STROJNI PODSUSTAV (hardware) centralna jedinica + periferije POSLOVNI INFORMACIJSKI SUSTAVI POSLOVNI INFORMACIJSKI SUSTAV ki fo rmacijs Ure dsk i in su stav po dršk u Su stav za u nj odlu či va ki rm acijs čki in fo U pr avlja su stav Lifeware (ljudski potencijal) Software (programski podsustav) Hardware (str ojni podsustav)) Marketing-inf Marketing informacijs orma cijski ki sustav sus ta v Proizvodni informa cijski sustav Računovodstve ni inform acijsk i sustav Financijs ki informacijski sustav ... Strojni podsustav - centralna jedinica 1 CENTRALNA JEDINICA SADRŽAJ PREDAVANJA EVOLUCIJA I POJMOVI VEZANI ZA SUVREMENA RAČUNALA MODEL RAČUNALNOG SUSTAVA GRAĐA PC-a MATIČNA PLOČA MEMORIJA CENTRALNI PROCESOR 2 sata Operativni ciljevi Upoznati se s pojmovima vezanim za suvremena računala, upoznati značajke evolucije i odlike suvremenih računala, upoznati načelnu građu računala, te građu osobnih računala (posebice matičnu ploču, centralnu memoriju i procesor) Strojni podsustav - centralna jedinica 2 EVOLUCIJA I POJMOVI VEZANI ZA SUVREMENA RAČUNALA NEKAD BILO…. Strojni podsustav - centralna jedinica 3 Mooreov zakon (Gordon E. Moore, 1929-) “...the number of transistors per square inch on integrated circuits had doubled every year ...” POJAM RAČUNALA Stroj koji prihvaća i pamti podatke i instrucije kojima se provodi složen i ponavljajući niz operacija s podacima, a rezultate računanja neposredno prikazuje i pohranjuje za buduću uporabu. Vrste računala s obzirom na princip rada: analogna digitalna hibridna (kombinacija prethodna dva) Prema namjeni: opće namjene specijalne namjene Strojni podsustav - centralna jedinica 4 POJAM RAČUNALA Prema kapacitetu: osobna računala (mrežni klijenti): -jednokorisnički sustav – opslužuje jednog čovjeka u jednom momentu radne stanice: -složeniji jenokorisnički sustavi namjenjeni specijalizizanim zadacima (npr. grafičke radne stanice) poslužiteljska računala (Serveri): -obuhvaćaju: mala računala, velika (mainframe), računalne sustave (klastere) i super-računala -opslužuju velik broj računala (korisnika). Gubi se razlika u vizualnom smislu između računala glede podjele prema kapacitetu CENTRALNI PROCESOR- GRAĐA 1945 Strojni podsustav - centralna jedinica 1965 5 CENTRALNI PROCESOR- GRAĐA KAKO JE TO NEKADA IZGLEDALO?! CENTRALNI PROCESOR- GRAĐA EVOLUCIJA U MALA RAČUNALA: Strojni podsustav - centralna jedinica 6 CENTRALNI PROCESOR- GRAĐA MODEL RAČUNALNOG SUSTAVA Strojni podsustav - centralna jedinica 7 MODEL RAČUNALNOG SUSTAVA Von Neumannoov model računalnog sustava: Središnja jedinica računala (CPU = procesor + radna memorija) Periferije (ulazno izlazni podsustav, sabirnice i kartice za proširenja): Ulazni uređaji i naprave Izlazni uređaji i naprave Uređaji za pohranu podataka Fizička i logička organizacija podataka Kompresija i kriptiranje Von Neumannov MODEL RAČUNALA John von Neumann (Mađarski Margittai Neumann János Lajos) 1903-1957 Strojni podsustav - centralna jedinica 8 Von Neumannov KONCEPT Odvajanje programa od strojeva to jest pohrana programa u memoriju i to u binarnom obliku, odakle se mogu koristiti kao slijed instrukcija kojima se izvršava neki zadatak (do pojave ovog koncepta svaki se novi zadatak unosio u računalo preklapanjem sklopki i releja, bilo u samom računalu ili na tzv. kontrolnoj tabli. Odvajanje podataka od programa – podaci se kao i programi smještaju u memoriju računala na posebne memorijske lokacije i odatle uzimaju po potrebi programskih instrukcija. Rezultati