- Centralna procesorska jedinica • - Mozak računara • 19. Rashladni elementiPošto CPU proizvodi mnogo toplote, rashladni element štiti interne komponente

6. Portovi • 20. Ventilator Obezbeđuje strujanje hladnog vazduha • 21. USB portovi (Universal Serial Bus-univerzalna serijska sabirnica)-Veza sa perifernim uređajima (tastatura, miš, monitor, štampač, modem, zvučnici, mikrofon, skener, digitalna kamera, FLASH memorija ...)- Najveća brzina prenosa podataka • Propusni opseg od 1,5 megabita u sekundi (Mbps) • Omogućava priključivanje/isključivanje uređaja bez isključivanja računara (“na vruće”) • najveća dozvoljena dužina kabla je 5 m • - razvio je Intel • 22. Port za mišPoznat kao PS2 • 23. Port za tastaturu

7. Portovi • 25. Paralelni port (Centronics-originalni standardza dizajn) • ulazno-izlazni konektor koji šalje i prima podatke od 8 bitova paralelno, između računara i periferala (štampač, skener ...) • korist 25-pinski konektor • veća brzina prenosa podataka od serijskog • signal ne može da putuje daleko kao kod serijskog porta • 26. Serijski portovi (RS-232) • bitovi jednog bajta izlaze kroz port jedan po jedan • Većina PC-a ima dva serijska porta • signal putuje i 10 puta dalje od paralelnog porta27. Priključci zvučne karticeOmogućavaju priključivanje zvučnika, mikrofona i spoljnihizvora zvuka • 28. ModemPovezuje PC sa telefonskom linijom (Internet)

8. Kako se prikazuju podaci u računaru ? • Binarna azbuka ( 0 i 1 ) • Simbol binarne azbuke – bit (binary digit) • Svakom znaku eksterne (npr. srpske) azbuke pridružuje niz od slova binarne azbuke • ASCII kod (American Standard Code for Information Interchange) • Npr. A = 01000001 B = 01000010 C = 01000011 ... • Byte – niz od 8 bita • 1 KB = 210 = 1024 bajta, • 1 MB = 220 = 1048576 bajta • 1 GB = 230 = 1073741824 bajta • 1 TB = 240= 1099511627776 bajtova.

9. Tower Kutija u koju su smešteni uredjaji računarskog sistema Obično napravljeno od metala Štiti interne komponente od prašine i oštećenja Sistemska (centralna jedinica) Kućište (System unit) Desktop

10. Plastična ploča na kojoj su štampana metalna (aluminijum ili bakar) strujna kola i na kojoj se nalaze priključna mesta za : mikroprocesor, operativnu memoriju (RAM, ROM) grafička kartica zvučna kartica TV kartica mrežna kartica modem slotovi za dodatne kartice kontroleri za diskove i disketne jedinice... Osnovna (matična) ploča - Motherboard

12. Socket (utičnica, podnožje) određuje koji procesor se može ugraditi u matičnu ploču. Nemoguće je staviti AMD procesor u matičnu ploču koja podržava Intel socket . Npr. Socket 8 ima otvore za 387 pinova. • BIOS: Basic Input/Output System (BIOS) ispituje hardware prilikom pokretanja računara • Memorijski slotovi: Služe kao konektor za RAM memoriju, obično ih ima više • PCI slot(en. Peripheral Component Interconnect) konektori za zvučne, TV, mrežne i nekada i grafičke karte. • AGP slot(en. Accelerated Graphics Port (AGP), konektor isključivo namenjen za grafičke karte, karakteriše ga veća brzina od PCI-a. • IDE konektori: (en. Integrated Drive Electronics (IDE), služi za spajanje hard diskova, optičkih uređaja (DVD/CD-ROM/RW); obično se nalaze dva konektora. • CMOS baterija: Pamti neke vitalne i osnovne postavke. U sebi sadrži i sistemski sat koji pamti tačno vreme i kada je računar ugašen • Integrisani delovi: Većina ploča danas ima već ugrađene zvučne, mrežne pa i grafičke čipove • Naponski konektor: Preko njega matična ploča dobija struju

