Matična ploča

1. 3. Računarski hardver:
CPU, matična ploča,
primarna memorija
Informatika 2
dr Marko Petković
Osnovne funkcije ra
Osnovne funkcije rač
čunara
unara

 Prihvatanje
Prihvatanje ulaza
ulaza:
:
 prihvatanje podataka iz spoljašnjeg sveta

 Obrada
Obrada (
(procesiranje
procesiranje)
) podataka
podataka:
:
 obavljanje aritmetičkih ili logičkih operacija
(donošenje odluka) nad podacima

 Formiranje
Formiranje izlaza
izlaza:
:
 dobijanje informacija i slanje informacija u spoljašnji
svet

 Memorisanje
Memorisanje informacija
informacija:
:
 slanje i skladištenje informacija u memoriju računara
Informatika 3
dr Marko Petković
Organizacija ra
Organizacija rač
čunara
unara

 Mati
Matič
čna plo
na ploč
ča (motherboard)
a (motherboard)

 Centralna procesna jedinica (CPU
Centralna procesna jedinica (CPU –
–
Central Processing Unit)
Central Processing Unit) –
– procesor
procesor

 Primarna memorija
Primarna memorija

 RAM
RAM –
– Random Access Memory
Random Access Memory
 Sekundarna memorija
hard disk, optički diskovi,...
 Ulazne i izlazne jedinice
Miš, tastatura, monitor,...
Informatika 4
dr Marko Petković
Globalna struktura ra
Globalna struktura rač
čunara
unara
Monitor
Osnovna
ploča
Mikroprocesor
CPU
Radna
memorija
RAM
Dodatne
kartice
Izvor
napajanja
Uredjaj (drive) za
prenosive diskove Hard disk
Tastatura
Miš
Kućište

2. Informatika 5
dr Marko Petković
Organizacija ra
Organizacija rač
čunara
unara
Kontrol
jed.
Aritmetičko-
logička
jedinica
Primarna
memorija
Ulazne
jedinice
Izlazne jedinice
Sekundarna
memorija
CPU
Informatika 6
dr Marko Petković
CENTRALNA
PROCESNA
JEDINICA
Spoljna
memorija
Ulazne
jedinice
Izlazne
jedinice
Informatika 7
dr Marko Petković
Procesor
Procesor
Informatika 8
dr Marko Petković
Centralna procesna jedinica
Centralna procesna jedinica

 Central Processing Unit (CPU)
Central Processing Unit (CPU) –
– procesor
procesor
 Predstavlja srce računarskog sistema, njegov najvažniji
deo
 Funkcije procesora
 Izvršava operacije obrade podataka definisane programom
 Vrši upravljanje računarskim procesima i interakcijama izmedju
pojedinih jedinica računara
 Osnovne komponente procesora
 Aritmetičko – logička jedinica (ALU – Arithmetic Logic Unit)
 Upravljačka jedinica
 Registri
 Ultrabrza keš (cache) memorija

3. Informatika 9
dr Marko Petković
Organizacija CPU
Organizacija CPU
ALU
UPRAVLJ.
REGISTRI
Adresna magistrala
Magistrala podataka
Ostali upravljački signali
Vcc
clock
reset
Interna mem
B
A
F
E
R
I
Informatika 10
dr Marko Petković

 Aritmeti
Aritmetič
čko logi
ko logič
čka jedinica
ka jedinica
 Služi za izvršavanje svih logičkih i aritmetičkih operacija u
računaru.

 Registri
Registri
 Koriste se za privremeno skladištenje podataka pri izvršavanju
programa (registri opšte namene) kao i za čuvanje informacija o
trenutnom stanju programa koji se izvršava.

 Upravlja
Upravljač
čka jedinica (control unit)
ka jedinica (control unit)
 Upravlja radom ostalih delova na osnovu instrukcija iz programa
koje CPU dobija zajedno sa podacima za obradu.

 Ke
Keš
š memorija
memorija
 Vrlo brza memorija koja se nalazi u samom procesoru ili uz
njega. U njoj se čuvaju podaci koji se često koriste.
Osnovni delovi procesora
Osnovni delovi procesora
Informatika 11
dr Marko Petković
 Izvršava aritmetičke operacije
(sabiranje, oduzimanje,...), logičke
operacije (konjukcija, disjunkcija,
negacija, ...), pomeranje bitova,
itd.
 Elementi:
 kombinacione mreže (sabirači),
 registri u kojima se čuvaju operandi,
međurezultati i rezultati operacija,
 pomoćni registri (statusni registri i dr.)
Aritmeti
Aritmetič
čko
ko-
-logi
logič
čka jedinica
ka jedinica
Informatika 12
dr Marko Petković
 Mali memorijski elementi (širine jedne procesorske reči) koji su
znatno brži od bilo koje druge memorije.
 Vrsta, broj i namena registara se razlikuju od procesora do
procesora.
 Podaci se najčešće najpre dopreme u registre, rezultat operacije
takodje smesti u registar, a zatim se kopira iz registra u memoriju.
Arhitekture kod kojih se isključivo primenjuje ova procedura nazivaju
se Load
Load-
-Store aritekture
Store aritekture.
 Na slici su prikazani registri jednog osmobitnog procesora.
Registri
Registri
Registri opšte namene (Accumulator, X, Y)
A
X
Y
Statusni registar (Status register)
N V - B D I Z C
SR
8-bitni registri (akumulator, x, y)
za prihvatanje i obradu podataka
Registar koji beleži razna stanja
(prekide, prekoračenja, prenose, ...)