obrade smještaju se također u memoriju računala a iz nje ne neku perifernu jedinicu odnosno trajni zapis. Von Neumannov KONCEPT Razdvajanje ulaza, obrade, skladištenja i izlaza podataka – semantički skupovi podataka pretvaraju se u stroju čitljivu (binarnu) formu u kojoj bivaju obrađeni, nakon čega se ponovo pretvaraju u čovjeku čitljiv skup semantičkih oznaka. U obradbenom dijelu razdvajanje matematičkologičkih procesa i procesa kontrole i upravljanja tokovima procesa Strojni podsustav - centralna jedinica 9 GRAĐA PC-a GRAĐA PC-a PC sustav obično objedinjava: -kućište -monitor -tipkovnicu -miš -periferne uređaje (zvučnici, printer, skener, ...) Sadržaj kućišta PC sustava: -napajanje -matrična ploča (procesor, memorija, sabirnice) -kontroleri s portovima (grafička kartica, mrežna kartica, serijski port, paralelni port, USB, ...) -vanjska memorija (HDD, FDD, CD-ROM, DVD) Strojni podsustav - centralna jedinica 10 GRAĐA PC-a Pogled na kućište (ispred, unutra, iza) MATIČNA PLOČA Strojni podsustav - centralna jedinica 11 MATIČNA PLOČA Matična ploča (engl. Motherboard) zadužena je za povezivanje glavnih dijelova računala u jednu cjelinu uobičajeni nazivi u literaturi: -MainBoard -SystemBoard -Osnovna ploča sastavni je dio kućišta računala sadrži sve glavne komponente CPU i elemente za priključak perifernih uređaja MATIČNA PLOČA Oblici matičnih ploča: razvijene za otvorene arhitekture (PC i Mac) matične ploče se neprestano razvijaju vremenom su se pojavljivali razni standardi za matične ploče (Form Factors) oni određuje: -oblik i veličinu matične ploče -funkcioniranje matične ploče -mogućnosti matične ploče danas je uobičajen ATX standard, te njegova mikro inačica mATX (namijenjen manjim kućištima) stari AT standard (više se ne koristi) je osnova ATX-a Strojni podsustav - centralna jedinica 12 MATIČNA PLOČA Veličine matičnih ploča prema standardima: MATIČNA PLOČA Građa matične ploče (generalno i pojednostaveljeno): Strojni podsustav - centralna jedinica 13 MATIČNA PLOČA Dijelovi (suvremene) matične ploče: MATIČNA PLOČA Dijelovi (suvremene) matične ploče: ChipSet Socket BIOS PCI slotovi AGP / PCI Expers slot IDE konektori SATA konektori USB priključci Legasy konektori Konektori za periferije CMOS baterija Integrirani dijelovi Naponski konektor Strojni podsustav - centralna jedinica 14 MATIČNA PLOČA Kako radi matična ploča? jedan od najvažnijih dijelova matične ploče je sabirnica preko sabirnice idu svi podaci, te tako komponente međusobno komuniciraju brzina sabirnice se mjeri u MHz-ima (megahercima) što je veća brzina to se više podataka istovremeno može prenijeti najbitnija sabirnica je FSB (Front Side Bus) sabirnica, koja povezuje Northbridge i centralni procesor kako memorija ide preko Northbridge-a FSB-ova brzina može značajno povećati performanse računala MATIČNA PLOČA Osim FSB-a, postoje i druge sabirnice: memorijska sabirnica povezuje Northbridge sa memorijom AGP / PCI Express sabirnica povezuje grafičku karticu s memorijom i centralnim procesorom preko Northbridgea IDE / PATA/ SATA / sabirnica povezuje Southbridge s hard diskovima ili CD/DVD uređajima PCI sabirnica povezuje Southbridge s PCI slotovima USB sabirnica povezuje Southbridge s USB portama Super I/O sabirnica povezuje Southbridge s FDD, Serijskim/Paralelnim portom, te miš i tipkovnicu Sabirnice ostalih uređaja povezuju Sauthbridge s tim uređajima (CMOS, BIOS, Ethernet, SoundCard) Strojni podsustav - centralna jedinica 15 MATIČNA PLOČA ChipSet skupina