1 UVOD U ARHIKTETURU I ORGANIZACIJU RAČUNARSKIH SISTEMA 1. Struktura računsrskog sistema: Računarski sistem se sastoji iz tri dijela: 1. CPU - Central Procesor Unit 2. MEM - Memory 3. I/O - Input/output 2. Proces obrade podataka a) Ulaz (tastatura, miš, mikrofon, fleška, skener) b) Obrada - vrši Centralna procesorska jedinica – Procesor c) Skladištenje (memorisanje) svi podaci se privremeno ili trajno memorišu u unutrašnju ili spoljašnju memoriju računara. d) Prikazivanje i izlaz podataka (monitor, štampač) CPU – Centralna procesorska jedinica predstavlja glavni dio računarskog sistema. Sastoji se od 2 komponente : Upravljačka komponenta Aritmetičko logička jedinica MEM – Memorije 1. KEŠ – brze, male 2. Hard disk – spore velike 3. RAM – dok radi računar 4. ROM 3. Predstavljanje podataka u računaru Svi podaci u računaru predstavljaju se korišćenjem samo dva moguća stanja: - uključuno – logička 1 - isključeno – logička 0 Svi podaci u računaru se predstavljaju korišćenjem ova 2 moguća stanja. Brojni sistem koji koristi samo ove dvije cifre (0 i 1) naziva se BINARNI brojni sistem. O ili 1 predstavljaju osnovnu jedinicu podataka koja se naziva BIT (b). Podatak od 8 b naziva be BAJT (B). Veće jedinice su Kilobajt (1KB ~ 1000B) Mega bajt (1MB~1000KB ~1milion B) Gigabajt (GB~1milijarduB)
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1
UVOD U ARHIKTETURU I ORGANIZACIJU RAČUNARSKIH SISTEMA
1. Struktura računsrskog sistema:
Računarski sistem se sastoji iz tri dijela: 1. CPU - Central Procesor Unit
2. MEM - Memory
3. I/O - Input/output
2. Proces obrade podataka
a) Ulaz (tastatura, miš, mikrofon, fleška, skener)
b) Obrada - vrši Centralna procesorska jedinica – Procesor
c) Skladištenje (memorisanje) svi podaci se privremeno ili trajno memorišu u
unutrašnju ili spoljašnju memoriju računara.
d) Prikazivanje i izlaz podataka (monitor, štampač)
CPU – Centralna procesorska jedinica predstavlja glavni dio računarskog sistema.
Sastoji se od 2 komponente : Upravljačka komponenta
Aritmetičko logička jedinica
MEM – Memorije 1. KEŠ – brze, male
2. Hard disk – spore velike
3. RAM – dok radi računar
4. ROM
3. Predstavljanje podataka u računaru
Svi podaci u računaru predstavljaju se korišćenjem samo dva moguća stanja:
- uključuno – logička 1
- isključeno – logička 0
Svi podaci u računaru se predstavljaju korišćenjem ova 2 moguća stanja. Brojni sistem
koji koristi samo ove dvije cifre (0 i 1) naziva se BINARNI brojni sistem.
O ili 1 predstavljaju osnovnu jedinicu podataka koja se naziva BIT (b). Podatak od 8 b
naziva be BAJT (B). Veće jedinice su Kilobajt (1KB ~ 1000B) Mega bajt
(1MB~1000KB ~1milion B) Gigabajt (GB~1milijarduB)
2
4. Predtsavljanje karaktera (znakova).
Pod KARAKTERIMA se podrazumjevaju cifre, slova i simboli.
Svakom karakteru dodjeljuje se poseban binarni zapis ili kod.
Najpoznatiji kod je ASCCI kod. Koristi 8b (osam bitova) za predstavljanje 1 karaktera.
