1 / 58

ОСНОВИ ИНФОРМАЦИОНИХ ТЕХНОЛОГИЈА

ОСНОВИ ИНФОРМАЦИОНИХ ТЕХНОЛОГИЈА. Хардвер рачунарских система. ОСНОВИ ИНФОРМАЦИОНИХ ТЕХНОЛОГИЈА. Данас на предавањима : Појам и основне компоненте хардвера Принцип рада појединих компоненти хардвера у прихватању, обради, чувању и преносу информација Технологије пројектовања и израде хардвера.

stone-matthews
Télécharger la présentation

ОСНОВИ ИНФОРМАЦИОНИХ ТЕХНОЛОГИЈА

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. ОСНОВИ ИНФОРМАЦИОНИХТЕХНОЛОГИЈА Хардвер рачунарских система

  2. ОСНОВИ ИНФОРМАЦИОНИХТЕХНОЛОГИЈА • Данас на предавањима : • Појам и основне компоненте хардвера • Принцип рада појединих компоненти хардвера у прихватању, обради, чувању и преносу информација • Технологије пројектовања и израде хардвера

  3. ХАРДВЕР РАЧУНАРА • Хардвер: • Скуп свих електронских компоненти рачунара • Сви рачунари: • имају заједничку архитектуру (базирану на fon Nojmanovoj машини) • раде с информацијама на истом принципу (fonNojmanovom) • разликују се међусобно по конфигурацијихардвера и по организацији инсталираног софтвера

  4. ВРСТЕ РАЧУНАРА • Првобитна подела у зависности од конфигурације: • Микрорачунари (microcomputers) • Рачунари средњег нивоа (mainframes) • Суперрачунари (supercomputers) • РАЗЛИКЕ: У БРОЈУ И ЈАЧИНИ ПРОЦЕСОРА, КОЛИЧИНИ ОПЕРАТИВНЕ МЕМОРИЈЕ, СИСТЕМУ И ВЕЛИЧИНИ ДИСКОВА...

  5. ВРСТЕ РАЧУНАРА • Микрорачунари: • персонални рачунар (DesktopPC) • портабл рачунар (NoteBook / LapTop) • персонални дигитални уређај (PersonalDigitalAssistant PDA / PocketPC) • .....

  6. ВРСТЕ РАЧУНАРА • Рачунари средњег нивоа реализовани су као радне станице за: • CAD - Computer Aided Design • CAM - Computer Aided Manufacturing • CAE - Computer Aided Engineering • CIM - Computer Integrated Manufacturing…

  7. ВРСТЕ РАЧУНАРА • Суперрачунари су пројектовани као изузетно моћни рачунарски системи развијани за потребе: - научних институција, - војних институција, - метеоролошких институција...

  8. ВРСТЕ РАЧУНАРА • Данас: • Микрорачунари • Рачунари средњег нивоа • Суперрачунари Рачунари ПО СВОЈИМ КАРАКТЕРИСТИКАМА МИКРОРАЧУНАРИ СЕ ПРИБЛИЖАВАЈУ РАЧУНАРИМА ВИШИХ КАТЕГОРИЈА

  9. ОСНОВИ ИНФОРМАЦИОНИХТЕХНОЛОГИЈА ОСНОВНЕ КОМПОНЕНТЕ ХАРДВЕРА И ПРИНЦИП РАДА С ИНФОРМАЦИЈАМА

  10. ОСНОВНА КОНФИГУРАЦИЈА ЦЕНТРАЛНЕ ЈЕДИНИЦЕИ УЛАЗНО / ИЗЛАЗНЕ ЈЕДИНИЦЕ Архитектура fon Nojmanovе машине: Централна аритметичка јединица (CA - Central Arithmetical) - обавља основне аритметичке операције над подацима - Централна управљачка јединица (CC - Central Control) - контролише извршавање операција по инструкцијама - Унутрашња/примарна / оперативна меморија (M - Memory) - памти инструкције и податке током извршавања програма - Спољашња / секундарна меморија (R - Recording) - памти трајно инструкције и податке - Улазно / Излазна јединица (I - Input/O – Output )

  11. ОСНОВНИ ПРИНЦИП РАДА ЦЕНТРАЛНЕ ЈЕДИНИЦЕИ УЛАЗНО / ИЗЛАЗНЕ ЈЕДИНИЦЕ Принцип рада fon Nojmanovе машине: Рад с информацијама своди се на - рад са једним подацима по инструкцијама, за генерисање других података CC помаже CA даради са информацијама (CA + CC = С) M привремено памти све информације R снима ове информације I преноси информације из околних компонентиу Mи C O преноси информације из C и Mу околне компоненте

