KNJIGA RT2 Harder i softver DK GJ 28.11.2011.pdf

UNIVERZITET U NIU FAKULTET ZATITE NA RADU

Dejan D. Krsti

Goran Lj. Janakovi

RAUNARSKA TEHNIKA

ARHITEKTURA RAUNARA I APLIKATIVNI SOFTVER

- izvodi iz predavanja - II deo

Ni, 2011

dr Dejan D. Krsti, dipl. in. el., Fakultet zatite na radu, Ni mr Goran Lj. Janakovi, dipl. in. el., Fakultet zatite na radu, Ni RAUNARSKA TEHNIKA - ARHITEKTURA RAUNARA I APLIKATIVNI SOFTVER - izvodi iz predavanja - II deo Izdava Fakultet zatite na radu, Ni 18000 Ni, arnojevia 10a Telefoni: (018) 529-821, 529-701 Faks: (018) 249-962, 529-886 Za izdavaa Dekan fakulteta, profesor dr Ljiljana ivkovi Tehnika obrada: Autori Korice: Rodoljub Avramovi Fakultet zatite na radu, Ni tampa: M-Kops centar Tira 200 primeraka ISBN 978-86-6093-023-3

Predgovor

Raunarska tehnika - arhitektura raunara i aplikativni softver izvodi

iz predavanja, II deo, prilagoena je programu predmeta Raunarska

tehnika, koji se izuava tokom prvog semestra u prvoj godini osnovnih

akademskih studija na Fakultetu zatite na radu u Niu. Knjiga se sastoji od

dva glavna dela.

U prvom delu, Arhitektura personalnih raunara, opisana je arhitektura

raunara i osnovne komponente raunara, kao i njihove karakteristike.

U drugom delu, Aplikativni softver, opisane su razliite vrste

programskih paketa i aplikacija, a detaljno su objanjena dva programa iz

programskog paketa Microsoft Office - Microsoft Word (program za obradu

teksta) i Microsoft Excel (program za tabelarna izraunavanja).

Pored toga, knjiga sadri jo dva poglavlja u kome se nalaze i pitanja za

proveru znanja za svaki od delova i renik manje poznatih pojmova koji se

navode u knjizi.

Ovaj materijal predavan je studentima Fakulteta zatite na radu u

periodu od 2009. do 2011. godine i moe da se koristi za pripremu ispita iz

predmeta Raunarska tehnika.

U Niu, na Aranelovdan 2011. godine Autori

ARHITEKTURA PERSONALNIH RAUNARA

A

Cilj: Upoznavanje sa osnovama arhitekture savremenih personalnih raunara. U okviru ovog obraene su osnovne komponente raunarskih sitema prema Von Neumannovom modelu raunara: procesor (aritemtiko logika jedinica i upravljaka jedinica), memorija, ulazne i izlazne jedinice.

Analizirane su sve jedinice raunara kako sa stanovita arhitekture i funkcije tako i sa stanovita fizike realizacije. Prikazane su prednosti i nedostaci hardverskih komponenata kojima se izvode savremeni personalni raunari. Takoe je obraena i interakcija korisnik-raunar sa aspekta povoljnih uslova radne sredine i pravilnog podeavanja komponenata raunarskog sistema i kancelarijske opreme.

5

Osnove arhitekture savremenih personalnih raunara

1. RAUNAR i RAUNARSKI SISTEM

Raunar je po definiciji maina (ureaj) koja se moe programirati ili digitalni elektronski ureaj za prihvatanje, smetanje, obradu i distribuciju podataka zasnovan na programskoj podrci.

Raunar je elektronski ureaji u kojima se reavanje odreenih problema realizuje izvravanjem odreenog skupa aritmetikih, logikih i pomerakih operacija. Skup operacija koje raunar moe da ivrava je takav da bilo koji problem koji se reava u raunaru moe da se razloi na ureeni niz instrukcija koji se naziva program.

Operacije koje se u raunaru izvravaju predstavljaju se pomou binarnih rei koje se nazivaju instrukcije, komande ili naredbe. Podaci nad kojima se operacije izvravaju se takoe predstavljaju pomou binarnih rei koje se nazivaju operandi.

Mikroraunari ili personalni raunari (personal computer - PC) su vrsta raunara koji za centralnu procesorsku jedinicu koriste mikroprocesor. Po funkcionalnosti PC je slian velikim raunarima, ali opsluuje samo jednog korisnika. U terminologiji i mnogim renicima PC je raunar koji su prilagoen IBM PC i PS/2 standardima. Koristi se kod kue ili u poslovnom kancelarijskom okruenju kao samostalni raunar, radna stanica ili u lokalnoj mrei kao serveri datoteka. PC se prema veliini mogu podeliti na: raunare standardne veliine (stoni desktop), prenosive raunare (portable) i raunare malih dimenzija (PDA - lini digitalni asistent)

Pod pojmom stonih raunara podrazumevaju se raunari koji su tei od 5 kg i koji se u zavisnosti od veliine kuita smetaju najee na radni sto (poloeno kuite) ili zbog visine kuita, na podu (uspravno kuite).

Prenosive raunare delimo na: laptop, notebook i palmtop. Laptop raunari su prenosivi raunari koji mogu raditi na baterije kao i biti prikljueni na napajanje elektrine energije. Za prikazivanje slike koriste LCD ekran. Noviji termin je notebook, a oznaava vrlo mali laptop raunar obino iji ekran ne prelazi veliinu od 12 ina. Palmtop raunari su jo manji od notebook raunara i stanu na dlan ruke pa su po tome i dobili naziv (eng. palm - dlan).

Ne postoji jedinstvena definicija termina raunarski sistem. Jedna od definicija, prema ANSI reniku glasi: Raunarski sistem (RS) predstavlja skup maina i pridruenih metoda (realizovanih u obliku softvera), organizovanih radi izvrenja automatske obrade podataka (AOP). Raunarski sistem ini raunar zajedno sa svim povezanim ulaznim i izlaznim jedinicama i periferijskim ureajima. Pod raunarskim sistemom (engl. hardware) podrazumevaju se svi elektrini, elektronoski i mehaniki delovi (sklopovi) od kojih je napravljen

7


raunar i pojedini njegovi prikljuci. To je: kuite raunara, matina ploa, jedinica za napajanje, procesori, kartice, memorije, tastatura, monitor, mi, itd.