Ukupan broj karaktera koji se može predstaviti 2 -1 = 256 kombinacija
B
A=01000001
B=01000010
4=00110100
5=00110101
Decimalni u binarni:
a) 3 decimalna : 2 bininarna = 3 : 2 = 1 ! 1
1 : 2 = 0 ! 1 3 = 11 binarni
b) 25 dec = 11001 binarni
25 : 2 = 12 ! 1
12 : 2 = 6 ! 0
6 : 2 = 3 ! 0
3 : 2 = 1 ! 1
1 : 2 = 0 ! 1 !
c) 32 dec = 100000 binarni
32 : 2 = 16 ! 0
16 : 2 = 8 ! 0
8 : 2 = 4 ! 0
4 : 2 = 2 ! 0
2 : 2 = 1 ! 0
1 : 2 = 0 ! 1
3
5. Predstavljanje grafike
Svaki raćunar pored karaktera i brojeva obrađuje i memoriše veliki broj crteža i slika
grafike.
Sobzirom da se u računaru sve predstavlja binarnim ciframa moraju postojati metode za
binarno predstavljanje grafike.
Sva grafika u jednom računaru pripada jedonoj od dvije kategorije –
Bit mapirana grafika
Vektorska grafika
Bit mapirane slike se sastoje od velikog broja elementarnih slika koje se nazivaju
PIKSELI.
Za memorisanje svakog pikslea se koristi izvjestan broj bitova.
Pozicija svakog piksela je definisana mapiranim lokacijama u memoriji za svaki elemenat
slike a za memorisanje boje svakog piksela koristi se grupa bitova.
Zavisno od broja bitova koji su predviđeni za memorisanje boje svakog piksela zavisi
ukupan broj raspoloživih boja za predstavljanje slike.
Primjer:
1b = 2 boje
3b = 8 boja
1B = 256
24B = 2 na 24 (16 mil boja)
3b = 1 piksel
Vektroska grafika se kreira pomoću grafičkih oblika kao što su linije, krive, krugovi,
lukovi itd.
Svaki od ovih elemenata se može definisati matematički sa malim brojem parametara.
Potrebna su tri parametra (x i y, centar gruga i prečnik)
4
6. Predstavljanje video zapisa:
Video zapisi su izuzetno zahtjevni što se tiče zauzeća memorije. Slika na video sistemu je
skup fotografija.
Primjer:
Video kamera sa rezolucijom slike 640*48 piksela i 30 slika po sekundi, generiše
640x480 piksela x 3b (za boju) x 30 fremova/sek = 27,65 MB/s
1 minut video zapisa = 1,6 GB
Najčešće se ovako visoki memoriski zahtjevi tkz. sažimanje ili kompresija video
podataka.
Video zapis se najčešće smješta na DVD Rom ili Hard disku
Striming video = posmatranje WEB stranice u realnom vremenu.
Najčešći formati video zapisa su MPEG i AVI
A najčešći formati bit mapiranih slika su GIF i BMP
7. Predstavljanje zvuka
Zvuk se nalazi u sastavu velikog broja aplikacija (prezentacija, video igrica, slušanje
muzike)
Zvuk se obično digitalizuje iz raznih audio izvora (mikrofon u računaru) ili se dovodi iz
CD Rom-a ili se učitava sa neke WEB stranice.
Pošto je zvučni signal analogan potrebno ga je prevesti u digitalni oblik.
To se radi tako što se analogni signal elektronski uzorkuje (uzima se uzorak) u
određenom vremenskim intervalima).
Svaki put kad se uzme uzorak mjeri se amplituda uzorka i ta vrijednost se pretvara u
binarnu veličinu.
Najčešići oblici formata zvučnih datoteka (fajlova) MP3 koristi se za prenos i
memorisanje audio signala visokog porijekla formata.
Za prestavljanje kratkih zvučnih datoteka koriste se WAV
5
8. Kompresija podataka
Se koristi da bi se smanjio memoriski kapacitet ili kapacitet memorije potrebnih za
smještanje velikog broja audio i video podataka.