4. Informatika 13
dr Marko Petković
 Upravlja pojedinim koracima u obradi podataka i
to na osnovu informacija sadržanih u instrukciji
koju upravljačka jedinica zahvata iz memorije.
 Upravljanje tokom izvršavanja programa
 Upravljanje izvršavanjem instrukcija
 Sinhronizuje U/I jedinice, memoriju i aritmetičko-
logičku jedinicu
 Upravljanje radom upravljačke jedinice (sopstvenim
radom)
 Dva pristupa:
 direktan (hardverski) – RISC procesori
 mikroprogramski – CISC procesori.
Upravlja
Upravljač
čka jedinica
ka jedinica
Informatika 14
dr Marko Petković
 Mala brza memorija u kojoj se smeštaju kopije podataka iz glavne
memorije koji se najčešće koriste.
 Ukoliko se podatak kome procesor želi da pristupi nalazi u kešu (keš
pogodak), vreme pristupa je drastično manje (više od 10 puta
10 puta).
 Programi najčešće imaju svojstvo vremenske
vremenske odnosno prostorne
prostorne
lokalnosti
 Vremenska lokalnost : program vеći broj puta pristupa jednoj istoj
lokaciji za kratko vreme.
 Prostorna lokalnost : program pristupa susednim memorijskim
lokacijama.
 Korišćenjem ova dva svojstva programa, umnogome se povećava
broj keš pogodaka.
Ke
Keš
š (cache) memorija
(cache) memorija
CPU
adrese
podaci
keš
kontroler
keš
glavna
memorija
podaci
adrese
podaci
Informatika 15
dr Marko Petković
 Nekoliko keš memorija različitih kapaciteta i brzine.
 Najčešće 2 nivoa (L1, L2 ke
2 nivoa (L1, L2 keš
š) ili 3 nivoa
) ili 3 nivoa –
– (L1,L2 i
(L1,L2 i
L3 ke
L3 keš
š)
)
 Način pristupa (L1 i L2 keš)
 Procesor najpre pristupa najbržem (ujedno i
najmanjem) L1 kešu.
 Ako L1 keš ne sadrži podatak, procesor proverava
L2.
 Ako podatak nije ni u L2, procesor pristupa glavnoj
memoriji.
 U toku rada programa podaci se premeštaju iz
jednog keša u drugi, kao i iz glavne memorije.
 Svi moderni procesori sadrže bar 2 nivoa ke
bar 2 nivoa keš
ša
a.
 Primer: Intel i7 četvorojezgralni procesori imaju
dva nivoa keša za svako jezgro, L1 od 64kB i L2
od 512kB, kao i jedan zajednički L3 keš za sva
jezgra od 8MB.
Ke
Keš
š u vi
u viš
še nivoa (multilevel cache)
e nivoa (multilevel cache)
Informatika 16
dr Marko Petković
Intel Itanium arhitektura (IA-64)

5. Informatika 17
dr Marko Petković
2007
Intel Core 2 (Duo, Quad), AMD Phenom
2008
Intel i7, AMD Phenom II
2006
Intel Core
2005
AMD X2
2001
Pentium IV, AMD Athlon XP
1999
Pentium III, AMD Duron, Thunderbird
1997
Pentium II, AMD K6
1993-95
Pentium, Cyrix 6x68, AMD K5
1990-92
80486
1978-1988
80386
1984
80286
1978-81
8086, 8088
Godina
Tip procesora
Glavne generacije procesora
Glavne generacije procesora
Informatika 18
dr Marko Petković

 Brzina procesora
Brzina procesora - brzinom takta tj. broj perioda clock
signala (clock speed
clock speed). Izražava se gigahercima (1GHz =
milijarda taktnih ciklusa (perioda) u sekundi)
 Brzina procesora zavisi direktno od:
 Dužine procesorske reči (binarna reč koja se istovremeno
prenosi i obrađuje unutar procesora)
 Širine magistrala
 Frekvencije procesorskog takta
 Veličine Cache memorije
 Matematičkog koprocesora
 Širina podataka
 Veličina registara (Internal Register Size)
 Širina magistrale podataka (Data I/O Bus Width)
 Širina adresnog prostora (Memory Address Bus Width).
Karakteristike procesora
Karakteristike procesora
Informatika 19
dr Marko Petković
Radni takt procesora
Radni takt procesora

 Clock (oscilator)
Clock (oscilator) –
– generi
generiš
še impulse odredjene frekvencije.
e impulse odredjene frekvencije.
 CPU je sačinjen od sinhronizovanih elektronskih kola. Kao signal
sinhornizacije koristi se clock signal
clock signal, u obliku periodičnog
pravougaonog talasa.

 Period clock signala (radni takt, radni ciklus)
Period clock signala (radni takt, radni ciklus) bira se na osnovu
maksimalnog vremena
maksimalnog vremena (u najgorem slučaju) potrebnog da neka
neka
elektronska kola
elektronska kola završe svoj deo zadatka.
 Prednost sinhronizacije je u pojednostavljenju dizajna CPU i
smanjenju broja komponenti.
 Nedostatak je što svi elementi CPU moraju da čekaju na najsporije
delove da završe svoje operacije. Ovaj nedostatak se ublažuje
implementacijama CPU zasnovanim na različitim tipovima paralelne
obrade.

 Overklokovanje (overclock)
Overklokovanje (overclock) – povećanje radnog takta procesora
iznad vrednosti koje je propisao proizvodjač.
 Procesor se više zagreva a može i da radi nekorektno.
Informatika 20
dr Marko Petković
veća frekvencija
oscilatora
impulsi se češće
generišu
radni takt
je kraći
procesor brže
radi
Kako frekvencija oscilatora utiče na brzinu računara?
 Ukupna brzina
računara ne zavisi
linearno od frekvencije
radnog takta, ali viši
radni takt uvek znači
brži rad računara.