13. Definiše tip PC računara PC-XT (8088), PC-AT (80286), PC386 (80386),PC486 (80486), Pentium I, Pentium II, Pentium III, Pentium IV Izvršava sve računske/logičke operacije i komande zadate programom Obično se ugradjuje na podnožje koje je deo matične ploče Sa donje strane se nalazi nekoliko stotina nožica preko kojih se povezuje na magistrale CPU (Central Processing Unit) - mikroprocesor Mikroprocesor Intel 80486 Savremeni mikroprocesor

14. Sadrži preko milion tranzistora čija je površina oko 1 kvadratni inč Karakteristike : BRZINA DUŽINA PROCESORSKE REČI RADNI TAKT INTERNI KEŠ CPU (Central Processing Unit) - mikroprocesor Mikroprocesor Intel 80486 Savremeni mikroprocesor

15. BRZINA Izražava se u milionima operacija koje procesor obradi u jednoj sekundi – MIPS (Milion Instruction Per Second) DUŽINA PROCESORSKE REČI Broj bitova koji se jednovremeno prenose i obradjuju unutar procesora RADNI TAKT Učestalost impulsa koje generiše clock (specijalno elektronsko kolo kojim se diktiraju operacije procesora) Meri se u MHz ili GHz (1 MHz – 1 000 000 vibracija u sec.) CACHE memorija (vrlo brza memorija) Brza memorija malog kapaciteta Rešava problem između brzine procesora i radne RAM memorije Nalazi se u samom procesoru (interni) ili uz procesor (eksterni cache) Korisna je kada je pristup RAM-u spor u poređenju sa brzinom mikroprocesora Drže se podaci koji se često koriste Kapacitet oko 512 Kb do 1 Mb CPU (Central Processing Unit) - mikroprocesor

16. Aritmetičko-logička jedinica (ALU) Izvršava aritmetičko-logičke operacije Naredbe programa INTEL, Advanced Micro Devices, Cyrix CPU (Central Processing Unit) - delovi

18. Random Access Memory Nalazi se na matičnoj ploči (nije integrisana) Memorija sa direktnim pristupom (može da se pristupi bilo kojim redom) Memorišu se programi i podaci sa kojima računar radi (prenos sa hard diska ili se formiraju u toku rada) Po isključenju računara gube se podaci Kapacitet : 256 Mb, 512 Mb, 1 Gb, 2Gb ... Vreme pristupa – vremekoje protekne između zahteva memoriji za podatkom i dobijanja podatka.Izražava se u nanosekundama ( ns ) - 5 do 10 ns Buffers su delovi RAM memorije koje neki programi rezervišu za svoje potrebe (privremeno deponovanje podataka) Operativna memorija (RAM-ROM)

19. Najčešće se 1 bajt (8 bitova) čuva na određeno mesto u memoriji, koje zovemo memorijska lokacija. Svaka ima svoju adresu. (npr. jedno slovozauzima jedan bajt memorije.) Povećanje kapaciteta memorije naziva se proširenje memorije. Memorija seizgrađuje u memorijskim modulima- pločicama na kojima su zalemljeni memorijski integrisani krugovi, a na čijim se ivicama nalaze konektori za spajanje na matičnu ploču. Random Access Memory

20. DRAM (Dynamic Random Access Memory)- vremenom gube sadržaj iako je računar uključen (mora se ponovo upisivati stari sadržaj) EDO RAM (Extended Data Out ) brža je od DRAM-a VRAM (Video RAM) Optimizovana za video adaptere SRAM (Static RAM) Brži od DRAM-a i zadržavaju svoj sadržaj SDRAM (Synchronous DRAM) Konstruisana za brže procesore SIMM (Single In-line Memory Modules) Memorijski čipovi se stavljaju na male štampane ploče DIMM (Dual In-line Memory Modules) ECC (Error-Correcting Code) RAM koji koristi dodatne bitove za otkrivanje grešaka Vrste RAM memorije

