Arhitektura PC ra čunara

1. Arhitektura PC računara

2. Mainframe

3. PC konfiguracija

4. PC konfiguracija

5. Von Neumann-ova arhitektura

6. Funkcionalna organizacija hardvera

7. Von Neumann i PC

8. Matična ploča (motherboard) • “Komandna centrala” PC-ija • Njene komponente su: • Čip-set (chipset) • CPU priključci (slots-sockets) • Voltage Regulator Module (VRM) • Memorijski priključci • Interfejsi i magistrale (Expansion bus slots) • Integrisane funkcije

9. Matična ploča

10. BIOS čip

11. Interfejsi i magistrale • Interna magistrala (magistrala procesora) - bus • Adresna magistrala • Magistrala za podatke • Ulazno/izlazna magistrala

12. Tipovi IO magistrala • ISA (Industry Standard Architecture), EISA (Extended ISA), MCA (Microchannel) • PCI (Peripheral Component Interface) – donio je Plug’n’Play princip: PC može automatski podesi i konfiguriše svaku novu PCI karticu bez potrebe za podešavajem džampera i prekidnih nivoa • AGP (Accelerated Graphics Port)

13. Procesori

14. Logička organizacija procesora

15. Osobine procesora • brzina procesora • dužina procesorske riječi • radni takt • interni keš.

16. Osobine procesora • Brzina procesora – broj operacija koje procesor može da obradi u jednoj sekundi; izražava se MIPS-ovima (Milion Instruction Per Second) ili MFLOPS-ima (Milion Floating Point Operations Per Second). • Dužina procesorske riječi - broj bitova koji se jednovremeno prenosi i obrađuje unutar procesora. Danas je 32 bita a uskoro se očekuje prelazak na 64 bita.

17. Osobine procesora • Radni takt - učestanost impulsa koje generiše specijalno elektronsko kolo za generisanje operacija procesora (sat ili clock). Mjeri se hercima (Hz). Na današnjim računarima je od 1.6 GHz do 3.8 GHz • Interni keš – vrlo brza memorija unutar procesora

18. Skup čipova (chipset) • Chipset obezbjeđuje inteligenciju matičnoj ploči o određuje koje procesore, memoriju i druge komponente ploča može koristiti. • Najveći dio čip-setova na novijim pločama podijeljen je fizički i logički na dva dijela: Northbridge i Southbridge.

19. Chipset – logička arhitektura

20. A – procesor, B – North, C -South

21. Memorija

22. Memorija • Memorija računara sastoji se od osmobitnih registara (bajtova). • Na matičnoj ploči nalaze se tri tipa memorije: keš (cache), ROM i RAM.

23. RAM • Kapacitet memorije izražava se brojem bajtova, odnosno većim jedinicama: kilo i megabajtima. • RAM (Random Access Memory) - korisnik može da upisuje sadržaj i da ga čita. Za vrijeme rada računara u njoj se nalaze program i podaci sa kojima računar radi. Po isključenju računara sadržaj ove memorije se gubi. • Danas na PC-u: od 256 MB • Bill Gates 1981. godine: “640 KB bi trebalo da bude dovoljno za bilo koga”

24. Struktura RAM

25. Memorija • Vrijeme pristupa - vrijeme koje protekne između zahtjeva memoriji za podatkom i dobijanja podatka iz memorije. Ono se izražava u nanosekundama (ns) i iznosi oko 5 – 10 ns kod današnjih memorija. • RAM memorija nije sastavni dio osnovne ploče nego se na ploči samo nalaze konektori na koje se ona priključuje.

26. ROM • ROM (Read Only Memory) - statički dio memorije koji može samo da se čita; njen sadržaj se ne gubi po isključenju računara. Koristi se za uskladištavanje programa i podataka koji su često potrebni, na primjer, za instrukcije za pokretanje računara pri uključivanju.

27. Keš (cache) memorija • Keš (cache) memorija je vrlo brza memorija koja se nalazi u samom procesoru (interni keš) ili uz njega (eksterni keš); ima višestruko brže vrijeme pristupa od obične memorije. U njoj se drže podaci koji se često koriste. • Prilikom prvog zahtjeva za podacima oni se kopiraju iz RAM-a u keš. Sljedeći put procesor ih prvo potraži u kešu. Ako podaci više nisu u keš memoriji, moraju se ponovo uzeti iz glavne memorije. Trenutno, veličina ove memorije je od 512 KB pa čak do 4MB.