6. Informatika 21
dr Marko Petković
Magistrala
Magistrala

 Magistrala je podsistem zadu
Magistrala je podsistem zaduž
žen za
en za
komunikaciju izmedju komponenata PC
komunikaciju izmedju komponenata PC-
-a.
a.
 Širina magistrale procesora je broj bitova
koji se mogu preneti ili obraditi u jednom
taktnom intervalu. Magistrale mogu biti širine
 4b, 8b, 16b, 32b, 64b
 Magistrala ima svoj radni takt od koga zavisi
brzina prenosa podataka.
 Razlikujemo
 Sistemsku magistralu, koja spaja CPU sa RAM-om
 Ulazno-izlaznu magistralu koja spaja CPU sa drugim komponentama.
 Frekvencija takta sistemske magistrale uzima se kao osnovna brzina
rada matične ploče.
 Propusna moć se odnosi na ukupnu količinu informacija koja može biti
prenesena na celoj magistrali u jedinici vremena.
Informatika 22
dr Marko Petković
 Broj bitova (ili numeričkih mesta) koje CPU koristi za
predstavljanje celih brojeva naziva se “veli
velič
čina CPU re
ina CPU reč
či
i”,
“š
širina puta podataka
irina puta podataka” ili “celobrojna preciznost
celobrojna preciznost”.
 Ovaj broj se razlikuje između arhitetkura a često i između
delova samog CPU. Na primer, 8-bitni CPU radi sa brojevima
koji su predstavljeni sa osam binarnih cifara i 28 odnosno 256
različitih diskretnih vrednosti.
 “Veličina CPU reči” direktno utiče na broj lokacija u memoriji
koje CPU može da adresira(locira).
 Na primer, ako binarni CPU koristi 32 bita za predstavljanje
memorijske adresa, a svaka memorijska adresa se odnosi na 8
bita (byte) tada je maksimalna količina memorije koja može
direktno da se adresira 232 odnosno 4 GB .
Opseg podataka
Opseg podataka
Informatika 23
dr Marko Petković
 Prema tome koliko instrukcija i sa koliko podataka rade u jednom
koraku (Flynn-ova klasifikacija)

 SISD
SISD (Single Instruction Singe Data)

 SIMD
SIMD (Singe Instruction Multiple Data) jednu instrukciju izvršavaju na
više podataka odjednom (tzv. vektorski procesori)

 MIMD
MIMD (Multiple Instruction Multiple Data) - izvršavaju više nezavisnih
instrukcija, svaku na svojim podacima

 MISD
MISD (Multiple Instruction Single Data) - izvršavaju više nezavisnih
instrukcija na zajedničkom podatku
 Procesori opšte namene su do 2000 bili mahom SISD. Potreba za
obradom multimedijalnih podataka naterala je proizvodjače da
ubace SIMD instrukcije
 Intel : MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSE4
 AMD : 3DNow!

 Danas
Danas je
je Flynn
Flynn-
-ova
ova klasifikacija
klasifikacija izgubila
izgubila zna
znač
čaj jer moderni
aj jer moderni
ra
rač
čunarski sistemi
unarski sistemi č
često potpadaju u nekoliko kategorija (pa
esto potpadaju u nekoliko kategorija (pa č
čak i u
ak i u
sve
sve č
četiri).
etiri).
Podela procesora 1
Podela procesora 1
Informatika 24
dr Marko Petković
 Po arhitekturi i skupu instrukcija dele se na

 CISC (Complex Instruction Set Computer)
CISC (Complex Instruction Set Computer)
 Kod ovog tipa procesora, svaka instrukcija se interno prevodi
u niz mikrokod instrukcija.
 Veliki broj instrukcija različite namene (kompleksne
instrukcije), promenljiva dužina instrukcija.
 Ovakav skup instrukcija je obično ugodniji za programiranje
ali rezultuje manjom brzinom izvršavanja programa.
 Primer CISC arhitektura : 80x86 (Intel i AMD), Motorola
68000,...

 RISC (Reduced Instruction Set Computer)
RISC (Reduced Instruction Set Computer)
 Instrukcije se ne prevode na mikrokod već se direktno
izvršavaju.
 Instrukcije jednostavne i fiksne dužine.
 Skup instrukcija nezgodniji za programiranje, ali generalno
rezultuje bržim izvršavanjem programa.

 Dominantna filozofija u dizajnu novih procesora.
Dominantna filozofija u dizajnu novih procesora.
Podela procesora 2
Podela procesora 2

7. Informatika 25
dr Marko Petković
 Po širini magistrale podataka, adresne magistrale,...
 4-bitni (Intel 4004)
 8-bitni (Z80, 8086)
 16-bitni (80286)

 32
32-
-bitni
bitni (svi procesori bazirani na 80x86 arhitekturi počev od
80386)

 64
64-
-bitni
bitni (procesori bazirani na x64 arhitekturi)
 Po tehnologiji izrade, stepenu integracije
 90nm, 65nm, 55nm, 45nm
 Prema tome da li imaju zasebne magistrale za
programsku memoriju i memoriju za podatke ili koriste
jednu

 Harvard aritektura
Harvard aritektura (zasebna magistrala)

 Von Neumannova aritektura
Von Neumannova aritektura (koriste jednu magistralu)
Ostale podele
Ostale podele
Informatika 26
dr Marko Petković