chipova dizajniranih da rade zajedno glavni dio matične ploče jer povezuje sve ostale dijelove sa procesorom, te šalje glavnom procesoru podatke o ostalim dijelovima računala određuje koji se procesor (tip procesore) može uraditi na osnovnu ploču uobičajeno se nalaze dva chipseta: -Northbridge i -Southbridge neke ploče sadrže oba chipseta u jednom, ali to nije uobičajeno MATIČNA PLOČA NorthBridge: direktno povezan sa procesorom preko FSB-a omogućava brzu dostupnost podataka iz memorije i grafičke kartice od njega najviše zavise performanse matične ploče integriran je na matičnu ploču što znači da se ne može mijenjati, ali njegov radni napon (voltaža) i performanse se mogu mijenjati kroz BIOS ili softverski Southbridge: sporiji od Northbridge-a stoga sve informacije iz procesora idu prvo preko Northbridge-a pa tek onda na Southbridge sabirnicama je spojen na kontrolere (PCI, USB, i dr.) Strojni podsustav - centralna jedinica 16 MATIČNA PLOČA NorthBridge .vs. Southbridge: MATIČNA PLOČA Socket: podnožje za centralni procesor koje određuje koji se procesor može ugraditi u matičnu ploču ostvaruje vezu između procesora i matične ploče Evolucija Socket-a: Socket 478 - Stariji Pentium i Celeron procesori Socket LGA775 - Novi Intel Pentium 4 procesori Socket A - Stari AMD Athlon procesori Socket 754 - AMD Sempron i neki AMD Athlon procesori Socket 939 - Brzi i jako korišteni AMD Athlon 64bitni procesori Socket AM2 - Zamjena za socket 754 i 939, koristi DDR2 memoriju Strojni podsustav - centralna jedinica 17 MATIČNA PLOČA Građa suvremenog Socketa: suvremeni su socketi i proceosri izgrađeni na PGA arhitekturi socketi najčešće dijele na one za: -Intel procesore i -AMD procesore MATIČNA PLOČA BIOS (Basic Input/Output System): skup računarskih programa namijenih osnovnoj komunikaciji sa hardverom računala omogućava: -postavljanje osnovnih radnih parametara -pronalazi i učitava operacijski sustav u RAM -kontrolu ispravnosti računalnih komponenti u svojoj osnovnoj inačici BIOS sadrži programe koji upravljaju radom tipkovnice i monitora (BIOS – prekidi) obično je napisan u asembleru i prilagođen određenom hardveru računala Strojni podsustav - centralna jedinica 18 MATIČNA PLOČA Memorijski slotovi: služe kao utičnice za RAM memoriju obično ih je više MATIČNA PLOČA Sabirnice (eng. Bus-evi): veza za razmjenu podataka između više uređaja koji mogu biti istodobno priključeni na isti skup vodiča (magistrala) Možemo ih podijeliti na: unutarnje sabirnice: -koriste se za razmjenu podataka između sklopova unutar računala vanjske sabirnice: -koriste se za razmjenu podataka između vanjskih uređaja i računala Strojni podsustav - centralna jedinica 19 MATIČNA PLOČA Struktura sabirnice: Podatkovna sabirnica: -skup vodiča za prijenos električnih signala koji predstavljaju podatke -broj vodiča jednak je broju bitova koje u jednom taktu može obraditi centralni procesor Adresna sabirnica: -skup vodiča za prijenos električnih signala koji predstavljaju adrese -broj vodiča ovisi o građi računala Kontrolno-upravljačka sabirnica: -skup vodiča za prijenos električnih signala koji predstavljaju kontrolne i upravljačke signale -broj vodiča ovisi o procesoru MATIČNA PLOČA Načela paralelnog prijenosa podataka: Strojni podsustav - centralna jedinica 20 MATIČNA PLOČA Unutarnje sabirnice: služe za priključak uređaja koji su skoro uvijek unutar računala istodobno služe i za priključak komponenti koje su ugrađene na matičnu ploču unutarnje sabirnice su