ARHITEKTURA RAČUNARA
ARHITEKTURA RAČUNARA
1. Opšti pojmovi
1. Opšti pojmovi
Računarski hardver
Računarski hardver
- pod hardverom racunara
- pod hardverom racunara
podrazumevaju se njegove komponente, zapravo ono
podrazumevaju se njegove komponente, zapravo ono
što se moze "videti i opipati“
što se moze "videti i opipati“
Softver
Softver
- ili programska podrska racunara obuhvata
- ili programska podrska racunara obuhvata
sve programe koji se mogu koristiti na nekom
sve programe koji se mogu koristiti na nekom
racunarskom sistemu. Programska podrska deli se na
racunarskom sistemu. Programska podrska deli se na
sistemski softver i aplikacioni softver
sistemski softver i aplikacioni softver
Hijerarhijska struktura-
Hijerarhijska struktura-
Sam racunar predstavlja
Sam racunar predstavlja
jedan hijerarhijski organizovan sistem. On predstavlja
jedan hijerarhijski organizovan sistem. On predstavlja
strukturu komponenata i funkcija.
strukturu komponenata i funkcija.
1. Opšti pojmovi
1. Opšti pojmovi
RAČUNARSKI HARDVER
RAČUNARSKI HARDVER
- Hardver ili
- Hardver ili
tehnicka podrska obuhvata fizicke
tehnicka podrska obuhvata fizicke
komponente sistema kao što su
komponente sistema kao što su
integrisana kola, transformatori,
integrisana kola, transformatori,
elektromehanicke pokretacke jedinice
elektromehanicke pokretacke jedinice
diskova i disketa, svetlece diode i drugo.
diskova i disketa, svetlece diode i drugo.
1. Opšti pojmovi
1. Opšti pojmovi
STRUKTURA RAČUNARA
STRUKTURA RAČUNARA
-
-
1. Opšti pojmovi
1. Opšti pojmovi
ULAZNA JEDINICA-podaci
ULAZNA JEDINICA-podaci
se iz oblika dostupnih
se iz oblika dostupnih
korisniku (alfanumerickih), zatim e1ektricnih,
korisniku (alfanumerickih), zatim e1ektricnih,
neelektricnih, svetlosnih, zvucnih i drugih oblika
neelektricnih, svetlosnih, zvucnih i drugih oblika
pretvaraju u oblik koji je dostupan racunaru, dakle u
pretvaraju u oblik koji je dostupan racunaru, dakle u
binarni oblik, i unose se i pamte u memoriju.
binarni oblik, i unose se i pamte u memoriju.
MEMORIJA-
MEMORIJA-
Memorija je jedinica za pamcenje i za
Memorija je jedinica za pamcenje i za
čitanje podataka i programa.Sastoji se od operativne
čitanje podataka i programa.Sastoji se od operativne
ili primarne memorije i spoljne ili masovne memorije.
ili primarne memorije i spoljne ili masovne memorije.
Operativna memorija je realizovana od
Operativna memorija je realizovana od
poluprovodničkih bistabilnih elemenata i namenjena
poluprovodničkih bistabilnih elemenata i namenjena
je za privremeno pamcenje ulaznih
je za privremeno pamcenje ulaznih
podataka,programa, razliltilta i međurezultata obrade.
podataka,programa, razliltilta i međurezultata obrade.
Masovna (spoljna, sekundarana) memorija sluzi za trajno
Masovna (spoljna, sekundarana) memorija sluzi za trajno
pamcenje podataka velikog obima.
pamcenje podataka velikog obima.
1. Opšti pojmovi
1. Opšti pojmovi
ARITMETIČKO-LOGIČKA JEDINICA
ARITMETIČKO-LOGIČKA JEDINICA
-
-
Aritmeticko-logicka jedinica je deo racunara u
Aritmeticko-logicka jedinica je deo racunara u
kome se izvrsavaju razne operacije nad
kome se izvrsavaju razne operacije nad
podacima. To su osnovne aritmeticke operacije
podacima. To su osnovne aritmeticke operacije
sabiranja, oduzimanja, deljenja i mnozenja,
sabiranja, oduzimanja, deljenja i mnozenja,
zatim logicke operacije I, ILI, ekskluzivno ILI, NE
zatim logicke operacije I, ILI, ekskluzivno ILI, NE
i logicko poredanje
i logicko poredanje
UPRAVLJAČKA JEDINICA
UPRAVLJAČKA JEDINICA
- Upravljacka
- Upravljacka
jedinica upravlja tokom izvrsenja operacija u
jedinica upravlja tokom izvrsenja operacija u
racunaru na način koji je definisan skupom
racunaru na način koji je definisan skupom
programskih naredbi.
programskih naredbi.
1. Opšti pojmovi
1. Opšti pojmovi
MIKROPROCESOR
MIKROPROCESOR
-Mikroprocesor (MPU -
-Mikroprocesor (MPU -
Microprocessing Unit) je osnovna funkcio nalna
Microprocessing Unit) je osnovna funkcio nalna
jedinica računara u kojoj se izvrsavaju sve racunske
jedinica računara u kojoj se izvrsavaju sve racunske
aritmeticke i logicke operacije i programske
aritmeticke i logicke operacije i programske
komande
komande
Osnovni paramert mikroprocesora su:
Osnovni paramert mikroprocesora su:
brzina
brzina
- izrazava se u milionima operacija koje
- izrazava se u milionima operacija koje
mikroprocesor
mikroprocesor
moze da uradi u sekundi (MIPS -
moze da uradi u sekundi (MIPS -
Milion Instruction Per Second
Milion Instruction Per Second
ili MFLOPS - Milion
ili MFLOPS - Milion
Floating Point Operations Per Second);
Floating Point Operations Per Second);
duzina procesorske reci
duzina procesorske reci
- broj bitova koji se u
- broj bitova koji se u
para1elnom formatu
para1elnom formatu
prenose i obraduju u
prenose i obraduju u
mikroprocesoru;
mikroprocesoru;
radni takt
radni takt
- ucestanost kojom se inicira rad
- ucestanost kojom se inicira rad
mikroprocesora, koju
mikroprocesora, koju
generise klok (takt) oscilator.
generise klok (takt) oscilator.