Raunarski sistem je sloen sistem sa hijerarhijskom strukturom. Hijerarhijski sistem je skup podsistema u meusobnom odnosu, a svaki od podsistema takoe se sastoji od skupa komponenti i njihovih meusobnih odnosa. Da bismo opisali sistem sa hijerarhijskom strukturom potrebno je da na svakom nivou uoimo strukturu i funkciju.

Struktura je nain na koji su komponenete u meusobnom odnosu.

Funkcija opisuje rad svake pojedinane komponenete kao dela strukture.

Sa korisnike strane funcionisanje savremenog raunarskog sistema moe se svesti na sledei dijagram.

Slika 1. Funkcionalna arhitektura i organizacija raunarskog sistema

Arhitektura raunara opisuje njegovu strukturu, unutranje funkcionisanje elemenata raunarskog sistema i organizaciju ulaza i izlaza podataka i njima pridruenih ureaja.

Za realizaciju savremenih raunarskih sistema koriste se sledea dva principa:

modularna organizacija (organizacija korienjem modula) povezivanje modula pomou magistrale.

Princip modularne organizacije ili modularni princip sastoji se u proizvodnji raunarskih i upravljakih sistema na osnovu vie funkcionalnih modula.

Pod modulom (blokom) podrazumeva se komponenta koja predstavlja konstrukciono i elektrino zaokruen raunski ili upravljaki ureaj, sposoban da samostalno ili u sprezi sa drugim modulima reava odreene zadatke.

Primer jednog modula kod PC je tzv. video-kartica namenjena upravljanju ekranom, kojom se omoguava prikaz podataka na njemu, muzika kartica koja omoguava konverziju digitalno zapisanih podataka u audio (zvuni) oblik, itd.

8


Modularni princip u proizvodnji raunara omoguava da se od razliitih modula izgradi itava familija raunara slinih funkcionalnim karakteristika. Time je omogueno postepeno poveanje funkcionalnih mogunosti, kao i poboljanje sistema kada se za to ukae potreba. Ovde se kao moduli tretiraju i pojedini periferni (periferijski) ureaji prikljueni na raunarski sistem.

1.2. ARHITEKTURA PERSONALNIH RAUNARA Raunari i raunarski sistemi predstavlju skup elektronike i mehanike koja

radi i razmilja po zakonima binarnog brojnog sistema (ima napona - 1 ili nema napona 0). Ako posmatramo kompjuter na mikro nivou, nai emo milione transistora i logikih kola, koja rade brzinama neverovatnim za makrosvet (GHz = 1 000 000 000 Hz). Kada se podignemo na srednji nivo, vidimo niz crnih kutija ili tampanih ploa, povezanih kablovima koje veoma brzo obavljaju komplikovane zadatke, razmenjuju ogromne koliine binarnih podataka velikom brzinom. Personalni raunari se iroko koriste, a u zavisnosti od potrebe koju zadovoljavaju (informacije, zabava, profesionalna upotreba, izrada programa, praenje poslovnih i proizvodnih procesa) potrebno je poznavati i posmatrati razliite hijerarhijske modele arhitekture raunara (slika 2).

Slika 2. Hijerarhijski model strukture raunara

Uvek kada se radi sa sloenim ureajima, pribegava se apstrakciji ignoriu se detalji koji nisu predmet izuavanja nivoa na kojem se trenutno nalazimo i koncentriemo se na osnovne sastavne blokove vieg nivoa i njihove funkcije i osobine. Pri tome se formira hijerarhija razliitih nivoa apstrakcija -

9


podrazumevamo da elementi nieg nivoa apstrakcije funkcioniu u skladu sa normama i specifikacijama koje su projektanti koji se bave tim niim nivoom definisali. Izmeu svaka dva nivoa postoji interfejs skup pravila ponaanja i spisak funkcija i usluga koje nii nivo obezbeuje viem nivou u hijerarhiji.

Osnovna struktura raunarskih sklopova se zasniva na tzv. Von Neumannovom modelu raunara (Johnu von Neumann 1903-1957). Ova arhitektura raunara sastoji se od tri glavna dela: centralne jedinice za obradu (CPU), memorije i ulazno-izlaznih sklopova (slika 3).

Slika 3. Von Neumannov model raunara

Da bi raunar izvravao svoju funkciju (obradu podataka, skladitenje podataka, premetanje podataka i upravljanje prethodno navedenim funkcijama) neophodno je da poseduje module i interfejse.

Premetanje podataka unutar raunarskog sistema obavljaju strukture za sistemsko meupovezivanje. Prenoenje podataka od i prema spoljanjem svetu obavljaju ulazni i izlazni ureaji, a prenoenje na daljinu obavlja se preko komunikacionih linija. Skladitenje podataka vre memorije. Podatke i upravljake informacije neophodne za obradu uva glavna memorija (za koju se koriste i termini operativna i primarna), dok je za trajno uvanje podataka zaduena spoljanja (sekundarna) memorija. Obradu podataka vri deo centralnog procesora koji se naziva aritmetiko logika jedinica (Arithmetic and Logic Unit ALU). Upravljanje svim pobrojanim funkcijama vri deo centralnog procesora koji se naziva upravljaka jedinica (Control Unit).

Hardver je prvi nivo apstrakcije u projektovanju kompjutera i moe se raslaniti na 3 podnivoa:

Na najniem nivou, nivou elektronike, imamo tranzistore, otpornike, kondenzatore od kojih se formiraju logika kola (gejtovi, flip-flopovi). Za korisnika je elektronika nevidljiva, ali podrazumevamo da uvek funkcionie po

10


definisanim pravilima i da formira logika kola sa unapred definisanim osobinama i funkcijama.