redovito na matičnoj ploči sve se razvile iz ISA sabirnice (prve sabirnice) Rasprostranjene norme unutarnjih sabirnica: PCI, AGP (sabirnice za osobna – stolna računala) PCMCIA (sabirnica za prijenosna računala) Priključnice (slotovi): završeci unutrašnjih sabirnica u njih se utiču kartice za kontrolu perifernih uređaja (konektori) MATIČNA PLOČA Shema unutrarnje sabirnice (žute linije): Strojni podsustav - centralna jedinica 21 MATIČNA PLOČA Suvremene sabirničke priključnice (slotovi): MATIČNA PLOČA Evolucija unutarnjih sabirnica: ISA (eng.industry standard architecture): -uvedena 1981.godine -originalno 8 bitna / 20 adresnih vodiča -vezana uz procesor Intel 8088 -evoluirala 1984.godine -postala 16 bitna / 24 adresna vodiča -vezana uz procesor Intel 80286 MCA (eng.micro channel architecture): -razvijena 1987.godine -32 bitna / 32 adresnih vodiča -vezana uz procesor Intel 80386 EISA (eng.extended industry standard architecture): -1988.godine / 32 bitna Strojni podsustav - centralna jedinica 22 MATIČNA PLOČA PCI slotovi (Peripheral Component Interconnect): -završetak PCI sabirnica preko koje se odvija komunikacija perifernih uređaja (modem, zvučna kartica, grafička kartica itd.) sa procesorom -svojevrsne utičnice za kontrolne kartice (kontrolere) koje upravljaju perifernim uređajima -PCI sabirnicu je razvio Intel -PCI je 64-bitna (66MHz) sabirnica, no veći udio uzimaju 32bitne (33MHz) PCI sabirnice -PCI Express je evolucija PCI standarda MATIČNA PLOČA AGP (Accelerated Graphics Port) -ubrzana sabirnica namijenjena isključivo za grafičke kartice (one zahtijevaju veću propusnost podataka) -razvio je Intel zbog sve većih zahtjeva 3D računarskih igara i ostalih zahtjevnih aplikacija -omogućava direktnu komunikaciju između kartice i memorije (mimo prekida operacijskog sustava) -evolucija AGP standarda: AGP 1x (264 Mb/s) AGP 2x (528 Mb/s) AGP 4x (1 Gb/s) AGP 8x (2 Gb/s) Strojni podsustav - centralna jedinica 23 MATIČNA PLOČA PCI-E (PCI Express) -zamjena za za PCI/AGP sabirnice -koriste je grafičke kartice na matičnim pločama -razvijena je za grafičke kartice (pruža dvostruko veću propusnost u odnosu na AGP) -tijekom razvoja korišteno ime 3GIO (3Generation In/Out) -evolucija PCI-E standarda: PCI-E 1x PCI-E 4x PCI-E 8x PCI-E 16x MATIČNA PLOČA PCI Express slot i PCI Express priključnica: -završetak kartice – višepinski utikač -slot – višepinska utičnica Strojni podsustav - centralna jedinica 24 MATIČNA PLOČA Sabirnice za prijenos podataka od/prema vanjskoj memoriji: Integrated Drive Electronics (IDE) -služi za spajanje Paralell AT Attachment (PATA) hard diskova, optičkih uređaja (DVD/CD-ROM/RW) -obično se na matičnoj ploči nalaze dva konektora -stari – napušten standard MATIČNA PLOČA Sabirnice za prijenos podataka od/prema vanjskoj memoriji: Serial Advanced Technology Attachment (SATA) -novijeg standard od PATA -služi za spajanje SATA tvrdih diskova -konektor je nešto manji i praktičniji -prva je generacija SATA uređaja (SATA/150) koristili 8B/10B enkodiranje - teoretska brzina od 1.2 gigabita (Gbps) u sekundi, ili 150 megabajta u sekundi (MB/s) Strojni podsustav - centralna jedinica 25 MATIČNA PLOČA Legacy sabirnice i priključci: zastarjele sabirnice male brzine za serijsko i paralelno priključivanje periferija još uvijek prisutne radi podrške starijim perifernim uređajima Serijska vrata (engl. COM port, serial port). Mogu biti izvedena s 9 ili 25priključaka (engl. pin), muški. Paralelna vrata (engl. LPT port, printer