1. Opšti pojmovi
1. Opšti pojmovi
Programski brojac (PC
Programski brojac (PC
-
-
Program
Program
Counter)-
Counter)-
je registar koji ukazuje na naredbu
je registar koji ukazuje na naredbu
programa koja se izvrsava.
programa koja se izvrsava.
Ukazatelj magacina (SP
Ukazatelj magacina (SP
-
-
Stack Pointer)
Stack Pointer)
-je registar koji ukazuje narednu slobodnu lokaciju u
-je registar koji ukazuje narednu slobodnu lokaciju u
magacinskoj memoriji.
magacinskoj memoriji.
Indeksni registar (IX
Indeksni registar (IX
-
-
Index Register)
Index Register)
-omogucava indeksno adresi ranje
-omogucava indeksno adresi ranje
Registar kodova stanja (CCR
Registar kodova stanja (CCR
-
-
Condition
Condition
Code Register)
Code Register)
-beležse rezultati aritmeticko
-beležse rezultati aritmeticko
logicke jedinice promenom stanja odredenih bit
logicke jedinice promenom stanja odredenih bit
pozicija u ovom registru.
pozicija u ovom registru.
1. Opšti pojmovi
1. Opšti pojmovi
SKENER
SKENER
-Skener je ulazni uredaj koji radi na
-Skener je ulazni uredaj koji radi na
principu registrovanja koeficijenta refleksije
principu registrovanja koeficijenta refleksije
odredene boje slike koja se skeniranjem
odredene boje slike koja se skeniranjem
prikazuje na ekranu i koja se dodatno moze
prikazuje na ekranu i koja se dodatno moze
obradivati u racunaru posebnim programima.
obradivati u racunaru posebnim programima.
DIGITALIZATOR
DIGITALIZATOR
-Digitalizator je uredaj za
-Digitalizator je uredaj za
unosenje podataka (koordinata) sa crteža.
unosenje podataka (koordinata) sa crteža.
Digitalizator je, u stvari, jedna vrsta skenera koji
Digitalizator je, u stvari, jedna vrsta skenera koji
se najcesce koristi za očitavanje analognih
se najcesce koristi za očitavanje analognih
vrednosti sa raličitih grafikona i njihovo
vrednosti sa raličitih grafikona i njihovo
pretvaranje u digitalne vrednosti radi dalje
pretvaranje u digitalne vrednosti radi dalje
obrade u racunaru.
obrade u racunaru.
1. Opšti pojmovi
1. Opšti pojmovi
SVETLECE PERO-Svetlece
SVETLECE PERO-Svetlece
pero (light
pero (light
pen) po svojoj funkciji je slicno TSD-u.
pen) po svojoj funkciji je slicno TSD-u.
Razlika je u tome sto je svetlece pero, tj.
Razlika je u tome sto je svetlece pero, tj.
pokazivac sada senzor koji detektuje svoju
pokazivac sada senzor koji detektuje svoju
poziciju na ekranu
poziciju na ekranu
ČITAČ LINIJSKOG KODA
ČITAČ LINIJSKOG KODA
-Linijski (bar) kod
-Linijski (bar) kod
je kombinacija vertikalnih linija različitih sirina
je kombinacija vertikalnih linija različitih sirina
koja se koristi za sifriranje, uglavnom,
koja se koristi za sifriranje, uglavnom,
komercijalnih proizvoda u cilju automatskog
komercijalnih proizvoda u cilju automatskog
unosenja podataka u racunar
unosenja podataka u racunar
1. Opšti pojmovi
1. Opšti pojmovi
Postoje dva osnovna tipa laserskih
Postoje dva osnovna tipa laserskih
stampaca:
stampaca:
1.
1.
stampači koji su kompatibilni sa HP
stampači koji su kompatibilni sa HP
LaserJet štampačima proizvodnje firme
LaserJet štampačima proizvodnje firme
Hewlett Packard koji podržavaju jezik HP
Hewlett Packard koji podržavaju jezik HP
Graphic Language;
Graphic Language;
2.
2.
stampaci koji podržavaju PostScript
stampaci koji podržavaju PostScript
jezik.
jezik.
1. Opšti pojmovi
1. Opšti pojmovi
CRTAC (PLOTER)-
CRTAC (PLOTER)-
Crtači ili ploteri su
Crtači ili ploteri su
izlazni uredaji koji se koriste za formiranje
izlazni uredaji koji se koriste za formiranje
trajnih kopija izlaznih informacija računara
trajnih kopija izlaznih informacija računara
koje su grafickog karaktera
koje su grafickog karaktera
U zavisnosti od tehnike koju koriste za crtanje na
U zavisnosti od tehnike koju koriste za crtanje na
medijumu za zapis ploteri se dele na:
medijumu za zapis ploteri se dele na:
plotere koji koriste vektorski nacin zapisa,
plotere koji koriste vektorski nacin zapisa,
plotere koji za zapis koriste raster tehniku.
plotere koji za zapis koriste raster tehniku.