Na sledeem nivou, nivou digitalne logike, imamo logika kola koja formiraju mikro-komponente kao to su registri, sabirai, polusabirai, aritmetiko-logike jedinice.

Na najviem nivou, nivou organizacije, se od mikrokomponenti koje su nastale na prethodnom nivou, grade moduli.To su procesor, memorije i drugi ureaji raunarskog sistema.

Firmver, kao srednji nivo apstrakcije u projektovanju raunarskog sistema , predstavlja most izmeu hardvera i softvera. Na ovom nivou su definisane mikroinstrukcije koje su osnova za pokretanje i oivljavanje hardvera.

Softver je najvii nivo apstrakcije funkcionalnog raunarskog sistema i moe se ralaniti na tri podnivoa:

Asemblersko programiranje koristi se za realizaciju funkcija niskog nivoa (funkcije operativnog sistema ili funkcije upravljanja procesorom ugraenim u industrijsku mainu). Na ovom nivou imamo komande asemblerskog jezika, ija sintaksa i logika odgovara arhitekturi hardvera i kod (programi) generisan na ovom nivou je optimizovan za hardver, pa samim tim i bri, efikasniji.

Aplikativno programiranje koristi se za pravljenje procedura i programa koji izvravaju definisane funkcije vieg nivoa (matematika izraunavanja, raunanje kamatne stope, mnoenje matrica, reavanje sistema jednaina, crtanje grafikona, obrada slika, teksta, audio i video materijala,...). Komande su pisane u viem programskom jeziku koji je blizak oveku i njegovoj logici (Fortran, Pascal, C, C++, Visual Basic,...). Osnovni elementi za ovakvo programiranje su komande vieg programskog jezika, operativnog sistema (npr. hardverske funkcije ulaza-izlaza i sl.). Kao rezultat dobijaju se korisniki programi koji se distribuiraju korisnicima (Winamp, Textpad, Reader, Winrar, Winzip, Total comander, Picture Viewer, Calculator, Corel draw, Photoshop itd.)

Sistemi aplikacija najvii nivo apstrakcije koji se koristi za definisanje korisnike funkcije koju raunarski sistem treba da obavi. Osnovni elementi su procedure i programi, koji sloeni u celinu ine da raunar korisniku prui kompletan funkcionalan servis (Paketi korisnikih programa za odreenu namenu: Microsoft Office, Adobe Acrobat, Corel suite; sistemi za uravljanje poslovnim procesima, E-learning sistemi, CMS sistem, itd).

11


n svi mehaniki, magnetni i elektronski sastavni delovi i ureaji o jezgro operativnog sistema ili monitor upravlja i dodeljuje resurse raunara (vreme procesora, memoriju, U/I jedinice, sistemske programe, datoteke) na osnovu potreba korisnikih programa p preostali deo sistemskog softvera: prevodioci, editori, punioci, usluni programi q korisniki programi i korisnici (humanware)

Slika 4. Funkcionalno hijerarhijski model arhitekture raunara

Posmatrajui funkcionalnu arhitekturu raunara (slika 3) moemo rei da se sastoji od fizikih komponenata hardvera (hardware), programa za funkcionisanje raunara - softvera (software) i ljudske interakcije radi izvravanja eljenih operacija - korisnikih programa i oveka (humanware).

U daljem tekstu emo objasniti Von Neumannov model raunara na hardverskom najviem nivou, nivou organizacije prikazujui pojedine module i ureaje kao to su procesor, memorije, magistrale podataka i periferijske ureaje raunarskog sistema.

1.3. CENTRALNA JEDINICA ZA OBRADU Procesor - (engl. Central Procesor Unit - CPU)

Centralna jedinica za obradu ili centralna procesorska jedinica (engl. central processing unit, CPU) prihvata binarne podatke, vri obradu nad ulaznim podacima koristei naine binarne obrade podataka i prosleuje ih memoriji ili periferijskim ureajima. Obrada podataka ukljuuje obavljanje aritmetikih i logikih operacija nad podacima, postupke premetanja i svrstavanja podataka te ostale mogue operacije nad podacima koje se obavljaju pod nadzorom programa. Obrada podataka je na primer sabiranje dva broja, uporeivanje dva broja, mnoenje, pomerenje (iftovanje), premetanje podataka iz jednog registra u drugi i slino. U toku obrade nad podacima CPU ima i ulogu kontrolne jedinice tako to se vri upravljanje pojedinim delovima elektronike (magistrale podataka) pa ova jedinica ima i upravljaku jedinicu. Ova jedinica je obino izvedena sa jednim elektronskim

12


sklopom koji se naziva procesor i sastoji se od vie miliona osnovnih elektronskih elemenata - tranzistora.

Slika 5. Izgled Intel procesora PC (mikroporcesor)

Procesor je iri pojam od mikroprocesora i obuhvata sve vrste centralnih jedinica za obradu. Procesor (engl. processor) ili mikroprocesor (engl. microprocessor) je poluprovodnika komponenta na kojoj se nalaze svi delovi centralne jedinice za obradu kao to su to npr. aritmetiko-logika jedinica, unutranje memorije (baferi), kontrolni sklopovi itd. Savremeni procesori su najsloenije poluprovodnike komponente koje se sastoje od stotine miliona tranzistora smetenih na jednu ploicu od poluprovodnog materijala (silicijum dioksida) veliine samo nekoliko milimetara.

Takt procesora se izraava u MHz ili GHz (1MHz = 1000 000 Hz) i predstavlja frekvenciju na kojoj procesor radi. Ova frekvencija je reciprona vrednost periode koja predstavlja vreme izvrenja jedne operacije (ciklus) ili vreme pristupa memoriji. Moe se rei da je procesor bri to je kraa perioda izvravanja odnosvo vea frekvencija rada.

