1 / 37

R ačunar ski sistemi

R ačunar ski sistemi. Fon Nojmanova arhitektura. Elementarni fizi č ki objekat fon Nojmanove ma š ine (pa i savremenih elektronskih ra č unara ) je elektronska cev ( tanzistor ).

meli
Download Presentation

R ačunar ski sistemi

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Računarski sistemi

  2. Fon Nojmanova arhitektura • Elementarni fizički objekat fon Nojmanove mašine (pa i savremenih elektronskihračunara)jeelektronskacev(tanzistor). • Može dabude u 2 diskretnastanja –protiče struja/ne protiče struja, (”registruje” binarnucifru 0 ili 1)inaziva se ćelija. • Ćelije se u fonNojmanovoj mašiniorganizuju unizovefiksne dužinekoji se nazivajuregistar.

  3. Procesor (Upravljačka jedinica, aritmetička jedinice i U/I jedinice. Aritmetička jedinica je sadržavala i dva specijalna registra, akumulator i registar podataka R) • Memorija (1024 registra od kojih je svaki imao svoju adresu (mesto, lokaciju) – broj od 1 do 1024, a svaki registar je imao po 40 bita. Sadržaj svakog registra mogao je da se interpretira kao jedan ceo broj u binarnom obliku, ili kao dve (20-bitne) instrukcije. Program se sastojao od niza binarnih instrukcija (instrukcija zapisanih binarnom azbukom), tj. bio je na mašinskom jeziku.

  4. Aritmetičke operacije (deset cifara operacija a deset cifara adresa operanda) • Dodela memorijskoj lokaciji/procesorskim registrima. • Tok upravljanja je bio jedna instrukcija za drugom, osim u slučaju ”goto” instrukcije koja je ukazivala na memorijsku lokaciju gde je trebalo naći instrukciju za izvršenje

  5. Struktura modernog računarskog sistema

  6. Računarski sistem Hardware (hardver) Software (softver) Struktrura računarskog sistema

  7. Hardver • Čine ga svi uređajiračunarskog sistema: • Komponenta za obradu podataka (procesor), • Skladište (memorija) za pamćenje programa i podataka. • Uključuje i komponenteulaznih i izlaznih informacionih tehnologijai komponente komunikacione tehnologije kojeomogućuju komunikaciju među pojedinim komponentama.

  8. Podela • Hardver se globalno može podeliti na računar i periferneuređaje. • Računar čine procesor i operativna (unutrašnja)memorija, • Periferni uređaji uključuju ulazno/izlazne uređaje i spoljašnjumemoriju.

  9. Procesor • Obrađuje podatke i upravlja radom ostalih delova računarskog sistema – ulaznih, komunikacionih, izlaznih uređaja,memorije. • Sastoji se od obradne jedinice - jedinice za aritmetičku i logičkuobradu i komandne (upravljačke) jedinice, kojaodređuje koju komponentu ALJ treba aktivirati u kom trenutku.

  10. Struktura procesora Aritmetičko-logička jedinica Opšti registri Komandna jedinica Magistrale

  11. Unutrašnja memorija • Služi za čuvanje informacijaneposredno potrebnih u procesu obrade (programi operativnog sistema, programi koji se upravo izvršavaju, i podaci potrebni tim programima). • Sastoji se iz niza bitova organizovanih u nizove dužine 8 koji se nazivaju bajt. • Bajtovimasu dodeljene adrese, a oni sedalje grupišu u nizove fiksne dužine (2, 4 ili 8bajtova), koji se nazivaju registar.

  12. Unutrašnja mem. Unutrašnja mem. MPS MPS Keš Keš • Koriste se i nazivi: operativna memorija, glavna memorija, centralna memorija, … • To je memorija elektro-magnetne prirode. Veoma je brza, ali je sporija od mikroprocesora. • Razlikujemo RAM (Random Access Memory) i ROM (Read Only Memory) • Keš-memorija je brža i služi kao posrednik između mikroprocesora i unutrašnje memorije. Može se nalaziti unutar samog mikroprocesora ili izvan njega.

  13. MPS Unutrašnja mem. Keš Keš L1 L2 Kod savremenih računarskih sistema često je ovako raspoređena keš memorija.

  14. … 0 1 2 n-1 n Pored brzine, glavna karakteristika memorije je njen kapacitet. Memorija se sastoji iz niza registara: Jedna lokacija se sastoji iz niza ćelija. Ćelija je fizički objekat koji može da registruje jedan bit. Ćelija {0,1} - bit a1a2a3a4a5a6a7a8 -bajt ai - binarna cifra Registar dužine 8 Često se registar dužine 8 naziva bajt

  15. Registar dužine 16 U registru dužine 16 zapisuje se jedna reč Registar dužine 32 služi za zapis dvostruke reči Najmanja adresibilna lokacija u memoriji je jedan bajt. Stoga se kapacitet memorije najčešće izražava u bajtima. 1Kb = 1024 bajta 1Mb = 1024Kb 1 bajt ~ 1 slovo ABCD-e 1Gb = 1024Mb~ 1 znak (karakter) na 1Tb = 1024Gb tastaturi

  16. Periferni uređaji

  17. Ulazno/izlazni uređaji • Obezbeđuju unošenje i izdavanje informacijau računar tj. iz računara, i predstavljaju sredstvo komunikacije računara saspoljašnjom sredinom. • Podaci koji se unose preko ovih ulaznih uređaja, bilo da su to brojevi, tekst, slika, zvuk, smeštaju se, transformisani ubinarni oblik, u deo primarne memorijenamenjen ulazu podataka.