1. Opšti pojmovi
1. Opšti pojmovi
1.
1.
OPTICKI - KOMPAKT DISK
OPTICKI - KOMPAKT DISK
(CD
(CD
)-upis/čitanje podataka obavlja se
)-upis/čitanje podataka obavlja se
laserskim mlazom
laserskim mlazom
2.
2.
MAGNETNA TRAKA-Magnetna
MAGNETNA TRAKA-Magnetna
traka je
traka je
jeftin medijum kapaciteta priblizno
jeftin medijum kapaciteta priblizno
jednakog kapacitetu diska
jednakog kapacitetu diska
3.
3.
ZIP I JAZ DISKOVI-ZIP
ZIP I JAZ DISKOVI-ZIP
diskovi su slicni
diskovi su slicni
disketama s tim sto su dvostruko deblji i
disketama s tim sto su dvostruko deblji i
kapaciteta su do 250MB.
kapaciteta su do 250MB.
1. Opšti pojmovi
1. Opšti pojmovi
DISPLEJI OSETLJIVI NA DODIR-Displeji
DISPLEJI OSETLJIVI NA DODIR-Displeji
osetljivi na dodir (Touch Sensitive Display -
osetljivi na dodir (Touch Sensitive Display -
TSD) koriste direktan metod za pozicioniranje
TSD) koriste direktan metod za pozicioniranje
kursora na displeju jednostavnim
kursora na displeju jednostavnim
ukazivanjem na mesto na ekranu gde kursor
ukazivanjem na mesto na ekranu gde kursor
treba da bude postavljen.
treba da bude postavljen.
MODEM
MODEM
-Naziv modem potice od dve reči:
-Naziv modem potice od dve reči:
Modulator
Modulator
-
-
Demodulator.
Demodulator.
Modem
Modem
transformise digitalni signal u racunaru u
transformise digitalni signal u racunaru u
odgovarajući zvucni signa koji se prenosi
odgovarajući zvucni signa koji se prenosi
telefonskom linijom.
telefonskom linijom.
1. Opšti pojmovi
1. Opšti pojmovi
Kriterijumi za izbor računara
Kriterijumi za izbor računara
:
:
Za obradu teksta
Za obradu teksta
nije potreban racunar sa posebnim
nije potreban racunar sa posebnim
performansama. Treba imati uvek na umu da se posle
performansama. Treba imati uvek na umu da se posle
dye go dine od kupovine racunara ne mogu kupiti
dye go dine od kupovine racunara ne mogu kupiti
rezervni delovi, pa ih blagovremeno treba obezbediti.
rezervni delovi, pa ih blagovremeno treba obezbediti.
Za potrebe
Za potrebe
koriscenja racunara u muzici
koriscenja racunara u muzici
treba
treba
obezbediti podrsku za klavijature i veliki memorijski
obezbediti podrsku za klavijature i veliki memorijski
prostor.
prostor.
Kod grafike
Kod grafike
je potrebna dobra graficka kartica, veliki i
je potrebna dobra graficka kartica, veliki i
kvalitetan monitor i dosta memorijskog kapaciteta za
kvalitetan monitor i dosta memorijskog kapaciteta za
graficku karticu i radnu memoriju.
graficku karticu i radnu memoriju.
1. Opšti pojmovi
1. Opšti pojmovi
Pen mouse
Pen mouse
se obezbeduje za preciznija crtanja.
se obezbeduje za preciznija crtanja.
Za baze podataka je potreban veoma pouzdan disk sa
Za baze podataka je potreban veoma pouzdan disk sa
Write kontrolerom.
Write kontrolerom.
Ako je racunar namenjen za serverske usluge, bitna je
Ako je racunar namenjen za serverske usluge, bitna je
dobra osnovna (majka) ploca
dobra osnovna (majka) ploca
i disk velikog kapaciteta.
i disk velikog kapaciteta.
napajanje
napajanje
, takozvani UPS (Uninterruptable Power
, takozvani UPS (Uninterruptable Power
Supply) izvor.
Supply) izvor.
Server treba da bude opremljen sa brzom mreznom
Server treba da bude opremljen sa brzom mreznom
karticom. Kod servera nije neophodno da karakteristike
karticom. Kod servera nije neophodno da karakteristike
monitora, tastature i misa budu posebnog kvaliteta.
monitora, tastature i misa budu posebnog kvaliteta.
2. Organi
2. Organi
zacija i arhitektura računara
zacija i arhitektura računara
Arhitektura von Neumann-ove mašine
2. Organi
2. Organi
zacija i arhitektura računara
zacija i arhitektura računara
“
Princeton” arhitektura
2. Organi
2. Organi
zacija i arhitektura računara
zacija i arhitektura računara
Visenivoska masina
Visenivoska masina
2. Organi
2. Organi
zacija i arhitektura računara
zacija i arhitektura računara
Savremeni racunari
Savremeni racunari
kao visenivoske masine
kao visenivoske masine
2. Organi
2. Organi
zacija i arhitektura računara
zacija i arhitektura računara
Flynn-ova klasifikacija racunara
Flynn-ova klasifikacija racunara
SISD arhitektura sistema
SISD arhitektura sistema
2. Organi
2. Organi
zacija i arhitektura računara
zacija i arhitektura računara
SI MD arhitektura sistema
SI MD arhitektura sistema
2. Organi
2. Organi
zacija i arhitektura računara
zacija i arhitektura računara
MISD arhitektura sistema
MISD arhitektura sistema
2. Organi
2. Organi
zacija i arhitektura računara
zacija i arhitektura računara
Istorija razvoja racunarskih sistema
Istorija razvoja racunarskih sistema
Prvi znacajan korak u pravcu razvoja
Prvi znacajan korak u pravcu razvoja
savremenih racunara napravio je
savremenih racunara napravio je
matematicar John von Neumann koji je
matematicar John von Neumann koji je
predlozio i realizovao koncept "racunara sa
predlozio i realizovao koncept "racunara sa
uskladistenim programom" ("stored
uskladistenim programom" ("stored
program computer").
program computer").
asembler
asembler
("assembler")
("assembler")
program
program
vrsi
vrsi
prevodenje simbolickog programa u njegov
prevodenje simbolickog programa u njegov
binarni, masinski oblik.
binarni, masinski oblik.