Osnovni algoritmi za kompresiju podataka su
A) algoritmi bez gubitka
B) algoritmi sa gubicima
Algoritmi bez gubitaka kompresuju podatke tako da se u obrnutom postupku vraćanja,
kompresovani podaci vrate u orginalni oblik.
Najpoznatiji tip ZIP fajlovi.
Ovaj algoritam radi na eliminisanju ponavljanja istih podataka.
Algoritam sa gubitkom kompresije podataka iste vraća sa izvjesnim gubitkom
informacija.
Izgubljeni podaci se ne mogu povratiti
Najčešći algoritmi su JPEG i MP3
Pitanja:
1. šta označavaju termini ASCII i UNICO?
2. znaku A odgovara decimalni zapis ASCII karaktera 65, koji je binarni zapis ovog
znaka?
3. Znaku E odgovara ASCII kod u heksadecimalnom zapisu 45, koji je binarni a koji
decimalni zapis?
4. šta se podrazumjeva pod 24b grafikom?
5. kakva je razlika između bit mapirane i vektorske grafike?
6. kako se vrši kompresija podataka u računaru?
6
RAČUNARSKI HARDEVAR
Obuhvata sve fizičke komponente računarskog sistema.
Osnovne komponente su:
-Centralna jedinica,
-Ulazno izlazni uređaji
-Magistrale ili saobraćajnice
magistrale ili saobraćajnice su grupe paralelnih žica koje povezuju različite djelove
računarskog sistema i kojima se prenose rezličite vrste podataka (adrese, upravljački
signal).
PROCESORI
Glavni djelovi računara. Brzina procesora se izražava u broju naredbi koju procesor može
da izvrši u jednoj sekundi.
Za ivršavanje jedne naredbe potrebno je više koraka.
U računaru postoji elektronsko kolo koje s enaziva SISTEMATSKI SAT koji generiše
određene taktove – impulse.
Pri svakom taktu izvrši se jedan korak naredbe .
Brzina generisanja taktova naziva se RADNI TAKT i mjeri se Megahercima i Giga
hercima.
Širina magistrale kojom podaci putuju (prenose se) od unutrašnjih djelova računara ka
procesoru predstavlja skup paralelnih vodova (žica) gdje svaki vod nosi po 1B, od koga
se na odredištu formiraju bajtovi (b)
Količinu bitova koju procesor može da obradi u 1 minuti hanziva se dužina procesorske
riječi.
Svaki proceso je u stanju da obavi tačno određeni skup različitih operacija (npr. Sabiranje
dva broja)
Svaka od ovih operacija ima svoj kod i naziva se naredba.
Najbitnije komponente procesora su:
- upravljačka jedinica = upravlja radom računarskog sistema
- aritmetičko logička jedinica = koja izvršava aritmetičke i logičke operacije u radu
7
Keš memorija procesora se koristi za čuvanje podataka kojima je procesor zadnji
pristupao. To je ultra brza memorija malog kapaciteta.
Postoje različiti tipovi procesora (INTEL i AMD)
Intel = pentium, celeron
AMD = atlom
Matična ploča je dio računara na koji se povezuju sve komponente i uređaji jednog PC
(personalnog računara)
Najpoznatiji djelovi matične ploče su
SLOT - za povezivanje kartica sa računarom,
BIOS - kontroliše osnovne funkcije računara i startuje programe pri uključivanju
računara
USB priključci – služe za priključivanje spoljašnjih uređaja na računar
MEMORIJE
I/O CPU
MEM
Služi za smještaj podatak.
Dijeli se na dvije vrste memorija:
A) Unutrašnja memorija (Ram, Rom, Cash)
B) Spoljašnja memorija
Memorije imaju dva parametra – brzinu i kapacitet
Unutrašnja memorija ROM kojoj ne možemo mijenjati sadržaj
RAM na kojoj se upisuju podaci koji ostaju sačuvani dok je računar uključen.