1.4. MEMORIJA Kod Von Neumannove arhitekture raunara program i podaci smetaju se u

delu raunara koji se zove memorija. Memorija raunara ima sposobnost smetanja ili uvanja odreene koliine podataka. Najvea koliina podataka koju memorija moe arhivirati naziva se kapacitet memorije i najee se izraava u bajtovima ili veim jedinicama: KB, MB, GB itd.

Memoriju ili memorijski sistem ine ureaji koji obezbeuju zapisivanje binarnih podataka. Funkcija memorije je upis, pamenje i itanje podataka i programa. Operacije upisa i operacija itanja nazivaju se jo i prisup memoriji. Za memorije raunara koristi se iroki opseg razliitih memorijskih medija, koji

13


koriste razliite fizike pojave na razliite tehnoloke naine radi memorisanja digitalnih podataka. Nijedna tehnologija nije optimalna u zadovoljenju zahteva za memorijski sistem raunara. Kao posledica toga svaki raunarski sistem sadri hijerarhijuju memorijskih podsistema, pri emu nekim procesor pristupa direktno, a nekim pristupa preko ulazno-izlaznih modula.

Za obradu podataka na raunaru tj. za njihovo unoenje u raunar ili izlaz iz raunara, kao i za prenos na daljinu, podaci se pamte (registruju, skladite) na posebnim materijalnim nosiocima - memorijskim medijumima ili nosiocima podataka. Memorijski medijum predstavlja materijal, ili komponentu nainjenu od tog materijala, ija se neka promjenjiva fizika veliina koristi za registrovanje podataka. Primeri medijuma su: magnetne trake, diskete, magnetni diskovi, optiki diskovi, bistabilna elektronska kola itd.

U svim memorijskim sistemima koji se danas koriste na memorijskom medijumu se pamti energija u nekim diskretnim koliinama, kao to su npr. magnetni moment, struja, naelektrisanje, provodni put i sl. Da bi se neki medijum mogao koristiti za pamenje podataka, treba da ime:

a) Dva stabilna stanja, kojima se predstavljaju binarne vrednosti 0 i 1 b) Mogunost upisa prelaskom u odgovarajue stanje, c) Mogunost otkrivanja(itanja) stanja.

Memorija se moe podeliti na unutranju i spoljnu memoriju. Unutranja memorija predstavlja glavnu radnu memoriju raunara (operativna memorija) i izraena je od poluprovodnikih elemenata. Unutranju memoriju ine: operativna memorija, registarska memorija i upravljaki registri procesora.

Spoljna memorija ima veliki kapacitet i slui za pamenje podataka velikog obima i njihovo arhiviranje za dui vremenski period, a znatno je sporija od operativne memorije. Spoljne memorije slue za dugotrajno uvanje programa i podataka, uvanje podataka velikog obima, arhiviranje podataka, uvanje rezervnih kopija podataka i sl. Jedinice spoljne memorije su: flopy disk, hard disk, CD, DVD, USB fle memorije, memorijske kartice.

Slika 6. - Vrste memorija

14


Veina raunara radi mnogo efikasnije ako osim operativne (glavne) memorije postoji i spoljna (masovna) memorija. Pri tome se u operativnoj memoriji nalaze samo podaci i programi koje procesor koristi u datom trenutku. Svi ostali podaci uvaju se na spoljnoj i prenose se u operativnu memoriju kada su potrebni.

Raspoloiva memorija moe se razmatrati kao hijerarhijski sistem komponenata koji se sastoji od svih ureaja za uvanje podataka koje koristi raunarski sistem. Stoga se memorija raunara organizuje u hijerarhijsku strukturu memorijskih ureaja koji na pojedinim izvorima imaju razliite brzine i kapacitete, (slika 6).

U raunaru se koriste sledee memorije: registarska memorija, ke-memorija (ultra-brza memorija, priruna memorija, Cache ), operativna memorija (osnovna memorija, glavna memorija), ke-memorija diska, spoljna memorija sa direktnim pristupom (magnetni diskovi) i spoljna memorija sa sekvencijalnim pristupom (magnetne trake).

Navedeni redosled memorija odgovara smanjenju nivoa u hijerarhiji, smanjenju brzine i cene po jednom bitu i poveanju kvantiteta. Svaki nivo moe sadrati vie modula (jedinica) odgovarajuih ureaja za dobijanje potrebnog kapaciteta datog nivoa memorije. Ovakva hijerarhijska struktura omoguava da se ekonomski efikasno usklade uvanje (skladitenje) velikog broja podataka sa brzim pristupom podacima u procesu njihove obrade.

Radna memorija je ona memorija koju procesor koristi za neposredno smetanje podataka koje obrauje i koji e mu biti potrebni za neku sledeu operaciju. Dok je raunar ukljuen i dok obrauje podatke, ti podaci i programi nalaze se u radnoj memoriji.

Za opis karakteristika memorije koristi se vie razliitih parametara od kojih su osnovni sledei: Kapacitet memorije broj bajtova ili bitova koji se mogu zapamtiti u

memoriju; Vreme pristupa ili kanjenje vremenski interval koji protekne od dovoenja

signala za definisanje pristupa do zavretka upisa ili itanja, odnosno vreme potrebno da se odreeni zahtev kompletira. Kod diskova i traka vreme pristupa je srednje vreme potrebno za pristup nekom mestu na medijumu radi itanja ili upisa, a sastoji se od vremena traenja, potrebnog za postavljanje glave za upis-itanje iznad elije sa podacima i vremena prenosa podataka.

Ciklus pristupa ili memorijski ciklus - minimalni dozvoljen vremenski interval izmeu dva uzastopna pristupa memoriji. Memorijski ciklus ne moe biti krai od vremena pristupa, a obinom je neto dui od njega. Broj zahteva zadovoljenih u jedinici vremena naziva se propusni opseg.