2. Organi
2. Organi
zacija i arhitektura računara
zacija i arhitektura računara
Č
Č
etiri implementacione
etiri implementacione
tehnologije
tehnologije
:
:
1.
1.
tehnologija integrisanih kola,
tehnologija integrisanih kola,
2.
2.
tehnologija magnetnih diskova,
tehnologija magnetnih diskova,
3.
3.
tehnologija DRAM ("Dynamic Random
tehnologija DRAM ("Dynamic Random
Access Memory") memorija i
Access Memory") memorija i
4.
4.
tehnologija mreza.
tehnologija mreza.
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Organizacija računara sa jednim procesorom i dva periferijska uređaja
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Magistrale mogu biti
Magistrale mogu biti
:
:
Eksterne
Eksterne
- povezuju procesor sa primarnom
- povezuju procesor sa primarnom
memorijom
memorijom
Interne
Interne
– prnose informacije između registra,
– prnose informacije između registra,
upravljačke jedinice i aritmetičko-logičke
upravljačke jedinice i aritmetičko-logičke
jedinice
jedinice
Memorijske
Memorijske
- između procesora i primarne
- između procesora i primarne
memorije,
memorije,
U/I magistrale-
U/I magistrale-
komunikacije između
komunikacije između
procesora i U/I uređaja
procesora i U/I uređaja
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Karakteristike adresne
Karakteristike adresne
magistrale
magistrale
:
:
Š
Š
irine magistrale
irine magistrale
količina podataka koja se
količina podataka koja se
može preneti
može preneti
brzina
brzina
koja prikazuje koliko bita se mo
koja prikazuje koliko bita se mo
ž
ž
e
e
preneti kroz svaku
preneti kroz svaku
ž
ž
icu u sekundi, kao i
icu u sekundi, kao i
š
š
irina propusnog opsega
irina propusnog opsega
koja prikazuje
koja prikazuje
koliko se ukupno podataka mo
koliko se ukupno podataka mo
ž
ž
e preneti preko
e preneti preko
magistrale u datoj jedinici vremena.
magistrale u datoj jedinici vremena.
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Veza između komponenata računara
Veza između komponenata računara
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Prednosti poluprovodničkih memorija su
Prednosti poluprovodničkih memorija su
:
:
Mala veličina
Mala veličina
Brzina
Brzina
Otpornost-na udare i temperaturne promene
Otpornost-na udare i temperaturne promene
Niska cena-zahvaljujući masovnoj proizvodnji
Niska cena-zahvaljujući masovnoj proizvodnji
Glavne mane
Glavne mane
:
:
Njihova nestabilnost-traže stalno napajanje. Ovo
Njihova nestabilnost-traže stalno napajanje. Ovo
ne važi za ROM memoriju koje su postojane.
ne važi za ROM memoriju koje su postojane.
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Interval potreban za realizaciju nove verzije čipa
ide od 18 do 48 meseci.
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Centralni procesor
Centralni procesor
(CPU - "Central Processing Unit")
(CPU - "Central Processing Unit")
Funkcija procesora je da obavlja
Funkcija procesora je da obavlja
aritmeticke, logicke i druge operacije nad
aritmeticke, logicke i druge operacije nad
podacima koji se nalaze u primarnoj
podacima koji se nalaze u primarnoj
memoriji.
memoriji.
Procesor sa glavnom memorijom
Procesor sa glavnom memorijom
razmenjuje podatke, kao sto je prikazano
razmenjuje podatke, kao sto je prikazano
na slici
na slici
.
.
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Komunikacija između procesora i glavne memorije
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Upravljacka jedinica
Upravljacka jedinica
je odgovorna za
je odgovorna za
pristupanje instrukcijama u primarnoj memoriji i
pristupanje instrukcijama u primarnoj memoriji i
za odredivanje njihovog tipa.
za odredivanje njihovog tipa.
Aritmeticko-Iogicka jedinica
Aritmeticko-Iogicka jedinica
na osnovu signala
na osnovu signala
upravljacke jedinice primenjuje potrebne
upravljacke jedinice primenjuje potrebne
operacije nad operandima instrukcije i generise
operacije nad operandima instrukcije i generise
rezultat.
rezultat.
registri
registri
su brojac naredbi - BN (
su brojac naredbi - BN (
P
P
C-"Program
C-"Program
Counter") i registar naredbi RN (IR-"Instruction
Counter") i registar naredbi RN (IR-"Instruction
Register").
Register").
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Osnovne operacije
Osnovne operacije
se izvrsavaju tako sto se
se izvrsavaju tako sto se
podaci i instrukcije prenose izmedu glavne
podaci i instrukcije prenose izmedu glavne
memorije, registarske datoteke i aritmeticko-
memorije, registarske datoteke i aritmeticko-
Iogicke jedinice.
Iogicke jedinice.