port, paralel port). Redovito su izvedena s 25-priključaka (engl. pin), ženski. ULAZNO IZLAZNI PODSUSTAV Odlike serijskog prijenosa ulazno-izlazni sklop kojim se prijenos bitova obavlja u seriji (RX/TX) nazivi: -serijski priključak -serijska vrata (Serial port) -RS232 prva uporaba kod mikrofilma (COM1-COMn) prednost: -omogućava prijenos podataka na veće udaljenosti nedostaci: -mala brzina prijenosa -115 Kbps (460 Kbps, kod proširene izvedbe) -potreba kontrole prijenosa – paritetni bit Strojni podsustav - centralna jedinica 26 ULAZNO IZLAZNI PODSUSTAV Odlike paralelnog prijenosa ulazno-izlazni sklop kojim se prijenos bitova obavlja u paralelno (8 bitova u jednom slanju) nazivi: -paralelni priključak -paralelna vrata (Paralele port) -Centronics (naziv po proizvođaču) prva uporaba linijskih pisača - printera (LPT1-LPTn) nedostatak: -nemoguć prijenos podataka na veće udaljenosti -max 6m obični, 15m oklopljeni kabl) prednosti: -veća brzina prijenosa -50-100 KBps (500 KB-2 MB kod proširene izvedbe) MATIČNA PLOČA Super I/O sabirnica: omogućava priključak: -miša -tipkovnice -disketne jedinice (Flopy Disk Drive –FDD) stari priključci koji se nisu previše mijenjali ugroženi pojavom USB-a PS/2 vrata (engl. port) služe za spajanje tipkovnice i miša prethodio mu DIN standard pod kontrolom BIOS-a Strojni podsustav - centralna jedinica 27 MATIČNA PLOČA FDD vrata MATIČNA PLOČA Mogući uređaji i sabirnice na matičnoj ploči: kontroleri zvuka mrežni kontroleri grafički kontroleri Kontroleri: sklopovi za proširenja (prilagodnici UI uređaja) omogućavaju povezivanje perifernih uređaja s CPU za razliku od sabirnice omogućavaju priključak jednog perifernog uređaja Driveri (programi pogonitelji): funkcije programa pogonitelja (drivera): -identificiraju uređaj -preuzimaju kontrolu i -obavljaju sinkronizaciju rada Strojni podsustav - centralna jedinica 28 MATIČNA PLOČA Expanzione kartice (kontroleri) za periferne uređaje: MATIČNA PLOČA Vanjske sabirnice: služe za priključak uređaja koji su skoro uvijek izvan računala priključnice tih sabirnica su izvedene na računalu tako da se izvana, bez otvaranja računala može na njih priključiti uređaj brzi i pouzdan oblik komunikacije omogućava istodobno priključivanje više perifernih uređaj Načešće korištene vanjske sabirnice USB, FireWire Strojni podsustav - centralna jedinica 29 MATIČNA PLOČA USB (Universal Serial Bus) -vanjska sabirnica (priključak) za razne uređaje kao što su printer, miš, tastatura, digitalna kamera, modem -pojavio se 1996. godine, a zaživio tek 1998. godine -Odlike: visoka brzina jednostavnost instaliranja uređaja (pogotovu s novijim inačicama operacijskog susava -Plug & Play princip) Računalo Vanjski uređaj MATIČNA PLOČA Ostali dijelovi matične ploče: CMOS -Complemetary Metal Oxide Semiconductor -pamti osnovne postavke računalne konfiguracije -u sebi sadrži i sat koji pamti točno vrijeme naponski konektor: -preko njega matična ploča dobiva struju (od napojne jedinice), te je raspodjeljuje ostalim dijelovima na matičnoj ploči Strojni podsustav - centralna jedinica 30 MEMORIJA MEMORIJA Memoriranje: sposobnost pohrane i čuvanja određene količine podataka skupljanje određene količine bitova i pohrana na određeno mjesto u memoriji – memorijska lokacija za pohranu ili čitanje potrebno je navesti adresu memorijske lokacije Memorija = adresa + sadržaj memorijske lokacije Adresa Sadržaj lokacije S obzirom na postojanost podataka načelna podijela: privremenu (radnu) memoriju - RAM i stalnu