1
Arhitektura i organizacija računara
(2+2+1)
nastavnici
Emina Milovanović, Ivan Milentijevi
ć
Fond sati: 2+2+1
Šifra za pristup kursu: AOR2019
Literatura
Sopstvena sveska sa predavanja
Sopstvena sveska sa vežbi
Prezentacije sa predavanja
D. Patterson and J. Hennessy,
Computer organization
and design: The Hardware/Software Interface
,
Fourth edition, Morgan Kaufmann Publishers, 2009,
ISBN: 978-0-12-374493-7.
W. Stallings,
Arhitektura i organizacija računara
,
Projekat u funkciji performansi
, Računarski fakultet i
CET, Beograd, 2006.
Nebojša Milenković,
Arhitektura i organizacija
računara
, Elektronski fakultet, Niš, 2004, ISBN: 86-
80135-85-2.
2
Način ocenjivanja
Lab. Vežbe 20
I kolokvijum 40 (20+20)
II kolokvijum 40 (20+20)
_________________
Ukupno 100
Lab. Vežbe 20
Pisani deo ispita 40
Usmeni deo 40
______________
Ukupno 100
Arhitektura i organizacija 1
Arhitektura računara (ili arhitektura skupa instrukcija,
engl. Instruction Set Architecture – ISA) predstavlja
atribute računara vidljive programeru, tj. atribute
računara koji imaju direktan uticaj na logičko izvršenje
programa
Skup instrukcija, formati instrukcija, načini predstavljanja
podataka (broj bitova), tehnike adresiranja,
npr., postoje li instrukcije za množenje, djeljenje,...?
Arhitektura je logički ili apstraktni opis računara
Organizacija predstavlja implementaciju arhitekture
računarskog sistema, tj. atribute koji nisu vidljivi
programeru
obuhvata projektovanje funkcionalnih jedinica računara, kao
što su centralni procesor, memorijski sistem, magistrale,
ulazno-izlazni sistem, upravljačke signale
npr., postoji li HW jedinica za množenje ili je ona implementirana
tehnikom ponavljanja operacije sabiranja?
4
AOR
Kratak istorijat
Performanse računarskih sistema
Uvod
Mada je istorija elektronskih računara kratka, ideja o
konstrisanju uredjaja koji će automatizovati izračunavanja je
stara nekoliko hiljada godina
Brz i dinamičan razvoj
računara
počinje 40-ih godina XX veka
Preteča prvih cifarskih računara bio je MARK I konstruisan 1940 sa
ciljem da reši izvesne nelinearne diferncijalne jednačine
Osnovne komponente računara su mehanički koturi i elektromehanički relei
Bio je nezgrapan, glomazan i spor
1943. na Pensilvanijskom Univerzitetu započet je rad na prvom
elektronskom računaru koji se može smatrati pretečom današnjih
savremenih računara
1946. ENIAC (Electronic Numeric Integrator And Computer) je završen
– Dugačak 30m, težak 27t, zauzimao površinu od 167m
2
elektromehanički relei su zamenjeni vakuumskim cevima
i pored velikih dimenzija, velikog zagrevanja, kratkog veka, vakuumske
cevi su omogućile drastično povećanje brzine izračunavanja
MARK I je operaciju sabiranja obavljao za 300.000
s a ENIAC za 400
s.
U odnosu na tehnologiju koja se koristi u proizvodnji
procesora, memorija i U/I urđaja, može se razlikovati 5
generacija računara.
5
Prva generacija računara (1946-1959)
•
Računari su bili izgrađeni od hiljada vakuumskih
ELEKTRONSKH CEVI (to su elementi slični sijalici).
•
Velikih dimenzija, nepouzdane, kratak vek, velika
potrošnja energije i veliko zagrevanje, a kao posledica
velikog zagrevanja često je dolazilo do otkaza
komponenti (kvarova)
•
Primarna memorija od magnetnih doboša, veoma
malog kapaciteta
•
Za ulaz se koriste bušene kartice, a za izlaz
štampač (nema tastatura i monitora)
•
Programi napisani na mašinskom jeziku
•
Brzina izvršenja instrukcija reda nekoliko (stotina) ms
•
Veoma skupi, ograničena primena
Vakuumska
elektronska
cev - lampa
ENIAC
Reprogramiranje se obavljalo ručno,
prevezivanjem žica.
Magnetni doboš –
preteča hard diska
7
Treća generacija (1965-1971)
Individualni tranzistori zamenjeni integrisanim kolima – sveti gral u
računarskoj industriji
više (stotina, hiljada) minijaturnih tranzistora smeštenih u silikonskom čipu
Pronalazak ČIPA izazvao je revoluciju u računarstvu.
Čipovi se odlikuju malim dimenzijama, niskom cenom, većom
pouzdanošću, malom potrošnjom struje.
Magnetne trake i diskovi su potpuno zamenili bušene kartice
Memorijski čipovi zamenjuju magnetna jezgra
(poluprovodničke memorije)
Za ulaz se koristi tastatura, izlaz- monitor
Brzina izvršenja operacija meri se u ns
Od otkrića čipa, broj tranzistora koji mogu da stanu na jedan čip
udvostručuje se svake dve godine. Time se povećava njihova snaga, a
cena se smanjuje.
Javljaju se v
iši programski jezici (FORTRAN, COBOL)
olakšano programiranje
Sa trećom generacijom počinje ekspanzija – masovna primena računara.
Tipičan predstavnik – IBM System/360
Izgled računara 3. generacije
IBM 360
PDP-11 firme
Digital Equipment Corporation
