Mikroprocesorski sistemi i nformacione tehnologije

1. Mikroprocesorski sistemi i nformacione tehnologije • Uvod u ra~unarski hardver • Mikrora~unari i mikrora~unarski sistemi • Neki primeri mikroprocesorskih generacija • Osnove standardizacije mikroprocesorskih sistema • primer kako ne treba raditi prezentaciju - pogledajte za{to? • Sadrzajno (9 slajda, bez literature...)? • Formalno (poglavlje 2, pa 1, pa 4...) ? • Vizuelno (pretrpano, samo tekst ...)? Djurcilov Aleksandar

2. 1.0 Uvod u ra~unarski hardver Hardver (ISO 2382-01.01.07): deo,ili svi delovi fizi~kih komponenti sistema za obradu informacija( na primer: ra~unari, spoqa{wa oprema ). U periferijsku (spoqa{wu) opremu , koja uglavnom slu`i za potrebe unosa, pregleda, prenosa i {tampawa rezultata obrade podataka, spadaju : {tampa~i (printeri, ploteri) jedinice traka,disketne jedinice i drugo. Ra~unar (ISO/IEC 2382-01.03.03IT re~nik) : to je funkcionalna jedinica koja mo`e izvoditi zna~ajne prora~une , uklju~uju}i mnogobrojne aritmeti~ke i logi~ke operacije bez qudske intervencije . Vrste ra~unara : kalkulator, supera~unar, meinfrejm, hibridni ra~unar, anal- ogni ra~unar , digitalni ra~unar. U digitalne ra~unare spadaju : minira~unar, mikropa~unar (digitalni ra~unar ~ija procesorska jedinica sadr`i jedan ili vi{e mikro procesora i obuhvata memoriju i U/I blok ). Mawi mikrora~unari iza 80-ih su ; personalni ra~unar, (prenosivi) portabl ra~unar, laptop ra~unar. U funkcionalne jedinice ra~unarskog hardvera globalno spadaju : fun. jed. za ra~unarsku grafiku , sistem interfejs procesa, terminali, procesorske jedi- nice,memorijske jedinice. Djurcilov Aleksandar

3. 2.1 Mikrora~unari i mikrora~unarski sistemi Mikrora~unar se sastoji od mikrora~unarskog sistema, perifernih ure|aja,ko- mandnog pulta i upravqa~kog softvera. CPU ( centralna procesorska jedinica ); procesna jedinica (01.03.01) je funkci- onalna jedinica za obradu podataka koja se sastoji od jednog ili vi{e proceso- ra i wihovih unutra{wih memorija. Procesor (11.01.01) funkcionalna jedinica u ra~unaru, koja tuma~i i izvr{ava instrukcije (procesor je sastavqen najmawe od jedinice za upravqawe nare - dbama , aritmeti~ke jedinice i logi~ke jedinice) Unutra{wa memorija (11.01.14) memorrijska jedinica kojoj procesor pristupa bez kori{}ewa ulazno izlaznih kanala (unutra{wa memorija mo`e ukqu~ivati i druge vrste memorijskih jedinica, kao {to su priru~na memorija I registri) Upravqa~ka jedinica (za naredbe) (11.01.02) deo procesora koji pretra`uje naredbe odgovaraju}im redosledom ,prevodi (tuma~i) svaku naredbu i upu}uje odgovaraju}e signale aritmeti~koj i logi~koj jedinici , kao i drugim delovima u skladu sa ovim tuma~ewem. Aritmeti~ka (logi~ka;aritmeti~ko-logi~ka) jedinica;ALU deo procesora koji obavqa aritmeti~ke operacije ili aritmeti~ke i logi~ke operacije . Mikroprocesor(11.01.19) procesor ~iji su delovi minijaturizovani i sme{teni u jedno ili nekoliko integrisanih kola. Djurcilov Aleksandar

4. 2.2 Mikrora~unari i mikpoprocesorski sistemi Pretvara~i (11.04) su (standardizovane) funkcionalne jedinice . Razlikujemo: pretbvara~ podataka, pretvara~ kodova, koder-enkoder, dekoder,serijsko parale- lni pretvara~,paralelno serijski pretvara~. Prihvatna memorija (bafer-11.01.17) memorijska jedinica ili oblast odre}ene naamene, koja privremenim uno{ewem i ~uvawem omogu~uje prenos podataka izme|u dveju funcionalnih jedinicaza razli~itih prenosnih karakteristika ( prihvatna memorija se koristi za posredovawe izme}u me|usobno nesinhro- nizovanih ure|aja ,izme|u serijskog i paralelnog prenosa ili tamo gde se brzi- ne prenosa razlikuju). Priru~na memorija (ke{11.01.18) prihvatna memorija posebne namene, mawa i br`a od glavne memorije , za koje postoji verovatno}a da }e neposredno biti po- trebne procesoru. Mikroprocesorski sistem je integracija visokog (LSI –100 do 500 elm.)ili veoma visokog(VLSI-5000 do 50000 elm.) ili ultra visokog (ULSI- vi{e od 100000 elm.) LSI = Large Scale Integration, tehnologija proizvodwe integrisanih kola sa vi- {e hiqada tranzistora u jednom ~ipu”Si” ~ipu ili “GaAs” ~ipu tj. integrisano kolo koje odgovara procesoru velikog ra~unara. Djurcilov Aleksandar