meoriju - ROM Strojni podsustav - centralna jedinica 31 MEMORIJA Struktura memorijskog prostora Adresni memorijski registri - registri za određivanje operanada i lokacija smještenih u memoriji Memorijski registar podataka - registri za pohranu podataka i riječi programa Kontrolni memorijski registri- određuju svrhu pristupa (upis ili čitanje) memoriji Adresni dekoder - sklop koji prosljeđuje signal odnosno tumači operacijski dio instrukcije i poziva logičke krugove potrebne za izvođenje neke operacije MEMORIJA Kapacitet: Najveća količina podataka koju memorija može pohraniti naziva se kapacitet memorije i izražava se u bajtovima (1 memorijska lokacija = 1 bajt) 1 kilobajt (KB) = 210 =1.024 bajta 1 megabajt (MB) = 1.0242 bajta =1.048.576 bajta 1 gigabajt (GB) = 1.024³ bajta =1.073.741.824 bajta 1 terabajt (TB) = 1.0244 bajta = 1.099.511.627.776 bajta Operaciju čitanja i pisanja: kontrolira je procesor preko memorijskog kontrolera memorijski kontroler usklađuje razlike u taktovima između bržeg procesora i sporije memorije Strojni podsustav - centralna jedinica 32 RADMA MEMORIJA Memorijski kontroler: Hardverska komponenta koja služi za automatsko dodjeljivanje slobodnih dijelova memorije u višekorisničkom načinu rada: podjelom adresnog prostora na dijelove premještanjem programa u bilo koji slobodni dio memorije zaštitom memorijskog područja od neovlaštenog pristupa obnavljanjem memorijskih sadržaja (višestrukim čitanje i ponovnim pisanjem (prepisivanjem) sadržaja memorijskih registara – potrebno kod nekih vrsta memorija) MEMORIJA Bitne odlike memorije: brzina rada: -određena je brzinom kojom memorija pohranjuje i daje podatke brzina pristupa: -mjeri se u nano-sekundama (ns) -ne ovisi o smještaju podataka vrijeme pristupa memoriji: -vrijeme potrebno da se neki podatak pročita ili upiše u memorijsku lokaciju -reda veličine 3 taktna ciklusa (procesora) Strojni podsustav - centralna jedinica 33 MEMORIJA RAM (Random Access Memory): upisno-ispisna memorija nepostojana: prekidom napajanja gubi sadržaj građa: -uređena konačna jednodimenzionalna lista memorijskih lokacija (registara ili spremnika (pretinaca)) u kojima se pohranjuju podaci, instrukcije i međurezultati obrade upotreba: -u memorijske lokacije i adrese podaci se upisuju ili iz njih čitaju poluvodička tehnologija: -statička -dinamička MEMORIJA Statička memorija (SRAM): izgrađena od bistabila i sinhronizira svoj rad s CPU magistralom (brzine pristupa do 10 ns ili do 133MHz) bistabil pohranjuje jedan bit informacije prednost - jednostavnost građe, brz pristup nedostatak – dimenzija, cijena Dinamička memorija (DRAM): kondenzator pohranjuje jedan bit informacije nesavršenost dielektrika - gubitak naboja – zahtijeva obnavljanje sadržaja (eng.memory refreshing) svakih nekoliko ms ili češće prednost: cijena, male dimenzije (kondenzator dio poluvodiča) nedostatak: složeniji pogonski sklop,brzina Strojni podsustav - centralna jedinica 34 MEMORIJA Memorijski modul: tiskana pločica s konektorima na koju su zalemljeni memorijski integrirani krugovi umeće se u odgovarajući utor (slot) na matičnoj ploči Značajniji pojavni oblici modula: SIMM (engl. single inline memory module) -najstarija vrsta memorijskog modula DIMM (engl. dual inline memory module) -najrasprostranjenija vrsta modula SODIMM (engl. small outline dual inline memory module) -za prijenosna računala -najmanje dimenzije MEMORIJA Pojavni oblici SDRAM (Synchrounous DRAM): SDR (Single Data Rate) DDR (Double Data