15


Jedinica prenosa - za operatinu memoriju jedinica prenosa je memorijska re, tj. broj bitova koji se istovremeno ita ili upisuje. Meutim, mogue je da jedinica prenosa sadri vie sukcesivnih memorijskih rei i onda se naziva blok. Za spoljne memorije jedinica prenosa je sektor ili blok kod diskova i blok kod magnetnih traka. Kod diskova blok sadri vie sukcesivnih sektora;

Brzina prenosa podataka - broj bitova, bajtova ili memorijskih rei koje ureaj moe preneti u jednoj sekundi posle postavljanja upisno-itajue glave na poetak bloka ili segmenta podataka;

Cena 1 bita memorije - odnos ukupne cene memorije prema kapacitetu memorije;

Memorijska lokacija je mesto u memoriji gde se smeta jedan bajt podataka. Svaka memorijska lokacija ima memorijsku adresu na osnovu koje se pristupa podatku koji se u njoj smeta ili iz te lokacije iitava podatak koji je u nju smeten.

Tabela 1. Tipovi poluprovodnikih memorija Naziv (Tip) memorije Vrsta memorije Nain brisanja / Upisa ROM (samoitajua memorija) Nije mogue / Proizvodnja PROM (Programibilni ROM)

Memorija samo za itanje Nije mogue / Elektrino

EPROM (Izbrisivi PROM) UV zraci briu ceo ip / Elektrino EEPROM (Elektrino izbrisivi PROM)

Elektrino na nivou bajta / Elektrino

Fle memorija

Memorija uglavnom za itanje

Elektrino na nivou bloka / Elektrino

RAM (Memorija sa neogranienim pristupom )

Upisno - itajua Elektrino na nivou bajta / Elektrino

Razvojem raunara i njihove upotrebe stalno raste potreba za to veim kapacitetom memorije. Raunar IBM PC je u trenutku pojavljivanja na tritu mogao imati najvei kapacitet radne memorije od 640 KB. Dananji personalni raunari imaju radne memorije kapacitete nekoliko nekoliko hiljada puta vee od 512 MB, 1GB, 4GB itd. Radna memorija ima ugraene mogunosti otkrivanja greaka pri upisu i itanju podataka, to je omogueno odgovarajuim kodovima za detekciju i otklanjanje greaka. Memorije s naprednim postupcima otkrivanja greaka obino, uz ostalo, nose oznaku ECC. U odnosu na postojanost podataka radnu memoriju raunara moemo podeliti u dva dela: RAM i ROM.

1.4.1. RAM RAM (engl. random access memory) je upisno-itajua memorija (naziva se

jo i memorija sa neogranienim pristupom). To je radna memorija u koju se mogu upisivati i iz nje itati podaci onoliko puta koliko elimo. Podaci ostaju u ovoj memoriji dok ih raunar namerno ne promeni ili dok se ne prekine napajanje

16


memorije elektrinom energijom. Dakle, RAM gubi svoj sadraj prekidom napajanja pa se naziva i nepostojana memorija (engl. volatile memory). Kada se iskljui raunar, briu se svi podaci koji su arhivirani u RAM-u i oni se nepovratno gube.

Glavne karakteristike RAM-a su kapacitet i brzina rada. Poeljno je da je RAM to veeg kapaciteta kako bi se smestilo to vie podataka. Brzina rada RAM-a odreena je brzinom kojom ova memorija smeta i izdaje podatke. Od pojave eljene adrese na adresnim sabirnicama (magistralama) pa do pojave podatka smetenog u traenoj lokaciji na sabirnicama podataka, protekne odreeno vreme. To se vreme zove vreme pristupa memoriji (engl. memory access time). Vreme pristupa ograniava brzinu kojom se mogu itati podaci iz memorije i upisivati u nju to utie i na brzinu rada celog raunara. Zbog toga se tei u raunar ugraditi RAM sa to kraim vremenom pristupa. Tehnologija izrade poluvprovodnikih komponenata od kojih su graeni savremeni RAM-ovi ograniava brzinu pristupa na nekoliko nanosekundi. Vreme pristupa RAM-u jednako je za sve smetene podatke, bez obzira u kojem se delu memorije oni nalaze, za razliku od drugih vrsta memorije ge vreme pristupa bitno zavisi o mestu gde se podatak smeta (npr. magnetni i optiki disk, magnetna traka i dr.). to je krae vreme pristupa memoriji to je vea cena te memorije, pa pri konfigurisanju i kupovini raunara treba odrediti odnos izmeu cene i brzine. RAM-ovi su graeni od poluprovodnikih integriranih kola i u odnosu na nain rada postoje dve vrste ove memorije: statika i dinamika.

1.4.2. SRAM Statika radna memorija ili skraeno SRAM vrsta je radne memorije kojoj se

svaki bit podataka uva u jednom od bistabilnih kola (flip flopova) a oni se nalaze u memorijskom integriranom sklopu. Bistabilno kolo je elektronsko kolo koje ima dva stabilna stanja i stoga je u stanju da poslui kao elemenat koji pamti jedan bit. Sastavljeno je uglavnom od dva do est tranzistora i nekoliko otpornika. Bistabilni sklop trajno zauzima jedno od dva stabilna stanja do trenutka kada ne doe spoljni signal koji mu impulsom komanduje prelazak u drugo stanje. Jedno od stanja predstavlja logiku 0, a drugo logiku 1. Upisani podatak ostaje smeten do prekida napajanja ili namerne promjene.

Slika 7. - Realizacija tkz. SR Flip flopa sa NILI kolima

17


Prednosti SRAM-a su jednostavna struktura, jednostavnost itanja i veoma brz pristup memoriji. Nedostatak SRAM-a su relativno velike dimenzije bistabilnog sklopa to ograniava broj elemenata koji se mogu smestiti na jednu ploicu to odreuje da su SRAM-ovi znatno manjeg kapaciteta od kapaciteta dinamikih memorija (za jednaku povrinu memorijske ploice od poluprovodnika), dok je cena za isti kapacitet znatno vea od cene dinamike memorije. U SRAM-u se smetaju male koliine podataka karakteristinih parametara raunara, brza priruna memorija (engl. Cache memory) i sl.

