Von Neumannova arhitektura računala

1. Von Neumannova arhitektura računala Srednja mješovita škola "Žepče"

2. Von Neumannova arhitekturaCPU • Procesor (cpu – central processing unit) zajedno sa glavnom memorijom čini centralnu (središnju) jedinicu računala. • CPU čine upravljačka i aritmetičko-logička jedinica i registri. • Procesor je srce računala. Obavlja matematičke i logičke operacije (A-L jedinica) te upravlja, koordinira i kontrolira sve procese unutar računala. • Procesor (Up. Jedinica) iz programa smještenog u memoriji dohvaća instrukcije koje se izvršavaju jedna za dugrom (slijedno). Srednja mješovita škola "Žepče"

3. Von Neumannova arhitekturaCPU • Svaka instrukcija se sastoji od operacijskog koda i adresa i izvršava se u dvije faze: • Faza pripreme (dohvaćanja) i • Faza izvršavanja • Instrukcije koje procesor može izvršavati mogu se podijeliti na: • Instrukcije za prijenos podataka, • Aritmetičke instrukcije, • Logičke instrukcije, • Ulazno-izlaze instrukcije i • Upravljačke instrukcije. Srednja mješovita škola "Žepče"

4. Von Neumannova arhitekturaCPU • Koje i koliko instrukcija raspoznaje cpu ovisi od konkretnog procesora. • Procesori koji raspoznaju manji broj jednostavnih instrukcija spadaju u kategoriju RISC procesora (Reduced Instruction Set Computing), dok procesore koji prepoznaju veliki broj i prilično složenih instrukcija svrstavamo u kategoriju CISC procesora (Complex Instruction Set Computing). • Iako, možda, paradoksalno zvuči, RISC procesori rade mnogo brže od CISC procesora. Srednja mješovita škola "Žepče"

5. Von Neumannova arhitekturaCPU • Upravljačka jedinica procesora je “mozak” računala jer direktno upravlja radom centralne jedinice, a indirektno i radom perifernih jedinica, ona dekodira programske instrukcije i generira upravljačke signale kojima upravlja procesom obrade. • Aritmetičko-logička jedinica je nešto jednostavniji sklop čiji su logički sklopovi tako projektirani da mogu izvoditi elementarne računske operacije • Registri su vrlo brze memorije malog kapaciteta (svega nekoliko desetaka bita) čija je uloga da privremeno čuvaju strojne/mašinske instrukcije i podatke koji se obrađuju. Srednja mješovita škola "Žepče"

6. Von Neumannova arhitekturaCPU • Izvršavanje svake instrukcije mora biti rezultat usklađenog (sinkroniziranog) rada svih komponenti unutar procesora. • Generator takta (clock) je zadužen za sinkronizaciju unutar procesora. Trenutak nailaska clock impulsa određuje kada započinje sljedeća faza stojne instrukcije. • Između dva impulsa procesor se, uvjetno govoreći, nalazi u stanju mirovanja. • Jasno je da procesor radi brže ako clock impulsi brže dolaze na upravljačku jedinicu. Broj clock impulsa u jedinici vremena označava frekvenciju clocka i izražava se u hertzima (Hz), odnosno u većim jedinicama – MHz, GHz. Srednja mješovita škola "Žepče"

7. Von Neumannova arhitekturaCPU • Frekvencija od 1 GHz označava milijardu clock impulsa/sekundi. • Frekvencijom clocka izražava se koliko najelementarnijih operacija procesor može izvršiti u jedinici vremena. • Bitna karakteristika procesora je broj bitova koje mogu istovremeno obraditi • 8- bitni, • 16– bitni, • 32– bitni, • 64– bitni procesori. Srednja mješovita škola "Žepče"

8. Pojava mikroprocesora - Srednja mješovita škola "Žepče"

9. Pojava mikroprocesora • Prvi procesori bili su, u usuporedbi sa današnjim, jako glomazni sklopovi i to prvenstveno zahvaljujući kompliciranoj upravljačkoj jedinici. • 1951. Maurice Wilkes, mikroprogramirani automat kojim se upravlja pomoću mikroinstrukcija koje se pohranjuju u malu memoriju unutar samog procesora (mikromemorija). • 1970. Marcian Hoff i Victor Poor (INTEL) konstruiraju prvi mikroprocesor – 4- bitni 4004. Vrlo loš procesor, deset puta sporiji od tadašnjih procesora. • 1972. INTEL proizvodi 8- bitni 8008. Srednja mješovita škola "Žepče"

10. Pojava mikroprocesora • 1974. Intelov 8080 procesor (tržišno vrlo uspješan) postaje prvi multifunkcionalni mikroprocesor, koji se koristio u semaforima i blagajnama. Imao je 4500 tranzistora (današnji Intel Core 2 Extreme QX6700 ima čak 582 milijuna tranzistora). Intelov 8080 mikroprocesor se nalazio u Altair 8800 osobnom računalu. • 1978. Intel predstavlja prvi 16- bitni mikroprocesor 8086. • 1982. lansiran je Intel 286 procesor, koji se našao u mnogim računalima. • 1985. Intel lansira napredni 32- bitni procesor, 386-icu sa 275 tisuća tranzistora. • 1987. godine Intel lansira svoju drugu generaciju superračunala, iPSC/2 temeljenio na 386 procesorima i 80387 matematičkim koprocesorima. • 1989. Intel lansira prvi komercijalni mikroprocesor sa više od 1 milijun tranzistora, i860. i860 je bio namijenjen za znanstvene potrebe i super-računala. Srednja mješovita škola "Žepče"

11. Pojava mikroprocesora • 1993. nastaje dobro poznat Pentium procesor. Sadrži 3.1 milijun tranzistora. U početku ima taktove od 60 i 66 MHz, integriran matematički koprocesor (floating-point unit). • 1997. najavljen je dolazak Pentium MMX procesora i Pentium II (7.5 mil. tranzistora). Također je lansiran Pentium II Xeon. • 1999. pojavljuju se Intel Pentium III i Pentium III Xeon. • 2000. pojavljuje se Intel Pentium 4 (Wilamette jezgra), procesor sa 42 milijuna tranzistora i u početku kuca na 1.4 GHz. Usporedbe radi 4004 je radio na 108 KHz (108.000 herca) dok prvi P4 na 1.4 milijarde herca. P4 se pojavljuje i na serverskom tržištu u Xeon varijanti, također dolaze i Itanium procesori. • 2001. Intel stvara konzorcij proizvođača s ciljem razvoja EUV (Extreme Ultra Violet) litografije koja omogućava izradu još manjih čipova. Iste godine lansirana je Northwood jezgra. Srednja mješovita škola "Žepče"

12. Pojava mikroprocesora • 2003. Intel predstavlja Centrino. Iste godine predstavlja PXA800F mikroprocesor za mobitele koji ima integrirane sve ključne djelove na jedan komad silicija. • 2006. Intel otkriva svoj novi branding i marketinšku strategiju. Intel lansira dvije nove platfore: Intel Centrino Duo mobile i Intel Viiv tehnologiju - i naravno Core 2 Duo procesor. • 2007 Intel je napravio prve funkcionalne čipove izrađene u 45 nm procesu. Pored INTEL –a danas mikroprocesore proizvode i neke druge tvrte – AMD, Cyrix, Motorola. AMD –ovi procesori Duron, Sempron, Athlon, Athlon64 su u potpunosti kompatibilni sa INTEL –ovim, što znači da oni “razumiju” iste strojne/mašinske instrukcije i mogu izvršavati iste programe. Srednja mješovita škola "Žepče"