Rate) DDR2 DDR3 SDR .vs. DDR: podržava prijenos podatka na obije ivice clock-a (uzlazna i silazna), čime efektivno udvostručava protok podataka i troši manje energije DDR .vs. DDR2 .vs. DDR3: razlika u veličini prefetch buffera, odnosno cache-a u koji dolaze podaci prije no što oni stvarno trebaju veličine prefetch buffera: DDR-2 bita, DDR2-4 bita, DDR3-8 bita Strojni podsustav - centralna jedinica 35 MEMORIJA Trendovi u razvitku SDRAM-a: povećati frekvenciju smanjiti zagrijavanje smanjiti latenciju (vrijeme “zaključanosti” memorije za druge korisinike, a odnosi se na vrijeme koje prođe od trenutka kada memorijski kontroler zatraži i dobije podatak – vrijeme se mjeri u milisekundama) povećati širinu memorijskog prostora (sada 64 bita) povećati veličinu prefetch buffera Bitna svojstva i oznake SDRAM-a: radni napon (mjeri se u Voltima) oznake memorije i brzina (primjer): -PC2-3200 = prijenos 3,2 GB/s -DDR3 800 = takt 100 Mhz * 8 bita MEMORIJA Razvojni oblici suvremenog DRAM-a: SDR (Single Data Rate) -3.3V, 168 pin DIMM/ 144 pin SODIMM -brzine rada: PC66 (66 Mhz), PC100, PC133 DDR (Double Data Rate) -2.5V, 184 pin DIMM/200 pin SODIMM/172 pin MicroDIMM -brzine rada: PC-1600 (DDR 200 na 100 Mhz) PC-2100 (DDR 266 na 133 Mhz) PC-2700 (DDR 333 na 166 Mhz) PC-3200 (DDR 400 na 200 Mhz) Strojni podsustav - centralna jedinica 36 MEMORIJA DDR2 -1.8V/240 pin DIMM/200 pin SODIMM/ 214 pin MicroDIMM/244 pin MiniDIMM -brzine rada: PC2-3200 (DDR2 400 na 200 MHz), PC2-4200 (DDR2 533 na 266 MHz), PC2-5300 (DDR2 667 na 333 MHz), PC2-6400 (DDR2 800 na 400 MHz) DDR3 -1.5V/240 pin DIMM/204 pin SODIMM/ -brzine rada: PC3-6400 (DDR3-800 na 100 MHz) PC3-8500 (DDR3-1066 na 133 MHz) PC3-10600 (DDR3-1333 na 166 MHz) PC3-12800 (DDR3-1600 na 200 MHz) CACHE Brza priručna memorija (eng. Cache) Relativno malog kapaciteta Omogućava vremensko usklađivanje razmjene podataka između CPU i memorije moguće je: -usporavanjem - uvođenjem stanja čekanja za CPU BRZA PRIRUČNA MEMORIJA (CACHE) -ugradnjom brze priručne memorije - BRZA MEMORIJA RELATIVNO MALOG KAPACITETA Pohranjuje dio sadržaja glavne memorije ili - POHRANJUJE DIO SADRŽAJA GLAVNE (SPORE) MEMORIJE magnetskog diskaDISKA MAGNETSKOG DISK DISK CACHE Strojni podsustav - centralna jedinica RAM CACHE ILI CPU 37 CACHE / OSTALE MEMORIJE Vrste Cache memorije: Level 1 Cache - smješten na istoj poluvodičkoj pločici s mikroprocesorom Level 2 Cache - brza priručna memorija smještena na matičnoj ploči Disk Cache – sastavni je dio upravljačkog mehanizma tvrdog diska Buffer - memorija između tipkovnice i RAM-a Prividna (virtualna) memorija: proširuje RAM tvrdi disk oponaša dio RAM-a karakterizira je sporost STALNA MEMORIJA Flash memorija: poluvodička memorija kod koje se očuvaju podaci i nakon prekida napajanja danas se koristi za USB memorijske stick-ove i za Solid-State Drive (SSD) prednost - niska cijena Read Only Memory (ROM): pretežito ispisna memorija podaci se ne brišu nakon prekida napajanja malog kapaciteta obično čuva podatke potrebne operacijskom sustavu vrste ROM-a obzirom na brisanja podataka: -ROM s programiranom maskom, PROM, EPROM i EEPROM Strojni podsustav - centralna jedinica 38 STALNA MEMORIJA ROM s programiranom maskom ”tvornički” programiran ROM isplativ na velikom serijama nema mogućnosti brisanja i upisa novog sadržaja Programable Read Only Memory - PROM programirljiv sustav – omogućava upisivanje podataka jednom i zauvijek za upisivanje se koristi programator s obzirom na poluvodičke