Slika 8. Izgled SRAM modula

Kod personalnih raunara postoji potreba da se SRAM memoriji dogradi baterija kako bi se sadraj memorije zadrao i nakon prekida napajanja raunara i tako dobijena memorija poznata pod nazivom CMOS memorija. Iako taj naziv govori o tehnologiji izrade, ova memorija ne gubi svoj sadraj prekidom napajanja raunara. Kapacitet te memorije je mali (obino 64 KB, 128KB, do 1MB), a u njoj se uvaju podaci koji moraju biti prisutni u trenutku ukljuenja raunara na primer: broj i tip memorijskih jedinica, HD diskova, medijum na kom se nalazi operativni sistem, prikljuene periferije, razliite postavke vezane za memoriju, lozinke i sl. Ovi podaci predstavljaju konfiguraciju sistema ili BIOS (basic input output sistem). BIOS je skup raunarskih programa namenjenih osnovnoj komunikaciji sa hardverom raunara i zaduen je za osnovne ulazno-izlazne operacije na nivou hardvera. On omoguava postavljanje osnovnih radnih parametara, pronalazi i uitava operativni sistem u radnu memoriju (RAM), omoguava rad tastature i monitora. CMOS memorija pamti BIOS raunara, a podatke u CMOS memoriji mogue je prema potrebi menjati odmah po ukljuenju raunara pokretanjem odgovarajueg programa. Podaci u CMOS memoriji ostaju nepromenjeni sve dok se ne prekine napajanje to je mogue vaenjem baterijskog napajanja ili otvaranjem odgovarajueg preklopnika (jumper) za pristup podacima u CMOS memoriji.

18


Slika 9. - CMOS SRAM (pravougaoni ip levo), desno je baterija

Drugi primer realizacije i upotrebe SRAM memorije je u okviru Cache memorije.

1.4.3. DRAM Dinamika radna memorija ili DRAM vrsta je radne memorije kojoj je svaki

bit memorisan kao koliina naelektrisanja u minijaturnom kondenzatoru smetenom u memorijskom integrisanom ipu. Zbog nesavrenosti dielektrika u kondenzatoru dolazi do pranjenja kondenzatora ime se naelektrisanje u kondenzatoru postepeno gubi, pa se time gubi i podatak smeten u tom kondenzatoru. Kako se to ne bi dogodilo, potrebno je naelektrisanje obnoviti pre nego to se kondenzator potpuno isprazni. Naelektrisanje se obnavlja pomou posebnih kola koji najpre itaju podatke, a zatim obnavljaju naelektrisanje svakog kondenzatora prema oitanoj vrednosti. Taj se postupak zove osveavanje memorije (engl. memory refreshing) i dogaa se svakih nekoliko milisekundi pa i krae. Zbog toga je razmena podataka sa DRAM memorijom sporija i komplikovanija nego razmena sa SRAM memorijom.

Slika 10. - Integrisani ip DRAM memorije

Prednost DRAM-a su male dimenzije kondenzatora koji arhivira bit informacije pa je mogue smestiti mnogo takvih kondenzatora na jednu ploicu poluprovodnika to daje vei kapacitet i manju cenu. Nedostatak DRAM-a je potreba za relativno sloenim elektronskih sklopom za osveavanje i sporost u radu uzrokovana obnavljanjem memorije. Razliitim postupcima komuniciranja sa DRAM-om se pokuava poveati brzina rada pa postoje razliite DRAM memorije (FPM DRAM- fast page mode DRAM, EDO DRAM - extended data out DRAM,

19


SDRAM - synchronous DRAM, DDR SDRAM - double data rate SDR), RDRAM - Rambus DRAM). Razlike meu njima su u nainu osvjeavanja i nainu razmjene podataka sa susednim sklopovima.

Slika 11. - Memorijski moduli

1.4.4. Napomene o memoriji raunara Procesor najvie komunicira sa radnom memorijom raunara i to RAM. Poto

je brzina procesora vea od brzine RAM memorije, da bi se poveala brzina odnosno efektivnost rada u sam procesor se ugrauje ultra brza memorija ili ke memorija (slika 12). U ke memoriji se nalaze oni sadraji iz radne memorije kojima se najee pristupa. Pri itanju ili upisu najpre se proverava da li je to u ke memoriji, a ako jeste pristupa se ke memoriji, u suprotnom pristupa se radnoj memoriji. Da bi se jo vie dobilo na efektivnosti procesora kes memorija se deli na dve vrste L1 i L2 ke memoriju, pri emu je L1 ke bri i blii procesoru.

Slika 12. Komunikacija procesora i operativne memorije i lokacija ke memorije

Zbog svoje vanosti i cene radna memorija raunara graena je tako da se moe lako naknadno ugraivati i menjati. Korisnik tako moe birati kapacitet radne memorije prema svojim potrebama. U sluaju potrebe memoriji se moe poveati kapacitet tako da se ugrade dodatni moduli, to se naziva proirenje memorije. Da bi se olakalo proirenje memorije memorija se prodaje i ugrauje u tzv. memorijskim modulima. Memorijski modul tampana ploica na koju su zalemljeni memorijski ipovi i na ijem se jednom rubu nalaze konektori. Na matinoj ploi postoje odgovarajui konektori (slot) u koje je mogue utaknuti memorijski modul. Na matinoj ploi postoji dva ili vie konektora za memorijske module.

20


Postoje sledee vrste memorijskih modula: SIMM, DIMM, SODIMM i RIMM i njima odgovarajuih slotova.

Kod SIMM, modula (eng. single in-line memory module) memorijski moduli koj se nalaze na izolatorskoj ploici imaju svoje kontakte na podnoju ploice. Ovi kontakti su kod DIMM (eng. dual in-line memory module) razliiti sa razliitih strana a kod SIMM su duplirani (identini) na obe strane. SODIMM (eng. small outline dual in-line memory module) je ustvari skraeni SIMMi koristi se u laptop raunarima, dok je RIMM pakovanje za Rambus DRAM.