5. 2.3 Mikrora~unari i mikpoprocesorski sistemi • Pored mikroprocesora u sastav mikrora~unara ulaze i jo{(u posebnim inte- grisanim kolima) : RAM memorija za podatke ( ili kopija RAM-a {edou Ram),ROM ili (E) PROM memorija za sme{taj instrukcije radnog i nadzornog (monitor) programa(ili kopije ROM-a nekih ra~unara sa procesorom 80h86) • ,oscilator taktnih impulsa (ako nije u mikroprocesoru) koji generi{e • signal frekvncije od 8, 12, 16, 25, 33, 40, 50, 66, 100, 23, 600 MHz ili vi{e), • U/ I blok za razmenu informacija izme|u mikroprocesora i perifernih ure}aja. • Sa funkcionalnog aspekta mikroprocesor se mo`e gledati kroz : registre • broja~a, upravqa~ku (kontrolnu jedinicu, aritmeti~ko-logi~ku jedinicu(ALU) ,logi~ke sklopove,pretvara~e, (ili dekodere),sabirnice kao intepfejs itd. • Mikroprocesor mo`e imati u istom ~ipu i malu memoriju i/ili oscilator taktnih impulsa. Glavni takt ili naprava ~ija je glavana funkcija da upravqa ostalim taktovima.Dava~ takta naprava koja upravqa procesorskim operacijama, generi{e prekide i periodi~ne signale za sinhronizovawe. Mikroprocesori se razlikuju po arhitekturi hardvera, ma{. jeziku i skupu asemblerskih instrukcija.Zajedni~ko im je da su sme{teni u jednom LSI kolu ( do sada sa najv.40 prikqu~aka)i da se pored aritmet. log. i upravwa~ke jedinice skoro svi sastoje od brojnih registara. Mikroprocesori mogu da vr{e slede}e fje : ~itawe podataka iz interne memorije, upis podataka u • internu memoriju ~itawe/upis podataka u /iz U / I ure|aja, aritmeti~ko logi~ke operacije nad podacima Djurcilov Aleksandar

6. 1.3 Neki primeri mikroprocesorskih generacija Razvoj mikroprocesora 1978. Godine Intel je proizveo mikpoprocesor prve generacije 8088 sa magistra lom 8 bita za PCXT ra~unar ,1982 mikroprocesor druge generacije INTEL80286 sa magistralom16 bita za PCAT, 1985 mikroprocesor tre}e generacije INTEL 80386 sa magistralom 32 bita .1989 ~etvrta generacija procesora 32 bitni pro- cesor INTEL 80486 za PC486 ra~unare , 1993 proizvod ~eetvrte generacije je nazvan Pentium,petoj generaciji procesora pripada INTELOV 64 bitni Pentium2 iz 1998 .godine ura|en u 35 mikronskoj tehnologiji od 330-350MHz .Ve} druga vrsta Pentium2 je ra|ena u 25 mikronskoj tehnologiji i omogu}ila 330-500MHz. Pentium3 je1999 omogu}io 500 MHz. Ppimeri konfigurisanja i rada mre`e Ikste ra~unari su imali skromnu propusnu mo} magistrale.U to vreme Ethernet mre`e radile su sa dosta velikom propusnom mo}i od 19 megabita. Isti taj Ethernet od 10 Mbps ispratio AT,386,486 i prve Pentjum ra~unare, sve dok nije postao usko grlo sistema.Potom je usledio Fast Ethernet 100Mbps, dizajniran za magistralu PCI INTEL –ovu 32 bitnu magistralu podataka i brzinom prenosa podataka od 132 Mbps .Pokazalo se da je ova tehnologija i{la korak ispred uz rezervu prihvatanja br`ih ra~unara koji su se pojavili naredne godine. Paral- elno sa hardverskim potrebama mre`e rasli su i zahtevi sistemskog softvera. Djurcilov Aleksandar