 Harvard
Harvard arhitektura
arhitektura (za razliku od Von Neumannove) podrazumeva
postojanje dva zasebna memorijska prostora. Memoriju
Memoriju za
za sme
smeš
štanje
tanje
podataka
podataka,
, tj
tj.
. memoriju
memoriju podataka
podataka i
i memoriju
memoriju za
za sme
smeš
štanje
tanje programa
programa,
,
tj
tj.
. programsku
programsku memoriju
memoriju. Obe memorije poseduju zasebne magistrale
tj. razlikujemo magistralu podataka i programsku magistralu.
 Preko programske magistrale instrukcije programa dospevaju do
upravljačke jedinice gde se dekodiraju. Na osnovu dekodirane
instrukcije (adrese operanda), preko magistrale podataka, doprema se
zahtevani operand.
 Razdvajanje memorije na dva zasebna memorijska prostora je
učinjeno radi povećanja brzine obrade podataka, jer se mogu
istovremeno dopremati instrukcije i operandi. Ova arhitektura se
najčešće sreće u DSP procesorima (Digital Signal Processing) od
kojih se zahteva brza obrada podataka i rad u realnom vremenu.
Harvard arhitektura
Harvard arhitektura
Informatika 27
dr Marko Petković
 Kod Von Neumannove
aritekture postoji samo jedna
samo jedna
memorija u koju se sme
memorija u koju se smeš
štaju i
taju i
instrukcije i podaci.
instrukcije i podaci.
 Ovakva oragnizacija
omogućava postojanje
kompajlera i asemblera
(programa koji pišu programe).
 Postoje dva nedostatka ove arhitekture
 Mala propusnost memorije u odnosu na brzinu procesora. Drugim rečima,
memorija ne može dovoljno brzo da snabdeva procesor podacima pa ovaj
mora stalno da čeka neko vreme dok ne dobije podatke. Ovim se
degradiraju performanse računara.
 Mogućnost da pogrešno napisan program upisuje u memoriju predvidjenu
za druge programe i operativni sistem.
 Ova arhitektura se primenjuje kod procesora opšte namene.
Von Neumannova arhitekura
Von Neumannova arhitekura
Informatika 28
dr Marko Petković

 CISC (Complex Instruction Set Computer
CISC (Complex Instruction Set Computer
 Mikroprocesorska arhitektura instrukcija (instruction set
architecture (ISA)) u kojoj svaka instrukcija može da izvrši
nekoliko operacija niskog nivoa; učitavanje iz memorije,
aritmetička operacija, smeštanje u memoriji sve u jednoj
instrukciji. Naziv je kreiran naknadno posle nastajanja termina
RISC (reduced instruction set computer).

 RISC (Reduced Instruction Set Computer)
RISC (Reduced Instruction Set Computer)
 Dizajnerska filozofija koja favorizuje redukovani skup instrukcija.
 Pojednostavljeni adresni mod, u cilju jednostavnije
implementacije hardvera.
 Povećanje broja registara u CPU
 Stavljanje cache memorije na CPU
 Protočnost (pipelining) - izvršavanje više naredbi istovremeno
unutar jednog otkucaja sata (clock-a) CPU
CPU operacije
CPU operacije

8. Informatika 29
dr Marko Petković
 Svaka instrukcija se sastoji od
sledećih osnovnih operacija
 Pribavljanje instrukcije – IF (Instruction
Fetch)
 Dekodiranje instrukcije – ID (Instruction
Decode)
 Pribavljanje operanada – OF (Operands
Fetch) Čitanje podatka iz RAM-a (ako se
zahteva u instrukciji)
 Izvršenje instrukcije – EX (Instruction
Execution)
 Pristup memoriji – ME (Memory Access)
 Upis rezultata – WB (Write-Back)
Osnovne CPU operacije
Osnovne CPU operacije
Informatika 30
dr Marko Petković

 Paralelizam na nivou instrukcija (Instruction level
Paralelizam na nivou instrukcija (Instruction level
parallelism)
parallelism)
 Protočnost (pipeline) – hardver koji obavlja operaciju
podeljen je na stepene.
 Paralelizam – hardver se replicira tako da se po nekoliko
operacija mogu istovremeno izvršavati.

 Pararelne niti (
Pararelne niti (Thread level parallelism
Thread level parallelism)
)
 Paralelna obrada unutar jednog programa (ulaz-izlaz i
izračunavanja)
Paralelna obrada
Paralelna obrada
Informatika 31
dr Marko Petković

 Serijski pristup
Serijski pristup
 Izvršava se po jedna instrukcija
na svakih 5 taktnih intervala.
 U svakom trenutku je samo
jedna hardverska jedinica
aktivna.

 Proto
Protoč
čnost (pipeline)
nost (pipeline)
 U svakom ciklusu po jedna
instrukcija “udje” u sistem.
 U svakom trenutku svaka
jedinica je aktivna.
 U idealnoim slučaju, izvršava se
jedna instrukcija po taktnom
intervalu.

 Paralelizam
Paralelizam
 Imamo više jedinica svake vrste,
pa se po nekoliko operacija
mogu istovremeno izvršavati
Proto
Protoč
čnost
nost
Informatika 32
dr Marko Petković

 Proto
Protoč
čnost
nost (pipelining)
(pipelining) je standardna hardverska
tehnika koja se kod računara koristi za postizanje
boljih performansi procesora.
 Kada se govori o izvršenju instrukcija ono se ostvaruje
na taj način što se obrada instrukcije deli na veći broj
fiksnih koraka koji se izvršavaju sekvencijalno.
 Protočnu realizaciju funkcije čine nekoliko hardverskih
stepena S1, ...., Sn.
 Kako instrukcija prolazi kroz protočni sistem, hardver
svakog stepena obavlja odredjeni tip obrade.
 Kada instrukcija napusti protočni sistem ona je u
potpunosti izvršena.
 Dobre performanse kod protočne obrade postižu se
zahvaljujući istovremenoj obradi nekoliko instrukcija od
kojih se svaka izvršava u različitom stepenu.

9. Informatika 33
dr Marko Petković
 Predpostavimo da imamo 4 korpe veša
koji treba oprati, osušiti i ispeglati.
 Imamo jednu mašinu za pranje (ciklus
pranja 30min), jednu sušionicu (ciklus
sušenja 40min) i jednog radnika koji
pegla (opegla korpu za 20min).
 Sekvencijalno izvršavanje
 Najpre se prva korpa veša opere, osuši
se, ispegla, zatim druga,...
 Nedostatak : u jednom trenutku radi
samo jedna jedinica a ostale su
neupošljene.
 Ukupno vreme : 6h!
 Protočna obrada
 Čim se završi pranje prve korpe, ona se
šalje na sušenje a u mašinu se ubacuje
druga korpa. Kada se prva korpa osuši,
ona ide na peglanje, druga na sušenje
a treća ulazi na pranje,...
 Jedinice su maksimalno upošljene.
 Ukupno vreme : 3h30min!
Proto
Protoč
čnost (primer iz
nost (primer iz ž
života)
ivota)
Sekvencijalno izvršavanje
Protočna obrada
Informatika 34
dr Marko Petković
 Nezavisno od toga što je
protočnost superiornija
tehnika u odnosu na
paralelizam iz razloga što
ne zahteva multipliciranje
hardvera, ipak
savremene arhitekture da
bi ostvarile bolje
performanse koriste
kombinaciju protočnosti i
paralelizma.