Ako je trgovaki naziv memorije: DIMM PC-2100, 512 MB, 184 pins, DDR RAM, 600 MHz, to znai da je re o memorijskom modulu DIMM sa 184 kontakta, kapacitet je 512 MB, memorija radi s taktom 600 MHz, najvea brzina razmene podataka je 2100 MB u sekundi i da je vrsta memorije DDR SDRAM.

Slika 13. - Memorijski modul umetnut u slot na matinoj ploi raunara

1.5. ULAZNO-IZLAZNI SKLOPOVI Da bi se omoguilo komuniciranje izmeu osnovnih jedinica raunarskog

sistema, odnosno pojedinih njihovih ureaja neophodno je da su oni meusobno povezani elektrinim provodnicima. Postoje dva osnovna principa povezivanja izmeu jedinica raunara: direktno povezivanje svakog ureaja sa svakim sa kojim je potrebno komuniciranje i povezivanje razliitih ureaja deljenjem jedne zajednike veze (sabirnice).

Slika 14 - Direktna veza izmeu raunara i periferijskih ureaja

21


Slika 15 - Veza preko sabirnice izmeu raunara i periferijskih ureaja

Na slikama 14 i 15 je prikazan princip veze izmeu raunara i periferijskih ureaja sa direktnom vezom i sa vezom pomou sabirnice. Veza je prikazana sa 2-inom vezom iako je u praksi ta veza vieina.

Same jedinice odnosno ureaje raunara nije mogue direktno povezati pomou odgovarajuih provodnika. Neophodno je izvriti usklaivanje podataka i to njihove brzine, tipa podataka, naina pristupa pojedinim delovima ureaja kojima se pristupa, definisati nain komunikacije. Zbog toga je neophodno izmeu dve jedinice koje komuniciraju postavi elektrina kola (sklopove) koji e omoguiti funkcionalnu vezu. Pod sklopom (inteface) se smatraju elektrina kola koja predstavljaju delove ureaja koji omoguavaju izvravanje prenosa podataka izmeu modula (ureaja) raunara.

Zadatak ulazno-izlaznih (engl. input-output), I/O) sklopova je povezivanje raunara sa okruenjem odnosno periferijskim ureajima. U tom smislu sklopovi omoguavaju komuniciranje i prenos podataka izmeu razliitih ureaja raunara.

Pod okolinom smatra se sve ono to se nalazi izvan raunara. Ulazni sklopovi omoguavaju prikljuak spoljnih (eksternih) jedinica pomou kojih se podaci iz okoline prenose u raunar. Podaci kroz njih ulaze u raunar pa se takvi sklopovi nazivaju ulaznim sklopovima. Izlazni sklopovi omoguavaju prikljuak eksternih jedinica pomou kojih se podaci iz raunara predaju okolini. Podaci na taj nain izlaze iz raunara pa se takvi sklopovi zovu izlaznim sklopovima.

1.5.1. Sabirnice Magistrale podataka Magistrala (engl. bus) ili sabirnica je komunikacioni put sastavljen od grupe

linija (elektrinih provodnika) kroz koje se binarnim signalima prenose podaci izmeu pojedinih funkcionalnih celina u raunaru. Svakoj liniji dodijeljeno je konkretno znaenje ili funkcija. Vana karakteristika magistrale je daje to deljeni deo (zajedniki korieni) resurs. Sabirnica se definie i kao normirana veza (interfejs) za razmenu podataka izmeu dva ili vie ureaja. Ureaji mogu biti unutranji sklopovi raunara ili periferijski ureaji ili raunari. Prema ovoj

22


definiciji u sabirnice se ubrajaju sve veze za razmenu podataka, tako da se i paralelni i serijski port mogu svrstati u vrstu magistrale. Sabirnice se mogu prema vrsti ureaja koji meusobno komunciraju podeliti na unutranje (interne) i spoljane (eksterne). Tu pripadaju i sve do sada opisane paralelne i serijske veze (portovi), mreni protokoli itd. Pojam sabirnice ee se koristi u uem smislu, tj. normirane veze za razmenu podataka unutar raunara ili izmeu raunara i vie prikljunih ureaja.

Sve magistrale mogu se klasifikovati u tri funkcionalne grupe: linije podataka, adresne linije i upravljake linije. Saglasno s ovim, ove grupe linija nazivaju se adresna magistrala, magistrala podataka i upravljaka magistrala

Slika 16 Veza jedinica raunara preko zajednike magistrale

Unutranje sabirnice su izvedene kao vodovi na tampanoj matinoj ploi raunara. Unutranje sabirnice kod personalnih raunara se izrauju tako da na njihovom kraju postoje prikljunice na koje se mogu prikljuiti dodatni sklopovi (kartice) smetene unutar kuita raunara. Same sabirnice su izvedene na samoj ploi u vidu tampanih veza (provodnika) sa logiko upravljakim komponentama. Prikljunice su obino zalemljene za matinu plou raunara. Unutranje sabirnice su: magistrale podataka, adresne magistrale, kontrolno upravljake magistrale i druge.

Spoljanje sabirnice slue za razmenu podataka izmeu raunara i periferijskih ureaja. Provodnici spoljanjih sabirnica su najee vieini kablovi. Prikljunice spoljanjih sabirnica izvedene su na spoljnom delu kuita. Obino se nalaze na zadnjoj strani raunara i na njih se moe prikljuiti drugi ureaj bez otvaranja raunara. Postoje prikljunice na koju moe biti prikljuen samo jedan ureaj i prikljunice na koju mogu biti prikljueni vei broj periferijskih ureaja (npr. USB). Prvo e biti objanjeni i opisani ulazno-izlazni sklopovi na koje se prikljuuje samo jedan ureaj kao: mi, tastatura, palicu za igre, tampa, modem, itd. Prema nainu prenosa podataka ulayno izlayni sklopovi se dele na paralelne i serijske ulazno-izlazne sklopove. Ovi sklopovi na svom kraju imaju prikljunicu (konektor, port) na koju se zakainje (konektuje) odgovarajui prikljuak sa kablom koji je povezan za eksterni ureaj.