7. 1.3.1 WINDOWS 95 Kpajem 1995. Godine pojavio se novi operativni sistem Windows 95 koji po- staje potpuno nezavistan od MSDOS OS. Windows 95 je potpuno 32 bitni OS i zahteva min 386 procesor i 8 MB RAM–a . Sredinom1988. god oper.sis. Windows 98 pru`io je neke dodatke zbog kojih su sledili 32 MB RAM–a i oko 200 MB hard diska .Pojavom oper. sis. Windows NT5.0 i Windows 2000 ,tokom 2000-te pru`ene su dodatne mre`ne mogu}nosti , a istovremeno usledili novi hardverski zahtevi 64 MB RAM–a , 1 GB hard diska. 1.3.2 MULTIMEDIJALNE PLATFORME I (MPC) STANDARD Veliki doprinos Windowsa je {to je wegov prenos i instalacija zahtevao nove Tehnologije hardvera i nosilaca podataka {to je razvilo kompak disk tehno- ogije, multimedije, a time i procesorsku platformu. Pepsonalni komjuter zasnovan na familijama Intelovih procesora 80h86 i oper. sist. Vindous kao ra~unarska platforma postao je op{ti standard koji se inovirao.Jo{ 1990 god. Savet za marketing pers.kompj. postavio je propise za ra~unarsku platformu za multimedije MPC 1 Level1 / Level2 standard. Multimedijalne konfiguracije po deqene su u vi{e grupa zasnovanih na procesorima :386,486SX,486DX,Pentium i OS.Hardverske karakteristike 2000 su procesor Pentjum3,RAM/hard disk(256 MV / 30 GB u konfiguraciji),CD ROM (48XCD-ROM,brzina prenosa podataka >600Kb/s), Audio(Soundblaster 32 PCI,3D,Full duplex),Interfejsi(MIDI / O,modem56 K) Djurcilov Aleksandar

8. 4.0 OSNOVE STANDARDIZACIJE MIKROPROCESORSKIH SISTEMA Registri su standardizovani u tri izvora me|unarodnom standardu ISO2382-11:1987i Jugoslovenskom standardu JUS I.A0.021: 1992 segment registri,kao i JUS I.A0.022:1985 segment memorija (4.3h-4.4h). Postoji 16 standardizovanih termina:registar za naredbe,adresni reg. naredbe, indeksni reg., reg. osnovne bazne adrese,reg. indikatora stawa, reg. prekida,pomera~ki reg. , reg.op{te namene reg.pokretnog zareza itd. Na bazi re~nika IT , ISO 2382-11:1987 I JUS I.A0.021:1985, a koji se posebno odnose na odeqak aritmeti~ke jedinice(11.03),stardizovani su brojni termini iz kojih se mogu izdvojiti neki: sabira~, serijski sabira~,paralelni sabira~ , sabira~ bez prosle|ivawa prenosa, polusabira~, puni sabira~ , oduzima~, poluoduzima~, puni oduzima~, sabira~-oduzima~ itd. Primeri standardizacije logi~kih ure|aja mogu se sagledati na bazi re~nika IT, kroz odeqak logi~ki ure|aji (03.04) .Postoji 17 standardizovanih termina kao:logi~ki sklop,sekvencijalno kolo,kombinacijsko kolo,logi~ko kolo itd. Djurcilov Aleksandar

9. 4.0 UMESTO ZAKQU^KA O RAZVOJU I STANDARDIZACIJI MIKROPROCESORA Pri izboru mikroprocesora treba porediti vi{e karakteristika primer za proizvo|a~a AMD / INTEL, Radna frekvencija 1GHz / 1GHz, Podr`. rad magistrale 200MHz / 133MHz , Podr`.RAM brzzine SDRAM 100 MHZ / SDRAM 400 MHZ, Ke{ 333MHz / 1GHz, Pristup grafici 0.5 MBps / 1 MBps. Veliki je broj novih modela sve br`ih procesora ,a predwa~e firme AMD, IBM, Kompak.Pored 32 bitnih procesora 2000 te sa radnom frekvencijom od 1GHz,ve} rade procesori pentjum4 na 2.4 GHz.Vepzija 0.13 mikronskih pro -cesora u bakarnoj tehnologiji firmi IBM i Kompak rade na taktu od 1.2GHz. Tehnologiju 0.25 mikronsku je zamenila 0.18 mikronska, a slede}i korak je 0.13 mikronska. Na kraju dvadesetog veka procesori imaju ~etvrtast oblik kao rezultat potrebe za minijaturizacijom i maksimalnim iskori{}ewem silicijumske plo~e. Budu}e generacije procesora kao kombinacija ele- ktronskih i opti~kih delova ima}e izgled pravilnog {estougla u ciqu {to br`eg komunicirawa sa ke{ memorijom koja }e ga okru`ivati putem prste- na (o~ekuje se 1GB ke{a i 256 GB potpuno opti~kog –holografskog RAMA. Otklawawem metalnih veza koje ga zagrevaju i spre~avaqu pove}awa takta, brzina procesora }e pre}i 100GHz . S druge strane opti~ka magistrala bi bez problema radila na taktu procesora od 100 GHz. Iako najnoviji JUS standard iz 1998,je Ekvivalentan IEC jo{ iz 1991. Tako|e svi ostaliJUS standardi su ekvivalentni ili neodgovaraju}im IEC ili ISO iz 1991. godine ili ranije. Djurcilov Aleksandar