Osnovnim operacijama procesora
Osnovnim operacijama procesora
podaci
podaci
i instrukcije se mogu: kopirati iz glavne
i instrukcije se mogu: kopirati iz glavne
memorije
memorije
u neki registar pri cemu se prethodni sadrzaj
u neki registar pri cemu se prethodni sadrzaj
registra brise ("LOAD"),
registra brise ("LOAD"),
kopirati iz nekog registra u glavnu memoriju pri
kopirati iz nekog registra u glavnu memoriju pri
cemu se prethodni sadrzaj memorije brise
cemu se prethodni sadrzaj memorije brise
("STORE")
("STORE")
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Kada se racunar ukljucuje potrebne instrukcije
Kada se racunar ukljucuje potrebne instrukcije
se nalaze u ROM memoriji
se nalaze u ROM memoriji
, BN je napunjen
, BN je napunjen
adresom koja pokazuje na ROM memoriju.
adresom koja pokazuje na ROM memoriju.
Ovaj program za punjenje moze biti takav da
Ovaj program za punjenje moze biti takav da
sam zavrsi skladistenje jezgra operativnog
sam zavrsi skladistenje jezgra operativnog
sistema unutar operativne memorije, ili da najpre
sistema unutar operativne memorije, ili da najpre
prenese drugi program u operativnu memoriju
prenese drugi program u operativnu memoriju
koji nakon toga instalira jezgro operativnog
koji nakon toga instalira jezgro operativnog
sistema
sistema
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Kod jednoadresnih masina neophodan je
Kod jednoadresnih masina neophodan je
registar koji se zove akumulator
registar koji se zove akumulator
Citanje instrukcije iz memorije
Citanje instrukcije iz memorije
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Pri projektovanju skupa
Pri projektovanju skupa
instrukcija vazan je broj
instrukcija vazan je broj
registara procesora i nacin
registara procesora i nacin
njihovog koriscenja
njihovog koriscenja
:
:
1.
1.
registri opste namene
registri opste namene
2.
2.
registar koji pokazuje na vrh steka - SP
registar koji pokazuje na vrh steka - SP
3.
3.
registar koji sadrzi statusne i upravljacke bite -
registar koji sadrzi statusne i upravljacke bite -
PSW ("Program Status Word")
PSW ("Program Status Word")
4.
4.
registar koji se koristi za maskiranje prekida.
registar koji se koristi za maskiranje prekida.
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Format instrukcija
Format instrukcija
daje odgovor na pitanje:
daje odgovor na pitanje:
"Kako su instrukcije specificirane?".
"Kako su instrukcije specificirane?".
Format instrukcija odreduje
Format instrukcija odreduje
duzinu
duzinu
instrukcije, broj adresa koje se koriste, velicinu
instrukcije, broj adresa koje se koriste, velicinu
razlicitih polja itd.
razlicitih polja itd.
Nacini adresiranja daju odgovor na pitanje:
Nacini adresiranja daju odgovor na pitanje:
"Kako se pristupa podacima? "
"Kako se pristupa podacima? "
Postoje
Postoje
CISC ("Complex Instruction Set
CISC ("Complex Instruction Set
Computers")
Computers")
i
i
RISC ("Reduced Instruction
RISC ("Reduced Instruction
Set Computers")
Set Computers")
masine.
masine.
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Glavni nedostaci RISC arhitekture
Glavni nedostaci RISC arhitekture
su
su
:
:
programi imaju vecu velicinu (sastoje se
programi imaju vecu velicinu (sastoje se
od vise instrukcija), potrebno je vise
od vise instrukcija), potrebno je vise
memorije za izvrsavanje programa.
memorije za izvrsavanje programa.
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Primarna (glavna) memorija
Primarna (glavna) memorija
Primarna memorija, jedna od glavnih
Primarna memorija, jedna od glavnih
komponenti svakog racunarskog
komponenti svakog racunarskog
sistema, se zove jos i glavna iIi
sistema, se zove jos i glavna iIi
operativna memorija
operativna memorija
Primarna memorija se sastoji od niza
Primarna memorija se sastoji od niza
memorijskih
memorijskih
ć
ć
elija ili, kako se cesto kaze,
elija ili, kako se cesto kaze,
memorijskih lokacija. Svaka lokacija ima
memorijskih lokacija. Svaka lokacija ima
svoju memorijsku adresu
svoju memorijsku adresu
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Operacije citanja i upisivanja u memoriju
Operacije citanja i upisivanja u memoriju
izvr
izvr
š
š
ava procesor i pri tome koristi slede
ava procesor i pri tome koristi slede
ć
ć
a
a
dva registra:
dva registra:
MAR(
MAR(
memorijski adresni
memorijski adresni
registar, tj. "Memory Address Register") i
registar, tj. "Memory Address Register") i
PRM
PRM
(prihvatni registar memorije, tj. MDR
(prihvatni registar memorije, tj. MDR
- "Memory Data Register").
- "Memory Data Register").
Procesor
Procesor
moze direktno da pristupi bilo
moze direktno da pristupi bilo
kojoj lokaciji primarne memorije
kojoj lokaciji primarne memorije
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Zbog velike razlike u brzini rada procesora
Zbog velike razlike u brzini rada procesora
i primarne memorije izmedu njih se dodaje
i primarne memorije izmedu njih se dodaje
brza memorija koja se zove kes
brza memorija koja se zove kes
("cache
("cache
memory")
memory")
il
il
i skrivena memorija.
i skrivena memorija.
Kada procesor adresira neku memorijsku
Kada procesor adresira neku memorijsku
lokaciju prvo se proverava da li kes
lokaciju prvo se proverava da li kes
memorija sadr
memorija sadr
ž
ž
i tu adresu.
i tu adresu.