21. Nalazi se na matičnoj ploči Statički deo memorije koji se samo čita Sadržaj se ne gubi po isključenju računara Smešten je program (BIOS) koji omogućava proveru ispravnosti hardvera i učitavanje operativnog sistema u RAM memoriju računara Vreme pristupa ROM-u je 500 do 850 ns ROM (Read Only Memory)

22. Magistrale • Razmena informacija medju komponentama • Magistrala podataka – prenosi podatke izmedju procesora i memorijskih lokacija • Adresna magistrala - prenosi adrese koje generiše procesor • Kontrolna magistrala – prenos upravljačkih i kontrolnih signala od procesora ka komponentama i obrnuto

23. Služi za čuvanje programa i podataka kada računar nije u upotrebi Hermetički zatvoreno metalno kućište štiti unutrašnje komponente disk jedinice od čestica prašine koje bi mogle da blokiraju vrlo mali razmak izmedju glava za čitanje/pisanje i ploča (2/1.000.000 dela incha) Sastoji se od više ploča premazanih magnetnim materijalom i postavljenih na istu osovinu Ploče se okreću oko ose, dok se upisno-čitajuće glave pomeraju ka osi rotacije i od nje Jedinice spoljne memorije – HARD DISK

24. Osovina povezana sa električnim motorom obrće do osam ploča, napravljenih od metala ili stakla Broj ploča i sastav magnetnog sloja kojim su premazani odredjuju kapacitet diska (današnje ploče su obično premazane magnetnim slojem čija je visina oko tri milionita dela incha Brzina rotacije: 15.000 obrtaja u minuti Vreme pristupa : oko 6 milisekunde (prosečno vreme koje je glavi za čitanje/upis potrebno da se pomeri do početka datoteke Kapaciteti : 20, 40, 80, 100, 500 Gb, 1 Tb ... Podaci su rasporedjeni po koncentričnim krugovima koji se nazivaju staze Jedinice spoljne memorije – HARD DISK

25. Pre prve upotrebe potrebno je formatirati disk – pripremiti ga za rad. Ako već postojepodaci zapisani na disku, formatiranjem se brišu. Korisnik obično kupuje već formatiran hard disk. Nakon određenog vremena upotrebepotrebno je disk defragmentirati kako bi seubrzalo čitanje podataka s diska. Razbacani podaci na disku prikupljaju se ucelinu i smeštaju na jedno mesto na disku. Jedinice spoljne memorije – HARD DISK

26. Floppy disk • 3,5 “ • 1.44 Mb • Plastična ploča premazana feromagnetnim materijalom

27. Compact disc • CD (eng. Compact Disc)- optički medijum za čuvanje podataka. Kao izvor svetlosti pri upisu podataka (u spirali odsredišta prema rubu diska) i njihovom čitanju koristi se laser. Izvorno je namenjen kao nosilac zvuka.(Reč LASER je akronim Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation), ili u prevodu, pojačanje svetlosti stimulisanom emisijom zračenja. Temelje rada lasera postavio je Albert Ajnštajn u svom radu "О kvantnoj teoriji zračenja”). • Daljim razvojem tehnologije prerasta u nosilac podataka smogućnošću • jednokratnog CD-R(Compact Disc – Recordable) • višekratnog CD-RW(Compact Disc – ReWritable)zapisa čime postaješiroko rasprostranjen u računarskoj industriji. • Prečnik diska je 12cm, a postoji i miniCD od 8cm. Debljina diska je 1.2mm.

