03. Struktura racunarskog sistema

Report
I godina
Informatički smer
Računarski sistemi
 Računarski sistemi, odnosno računari, su elektronske
mašine koje obrađuju ulazne informacije (podatke ili
naredbe) i iz njih prizvode izlazne informacije (rezultate).
 Računar (kompjuter) je složeni uređaj koji služi za
izvršavanje matematičkih ili kontrolnih operacija koje se
mogu izraziti u numeričkom ili logičkom obliku.
 Sinonim: mašine za obradu podataka
Ulazni podaci
(podaci, naredbe)
Obrada
Izlazni podaci
(rezultat)
Računarski sistemi
 Programiranje je postupak rešavanja nekog problema.
 Programiranje se sastoji od raščlanjivanja problema na
najjednostavnije korake, a potom se za svaki od tih koraka
napiše odgovarajuća naredba koju računar treba da izvrši.
 Skup instrukcija za izvršavanje obrade naziva se program.
Naredba1
Rasčlanjivanje
Problem
Naredba2
Problem
Naredba3
Naredba5
Naredba4
Računarski sistemi
 Podela računara može se izvršiti prema:
 Njihovoj primeni – računari opšte namene i specijalizovani
 Broju korisnika koji istovremeno mogu da koriste jedan
računar – jednokorisnički i višekorisnički
 Broju naredbi koje računar može da izvrši u jednom trenutku
– serijski (SISD), paralelni (SIMD), MIMD i MISD
Računarski sistemi
 Sa stanovišta primene računara postoje:
 Računari opšte namene – mogu da učitavaju razne programe
i da rešavaju različite probleme.
 Računari za specijalne namene – imaju ugrađene programe
za rešavanje samo onih problema kojima su namenjeni.
Računarski sistemi
 Prema broju korisnika računari se dele na:
 Višekorisničke računare (mainframe based)
 Jednokoričničke računare (PC based)
Centralni
računar
Centralni računar opslužuje sve korisnike
Mainframe računari
Računarski sistemi
 Sa stanovišta broja naredbi postoje:
 Serijski računari (SISD) – Single Instruction Single Data
 Paralelni računari (SIMD) – Single Instruction Multiple Data
Podatak
Instrukcija
Serijski računari
Podatak
Instrukcija
Podatak
Podatak
Paralelni računari
Računarski sistemi
 Teorijski postoje još dve grupe računara:
 MIMD – Multiple Instruction Multiple Data
 MISD – Multiple Instruction Single Data
Instrukcija
Podatak
Instrukcija
Instrukcija
Podatak
Instrukcija
Instrukcija
Podatak
Instrukcija
Podatak
Računarski sistemi
 Svaki računarski sistem sastoji se od:
 Hardvera – fizički uređaji, odnosno komponente računarskog
sistema.
 Softvera – skup programa sa kojima i pomoću kojih računar
radi.
 Računarski sistem sastoji se od sledećih komponenti:
 Centralne (unutrašnje) memorije
 Aritmetičko-logičke jedinice
 Kontrolne jedinice
 Jedinice spoljne memorije
 Ulaznih jedinica
 Izlazih jedinica
Računarski sistemi
 Funkcionalna organizacija sistema:
 Crvena boja – tokovi kontrole
 Zelena boja – tokovi podataka
Ulazne
jedinice
Izlazne
jedinice
Kontrolna
jedinica
Unutrašnja
memorija
Aritmetičko
logička
jedinica
Jedinice
spoljne
memorije
Računarski sistemi
 Centralna (unutrašnja) memorija:
 Računar obrađuje podatke izvršavajući naredbe date
programom.
 Program i podaci koji se obrađuju nalaze se uskladišteni u
unutrašnjoj memoriji.
 Ova memorija se sastoji od elektronskih kola od kojih svako
može da ima dva stanja: 0 ili 1.
 0 je stanje kada u kolu nema struje; 1 – u kolu ima struje. Ovi
brojevi se zovu bit-ovi (Binary Digit – binarna cifra)
Računarski sistemi
 Da bismo objasnili kako rade elektronska digitalna kola,
možemo ih predstaviti sijalicama:
 0 – nema struje; sijalica je ugašena
 1 – ima struje; sijalica je upaljena
1,1
1
0
1 - Ide u bioskop
0 - Ne ide u bioskop
2 informacije=21
1,0
0,0 - Ostaje kod kuće
0,1 - Ide u grad
1,0 - Ide u pozorište
1,1 - Ide u bioskop
4 informacije=22
0,1
0,0
Računarski sistemi
 Elektronsko kolo ima dva stanja i može da pamti samo
informaciju DA ili NE (1 ili 0). Dakle, jedno elektronsko
kolo može da pamti samo 1bit (1b).
 S toga se bitovi udružuju u grupe, odnosno registre.
 Registri se kod personalnih računara sastoje od 8 bitova
(8b), a ta grupa se naziva 1 bajt (1B – Byte).
 1B = 28 = 256 različitih informacija (znakova)
 Kapacitet memorije računara izražava se brojem bajtova. Svaka
grupa od 1024 = 210 izražava se prefiksom k (kilo)



1024 B = 1kB
1024 kB = 1MB
1024 MB = 1GB
 Pored grupisanja po 8 bitova u registre postoji i grupisanje:
 16 bitova – 1 polureč (halfword)
 32 bita – 1 reč (word)
Računarski sistemi
 Aritmetičko-logička jedinica (ALU – Arithmetic Logic
Unit) sastoji se od registara i elektronskih kola potrebnih za
izvođenje:
 Aritmetičkih operacija – sabiranje, oduzimanje, množenje i
deljenje.
 Logičkih operacija – upoređivanje dve vrednosti i određivanje
istinitosti izraza.
 Kontrolna jedinica ima višestruku funkciju:
 Kontroliše izvršavanje programa.
 Uzima instrukcije iz memorije i prepoznaje ih, dekodira i
naređuje akcije drugim jedinicama.
 Započinje operacije ulazno-izlaznih jedinica i prenosi podatke
u centralnu memoriju.
Računarski sistemi
 Jedinice spoljne memorije služe za čuvanje programa i
podataka kada računar nije u upotrebi. Osim toga, za vreme
rada računara delovi programa i podaci koji trenutno nisu
potrebni privremeno se skladište na jedinicama spoljne
memorije.
 Kapacitet spoljne memorije se izražava u istim jedinicama
kao i kapacitet unutrašnje memorije, tj. brojem bajtova.
 Jedinice spoljne memorije su realizovane na više načina:
 Tvrdi disk (hard disk)
 Disketa (floppy disk)
 Kompakt disk (CD, DVD)
 Fleš disk (flash) ili SSD (Solid State Disk)
Računarski sistemi
 Ulazne jedinice se koriste za unošenje programa i podataka
i zadavanje instrukcija od strane korisnika. Najčešće se
koriste:
 Kod višekorisničkih računara: terminal koji se sastoji od
ekrana, tastature, miša, ...
 Kod personalnih računara: miš, tastatura, grfička tabla, ...
 Izlazne jedinice služe za davanje informacije (rezultata)
korisniku. Najčešće se koristi monitor, a pored toga štampači,
ploteri, ...

similar documents