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Najpoznatiji ure
Najpoznatiji ure
đ
đ
aj
aj
i
i
sekundarne memorije
sekundarne memorije
su
su
magnetni disk
magnetni disk
i trake Pre nego se sadržaj sekundarne
i trake Pre nego se sadržaj sekundarne
memorije obradi on se mora preneti u primarnu(glavnu)
memorije obradi on se mora preneti u primarnu(glavnu)
memoriju.Podela sek. memorije na: poluprovodničke i
memoriju.Podela sek. memorije na: poluprovodničke i
magnetno/optičke
magnetno/optičke
.
.
Skrivena i asocijativna memorija
Skrivena i asocijativna memorija
Najvaznije karakteristike memorije racunara su
Najvaznije karakteristike memorije racunara su
brzina, velicina, cena i postojanost
brzina, velicina, cena i postojanost
Vreme pristupa operativnoj memoriji je za oko red
Vreme pristupa operativnoj memoriji je za oko red
velicine sporije od vremena pristupa registrima
velicine sporije od vremena pristupa registrima
procesora. Operativna memorija je zato "usko grlo"
procesora. Operativna memorija je zato "usko grlo"
sistema kod aplikacija kod kojih je efikasnost obrade
sistema kod aplikacija kod kojih je efikasnost obrade
najvaznija.
najvaznija.
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Skrivena memorija
Skrivena memorija
Pored operativne memorije uvodi se
Pored operativne memorije uvodi se
još
još
jedan hijerarhijski nivo memorije koji ima
jedan hijerarhijski nivo memorije koji ima
bolje vreme pristupa.
bolje vreme pristupa.
Takva memorija se zove ultra brza
Takva memorija se zove ultra brza
memorija
memorija
Prema dostupnosti programeru memorija
Prema dostupnosti programeru memorija
moze biti neskrivena i skrivena ("cache").
moze biti neskrivena i skrivena ("cache").
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Za upravljanje citanjem i pisanjem
Za upravljanje citanjem i pisanjem
podataka koristi se poseban upravljacki
podataka koristi se poseban upravljacki
deo koji je oznacen sa "Upravljanje GIP
deo koji je oznacen sa "Upravljanje GIP
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Primer rada asocijativne memorije
Primer rada asocijativne memorije
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Prvi korak
Prvi korak
koji mora da se izvrsi je da se u
koji mora da se izvrsi je da se u
registar BN upise adresa prve instrukcije (adresa
registar BN upise adresa prve instrukcije (adresa
0) programa koji se izvrsava
0) programa koji se izvrsava
,
,
procesor izvrsava
procesor izvrsava
jedan veoma vazan korak - pove
jedan veoma vazan korak - pove
ć
ć
ava sadr
ava sadr
ž
ž
aj
aj
registra BN za jedan,
registra BN za jedan,
Posle analize instrukcije
Posle analize instrukcije
, koju obavlja
, koju obavlja
dekoder operacija tako sto analizira bitove
dekoder operacija tako sto analizira bitove
operacionog koda i izdaje komandu, odnosno
operacionog koda i izdaje komandu, odnosno
pobuduje odgovarajuca elektronska kola, prelazi
pobuduje odgovarajuca elektronska kola, prelazi
se na njeno izvrsavanje
se na njeno izvrsavanje
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Nakon izvrsenja jedne instrukcije sadrzaj
Nakon izvrsenja jedne instrukcije sadrzaj
broja
broja
č
č
a naredbi se azurira tako da
a naredbi se azurira tako da
pokazuje na adresu sledece instrukcije
pokazuje na adresu sledece instrukcije
koju treba izvrsiti.
koju treba izvrsiti.
Programi su jednostavno nizovi instrukcija
Programi su jednostavno nizovi instrukcija
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Magnetni disk
Magnetni disk
Magnetni diskovi podr
Magnetni diskovi podr
ž
ž
avaju direktan pristup bilo
avaju direktan pristup bilo
kojoj memorijskoj lokaciji na nekoj od vise
kojoj memorijskoj lokaciji na nekoj od vise
raspolozivih magnetnih ploca, koje rotiraju oko
raspolozivih magnetnih ploca, koje rotiraju oko
zajednicke os
zajednicke os
e
e
Podaci na magnetnom disku se zapisuju u
Podaci na magnetnom disku se zapisuju u
obliku koncentricnih krugova koji se zovu staze
obliku koncentricnih krugova koji se zovu staze
("tracks")
("tracks")
Svaka staza i svaki sektor imaju svoju adresu.
Svaka staza i svaki sektor imaju svoju adresu.
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Struktura magnetnog diska
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Vreme pristupa disku ima tri
Vreme pristupa disku ima tri
komponente
komponente
:
:
1.
1.
vreme tra
vreme tra
ž
ž
enja ("seek time"),
enja ("seek time"),
2.
2.
vreme usled rotacije diska ("rotational
vreme usled rotacije diska ("rotational
latency") i
latency") i
3.
3.
vreme prenosa podataka.
vreme prenosa podataka.
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
RAID tehnologija-
RAID tehnologija-
podaci se umesto na
podaci se umesto na
jedan upisuju na više magnetnih
jedan upisuju na više magnetnih
diskova
diskova
RAID 0
RAID 0
-
-
Podaci se distribuiraju na sve
Podaci se distribuiraju na sve
diskove sekvencijalno (u delovima).
diskove sekvencijalno (u delovima).
RAID 0 nivoa ne koriste se tehnike
RAID 0 nivoa ne koriste se tehnike
redundantnosti
redundantnosti
.
.
