Arhitektura računarskog sistema

1. Arhitektura računarskog sistema Struktura računarskog sistema Arhitektura računarskog sistema

2. Računarski sistem • Računarski sistem (računar) je elektronski uređaj koji se koristi za automatizaciju procesa prikupljanja, čuvanja, obrade i prenosa informacija pod kontrolom programa. Obradom ulaznih podataka nastaju izlazni podaci. • Računar se deli na • HARDWARE – sve fizičke komponente računara • SOFTWARE –programska podrška računara (svi programi) Arhitektura računarskog sistema

3. Funkcionalne komponente računara • Procesor (CPU-Central Processing Unit) • RAM i ROM memorija • Spoljašnje (stalne) memorije (magnetne i optičke) • Izlazne jedinice (monitor, štampač...) • Ulazne jedinice (miš, tastatura, skener...) Arhitektura računarskog sistema

4. Procesor • Procesor je najvažnija komponenta hardvera koja dekodira i izvšava naredbe programa. Ulazne podatke i instrukcije procesor preuzima iz RAM memorije, obrađuje ih (realizuje aritmetičko-logičke operacije) i rezultate obrade šalje na zadate memorijske adrese (na izlazne uređaje ili spoljašnje memorije). Arhitektura računarskog sistema

5. Struktura procesora • Aritmetičko-logička jedinica – obavlja aritmetičke i logičke jedinice • Kontrolna (upravljačka) jedinica – koja vrši dekodiranje i izvršavanje instrukcija • Memorijski registri – u kojima se čuvaju međurezultati obrade podataka • Keš memorija (super brza memorija) koja može biti interna i eksterna. U njoj se čuvaju podaci koje procesor najčešće koristi. Arhitektura računarskog sistema

6. Karakteristike procesora • Brzina rada celog računara zavisi u velikoj meri i od brzine rada procesora. • Osnovne dve karakteristike procesora su: • frekvenca rada i • dužina procesorske reči. • Frekvenca procesora (Hz) je broj impulsa koje u sekundi proizvede generator radnog takta procesora. Izvršavanje svake mašinske naredbe traje određen broj taktova. Veća frekvenca doprinosi i većoj brzini procesora. Primeri: 1,6 GHz, 2,4GHz, 3,2GHz. Arhitektura računarskog sistema

7. Karakteristike procesora - nastavak • Dužina procesorske reči (dužina mašinske reči) je broj bitova koji mogu biti obrađeni u jednom radnom taktu procesora. Prvi procesori su bili 4-bitni, pa 8-bitni,.16-bitni, 32-bitni i danas 64-bitni. Veća dužina procesorski reči utiče i na veću brzinu procesora. Arhitektura računarskog sistema

8. Mikroprocesor • Mikroprocesor je procesorski čip koji se ugrađuje u PC računar, to je pločica od silicijuma na kojoj je integrisan ogroman broj logičkih elemenata, koji imaju istu funkciju kao i tranzistori. • Npr. mikroprocesor Pentium 4 sadrži 42 miliona logičkih komponenata. • Najpoznatiji proizvođači procesora su: Intel i AMD. Danas se koriste dual-core ili quad-core čipovi sa dva ili četiri procesorska jezgra. Arhitektura računarskog sistema

9. Procesor na matičnoj ploči sa kulerom Arhitektura računarskog sistema

10. Memorija računara • Memorija računara je namenjena čuvanju binarnih podataka (privremeno ili trajno) da bi se oni odatle čitali i obrađivali. Pristupom memoriji (Memory Access) podaci se mogu učitati u memoriji i čitati iz nje. • Memorija se sastoji od memorijskih registara u koje se upisuju binarni podaci (memorijske reči). • Svaki memorijski registar ima adresu i podatak koji se upisuje na tu adresu. Arhitektura računarskog sistema

11. Memorija • Podacima memorije se pristupa na osnovu njihove adrese. • Količina podataka koja se može upisati na neku adresu je kapacitet memorije. • Memorijska reč je broj bitova koji se upisuje u jedan memorijski registar (danan je to 64-bitna reč) koja se u jednom pristupu memoriji može preneti između memorije i procesora. Arhitektura računarskog sistema

12. RAM (Random Access Memory) • Glavna, operativna, primarna memorija • Memorija sa slučajnim pristupom • U RAM memoriji se nalaze podaci i instukcije koje procesor trenutno koristi. • Sadržaj RAM memorije se gubi sa isključenjem napajanja (energozavisna je). • Memorijske kartice koje se ubadaju u memorijske slotove na matičnoj ploči. • Kapacitet: 512 MB, 1Gb,2GB,4GB. Arhitektura računarskog sistema

13. ROM- Read Only Memory • ROM memorija je memorijakoja se samo čita. Njen sadržaj se upisuje samo jednom od strane proizvođača, a nakon toga se čita . • Njen sadržaj se ne gubi prilikom isključenja napajanja. • U njoj se nalaze sistemski programi koji se koriste pri početku rada računara: • POST (Power On Self Test) • Setup (program za podešavanje) • BIOS (Basic Input Output System) • Boot – poziva operativni sistem Arhitektura računarskog sistema

14. Magistrale (bus) • Magistrale su putevi kojima se razmenjuju podaci između dva ili više uređaja. • Otvorene tačke magistrale su portovi i slotovi, na koje se priključuju komponente hardvera (kartice, ulazni, izlazni uređaji...) • Sistemska magistrala povezuje procesor i RAM memoriju • Ulazno-izlazna magistrala povezuje procesor i RAM memoriju sa ulazno-izlaznim uređajima. Arhitektura računarskog sistema

15. Karakteristike magistrale • Radni takt (radna frekvenca), meri se u MHz • Širina magistrale - koliko bitova se prenosi istovremeno duž magistrale. • Svaka magistrala se sastoji iz tri podmagistrale: • Adresna magistrala (address bus) –prenosi adrese podataka • Magistrala podataka (data bus) –prenosi podatke • Kontrolna magistrala (control bus) – prenosi upravljačke signale Arhitektura računarskog sistema

16. Pitanja • Šta je računar? • Šta je hardver, a šta softver? • Navedi 5 funkcionalnih komponenti računara. • Objasni funkciju procesora. • Navedi osnovne komponente procesora. • Objasni keš memoriju procesora. • Navedi 2 osnovne karakteristike procesora. • Objasni radnu frekvencu procesora. • Objasni dužinu procesorske reči. Arhitektura računarskog sistema

17. Pitanja • Navedi funkciju memorije računara. • Objasni memorijske registre i memorijsku reč. • Navedi osnovne karakteristike RAM memorije. • Objasni ROM memmoriju. • Navedi programe ROM memorije. • Šta su magistrale? • Kako se dele magistrale? • Navedi tri podmagistrale svake magistrale. Arhitektura računarskog sistema