 Dobitna kombinacija je:
Dobitna kombinacija je:
proto
protoč
čnost + paralelizam
nost + paralelizam
Informatika 35
dr Marko Petković
procesor,
gledan odozgo
procesor,
gledan odozdo
procesor,
gledan sa strane
kuler (cooler)
lepi se na gornju
površinu procesora
Informatika 36
dr Marko Petković
pogled odozgo pogled odozdo

10. Informatika 37
dr Marko Petković
Komercijalna pakovanja procesora
Komercijalna pakovanja procesora
Informatika 38
dr Marko Petković
Komercijalna pakovanja procesora
Komercijalna pakovanja procesora
Informatika 39
dr Marko Petković

 Intel S478 Celeron D 430
Intel S478 Celeron D 430
 Jednojezgralni 64bitni procesor
 Radni takt : 1.8 GHz
 Socket 775
 Magistrala (FSB) : 800 MHz
 L1 keš : 128 KB
 L2 keš : 512 KB
 Tehnologija izrade : 65 nm
 Nominalna snaga 70W
 Okvirna cena 3000 din
Neki dana
Neki današ
šnji procesori
nji procesori
Informatika 40
dr Marko Petković

 AMD
AMD Sempron
Sempron LE
LE-
-1300
1300
 Jednojezgralni 64bitni procesor
 Socket AM2
 Radni takt : 2.3 GHz
 Magistrala (FSB) : 800 MHz
 L1 keš : 128 KB
 L2 keš : 512 KB
 Tehnologija izrade : 65 nm
 Nominalna snaga 45W
 Okvirna cena 3500 din
Neki dana
Neki današ
šnji procesori
nji procesori

11. Informatika 41
dr Marko Petković

 Intel Core 2 Quad Q8300
Intel Core 2 Quad Q8300
 Četvorojezgralni 64bitni procesor
 Socket 775
 Radni takt : 2.55 GHz
 Magistrala (FSB) : 1333 MHz,
 L1 keš : 512 KB
 L2 keš : 4096 KB
 Tehnologija izrade : 45nm
 Okvirna cena : 18000 din
Neki dana
Neki današ
šnji procesori
nji procesori
Informatika 42
dr Marko Petković

 AMD
AMD Phenom
Phenom X4 9850
X4 9850
 Četvorojezgralni 64bitni procesor
 Socket AM2
 Radni takt : 2.5 GHz
 Magistrala (FSB) : 1066 MHz
 L1 keš : 64KB za instrukcije i
64KB za podatke po jezgru
(ukupno 512KB)
 L2 keš : 2048 KB
 Tehnologija izrade : 65 nm
 Okvirna cena : 15000 din
Neki dana
Neki današ
šnji procesori
nji procesori
Informatika 43
dr Marko Petković

 Intel i7
Intel i7-
-920
920
 Četvorojezgralni 64bitni procesor
 Radni takt : 2.66 GHz
 Integrisan memorijski kontroler
(prvi put kod Intela). Propusnost
memorije : 25.6 GB/sec.
 Magistrala (FSB) : 1366 MHz
 L1 keš : 2 x 32kB
 L2 keš : 4 x 256kB
 L3 keš : 8MB
 Tehnologija izrade : 45 nm
 Okvirna cena : 25000 din
Neki dana
Neki današ
šnji procesori
nji procesori
Informatika 44
dr Marko Petković
 Za šta je potreban?
 Za pisanje teksta, gledanje DivX filmova, slika, surfovanje
internetom, manje zahtevne tipa Counter Strike, Unreal
Tournament 2, Warcraft 3, NFS Carbon,...
 AMD Sempron i Intel Celeron su dovoljni. Cena oko 4000din.
 Intenzivnija obrada slika u Photoshop-u, video coding,
renderovanje u AutoCADu, igranje malo zahtevnijih igara :
Unreal Tournament 3, Call of Duty 4, F.E.A.R, C&C Tiberium
Wars, Crysis (normalni ili high detalji), NFS Undercover,…
 AMD Athlon X2, AMD Phenom X4, Intel Core 2 Duo, Intel Core 2
Quad. Cena 10000-18000din.
 Profesionalni video coding, numeričke simulacije, profesionalno
renderovanje u AutoCADu, igranje high-end igara u full detaljima
(iživljavanje) : Crysis (ultrahigh), F.E.A.R 2, Fallout 3, Farcry 2,…
 Intel i7, Intel Core 2 Extreme, AMD Phenom II X4, Cena 25000din.
 Kakve su ostale komponente
 Ploča, memorija (takt memorije i FSB takt procesora),...
Koji
Koji procesor
procesor kupiti
kupiti ?!
?!

12. Informatika 45
dr Marko Petković
 Sistem za hladjenje procesora.
 Tipične radne temperature procesora
kreću se u rasponu od 50
50-
-100
1000
0C
C.
 Ukoliko se pregreje, procesor najpre
počinje da radi sporije a zatim blokira
i/ili restartuje sistem.
 Može doći i do trajnog oštećenja
procesora.
 Ukoliko se računar često restartuje
sam od sebe, vrlo verovatno je u
pitanju loše hladjenje.
 Kuler se najčešće sastoji od
hladnjaka
hladnjaka i ventilatora
ventilatora.