RAID 1-
RAID 1-
nivoa za svaki disk postoji
nivoa za svaki disk postoji
identitna kopija diska ("mirroring")
identitna kopija diska ("mirroring")
.
.
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
RAD 5
RAD 5
-
-
nivo sekvencijalno distribuira
nivo sekvencijalno distribuira
podatke na nivou bloka i informacija 0
podatke na nivou bloka i informacija 0
parnosti se upisuje na sve diskove na
parnosti se upisuje na sve diskove na
kojima su podaci ("round-robin" sema)
kojima su podaci ("round-robin" sema)
RAID 6
RAID 6
-
-
nivoa povecana je slozenost
nivoa povecana je slozenost
obrade za kontrolu parnosti, jer se d
obrade za kontrolu parnosti, jer se d
v
v
e
e
š
š
eme za kontrolu parnosti koriste
eme za kontrolu parnosti koriste
istovremeno
istovremeno
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
U/I procesori
U/I procesori
:
:
1.
1.
Multipleksni U/I procesori
Multipleksni U/I procesori
vrse
vrse
razmenu podataka sa nekoliko
razmenu podataka sa nekoliko
periferijskih jedinica koje rade paralelno,
periferijskih jedinica koje rade paralelno,
2.
2.
S
S
elektorski U/I
elektorski U/I
procesori vrse razmenu
procesori vrse razmenu
podataka samo sa jednom periferijskom
podataka samo sa jednom periferijskom
jedinicom.
jedinicom.
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Direktan memorijski pristup
Direktan memorijski pristup
obuhvata
obuhvata
:
:
1.
1.
odredivanje adrese periferijske
odredivanje adrese periferijske
jedinice,
jedinice,
2.
2.
odredivanje pocetne adrese u
odredivanje pocetne adrese u
operativnoj memoriji,
operativnoj memoriji,
3.
3.
odredivanje broja reci u bloku i
odredivanje broja reci u bloku i
4.
4.
odredivanje smera prenosa.
odredivanje smera prenosa.
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Sistem prekida
Sistem prekida
prekidi se koriste za komunikaciju
prekidi se koriste za komunikaciju
periferijskih uredaja sa centralnim
periferijskih uredaja sa centralnim
procesorom.
procesorom.
Procesor je mnogo br
Procesor je mnogo br
ž
ž
i
i
od rada periferijskih uredaja, tako da
od rada periferijskih uredaja, tako da
procesor bez sistema prekida mora da
procesor bez sistema prekida mora da
ceka zavrsavanje U
ceka zavrsavanje U
/
/
I operacije,
I operacije,
što
što
je
je
veoma neefikasno.
veoma neefikasno.
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Postoje tri vrste prekida:
Postoje tri vrste prekida:
1.
1.
softverski prekidi,
softverski prekidi,
2.
2.
hardverski prekidi i
hardverski prekidi i
3.
3.
izuzeci.
izuzeci.
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Softverski prekidi
Softverski prekidi
nastaju na osnovu
nastaju na osnovu
programskih instrukcija
programskih instrukcija
.
.
Softverski
Softverski
prekidi omogucavaju pristup
prekidi omogucavaju pristup
"ugra
"ugra
đ
đ
enom" kodu unutar BIOS-a,
enom" kodu unutar BIOS-a,
operativnog sistema ili periferijskih
operativnog sistema ili periferijskih
uredaja.
uredaja.
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Hardverski prekidi
Hardverski prekidi
se dele u d
se dele u d
v
v
e
e
grupe:
grupe:
1.
1.
Maskirajucim prekidima
Maskirajucim prekidima
se moze
se moze
dozvoliti ili zabraniti rad.
dozvoliti ili zabraniti rad.
2.
2.
Kod
Kod
nemaskiraju
nemaskiraju
ćih
ćih
prekid
prekid
a
a
stanje
stanje
bita u statusnoj re
bita u statusnoj re
č
č
i nije bitno
i nije bitno
.
.
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Servisiranje hardverskog prekida iz
Servisiranje hardverskog prekida iz
ugla operativnog sistema obuhvata
ugla operativnog sistema obuhvata
sledece aktivnosti:
sledece aktivnosti:
kompletirati tekucu instrukciju,
kompletirati tekucu instrukciju,
sa
sa
č
č
uvati kontekst programa,
uvati kontekst programa,
identifikovati izvor prekida,
identifikovati izvor prekida,
aktivirati ISR,
aktivirati ISR,
izvrsiti ISR,
izvrsiti ISR,
indikacija kraja prekida (EO I - "End Of Interrupt")
indikacija kraja prekida (EO I - "End Of Interrupt")
kontroleru 8259
kontroleru 8259
IRET - povr
IRET - povr
a
a
tak na izvrsavanje prekinutog programa
tak na izvrsavanje prekinutog programa
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Paralelizam na nivou instrukcije
Paralelizam na nivou instrukcije
-
-
Kada
Kada
se primenjuje koncept paralelizma na
se primenjuje koncept paralelizma na
nivou instrukcije cilj je da se na datom
nivou instrukcije cilj je da se na datom
racunarskom sistemu izvrsi
racunarskom sistemu izvrsi
što
što
vi
vi
š
š
e
e
instrukcija u sekundi.
instrukcija u sekundi.
:
:
1.
1.
uzimanje instrukcija unapred
uzimanje instrukcija unapred
2.
2.
kori
kori
šć
šć
enje tehnike
enje tehnike
protocne obrade
protocne obrade
("pipeline processing")
("pipeline processing")
.
.
3.
3.
kori
kori
šć
šć
enje superskalarnih arhitektura.
enje superskalarnih arhitektura.