  18. Ulazni (tastatura, miš, skener,…) • Izlazni (monitor, štampač, ploter,…)

  19. Spoljašnja memorija • Omogućava trajno čuvanje podataka • Podaci i programi koji se čuvaju u spoljašnjoj memoriji po potrebi se prenoseu operativnu memoriju i koriste u procesu obrade. • Vreme pristupa spoljašnjojmemoriji je mnogo veće od vremena pristupa unutrašnjoj, ali je zato kapacitetneuporedivo veći.

  20. Magistrale • Magistrala adresa - preko koje se prenose memorijske adresepodataka ili instrukcija. • Magistrala podataka preko koje se prenose podaci iz memorije ili u memoriju. • Kontrolna magistrala preko koje se prenose signaliza čitanje ili upis, iz memorije ili sa ulaznih uređaja odnosno u memoriju ili naizlazne uređaje.

  21. Programski sistem - Softver • Sistemski softver • Aplikativni softver

  22. Hardware i software je skoro nemoguće razgraničiti. • Sistemski software omogućava korisniku korišćenje računara. • Aplikativni software rešava probleme koje korisnik zadaje

  23. Prirodna podela bi bila da su hardware i sistemski software jedna celina koju zovemo virtuelna mašina. • Virtuelna mašina predstavlja skup mogućnosti koje se korisniku prezentuju kao funkcije koje procesor može da obavi. (Uputsvo za rad sa mašinom)

  24. Operativni sistem • OS je posrednik između računara i korisnika. • Operativni sistem je najniži deo softwera koji ide direktno na hardware u cilju da njime upravlja i učini ga upotrebljivim za korisnike. • Zadatak je da omogući: normalno izvršavanje korisničkih programa, kako bi omogućili udobnost i efikasnost upotrebe hardvera.

  25. Definicija • Operativni sistem je program koji upravlja računarskim resursima.(Menadžer resursa) • Upravljanje se deli na: • Upravljanje procesorom • Upravljanje memorijom • Upravljanje U/I uređajima (HDD, VM, miš...) • Upravljanje podacima (File System) • Upravljanje mrežama

  26. Režimi rada računara • Paketna obrada • Multiprogramiranje • Time sharing • Multitasking • Multiprocesing

  27. Sistemski software je širi pojam od Operativnih sitema jer može da uključi i kompajlere, editore, programe za sortiranje, alate...

  28. Uslužni programi • Obavljaju rutinske poslove kao što je formatiranje diska, sortiranjedatoteka, kopiranje sa jednog medija na drugi, editovanje programai teksta, povezivanje prevedenih programskih celina (programpovezivač, engl. linker), punjenje programa na mašinskom jeziku u predviđeni prostor operativne memorije odakle se može izvršavati (program punilac,engl. loader), otkrivanje grešaka (program za trebljenje, engl. debugger), itd. • Uslužni programi su često ugrađeni u operativni sistem i sa njime čine celinu, dokse neki proizvode i prodaju posebno.

  29. Jezički procesori • Prevode program napisan na ne-mašinskom programskomjeziku na mašinski jezik kako bi se mogao izvršavati na računaru. • Za prevođnje simboličkog jezika na mašinski jezik grade se asembleri a za prevođenjeviših programskih jezika grade se kompilatori (ili prevodioci).

  30. Posebna vrsta jezičkih procesora su interpreteri, koji prevode, liniju po liniju,program sa višeg programskog jezika na mašinski jezik, i svaki prevedeni iskazizvršavaju pre nego što pređu na prevođenje sledećeg iskaza. • Interpreterisu lakši za korišćenje od prevodilaca, omogućuju brže otkrivanje grešaka izahtevaju manje memorijskog prostora, ali su manje efikasni od prevodilaca, jerzahtevaju prevođenje programa pri svakom izvršavanju.

  31. Funkcionisanje računarskog sitema

  32. Napiše se program na višem programskom jeziku, • unese u računar, • prevede namašinski jezik i poveže sa drugim prevedenim programskim celinama (i tako dobije • program (koji, npr. u MS-DOS-u ima ekstenziju .EXE, u verzijama linux-a običnobez ekstenzije), • može se uneti u operativnu memoriju i izvršavati. • Izvršavanjemašinskog programa odvija se instrukcija po instrukcija.

  33. Izvršavanje pojedinačne mašinske instrukcije odvija se u mašinskom ciklusu. • On se sastoji od dve faze: prvo, upravljačka jedinica donosi instrukciju iz operativnememorije, dekodira je i odgovarajuće delove smešta u procesorske registre (registaradresa, registar instrukcija). • Zatim se potrebni podaci donose iz memorije u registrepodataka, ALJ izvršava operaciju, a rezultat privremeno smešta u akumulator, donjegovog smeštanja u memoriju.

  34. Zatim se izvršava sledeća instrukcija, a adresa nakojoj se ona nalazi izračunava se na osnovu adrese prethodne izvršene instrukcije,dodavanjem broja bajtova koje je zauzimala prethodna instrukcija. • Mašinski ciklusise ponavljaju do instrukcije zaustavljanja tj. kraja programa.

  35. Ovakva metoda izvršavanja programa naziva se sekvencijalna ili serijskaobrada, i odgovara konceptu fon Nojmanove mašine. • Postoji i paralelninačin obrade, pri čemu se program razbija na delove koji se istovremenoizvršavaju na desetine, stotine ili čak hiljade raznih procesora.

More Related