  12. ОСНОВНА КОНФИГУРАЦИЈА ДАНАШЊИХ РАЧУНАРА • Основна конфигурација рачунара подразумева: • кућиште • напајање • процесор • оперативну меморију • диск • графичку картицу • оптички драјв • мрежни адаптер • тастатуру • монитор

  13. ПРОЦЕСОР • Централна процесорска јединица (CPUCentral Processing Unit) основни је део рачунара: • спакован у интегрисано коло - микропроцесор чип - • обавља операције над бинарним подацима • по бинарним инструкцијама програма

  14. ПРОЦЕСОР • Микропроцесор садржи 4 основне јединице: • Извршну јединицу (Execution Unit) са Аритметичко логичком јединицом (Аrithmetic Logic Unit) • Адресну јединицу (Address Unit) • Управљачку (инструкцијску) јединицу (Instruction Unit) • Улазно-излазну - јединицу магистрале (Bus Unit) • и везу с околином остварује преко магистрала: • Адресне магистрале (Address Bus) • Магистрале података (Data Bus) • Контролне магистрале (Control Bus)

  15. ПРОЦЕСОР

  16. ПРОЦЕСОР • Улазно-излазна јединица (Bus Unit) • омогућава улаз-излаз података и инструкција • Адресна јединица (Address Unit) • омогућава приступ одређеним меоријским локацијамакоје се користе за привремено чување података и инструкција • Управљачка јединицa (Instruction Unit) • контролише довођење инструкција из улазно-излазне јединице, декодира инструкције и шаље их извршној јединици

  17. ПРОЦЕСОР • Извршна јединица (Execution Unit) садржи: • Аритметичко-логичку јединицу (ALU) - за само извршавање операција • Регистре (REG) – за привремено чување података с којима ради ALU • Микрокод (µCode) – основни ниво инструкција за контролу рада самог процесора

  18. МАГИСТРАЛЕ РАЧУНАРА • Магистрала – скуп нормираних веза за размену информација (адреса, података и контрола) унутар рачунара • У рачунару су заступљене три основне врсте магистрала: • Адресна магистрала за адресе меморијских локација • Магистрала података за податке и инструкције • Контролна (управљачка) магистрала за команде читања и уписа (R / W)

  19. МАГИСТРАЛЕ РАЧУНАРА

  20. РАД ПРОЦЕСОРА С ИНФОРМАЦИЈАМА • Инструкције програма и подаци обавезно се учитавају из оперативне меморије у централну процесорску јединицу • Процесор • помоћу управљачке јединице – тумачи инструкције програма • помоћу аритметичко-логичке јединице – обавља операције над подацима и даје резултате • Резултати програма уписују се у оперативну меморију, а из ње на диск или директно на неки излазни уређај

  21. РАД ПРОЦЕСОРА С ИНФОРМАЦИЈАМА • Свака инструкција или податак у оперативној меморији има: • одређену адресу меморијске локације • одређен садржај (помоћу одговарајућег броја бајтова)

  22. Садржај меморијске локације може бити: Бинарни податак било ког типа Бинарнa инструкцијa програма може бити : РАД ПРОЦЕСОРА С ИНФОРМАЦИЈАМА OPER – операција коју треба извршити LOC1 – локација једног операнда у меморији LOC2 – локација другог операнда у меморији DEST – локација у меморији за резултат операције

  23. РАД ПРОЦЕСОРА С ИНФОРМАЦИЈАМА • Учитавање податка или инструкције из оперативне меморије у централну процесорску јединицу: • АДРЕСНА ЈЕДИНИЦА поставља на адресну магистралу адресу локације у меморији с податком или инструкцијом • УПРАВЉАЧКА ЈЕДИНИЦА поставља на контролну магистралу команду читања R(Read) • Преко магистрале података, податак или инструкција доспева У УЛАЗНО-ИЗЛАЗНУ ЈЕДИНИЦУ

  24. РАД ПРОЦЕСОРА С ИНФОРМАЦИЈАМА • Тумачење инструкције и обрада податка у централној процесорској јединици: • УПРАВЉАЧКА ЈЕДИНИЦА декодира инструкцију и шаље је АРИТМЕТИЧКО ЛОГИЧКОЈ ЈЕДИНИЦИ која је У ИЗВРШНОЈ ЈЕДИНИЦИ • а податак шаље У РЕГИСТРЕ ПРОЦЕСОРА, који сутакође У ИЗВРШНОЈ ЈЕДИНИЦИ • АРИТМЕТИЧКО ЛОГИЧКА ЈЕДИНИЦА по инструкцији обавља задату операцију над податком и резултат уписује У РЕГИСТРЕ ПРОЦЕСОРА