 Hladnjak
Hladnjak je metalni deo sa rebrima
kao kod radijatora i ima ulogu da
poveća površinu sa koje se izračuje
toplota.
 Uloga ventilatora
ventilatora je da omogući bolje
strujanje vazduha oko hladnjaka a
time i bolje hladjenje.
Kuler (cooler)
Kuler (cooler)
Ventilator
Rebrasti hladnjak
Podnožje
Procesor
Informatika 46
dr Marko Petković
Hladnjak sa ventilatorom
Hladnjak sa ventilatorom -
- Kuler
Kuler
Informatika 47
dr Marko Petković
Postavljanje procesora i kulera
Postavljanje procesora i kulera
Postavljanje procesora i termalne paste
Informatika 48
dr Marko Petković
Postavljanje procesora i coolera
Postavljanje procesora i coolera
Postavljanje kulera i priključenje hladnjaka

13. Informatika 49
dr Marko Petković
Razne vrste kulera
Razne vrste kulera
 U novije vreme kuleri se koriste i za
hladnjenje grafičkih procesora (GPU) kao i
za hladnjenje chipseta na matičnoj ploči
(northbridge)
Kuler za northbridge
Kuleri i hladnjak za GPU
Informatika 50
dr Marko Petković
 Hladnjenje vodom
 Hladnjenje tečnim azotom (za višestruko
overklokovane procesore)
Alternativni sistemi za hladjenje
Alternativni sistemi za hladjenje
Informatika 51
dr Marko Petković
Rekord...
Rekord...
 Tom’s Hardware
 www.tomshardware.com
 Intel P4, 2.66GHz.
 Overklokovan na
rekordnih 5.2GHz.
 Hladnjenje procesora
pomoću tečnog azota.
 Hladnjenje chipseta
pomoću kompresora.
Informatika 52
dr Marko Petković
Mati
Matič
čna plo
na ploč
ča
a

14. Informatika 53
dr Marko Petković Informatika 54
dr Marko Petković

 Mati
Matič
čna plo
na ploč
ča je osnova ra
a je osnova rač
čunarskog sistema koja
unarskog sistema koja
objedinjuje sve ostale komponente
objedinjuje sve ostale komponente.
 To je ploča na kojoj se nalaze mesta za povezivanje sa
drugim uređajima: procesorom, disk jedinicama, video
kartom, kao i memorijom.
 Na matičnoj ploči se nalazi i litijumska baterija (CMOS
(CMOS
baterija)
baterija) koja služi za obezbeđivanje električne energije
čipu koji vodi datumsku i vremensku evidenciju kada je
računar isključen.
 Veoma važan je i čip koji u svojoj ROM memoriji ima
BIOS
BIOS (B
Basic I
Input O
Output S
System), program za čuvanje
korisnikovih hardverskih podešavanja.
 Između procesora i drugih uređaja postoji veza koja se
naziva magistrala.
Mati
Matič
čna plo
na ploč
ča (motherboard)
a (motherboard)
Informatika 55
dr Marko Petković
 Na matičnoj ploči se nalaze i mesta za povezivanje
kartica (grafičkih, zvučnih, TV...) u računarski sistem koja
su označena kao slotovi
slotovi.
 Nalaze se podnožja za procesor i memoriju.
 Eksterni uređaji kao što su monitor, tastatura, štampač
itd, povezani su sa pločom preko portova
portova.
 Postoje dve vrste portova: serijski i paralelni
serijski i paralelni.
 Kod serijskih portova (RS-232 ili asinhroni portovi) bitovi jednog
bajta izlaze kroz port jedan po jedan.
 Kod paralernih portova (LPT portovi) svi bitovi jednog bajta
izlaze istovremeno paralelnim putem.
 Na matičnoj ploči se najčešće integriše audio
audio č
čip
ip
(zvu
(zvuč
čna kartica), mre
na kartica), mrež
žna kartica
na kartica a na nekim pločama i
grafi
grafič
čki
ki č
čip (grafi
ip (grafič
čka kartica)
ka kartica)
Komponente na mati
Komponente na matič
čnoj plo
noj ploč
če
e
Informatika 56
dr Marko Petković

15. Informatika 57
dr Marko Petković
 Na savremene matične ploče ugrađuju se dva osnovna
tipa podnožja za procesore:
 Najčešće je u upotrebi Socket.
 Međutim, odgovarajući priključci za Intelove i AMDove
procesore nisu međusobno identični, tako da se na
primer, ne može priključiti AMDov procesor za Socket
podnožje u Socket za Intelove procesore.
 Tako na primer, socketi za AMD su AM2, AM3,... a za
Intel 775, 478, B, N, T...
SLOT
SOCKET
Podno
Podnož
žja za procesor
ja za procesor
Informatika 58
dr Marko Petković
Informatika 59
dr Marko Petković
 Čipset je najvažniji deo matične ploče

 Predstavlja interfejs izmedju brzog
Predstavlja interfejs izmedju brzog
procesora i sporih periferija
procesora i sporih periferija
 Sastoji se od dva čipa
MCH (Memory Controller Hub) – poznatiji kao
Northbridge (severni most)
PCH (Peripheral Controller Hub) – poznatiji
kao Southbridge (južni most)
Č
Čipset (chipset)
ipset (chipset)
Informatika 60
dr Marko Petković

 MCH (Northbridge)
MCH (Northbridge)
 Povezuje CPU sa RAM memorijom i
grafičkim adapterom (AGP, PCI express)
 Magistrala koja povezuje CPU, RAM i
grafički adapter naziva se sistemska
magistrala ili FSB (Front Side Bus)
 Kod nekih ploča Northbridge sadrži
integrisani grafički adapter (integrisana
grafička) i tada se naziva GMCH
(Graphics Memory Controller Hub)