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
P
P
rimer instrukcijskog toka koji ima
rimer instrukcijskog toka koji ima
5 faza:
5 faza:
1.
1.
uzimanje instrukcije,
uzimanje instrukcije,
2.
2.
dekodiranje instrukcije,
dekodiranje instrukcije,
3.
3.
uzimanje operanda,
uzimanje operanda,
4.
4.
izvrsavanje instrukcije i na kraju
izvrsavanje instrukcije i na kraju
5.
5.
upisivanje rezultata.
upisivanje rezultata.
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
"Pipelining"
"Pipelining"
je jednostavnije koristiti
je jednostavnije koristiti
ako:
ako:
a) su sve instrukcije
a) su sve instrukcije
i
i
ste du
ste du
ž
ž
ine,
ine,
b) postoji mali broj formata instrukcija,
b) postoji mali broj formata instrukcija,
odnosno na
odnosno na
č
č
ina adresiranja i
ina adresiranja i
c) memorijski operandi se pojavljuju
c) memorijski operandi se pojavljuju
samo kod operacija "LOAD" i "STORE".
samo kod operacija "LOAD" i "STORE".
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Problemi koji mogu da nastanu
Problemi koji mogu da nastanu
kod "pipelining"-a su
kod "pipelining"-a su
:
:
Strukturni hazardi
Strukturni hazardi
su prouzrokovani
su prouzrokovani
nedostatkom hardvera
nedostatkom hardvera
Kontrolni hazardi
Kontrolni hazardi
su prouzrokovani
su prouzrokovani
instrukcijama grananja i uslovnog
instrukcijama grananja i uslovnog
grananja
grananja
Hazardi nad podacima
Hazardi nad podacima
su prouzrokovani
su prouzrokovani
zavisnoscu podataka od rezultata
zavisnoscu podataka od rezultata
fzvrsavanja prethodne instrukcije
fzvrsavanja prethodne instrukcije
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Superskalarni procesor sa 6 funkcionalnih
Superskalarni procesor sa 6 funkcionalnih
jedinica
jedinica
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Paralelizam na nivou procesora
Paralelizam na nivou procesora
-
-
Oni
Oni
se razlikuju po nacinu koriscenja operativne
se razlikuju po nacinu koriscenja operativne
memorije i nacinu medusobnog povezivanja.
memorije i nacinu medusobnog povezivanja.
Na
Na
slici
slici
je
je
prikazan primer GMSV ("Global
prikazan primer GMSV ("Global
Memory, Shared Variable") arhitekture
Memory, Shared Variable") arhitekture
sistema, koji ima 3 procesora ozna
sistema, koji ima 3 procesora ozna
č
č
enih sa
enih sa
P1, P2 i P3. Svi procesori koriste zajedni
P1, P2 i P3. Svi procesori koriste zajedni
č
č
ku
ku
memoriju koja se zove globalna memorij
memoriju koja se zove globalna memorij
a
a
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Moze se desiti da vise procesora konkurentno
Moze se desiti da vise procesora konkurentno
pristupa globalnoj memoriji. Tada se za
pristupa globalnoj memoriji. Tada se za
razresavanje moguceg nastanka kolizije kod
razresavanje moguceg nastanka kolizije kod
pristupa istoj memorijskoj lokaciji koriste
pristupa istoj memorijskoj lokaciji koriste
sledeca tri modela:
sledeca tri modela:
1.
1.
EREW
EREW
("Exclusive Read Exclusive Write"),
("Exclusive Read Exclusive Write"),
2.
2.
CREW
CREW
("Concurrent Read Exclusive Write")
("Concurrent Read Exclusive Write")
3.
3.
CRCW
CRCW
("Concurrent Read Concurrent
("Concurrent Read Concurrent
Write").
Write").
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Prvi navedeni model
Prvi navedeni model
EREW
EREW
-
-
ekskluzivno
ekskluzivno
citanje, ekskluzivno pisanje
citanje, ekskluzivno pisanje
ne dozvoljava
ne dozvoljava
nastajanje konflikta niti za citanje niti za pisanje.
nastajanje konflikta niti za citanje niti za pisanje.
Drugi navedeni model
Drugi navedeni model
CREW
CREW
-
-
konkurentno
konkurentno
citanje, ekskluzivno pisanje
citanje, ekskluzivno pisanje
dozvoljava
dozvoljava
konkurentno citanje za vi se procesora,
konkurentno citanje za vi se procesora,
Tre
Tre
ć
ć
i navedeni model
i navedeni model
CRCW
CRCW
- konkurentno
- konkurentno
citanje, konkurentno pisanje
citanje, konkurentno pisanje
dozvoljava
dozvoljava
istovremeni pristup vise procesora i za operaciju
istovremeni pristup vise procesora i za operaciju
citanja i za operaciju pisanja
citanja i za operaciju pisanja
3.
3.
Struktura računara opšte namene
Struktura računara opšte namene
Na slici je prikazan primer
Na slici je prikazan primer
DMMP
DMMP
("Distributed
("Distributed
Memory, Message Passing")
Memory, Message Passing")
arhitekture sistema, tj.
arhitekture sistema, tj.
viseracunarskog sistema sa distribuiranom memorijom.
viseracunarskog sistema sa distribuiranom memorijom.
Kod ovakve arhitekture sistema procesori (P1, P2 i P3)
Kod ovakve arhitekture sistema procesori (P1, P2 i P3)
su medusobno povezani, a memorijske jedinice (DM1,
su medusobno povezani, a memorijske jedinice (DM1,
DM2 i DM3)
DM2 i DM3)
s
s
u potpuno nezavisne
u potpuno nezavisne
.
.