  25. РАД ПРОЦЕСОРА С ИНФОРМАЦИЈАМА • Упис резултујућег податка из процесорске јединице у оперативну меморију: • АДРЕСНА ЈЕДИНИЦА поставља на адресну магистралу адресу локације у меморији спремне за резултат • УПРАВЉАЧКА ЈЕДИНИЦА поставља на контролну магистралу команду уписа W (Write) • Резултујући податак доспева У УЛАЗНО-ИЗЛАЗНУ ЈЕДИНИЦУ и преко магистрале података у меморију

  26. МЕМОРИЈА • Меморија – неопходна компонента рачунара • Примарна (унутрашња) меморија • користи се при покретању рачунара (Bios Setup меморија) • чува податке и инструкције током извршавања програма (оперативна меморија)... • Секундарна (спољна) меморија • чува податке и инструкције и по искључењу рачунара (hard disk, flopy disk, CD ROM, flash disk...)

  27. ПРИМАРНА МЕМОРИЈА • ROM (ReadOnlyMemory) • Приступ од процесора је веома брз и само за читање • По искључењу напајања не губи свој садржај (јер има батеријско напајање) Користи се због тога углавном за битне системске програме

  28. ПРИМАРНА МЕМОРИЈА • BIOS Flash EEPROM (Basic Input Output System Flash Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) • Савремена веома брза варијанта ROMмеморије • По искључењу напајања не губи свој садржај Користи се за смештање програма који се покреће по укључењу рачунара, за тест меморије и учитавање оперативног система - МЕМОРИЈА СА СТАРТНИМ ПРОГРАМОМ -

  29. ПРИМАРНА МЕМОРИЈА • RAM (RandomAccessMemory) • Меморија са директним приступом • По искључењу напајања губи свој садржај Користи се за привремено смештање инструкција и података системских и апликативних програма - ОПЕРАТИВНА МЕМОРИЈА -

  30. ПРИМАРНА МЕМОРИЈА • CACHE меморија (Cache Static Random Access Memory) • Брза меморија с директним приступом • По искључењу напајања губи свој садржај Уводи се измеђупроцесора и оперативне меморије да убрза рад синструкцијама и подацима

  31. СЕКУНДАРНА МЕМОРИЈА • Секундарна меморија: • По искључењу напајања не губи свој садржај • Капацитет - знатно већи него код примарне меморије • Брзина - знатно мања него код примарне меморијe Користи се за трајно чување података - СПОЉНА МЕМОРИЈА -

  32. ПРИМАРНА И СЕКУНДАРНА МЕМОРИЈА CPU регистри Већи капацитет Cache RAM FlashROM Секундарна меморија Већа брзина

  33. ОСНОВИ ИНФОРМАЦИОНИХТЕХНОЛОГИЈА ТЕХНОЛОГИЈЕ ПРОЈЕКТОВАЊА И ИЗРАДЕ ХАРДВЕРА

  34. Основни елемент(ћелија) fon Nojmanovе машине - и данашњег рачунара: Транзистор - електрични елемент с два стања: има струје / нема струје (1 / 0) - бинарна ћелија која може дати један бит информације - урађен од германијума, силицијума или неког другог полупроводничког материјала (биполарни, JFET,MOSFET…) ТЕХНОЛОГИЈЕ ИЗРАДЕ ХАРДВЕРА

  35. Логичко коло – реализује се од транзистора ТЕХНОЛОГИЈЕ ИЗРАДЕ ХАРДВЕРА

  36. ТЕХНОЛОГИЈЕ ИЗРАДЕ ХАРДВЕРА • Помоћу логичких кола реализују се основне (I, ILI, NE) и изведене (NI, NILI, EXILI, EXNILI) логичке операције

  37. Флип-флоп – реализује се од логичких кола output input D Q clock CLK ТЕХНОЛОГИЈЕ ИЗРАДЕ ХАРДВЕРА D flip-flop input clock оutput

  38. Регистри – реализују се од низова флип-флопова (8, 16, 32...) z6 z7 z0 D D D Q Q Q d7 d6 d0 ТЕХНОЛОГИЈЕ ИЗРАДЕ ХАРДВЕРА 27 26 20 ..... .....