28. Compact disc • Laserski zrak probija zaštitni sloj od plastike i odbija se od refleksnog sloja koji liči na aluminijumsku foliju na donjoj strani diska. • Površina refleksnog sloja se sastoji od naizmeničnih udubljenja i ravnina. • Digitalne informacije se upisuju utiskivanjem sitnih rupica po povrsini diska (mala velicina rupica-0,83 do 3 mikrona, • Prvobitna brzina CD uredjaja 1x = 150Kb/s (kilobajt/sec.) 52x =7,62 Mb/s. Pri ovakvim brzinama medij u CD uređaju se vrti na 10000 okretaja u minuti. • Kapacitet je oko 700 Mb (gustina zapisa 1Mb/mm²) • Koriste se za distribuciju softvera, slika, zvuka, video zapisa...(multimedija)

29. Optičke memorije • DVD (Digital Video Disk) • Nastao zbog potrebe snimanja dugometražnih filmova • Mogu se koristiti i za snimanje podataka • Kapacitet je do 4.7 do 14 Gb • DVD uredjaj koristi laser za čitanje udubljenja i ravnina • Jednostrani jednoslojni – 4.7 Gb • Jednostrani dvoslojni – 8.5 Gb • Dvostrani jednoslojni – 9.4 Gb • Dvostrani dvoslojne – 14 Gb • Prečnik od 120 mm, debljine 1,2 mm • Ustaljena brzina snimanja i pisanja današnjih DVD medija je 21.13 Mb/s, odnosno 16 puta (16x) brže od prvobitne brzine snimanja - 1.32 MB/s.

30. Blu-ray Disc • Baziran na plavo-violetnom laseru • Disk precnika 12 cm obuhvata s jednim slojem do 27 GB, a s dva sloja do 54 GB podataka • Oznaka "1x" odgovara protoku podataka od 36 Mb/s, što je oko četiri puta brža od DVD-a pri istoj brzini okretanja (1 x).

31. GRAFIČKA KARTICA • Podatke iz računara u digitalnom obliku pretvara u analogne signale na ekranu (slika) • Bit mapping – svakom pikselu na ekranu pridružuje se jedan bit ili više bitova u memoriji • Grafička kartica ima sopstvenu memoriju • Kapacitet ove memorije zavisi od broja piksela na ekranu (rezolucija) i broja boja po pikselu (512 Mb, 1 Gb ...) • Time se obezbeđuje brz protok i samim time brža obrada grafike, što na kraju daje veći broj slika u sekundi čineći grafičku scenu lepšom i fluidnijom.

32. GRAFIČKA KARTICA • Priključuje se u jedan od slotova na matičnoj ploči • Na sebi ima spoljni priključak za monitor računara • Moderne grafičke kartice su opremljene snažnim grafičkim procesorima koji svojom procesorskom snagom i brojem tranzistora gotovo nadmašuju glavne procesore. • Svake godine se GPU na grafičkoj kartici neprestano unapređuje novim instrukcijama i mogućnostima.

33. GRAFIČKA KARTICA • Grafička kartica,Grafički adapter, VGA kartica ili video kartica daje i obrađuje dvodimenzionalnu ili trodimenzionalnu sliku. Grafički procesor (GPU) je glavni deo na kartici, a njegova uloga je prevođenje binarnog koda u vidljivu sliku na nekom grafičkom izlaznom uređaju. Princip je jednostavan, CPU u saradnji sa nekim softverom, kao što je 3D računarska igra, šalje informacije grafičkom procesoru koji potom obrađuje dobijene informacije i šalje ih na monitor. Grafička kartica se ugrađuje u matičnu ploču, obično u AGP ili PCI Express slot.

34. GRAFIČKA KARTICA • Glavni delovi moderne grafičke kartice su: • PCB (Printed Circuit Board) je štampana ploča na kojoj se nalaze svi ostali delovi • GPU (Graphich Processing Unit) grafički procesor, glavni deo koji prevodi binarni kod u sliku • VRAM - Video Random Acces Memory, služi za čuvanje najnužnijih podataka za GPU • Konektori (PCI, AGP, PCI Express ...)

