je Procesor procesor · 2 5 Karakteristike procesora su: brzina procesora, dužina procesorske reči, radni takt i interni keš. 6 Karakteristike procesora Brzina procesora je broj

1

1

Procesor

Centralna procesorska

jedinica (Central Processing

Unit – CPU)

2

Osnovna jedinica svakog računara je

procesor ili centralna procesorska jedinica.

U njemu se realizuju sve računske

(aritmetičke) i logičke operacije i izvršavaju

instrukcije koje su zadate programom

tokom rada računara.

Procesor definiše tip PC računara.

3

Delovi procesora:

Aritmetičko-logička jedinica (ALU - Arithmetic Logic Unit) izvodi aritmetičke i logičke operacije u računaru.

Upravljačka jedinica (CU - Control Unit) izvodi upravljačke funkcije u računaru.

Keš memorija je mala, pomoćna memorija u sastavu procesora.

Sat (clock) je minijaturni kristal koji osciluje velikom brzinom.

Registri čuvaju instrukcije i podatke sa kojima procesor trenutno obavlja operaciju.

4

Šema procesora

2

5

Karakteristike procesora su:

brzina procesora,

dužina procesorske reči,

radni takt i

interni keš.

6

Karakteristike procesora Brzina procesora je broj operacija koje procesor može da obradi u 1

sek. Izražava se u MIPS (Milion Instruction Per Second) ili u MFLOPS (Milion Floating Point Operations Per Second).

Dužina procesorske reči je broj bitova koji se jednovremeno prenosi i obradjuje unutar procesora. Danas se koriste 32-bitni i 64-bitni procesori a ranije su postojali i 8-bitni i 16-bitni procesori.

Podaci sa kojima procesor trenutno obavlja operaciju se nalaze u registrima. Pošto se u procesor odjednom prenosi onoliko bitova koliko je dužina registra, a isto toliko se odjednom i obraĎuje u procesoru, dužina procesorske reči odgovara dužini registra procesora.

Radni takt (frekfencija) je učestalost impulsa koji generiše sat (clock)-specijalno elektronsko kolo kojim se iniciraju operacije procesora. Procesor preko jedne linije na kontrolnoj magistrali dobija takt signal (pravougaone impulse odrĎene učestanosti). Učestanost tog takt signala je u stvari učestanost sistemskog takta matične ploče. Radni takt se meri u GHz.

Interni keš je keš memorija koja se nalazi u samom procesoru.

7

Pregled karakteristika nekih

procesora Intel Pentium mikroprocesor (na 200MHz) ima oko 280 MIPS-a

Intel Pentium II mikroprocesor (na 400MHz) ima oko 830 MIPS-a

Intel Pentium 4 mikroprocesor (na 1,5GHz) ima oko 1700 MIPS-a

Intel Pentium 4 mikroprocesor (na 2GHz) ima oko 3900 MIPS-a

Intel Core 2 Extreme QX9770 mikroprocesor (na 3,2GHz) ima oko

5900 MIPS-a

Današnji procesori uglavnom imaju izmedju 2 i 8 jezgara, rade na

frekvencijama od nekoliko GHz i imaju po desetak MB interne keš

memorije

8

Odnos procesor - memorija

Kada procesor zahteva neki podatak iz operativne memorije, tada se iz nje u keš memoriju, osim traženog podatka, prenosi i odreĎena količina podataka koji se nalaze iza traženog podatka. Ubrzanje rada se ostvaruje zahvaljujući tome što je velika verovatnoća da će naredni potrebni podaci biti meĎu podacima koji su već preneti u keš. Kako je keš znatno brži od operativne memorije, ovime je obezbeĎen znatno brži pristup podacima, a samim tim i brži rad celog sistema.

3

9

L1 (level 1) keš se nalazi u okviru samog procesora i radi na istom taktu kao i procesor.

L2 (level 2) keš se nalazi van procesora, ali veoma blizu njega.

L2 keš radi na taktu koji je jednak polovini takta procesora. Iako radi sporije od L1 keša, L2 keš je znatno brži od operativne memorije, tako da u velikoj meri doprinosi brzini rada sistema.

Kapacitet L2 keš memorije je znatno veći od kapaciteta L1 keš memorije.

U računarskom sistemu, poželjno je imati što više keš memorije, naročito tipa L1. U savremenim računarima, obično postoje oba tipa keš memorije.