elemente koji ga grade: -diodni PROM (stanje je svih dioda inicijalno 1) -MOSFET-ni PROM (stanje je svih MOSFET-ova inicijalno 0) naponkim pregrijavanjem se trajno spaljuju poluvodički elementi radi dobivanja suprotnog stanja STALNA MEMORIJA Erasable Programable Read Only Memory – EPROM programirljiv sustav – omogućava upisivanje podataka, brisanje i ponovno upisivanje brisanje se obavlja s UV svjetlosti za upisivanje se koristi programator vijek trajanja EPROMA je oko 10 godina Electrically Erasable Programable Read Only Memory – EEPROM brisanje obavlja naponom i može biti selektivno (brisanje pojedinih riječi) nedostatak čini potreba za značajno većim brojem tranzistora (složeniji i skuplji sustav no EPROM) Strojni podsustav - centralna jedinica 39 MEMORIJA Još neke memorije: VRAM (Video DRAM) WRAM (Window DRAM) PSRAM (Pseudostatic RAM) MDRAM (Multibank DRAM) FPM (Fast Page Mode DRAM) BEDO (Burst EDO DRAM) QDR (Quad Data Rate) SGRAM (Synchronous Graphics RAM) CENTRALNI PROCESOR Strojni podsustav - centralna jedinica 40 CENTRALNI PROCESOR-algoritam Evolucija centralnih (mikro) procesora: 4-bitni mikroprocesori: 4004, 4040 8-bitni mikroprocesori: 8008, 8080, 8085 16-bitni mikroprocesori: 8086, 8088, 80186, 80188, 80286 32-bitni mikroprocesori: iAPX432, i960 tj.80960, i860 tj.80860, XScale 32-bitni mikroprocesori: 80386DX, 80386SX, 80376, 80386SL, 80386EX, 32-bitni mikroprocesori: 80486DX, 80486SX, 80486DX2, 80486SL, 80486DX4 32-bitni mikroprocesori: Pentium (Classic), Pentium MMX CENTRALNI PROCESOR-algoritam Evolucija centralnih (mikro) procesora: 32-bitni mikroprocesori: Pentium Pro, Pentium II, Celeron (Pentium II-based), Pentium III, Celeron (Pentium III Coppermine-based), Celeron (Pentium III Tualatin-based), Pentium M, Intel Core, Celeron M, Dual-Core Xeon LV 32-bitni mikroprocesori: Pentium 4, Xeon, Mobile Pentium 4M, Pentium 4EE, Pentium 4E, Pentium 4F 64-bitni mikroprocesori: Itanium, Itanium 2 64-bitni mikroprocesori: Pentium 4F, Pentium D, Pentium Extreme Edition 955 i 965, Intel Core 2. Strojni podsustav - centralna jedinica 41 CENTRALNI PROCESOR - dijelovi Aritmetičko-logička jedinka - obavlja: Aritmetičke i logičke operacije Prosljeđivanje rezultata Upravljačka jedinka – obavlja: Dekodira instrukcije Povezuje registre Određuje vrstu operacije Registri procesora Adresni međuregistar, Podatkovni međuregistar Instrukcijski registar, Programsko brojilo Registar kazaljke stoga, Bitovi registra stanja Niz općih registara CENTRALNI PROCESOR-algoritam Ponavljati dohvatiti iz spremnika instrukciju na koju pokazuje programsko brojilo; povećati sadržaj programskog brojila da pokazuje sljedeću instrukciju; dekodirati instrukciju, odrediti operaciju koju treba izvesti, odrediti odakle dolaze operandi i kuda se pohranjuje rezultat; operande odvesti na aritmetičko-logičku jedinku, izvesti zadanu operaciju i pohraniti rezultat u odredište; do isključivanja Strojni podsustav - centralna jedinica 42 CENTRALNI PROCESOR - dijelovi Faze izvođenja instrukcije: Dohvat instrukcije (fetch) Dekodiranje instrukcije (decode) Obavljanje operacije (execute) Brzina rada: Višekratnik periode takta (gigaherci - GHz) MFLOPS (Mega Floating-point Operations Per Second) Ovisi o brzini prijenosa sabirnice Priručni spremnik (cache): Dodatni spremnik s informacijama dostupnim procesoru u svakom trenutku Ubrzava rad procesora Približava procesor max. brzini rada PITANJA! Strojni podsustav - centralna jedinica 43
© Copyright 2024 Paperzz