 PCH (Southbridge)
PCH (Southbridge)
 Povezuje CPU sa ostalim periferijama
(PCI, USB,...)
Č
Čipset (chipset)
ipset (chipset)
Intel i815EP
northbridge
VIA VT8233A
southbridge

16. Informatika 61
dr Marko Petković
Blok
Blok š
šema mati
ema matič
čne plo
ne ploč
če
e
Informatika 62
dr Marko Petković
 PCI (Peripheral Component Interconnect)
 32-bitni bus
 33 MHz
 praktično neograničen broj slotova
 podržana PnP (Plug-and-Play) tehnika
 Svi PCI slotovi su ravnopravni
 Redosled postavljanja dodatnih kartica nije
bitan
 Može da se desi da neki slot ne radi, probati
sa nekim drugim
 Nema nikakvih džampera (sva
podešavanja idu na nivou BIOS-a)
PCI slot
PCI slot
Informatika 63
dr Marko Petković
 AGP (Accelerated Graphics Port)
 video sklonjen sa PCI bus
 sopstveni bus za video
 direktna veza sa MCH
 novi AGP i do 2 GB/s
 samo jedan slot
 PCI express
 brži od AGP-a
 prognozira se izumiranje AGP-a
 kao i SATA ili USB
 ideja je da se uvedu brzi serijski interfejsi
AGP i PCI express slot
AGP i PCI express slot
Informatika 64
dr Marko Petković

 MSI SAM2 KA780G
MSI SAM2 KA780G

 Northbridge AMD780G
Northbridge AMD780G

 Southbridge SB700
Southbridge SB700

 Socket AM2
Socket AM2/AM2+
/AM2+

 Integrisan grafi
Integrisan grafič
čki
ki č
čip ATI
ip ATI
Radeon
Radeon HD 3200
HD 3200

 Slotovi
Slotovi

 4 DDR2 slota
4 DDR2 slota

 1 PCI express
1 PCI express

 3 PCI slota
3 PCI slota

 5 SATA II
5 SATA II

 1 ATA 66
1 ATA 66/100/133
/100/133

 Okvirna
Okvirna cena
cena : 7000 din
: 7000 din
Neke aktuelne mati
Neke aktuelne matič
čne plo
ne ploč
če
e

17. Informatika 65
dr Marko Petković

 MSI S775 P45 NEO3
MSI S775 P45 NEO3-
-FR
FR

 Northbridge
Northbridge Intel P45
Intel P45

 Southbridge
Southbridge ICH10/ICH10R
ICH10/ICH10R

 Socket
Socket 775
775 (Intel C2D, C2E,
(Intel C2D, C2E,
C2Q)
C2Q)

 Slotovi
Slotovi

 4 DDR2 slota
4 DDR2 slota

 1 PCI express
1 PCI express

 4
4 PCI slota
PCI slota

 8
8 SATA II
SATA II

 1 ATA 66
1 ATA 66/100/133
/100/133

 Okvirna
Okvirna cena
cena :
: 10
10000 din
000 din
Neke aktuelne mati
Neke aktuelne matič
čne plo
ne ploč
če
e
Informatika 66
dr Marko Petković
Memorija
Memorija
Informatika 67
dr Marko Petković
 Memorija čuva podatke tokom i nakon njihove
obrade u procesoru.
 U memoriji se čuvaju dve vrste podataka: podaci
koji se obradjuju i instrukcije programa koje
odredjuju kako izvršiti obradu.
 Osnovna jedinica u memoriji je BAJT
BAJT.
 Deli se na unutra
unutraš
šnju i spolja
nju i spoljaš
šnju
nju
 Unutrašnju memoriju čini glavna memorija računara,
registri procesora i keš memorija procesora
 Spoljašnja memorija sadrži programe i podatke koji
se ne koriste aktivno u određenom trenutku. Za
razliku od unutrašnje memorije, njen sadržaj je stalan,
jer se ne gubi prestankom električnog napajanja.
Sporija je od unutrašnje, ali ima i veći kapacitet.
Memorija ra
Memorija rač
čunara
unara
Informatika 68
dr Marko Petković
Hierarhija memorija
Hierarhija memorija
 Primarna memorija
 Registri
 Keš
 RAM, ROM
 Sekundarna memorija
 Magnetne memorije
 Hard disk
 Optičke memorije
 CD, DVD, Blu-Ray
 Poluprovodničke memorije
 USB Flash memorije
 Memorijske kartice

18. Informatika 69
dr Marko Petković
Hijerarhija kod memorija
Brzina
Kapacitet
Sekundarna memorija
RAM
Keš
CPU
registri
Od vrha ka dnu smanjuje se cena bajta memorije, povećava
kapacitet, povećava vreme pristupa, opada učestalost pristupa
memoriji od strane centralnog procesora
Informatika 70
dr Marko Petković

 ROM (Read Only Memory)
ROM (Read Only Memory) –
memorija iz koje samo mogu da se
čitaju podaci.
 Kad se jednom programira njen
sadržaj se ne menja i ne gubi
ne menja i ne gubi čak i
kad se isključi napajanje.
 Koristi se za čuvanje BIOS-a kao i
firmware softvera raznih uredjaja.
 CMOS memorija je mala memorija
(reda 100B) koja pamti osnovna
sistemska podešavanja i koja
zahteva malo energije za
održavanje (CMOS baterija)
ROM memorija
ROM memorija
ROM memorija
na ploči
CMOS baterija
Informatika 71
dr Marko Petković

 PROM (Programmable ROM memory)
PROM (Programmable ROM memory)
 Memorija koja se programira primenom specijalnog
uređaja koji korisi visoki napon da trajno uništi ili
kreira veze unutar čipa čime se kodiraju informacije

 EPROM (Erasable PROM)
EPROM (Erasable PROM)
 Mogu da se obrišu izlaganjem ultraljubičastom
zračenju (Flash-ovanje). Nakon toga mogu ponovo da
se programiraju