Parametri osnovnih vrsta

memorija u računaru Vrsta memorije Kapacitet Kašnjenje Protok

L1 keš Nekoliko MB Oko 1 ns Nekoliko desetina GB/s

RAM memorije Nekoliko GB Nekoliko desetina ns Nekoliko GB/s

Hard-disk Nekoliko stotina GB Nekoliko ms Nekoliko stotina MB/s

USB flash memorija Nekoliko desetina GB Nekoliko stotina µs Nekoliko desetina MB/s

SSD Nekoliko stotina GB Nekoliko stotina µs Nekoliko stotina MB/s

CD 650-900 MB Desetak MB/s

DVD Oko 4,7 GB Nekoliko desetina MB/s

10

11

Gde se nalazi procesor

Procesor nije sastavni deo matične ploče.

Na matičnoj ploči se nalaze samo

konektori za njegovo priključenje

(nekoliko stotina nožica preko kojih se

povezuje na magistrale). Zbog velike

brzine rada dolazi do velikog zagrevanja

procesora, pa se na njega montira

dodatni ventilator koji ga hladi.

12

sl. Pozicija procesora na matičnoj ploči

4

13 14

Tehnologija izrade

Čipovi se prave od hiljada ili miliona

tranzistora spakovanih na malu

silicijumsku površinu

Proces se zove litografija, tj. umnožavanje

matrice na ploče od silicijuma, koje se

zovu silicijumske oblande

15

Osnovna (matična)

ploča - Motherboard

16

Osnovna (matična) ploča - Motherboard Plastična ploča na kojoj su štampana

metalna (aluminijum ili bakar) strujna

kola i na kojoj se nalaze priključna

mesta za :

mikroprocesor,

operativnu memoriju (RAM)

grafičku karticu

slotovi za dodatne kartice (zvučna

kartica, TV kartica, mrežna kartica,

modem)

kontroleri za diskove i disketne jedinice

čipset...

5

17

Matična ploča (Motherboard) je glavni deo računara koji služi za

povezivanje raznih komponenti (delova) računara i omogućava

komunikaciju izmeĎu njih.

PC je pravi modularni ureĎaj, tj. može se vršiti zamena ili dodavanje

pojedinih komponenata od kojih je sastavljen. Matična ploča je osnova tog

modularnog sistema, jer se na nju priključuju druge komponente

(memorijski moduli, procesor, kartice i sl.). Modularnost je obezbeĎena

konektorima koji se nalaze na matičnoj ploči.

Faktor oblika matične ploče odnosi se na

oblik i dimenzije matične ploče-AT, ATX,

BTX.

Neki od proizvoĎača matičnih ploča su:

Asus, Abyt, ASRock, MSI, Gygabyte, ...

.

18

Matična ploča

Gigabyte

Asus MB sa komponentama

19

Elementi matične ploče

20

Socket (utičnica, podnožje) odreĎuje koji procesor se može ugraditi u matičnu ploču. Nemoguće je staviti AMD procesor u matičnu ploču koja podržava Intel socket . Npr. Socket 8 ima otvore za 387 pinova.

BIOS: Basic Input/Output System (BIOS) ispituje hardware prilikom pokretanja računara

Memorijski slotovi: Služe kao konektor za RAM memoriju, obično ih ima više

PCI slot(en. Peripheral Component Interconnect) konektori za zvučne, TV, mrežne i nekada i grafičke karte.

AGP slot (en. Accelerated Graphics Port (AGP), konektor isključivo namenjen za grafičke karte, karakteriše ga veća brzina od PCI-a.

IDE konektori: (en. Integrated Drive Electronics (IDE), služi za spajanje hard diskova, optičkih ureĎaja (DVD/CD-ROM/RW); obično se nalaze dva konektora.

CMOS baterija: Pamti neke vitalne i osnovne postavke. U sebi sadrži i sistemski sat koji pamti tačno vreme i kada je računar ugašen

Integrisani delovi: Većina ploča danas ima već ugraĎene zvučne, mrežne pa i grafičke čipove

Naponski konektor: Preko njega matična ploča dobija struju

6

21

Sve komponente PC-ja (hard diskovi, memorije, dodatne kartice, I/O

ureĎaji) treba da rade usklaĎeno tako da svaka dobije traženu adresu,

podatak ili kontrolni signal u pravo vreme. Ulogu organizatora ovog

intenzivnog saobraćaja igra set čipova ili čipset. Matična ploča je

najvažniji deo PC-ja, a čipset je najvažniji deo matične ploče. Set čipova je

zalemljen na matičnu ploču, tj. ne može se menjati. Kvalitet čipseta igra vrlo

važnu ulogu, kako u pogledu performansi, tako i u pogledu stabilnosti rada

računara. Dva identična procesora mogu, u zavisnosti od čipseta, odraditi

isti posao za različito vreme. Izbor čipseta je odreĎen izborom matične

ploče.