Procesor u radu komunicira sa RAM memorijom u kojoj se nalaze svi podaci i naredbe za
računarske operacije koje se trenutno izvršavaju.
Jedan od najvažnijih programa koji se čuva u ROM-u je BIOS u kome su smješteni
programi koji omogućavaju startovanje računara.
RAM i ROM memorije su velike brzine ali malog kapaciteta.
Pitanje: Da li možemo mijenjati veličinu Ram memorije (Ne – fabrički podešena)
8
SPOLJAŠNJA MEMORIJA
Bitne karakteristike:
- vrijeme pristupa (vrijeme potrebno da bi se pristupilo nekom podatku u memoriji i
izražava se u milisekundama MS)
- količina podataka koju je memorija u stanju da sačuva izražava se u megabajtima
MB
- protok podataka – količina podatka koja u određenom vremenu može da se
prebaci sa jedne jedinice u drugu)
USB – se sastoji od štampane ploče zatvorene u metalno kućište.
USB fleš uređaj je aktivan jedino ako je uključen u USB port računara koji mu
omogućuje napajanje strujom
HARD DISK – najbitnija spoljašna memorija računara, prosječnog kapaciteta 250 GB sa
protokom od 75 MB/s
Fleš memorije u svom radu ne koriste drajvere.
HD sastoji se od nekoliko ploča za upis koje se vrte velikom brzinom 7200/m pri čemu se
iznad i ispod svake ploče nalaze glave za čitanje i pisanje podataka.
Podaci u HD su organizovani na ploče, glave, sektore i trake
Radi lakše organizacije podataka prostor na HD se može podijeliti na više djelova pri
čemu će se svaki ponašati kao da je poseban HD.
Ovi djelovi se nazivaju PARTICIJE i najčešće se koriste za rad sa više operativnih
sistema na jednom računaru.
HD se vezuje na matičnu ploču preko kontrolera koji obavljaju komunikaciju između HD
i procesora računara.
Najpoznatiji interfejs je SCSI (skazi) koji omogućuje brzinu protoka i do 160 MB/s
Najbitnije osobine HD:
- kapacitet u GB (količina podatala koja se može smjestiti na disk)
- vrijeme pristupa (vrijeme potrebno glavi da se pozicionira iznad ploče i poče
prenos informacija)
- brzina obrtanja diska iznosi 7200 RPM
- brzina prenosa podataka koja je proporcijalna brzini obrtaja diska (133 MB)
HD su memorije sa magnetnim pločama na kojima se podaci upisuju u sektorima i
trakama (stazama)
9
Memorije sa optičkim zapisima
CD ROM (Compact disk read only memory)
Pored kapaciteta bitna karakteristika CD ROM-a je brzina prenosa podataka.
Standardni Cd ima oko 20.000 kružnih staza i ukupna dužina te staze je 5 km, a razmak
krugova 1,6 mikrona.
Postoje dvije tehnologije u izradi CD (CD-R i CD-RW)
Kapacitet Cd je 700 MB
DVD ROM služi za smještanje video zapisa kapacitet 4,7 MB
PORTOVI I KONEKTORI
Da bi se povezao neki spoljašnji uređaj na računaru (štampač ili miš) koriste se priključci
na vanskoj starni kućišta koji se nazivaju PORTOVI
Postoji više vrsta portova:
a) paralelni – podaci se prenose paralelno, istovremeno. Koriste se za povezivanje
štampača, skenera i sl. Brzina prenosa 1,2 MB/s
b) seriski – podaci se šalju jedan za drugim – protok je najčešće 11,5 KB/s
USB port najbolji standard – jedina vrsta porta koja omogućava da se uređaji priključuju i
isključuju dok je računar uključen. Brzina protoka 480 MB/s
USB port posjeduje i sopstveno napajanje. Infracrveni port. Neki uređaji kao što su miš i
tastatura napravljeni su da komuniciraju bežično preko IC port korišćenjem IC zraka.