 EEPROM (Electrically Erasable PROM)
EEPROM (Electrically Erasable PROM)
 Briše se električnim putem
 Moguće je brisanje samo jednog dela memorije
 Vreme upisa - 1ms po bitu (mnogo više od RAMa)
Programibilne ROM memorije
Programibilne ROM memorije
Informatika 72
dr Marko Petković
 Flash memory – tip EEPROM
memorije
 Mnogo manje vreme upisa
 Mnogo veći kapacitet (do 32Gb)
 Koriste se intenzivno kao
portable memorije (izbacile
diskete iz upotrebe, često kao
zamena za hard disk)
 Brzina transfera – upis do
12MB/s, ispis do 30MB/s.
 Vrlo niska cena (“fleska” od
1GB košta manje od 500din)
Fle
Fleš
š memorije
memorije

19. Informatika 73
dr Marko Petković
 RAM (Random Access Memory) –
memorija sa direktnim (slučajnim)
pristupom
 Poluprovodnička komponenta
 Koristi se za privremeno memorisanje
programskih instrukcija i podataka
 Jedinstvene adrese, podaci se mogu
smestiti u bilo koju lokaciju
 Brz pristup (čitanje i upisivanje)
 Informacije ne ostaju memorisane kada
se isključi napajanje
 Postoje posebni slotovi na matičnoj ploči
na koje se priključuje RAM memorija
R
RAM
AM memorija
memorija
Informatika 74
dr Marko Petković
 SRAM
 Statički (SRAM) - klasičan RAM najveće brzine ali
najmanje gustine (i zbog toga najveće cene).

 DRAM
DRAM
 Dinamički (DRAM) koji svoj sadržaj pamti vrlo
kratko vreme i potrebno mu je neprestano
"osvežavanje" (nasuprot statičkom je najveće
gustine ali zbog toga i manje brzine i cene)
 Najčešće u upotrebi
 Postoji sinhroni i asinhroni DRAM
 Asinhroni DRAM nije sinhronizovan sa taktom procesora.
Time se degradiraju performanse procesora
 Sinhroni DRAM
Vrste R
Vrste RAM
AM memorija
memorija
Informatika 75
dr Marko Petković
 Ime potiče od principa rada ovih memorijskih čipova
 Podaci u DRAM-u se čuvaju punjenjem kondenzatora
 Kondenzatori vremenom gube svoje punjenje, pa
memorijski čipovi gube smeštene informacije
 Zbog toga je podatke potrebno povremeno obnavljati,
odnosno moraju se dopunjavati kondenzatori
 Analogija sa probušenom kantom za vodu
 zamislite probušenu kantu sa vodom
 vodu morate stalno da dopunjavate, da ista ne bi istekla
 analogno tome, morate da (električno) dopunjujete kondenzatore
koji predstavljaju jednu memorijsku ćeliju
DR
DRA
AM
M
Informatika 76
dr Marko Petković

20. Informatika 77
dr Marko Petković
 Osnovni element je matrica
memorijskih ćelija
 Ćelije su organizovane u
vrste i kolone
 Jedan bit jedna ćelija
 Primer - memorijski čip od 4
Mb ima 4194304 ćelije (222)
smeštenih u matricu sa
2048 vrsta i 2048 kolona
(211)
 Ćelija se može jednoznačno
identifikovati brojem vrste i
kolone
Struktura DR
Struktura DRAM
AM-
-a
a
Informatika 78
dr Marko Petković

 Sihnroni DRAM
Sihnroni DRAM
 Podaci se upisuju i čitaju iz SDRAM-a sinhrono, pod
kontrolom sistemskog časovnika
 Adrese i informacije o kontrolnim linijama se
predaju SDRAM-u i do kraja operacije, koja može da
potraje i nekoliko taktova, procesor može da obavlja
druge poslove
 Posle nekog broja ciklusa podaci se smeštaju na
izlazne linije odakle procesor može da ih pročita
 Unifikuje vreme čekanja za različite operacije
 Brzina se meri u MHz, npr. oznaka PC100 znači da
memorija radi na 100MHz
 Frekvencija rada SDRAMa uskladjuje se sa FSBom
S
SDR
DRAM
AM
Informatika 79
dr Marko Petković
 SDRAM (PC-66, PC-100 i PC-133)
 DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM),
DDR2 SDRAM, DDR3 SDRAM
 Dvostruko brži od klasičnog SDRAM-a. DDR SDRAM
predstavlja evoluciju SDRAM memorije, u kome
podaci mogu da se prenose na obe ivice signala
generatora takta
 SGRAM (Synchronous Graphics RAM), VRAM,
WRAM
 Ugradjuje se u grafičke kartice
Tipovi sinhronih DR
Tipovi sinhronih DRAM
AM memorija
memorija
Informatika 80
dr Marko Petković
SRAM
SRAM

 Stati
Statič
čki RAM
ki RAM
 Stanja memorijskih elemenata su stabilna – nema
nema
osve
osvež
žavanja kao kod DRAM
avanja kao kod DRAM-
-a
a.
 SRAM ćelija je daleko složenija od DRAM-a ćelije
 Integracija SRAM-a je tehnički komplikovanija pa
je i cena veća
 Kapacitet je manji i koristi se uglavnom za ke
keš
š
memorije
memorije
 Veća brzina u odnosu na DRAM, vreme pristupa
je kraće

21. Informatika 81
dr Marko Petković

 Kingston KHX 1GB
Kingston KHX 1GB
800MHz DDR2 CL5
800MHz DDR2 CL5
 Kapacitet 1GB
 Radni takt 800MHz
 Latencija CL5 (5-5-5-15)

 Kingston KVR 1GB
Kingston KVR 1GB
1333MHz DDR3 CL9
1333MHz DDR3 CL9
 Kapacitet 1GB
 Radni takt 1333MHz
 Latencija CL9
Dana
Današ
šnje RAM memorije
nje RAM memorije