Čipset

22

Severni most (Northbridge) se nalazi bliže procesoru i

često ima hladnjak, dok je Južni (Southbridge)

pozicioniran izmeĎu PCI slotova i slotova za memoriju!!!

ProizvoĎač čipsetova je obično nezavistan od proizvoĎača

matičnih ploča. Neki od proizvoĎača čipsetova su: nVidia,

Intel, AMD, Via, Ati i drugi. PC računari imaju otvorenu

arhitekturu, pri čemu svaki korisnik može da ga konfiguriše

za sopstvene potrebe.

23

Slotovi su standardna priključna mesta

na matičnoj ploči u koja se postavljaju

dodatni ureĎaji u vidu kartica. Postoji

više tipova slotova za proširenje

sistema:

ISA (International Standard

Asociation) slot-najstariji slot

PCI (Peripheral Component

Interconnect) slot-za različite dodatne

kartice-mrežna kartica, zvučna kartica,

FM kartica, TV kartica, ...

Stariji slot za grafičku karticu AGP

(The Accelerated Graphics Port )

PCI Express

Slotovi

24

7

25

Noviji slot za grafičku karticu je PCIe (Peripheral Component

Interconnect Express)

26

Slotovi za memoriju-SIMM, DIMM i RIMM (obično piše na samoj matičnoj ploči)

27

Magistrala (bus)

28

Magistrala (bus)

je komunikacioni put, odnosno električna kola

pomoću kojih se razmenjuju informacije meĎu

komponentama. U funkcionalnom pogledu

magistrala se sastoji od 3 skupa linija

(provodnika) koji čine podmagistrale:

1. kontrolna magistrala

2. adresna magistrala

3. magistrala podataka

8

29

Magistrala podataka koristi se za razmenu podataka izmeĎu

procesora i memorijskih lokacija. Dužina podataka koji se prenosi

magistralom ne mora biti jednaka dužini procesorske reči.

Adresna magistrala prenosi adrese koje generiše procesor, kojima

se specifikuje memorijske lokacije na koje se upisuju podaci ili sa

kojih se čitaju podaci radi obrade.

Kontrolna magistrala služi za prenos upravljačkih i kontrolnih

signala od procesora ka komponentama i obrnuto.

30

Na koji način se vrši razmena

podataka meĎu komponentama

Kada se podatak pošalje magistralom podataka,

istovremeno se adresnom magistralom šalje adresa komponente ili memorijske lokacije kojoj je podatak upućen.

Kada komponenta prepozna svoju adresu na adresnoj magistrali, ona zna da treba da preuzme podatak sa magistrale podataka.

Kada procesor traži podatak od komponente ili memorijske lokacije, on šalje adresu komponente adresnom magistralom, a kontrolnom magistralom upućuje signal da se traženi podatak pošalje magistralom podataka

31

Za priključenje bilo kog ureĎaja na računar potrebno je da budu ispunjena

dva uslova:

• Prvi je da priključenje bude korektno u pogledu elektrotehnike, tj. da ne

doĎe do varničenja i pregorevanja računara ili nekog njegovog dela i/ili

ureĎaja koji se priključuje. Ovaj problem se obično rešava

priključivanjem na standardne priključke (portove) ili pomoću posebnog

elementa, koji se, s jedne strane standardno ugraĎuje u računar,a s

druge strane se ureĎaj priključuje na priključak. Ovakav element za

povezivanje naziva se kontroler.

• Drugi uslov je postojanje posebnog programa (veznika-drajvera) koji će

omogućiti prepoznavanje komandi koje stignu u kontroler i njihovo

izvršavanje na priključenom ureĎaju.

• Kod uobičajenih ureĎaja (diskovi, diskete, CD ureĎaji) kontroleri su

standardizovani i integrisani u matičnu ploču.

Kontroleri