  39. МИКРОПРОЦЕСОР – реализује се од веома великог броја густо пакованих логичких кола ТЕХНОЛОГИЈЕ ИЗРАДЕ ХАРДВЕРА

  40. ТЕХНОЛОГИЈЕ ИЗРАДЕ ХАРДВЕРА МАГИСТРАЛЕ - ПРЕ • ISA магистрала (Industry Standard Architecture) • Intel 8088 – оригинална 8.-битна • Intel 80286 – 16. – битна • MCAмагистрала (Micro Channel Architecture) • Intel 80386 – 32. – битна • EISA магистрала (Extended Industry Standard Architecture) • Intel 80386 – 32. – битна

  41. ТЕХНОЛОГИЈЕ ИЗРАДЕ ХАРДВЕРА МАГИСТРАЛЕ - САДА • РCIмагистрала(Peripheral Component Interconnect bus) • од 1991. године - Intel - интегрисани склоп између процесора и магистрале - независност од процесора • РCI-eмагистрала - PCI магистрала с веома великом брзином рада

  42. ТЕХНОЛОГИЈЕ ИЗРАДЕ ХАРДВЕРА • ROM (Read Only Memory) PROM (Programmable ROM) EPROM (Erasable PROM) EEPROM (Electrically EPROM) Flash EPROM • RAM (Random Access Memory) SRAM(Static RAM) DRAM (Dynamic RAM) CMOS RAM (CMOS technology RAM) NEW RAM (SDRAM, DDR SDRAM…)

  43. ТЕХНОЛОГИЈЕ ИЗРАДЕ ХАРДВЕРА ПРИМАРНЕ МЕМОРИЈЕ- ROM • ROM(Read Only Memory) • најстарија категорија • садржај се уписује у току производње • једном уписан садржај је неизбрисив • PROM (Programmable ROM) • садржај се уписује након производње • једном уписан садржај је неизбрисив

  44. ТЕХНОЛОГИЈЕ ИЗРАДЕ ХАРДВЕРА ПРИМАРНЕ МЕМОРИЈЕ - ROM • EPROM (Erasable PROM) • могуће је брисање • као и репрограмирање ултра-љубичастим зрацима • EEPROM (Electrically EPROM) • могуће је брисање • као и репрограмирање електричним сигналима

  45. ТЕХНОЛОГИЈЕ ИЗРАДЕ ХАРДВЕРА ПРИМАРНЕ МЕМОРИЈЕ - ROM • FLASH Memory (Specific type of EEPROM) • Савремена веома брза варијанта EEPROМ-a • Једна примена - Bios Flash EEPROM -за почетак рада рачунара -

  46. ТЕХНОЛОГИЈЕ ИЗРАДЕ ХАРДВЕРА ПРИМАРНЕ МЕМОРИЈЕ - RAM • SRAM(Static Random Access Memory) • меморијски елементи - од флип-флопова • нижи је степен интеграције, али боље време приступа • користи се као CACHЕ (меморија која се уводи између процесора и оперативне меморије да би убрзала рад с инструкцијама и подацима) • DRAM (Dynamic Random Access Memory) • меморијски елементи – од кондензатора • виши је степен интеграције али лошије време приступа • користи се као – ОПЕРАТИВНА МЕМОРИЈА

  47. ТЕХНОЛОГИЈЕ ИЗРАДЕ ХАРДВЕРА ПРИМАРНЕ МЕМОРИЈЕ - RAM • CMOS RAM • меморијски елемeнти од CMOS транзистора • користи се за чување подешавања компоненти рачунара • по искључењу напајања може чувати садржај помоћу батерије на матичној плочи (за разлику од осталих RAM) • NEW RAM (Memory Module) • SDRAM (Syncronous Dynamic Random Access Memory) • DDR SDRАM (Double Data Rate Synchrounus DRAM) на модулима: - SIMM (SingleIn-lineMemoryModule) - или DIMM (DualIn-lineMemoryModule)

  48. ТЕХНОЛОГИЈЕ ИЗРАДЕ ХАРДВЕРА СЕКУНДАРНЕ МЕМОРИЈЕ • Врсте секундарне меморије (различите технологије): • Hard disk • Flopy disk • Flash disk • CD ROM Hard disk

  49. ТЕХНОЛОГИЈЕ ИЗРАДЕ ХАРДВЕРА • Једна технологија коришћена код секундарне меморије: • Упис и читање магнетног записа • Магнетни медиј је феритни материјал на диску) - довођењем струје магнетише се у једном (1) или другом смеру (0) • По престанку довођења струје - медиј је и даље намагнетисан што значи меморисан податак

  50. ТЕХНОЛОГИЈЕ ИЗРАДЕ ХАРДВЕРА • Друга технологија коришћена код секундарне меморије: • Оптички запис – ласерски сноп доводи се на медиј за упис и читање (од пластике и слоја алуминијума) • Запис сигнала добија се довођењем ласерског снопа удубљењe (0) или испупчењe (1) на медију и слањем рефлектованог снопа фотодиоди CD ROM • CD ROM и DVD имају исту технологију записа, само се међусобно разликују по густини записа

More Related