KONEKTOR ZA MONITOR
Izlaz grafičke kartice koji služi za povezivanje monitora najčešće je VGA konventor.
KONVENTOR ZVUČNE KARTICE
Služi za povezivanje računara sa mikrofonom, zvučnicima i sl.
10
GRAFIČKA KARTICA
Se naziva i video adapter – To je komponenta računarskog sistema koja pretvara digitalne
informacije u sliku na ekranu računara.
Može biti:
a) integrisani (već ugrađen)
b) neintegrisani
Najvažnija komponenta grafičke kartice su:
- grafički procesor
- grafička memorija
- digitalno analogni konventor
- magistrala
Grafički procesor obrađuje grafičke podatke
Grafička memorija ima sličnu ulogu kao RAM memorija samo što je brža i koristi se za
čuvanje djelova slika ili animacija koje se prikazuju na ekranu.
Digitalno analogni konventor pretvara digitalni signal iz računara u analogni kako bi se
mogao pokazati na monitoru.
Magistrale služe za komunikaciju grafičke kartice sa ostatkom računara.
MONITOR
Danas se obično koriste LCD (sa tečnim displejom)
Poseban oblik LCD displeja su ekrani sa aktivnom analognom maticom TFT.
Da bi LCD mogao koristiti piksele u boji za svaki piksel neophodna su tri dijela. Sa
crvenim, zelenim i plavim filterom za boju čijom kombinacijom se dobijaju stvarne boje
piksela.
Najvažnije karakteristike monitora su veličina ekrana (izražava se u inčima – dužina
dijagonale ekrana) i rezolucije ekrane (broj tačaka, piksela koje ekran iscrtava po dužini i
visini)
Veličina tačke DOT ITCH predstavlja razmak između piksela na ekranu. Što je manja
vrijednost slika je puno bolja.
Frekfencija osvežavanja ekrana prestavlja frefenciju uzastopnog iscrtavanja slike na
ekranu t.j. koliko se puta slika prikaže na ekranu monitora u toku 1 sekunde i izražava se
u hercima.
11
Dubina boje zavise sa koliko se bitova kodira piksel 24B (8G+8R+8B) 2 na 24 ili 16,8
miliona nijansi boja.
Potrošnja energije ko LCD 320Wati.
TASTATURA
Mehanički prekidači predviđeni za korišćenje 100 miliona puta.
MIŠEVI
Pripadaju grupi pokazivačkih instrumenata. Koriste kombinaciju Hardvera i Softvera da
kreiraju i kontrolišu grafički kursor na ekranu.
Grafički drajver definiše njegovu poziciju.
ŠTAMPAČI
Izlani uređaji pomoću kojih se binarno kodirana informacija iz računara prenosi na papir.
Postoje matični INK jet i Laserski štampači.
SKENERI
Su ulazni uređaji koji štampani materijal pretvaraju u digitalni oblik.
DIGITALNI FOTO APARAT
Za razliku od klasičnog foto aparata kod kojih se slika pada na film, kod slika pada na
elektronski senzor koji svjetlost pretvara u elektronsku struju CCD.
CCD senzor je matrica u kojoj svaka ćelija predstavlja malu osjetljivu diodu i ujedno
najmanji elemenat slike.
Zavisno od jačine svjetlosti koja pogodi svak diodu zavisi jačina struje koja se stvori u
svakoj ćeliji.
Na senzoru se takođe nalaze tri filtrera za boju. Svaka ćelija registruje pored jačine
svjetlosti i njenu boju.
Vrijednost koju svaka ćelija prikuplja u matrici se pomoću snalogno digitalnog
konventora pretvaraju u digitalne vrijednosti.
12
KOMUNIKACISKE KOMPONENTE
Obuhvataju Hardver i Softver da bi se računari povezali.
Komunikaciski hardver podrazumjeva Modem ili mrežnu karticu koja ima ulogu
interfejsa računara i tkz komunikacioni kanal (žičani kabal, optički kabal, bežična veza)