28. Baferi • Baferi (buffers) su djelovi RAM memorije koje neki programi alociraju za svoje potrebe. Jedna od čestih primjena je prilikom ulaza i izlaza podataka. Na primjer, ako računar ne može dovoljno brzo da obrađuje podatke koji mu se dostavljaju, oni se privremeno deponuju u bafer dok ne stignu na obradu, da se ne bi prekidao proces unošenja. Slično, pri štampanju, ako štampač ne može dovoljno brzo da odštampa podatke, oni se šalju u bafer (spooler), gdje čekaju u redu za štampu.

29. RAM - SIMM, DIMM, SODIMM

30. ROM

31. Portovi 9-pin male (serial) 25-pin male (serial)

32. Portovi DB25 female parallel port Centronics 36 pin female port PS2 mouse i keyboard portovi

33. Princip rada portova Serijski Paralelni

34. Portovi USB port-konektor Firewire

35. Napajanje

36. Diskovi

37. Disk - djelovi

38. Diskovi

39. Disk - kablovi IDE kablovi (ATA ili Parallel ATA)

40. Disk - kablovi IDE konektori

41. SATA IDE i SATA konektori

42. Unutrašnjost diska

43. Diskovi – princip rada

44. Diskovi – sektori i cilindri

45. Diskovi • Pouzdanost- MTBF (mean time between failures - srednje vreme između grešaka) i broj paljenja/gašenja (start/stop cycles) koje disk može da izdrži. • Performanse diska predstavljaju jedan od faktora koji najviše utiču na ukupne performanse sistema, jer predstavljaju jedno od uskih grla, pa čim se poveća brzina diska to se "osjeti" u svakodnevnom radu (brže učitavanje programa). Brzina hard diska zavisi od većeg broja parametara: brzine rotacije diskova, gustine zapisa podataka i brzine pomjeranja glava (unutrašnji faktori), ali na nju može drastično uticati i sam kontroler, tj. elektronika hard diska, kao i fajl sistem, itd (spoljašnji faktori). Karakteristike koje najviše utiču na performanse diska su vreme pozicioniranja i brzina prenosa podataka (data transfer rate).

46. Diskovi • Vreme traženja (seek time)predstavlja prosječno vrijeme koje je potrebno da bi se glave pomjerile između dvije trake na slučajnoj udaljenosti. Ovo vreme zavisi od mehaničkih karakteristika diska i od međusobne udaljenosti između traka i izražava se u milisekundama. Koristi se i vreme traženja između dve susedne trake (track-to-track seek), između dvije najudaljenije trake (full stroke seek time - oko 20ms). Latencija (latency) predstavlja vrijeme koje je potrebno ploči diska da se okrene da se glava koja se već nalazi na odgovarajućoj traci postavi iznad traženog sektora i takođe se izražava u milisekundama. Vrijeme pristupa (access time) predstavlja zbir vremena traženja i latencije.

47. Diskovi • Internabrzina prenosa podataka (data transfer rate) se izražava u MB/s i predstavlja brzinu kojom disk može da šalje podatke sa diska ka sistemu. Brzina prenosa se lako računa ako su poznate fizičke specifikacije diska (brzina_prenosa = [brzina_rotacije / 60 * broj_sektora_po_stazi * 512 * 8] / 1.000.000) i nije konstantna na disku. Ovom računicom se dobija teoretska brzina prenosa, jer na nju dosta utiču i interfejs, keširanje, korekcija grešaka, fragmentacija i sam fajl sistem. Takođe treba obratiti pažnju da se ne pobrka ova, interna, brzina sa eksternom, tj. maksimalnom brzinom interfejsa koja se najčešće reklamira (npr. 66MB/s, 100MB/s itd.).

48. Diskovi • Brzina rotacije ploča- povećavanjem se u isto vreme poboljšavaju i brzina prenosa i vrijeme pristupa (kroz smanjenje latencije). Ona predstavlja broj kojim se najlakše mogu odrediti performanse diska, jer će skoro uvijek npr. 7200RPM disk biti brži od 5400RPM diska. • Keš memorija na disku • Cijene hard diskova najviše zavise od interfejsa, tako da su IDE/ATA diskovi dosta jeftiniji od SCSI diskova, a ne mnogo jeftiniji od SATA diskova. Cijena po megabajtu je povoljnija kod diskova većeg kapaciteta.

49. USB disk Kapacitet: od 64 MB do 8 GB

50. CD