35. GRAFIČKA KARTICA • Intel • 3Dlabs • ATI Technologies - Radeon • NVIDIA- GeForce

36. ZVUČNA KARTICA • Zvuk iz računara u digitalnom obliku konvertuje u analogni oblik tako da može da se reprodukuje u zvučnicima • ADC (Analog Digital Converter) • Analogno digitalni pretvarač, kao što sam naziv kaže, pretvara analogne signale (praktično zvuk) u digitalne signale (nule ijedinice), tako da računar može razumeti signale koje dobija od nekog ulaznog uređaja (npr. mikrofon). Način pretvaranja je sljedeći: ADC preciznim merenjem analizira analogne talase te ih digitalizuje u obliku nula i jedinica, koje onda DSP ili CPU procesira.

37. ZVUČNA KARTICA • DAC (Digital Analog Converter) • pretvara digitalni u analogni signal, tako da sve što čujete na PC zvučnicima je ustvari prevedeni binarni kod u analogni signal tj. zvuk. • DSP (Digital Sound Processor), zvučni procesor koji oslobađa CPU od procesiranja zvučnih signala (ako ga zvučna karta nema, onda to radi CPU), takođe zvučna kartica moze imati svoju memoriju.

38. ZVUČNA KARTICA • Zvučne kartice su nastale tek 1980-tih godina, dotad je računar mogao stvarati samo "beep" zvuk, koji je stvarao zvučnik u samom kućištu • Najpoznatiji proizvođač zvučnih karti je Creative, osim njega imamo Terratec, C-Media, nVIDIA, Realtek, VIA itd.

39. MREŽNA KARTICA • Omogućava povezivanje računara na lokalnu računarsku mrežu (LAN) • Moderne matične ploče obično na sebi imaju integrisan mrežni čip i priključak, ali postoje i mrežne kartice koje se ubacuju u PCI slot. Danas se ređe viđaju odvojene mrežne kartice, obično se uzima dodatna kartica (uz integrisanu) zbog mogućnosti priključivanja više mrežnih uređaja (npr. ADSL modem i mrežni hub). • Danas postoje mrežne kartice sa 10, 100, i 1000 Mbit/s (Gigabit) , što označava propusnost podataka koju može podneti jedna mrežna kartica.

40. FM i TV karta • FM karta je radioprijemnik koji omogućava prijem radio programa za vreme rada računara • TV karta omogućava prijem TV programa pomoću računara

41. Fax Modem Voice (FMV) kartica • Omogućava povezivanje računara sa drugim računarima korišćenjem obične telefonske linije • Interni i Eksterni modem • Pretvara digitalne u analogne signale i obrnuto (D/A i A/D konvertor) • 56K- 56 Kilobita u sec. • Modulacija - Demodulacija

42. ADSL modem - Asymmetric Digital Subscriber Line • Asimetrična u smislu bržeg download-a • i sporijeg upload-a • Način da se telefonska linija iskoristiti za stalnu i brzu vezu sa Internetom, a da pritom preko iste te linije obavlja i govornakomunikacija. Neke od osnovnih prednosti ADSL-a nad drugim načinima pristupa su: • Uspostavlja se stalna veza sa Internetom (24 časa dnevno na vezi). Nema zvanja provajdera, signala zauzete linije, čekanja da se veza uspostavi itd. • Postižu se velike brzine prenosa, recimo download brzinom od24 Mbit/s, upload -3.5 Mbit/s .

43. Web lokacije • www.howthingswork.com • www.howstuffworks.com

44. PC

45. Racunarska konfiguracija • Gigabyte MB-GA-M57SLI-S4 • VGA nVidia 8800GT 512 MB • INTEL Core2Duo E7200 2.53 GHz • DDR2 1024 MB Kingston • HDD 160 GB 7200 RPM • FDD 3.5” 1.44MB • DVD-RW BLACK • MODEM 56K • MIDI TOWER BLACK • Sound Blaster OnBoard • TFT 19”