23


Magistrala podataka sabirnica podataka

Sabirnica podataka (engl. data bus) je skup provodnika za prenos elektrinih signala koji predstavljaju podatke. Broj provodnika je jednak broju bitova koje oednom moe obraditi CPU. Tako npr. 32-bitni raunari imaju magistralu podataka od 32 provodnika, a 64 bitni raunari magistralu podataka koja poseduje 64 provodnika.

Adresna magistrala adresna sabirnica

Adresna sabirnica (engl. adress bus) je skup provodnika za prenos elektrinih signala koji predstavljaju adrese memorijskih lokacija, a njihov broj zavisi od veliine memorije raunara.

Kontrolna magistrala - Nadzorno-upravljaka sabirnica

Nadzorno-upravljaka sabirnica (engl. control bus) je skup provodnika za prenos elektrinih signala koji predstavljaju nadzorne i upravljake signale.

Dodatni sklopovi (obino se nazivaju kartice), koji se naknadno ele ugraditi u raunar, moraju biti graeni tako da se mogu prikljuiti na magistrale u raunaru. Kartice (grafika, muzika, modemska, mrena), graene su najee kao tampane ploe sa zalemljenim elektronskim komponentama i prikljunicom na jednom kraju. Karticu je mogue umetnuti postaviti u odgovarajuu prikljunicu koja se nalazi na matinoj ploi raunara (engl. motherboard) i spojena je sa sabirnicom raunara. Dodatni sklopovi proiruju funkcionalnost raunaru koje on bez tih dodataka nema. Izborom dodatnih sklopova svaki korisnik moe formirati raunar prema svojim potrebama i eljama. Sabirnice magistrale su standardizovane kako bi se omoguila modularnost peronalnog raunara i korienje kartica ureaja razliitih proizvoaa.

1.5.2. Paralelni port paralelna vrata (engl. paralel port) Paralelni port ili Paralelna vrata je ulazno-izlazni sklop koji omoguava

razmenu podataka izmeu raunara i okoline, pri emu se istovremeno razmenjuje vie bitova. Naziv vrata bi mogao da bude adekvatni prevod jer je kroz njih raunar povezan s okolinom i ostvaruje prenos informacija, mada izraz paralelni port je odomaeniji izraz. Kod personalnih raunara paralelni port funkcionie tako da se mogu odjednom, u jednom vremenskom trenutku, razmjenjivati 8 bitova (jedan bajt). Za svaki od tih bitova postoji poseban provodnik (parica dva provodnika) spojen na prikljunicu dostupnu korisniku koja je smjetena na zadnjoj strani raunara (obino crvene boje). Osim konektora i provodnika, na toj prikljunici, koji prenose bajt podataka, postoji jo i nekoliko konektora koji prenose nadzorne i upravljake podatke tako da prikljunica paralelnog porta najee ima 25 izvoda (pinova) koji predstavljaju zavretke provodnika i oznaku DB25 (od engl. data bus 25 lines).

24


Slika 17 - DB25 prikljunica i utinica paralelnog porta raunara

Prednost paralelnog porta je brzina prenosa podataka, obino od 100 Kb/s do 1 Mb/s. Za upotrebu paralelniog potra potrebni su kablovi sa relativno mnogo provodnika (parica) i za prikljuak tampaa preko paralelnog porta prikljuni kabli je sa najmanje 9 provodnika (8 provodnika za podatke i jedan zajedniki), a uglavnom se koristi onaj sa 12 do 20 provodnika. Ako se eli prikljuiti vei broj ureaja i vee duine od par metara prikljuni kabl je skup i nepraktian, a mora se izvesti i poseban ureaj za vei broj ureaja (npr 2 ili 3 tampaa). Paralelna vrata uglavnom se koriste za prikljuenje tampaa pa se zovu i printer port (engl. printer port) ili paralelni port tampaa (engl. parallel printer port).

Savremenim laserskim tampaima i tampaima sa mastilom (InkJet), a posebno GDI (Graphics Device Interface) tampaima, potreban je mnogo bri prenos podataka iz raunara nego matrinim tampaima. Takvi ureaji zahtevaju ne samo poveanu brzinu prenosa, nego i dvosmerni prenos podataka kako bi signalizirali raunaru o svom stanju; npr. tampa moe raunar obavestiti o nestanku boje, zaglavljivanju papira i sl. Prilikom ukljuenja ureaja razmenjuju se podaci izmeu paralelnih vrata raunara i prikljuenog ureaja radi usklaivanja naina rada ime je omogueno automatsko konfiguriranje naina razmene podataka. Razvijeni su i standardi kao reenje potrebe za ovim komunikacijama: EPP (engl. enhanced parallel port) i ECP (engl. extended capabilities port).

Uglavnom novi raunari imaju paralelna vrata prema standardu IEEE 1284. Standard IEEE 1284 je omoguava dvosmerni paralelni prenos podataka koji objedinjuje i ukljuuje postojee starije norme paralelnog prenosa podataka i definie naine rada. IEEE 1284 standard odreuje i karakteristike spojnog kabla (18-polni oklopljeni kabli i sa natpisom na kablu IEEE Std 1284-1994 compliant).

25


Slika 18 - Raspored noica prikljunice DB25 paralelnog porta(IEEE 1284)

1.5.3. Serijski port - serijska vrata (engl. serial port) Serijski port ili Serijska vrata (engl. serial port) je ulazno-izlazni sklop koji

omoguava razmenu podataka izmeu raunara i okoline, pri emu se u jednom vremenskom trenutku (intervalu) prenosi jedan bit podataka. Za razmenu podataka izmeu raunara i okoline posredstvom serijskog porta dovoljna su tri provodnika: za slanje podataka, za primanje podataka i zajedniki provodnik. Osim tri obavezna provodnika - ice, serijska vrata imaju i nadzorne i upravljake provodnike pa se ukupan broj provodnika poveava na 9 (oznaka prikljunice DB9) ili ak 25 (oznaka prikljunice DB25).

3 9 provodnika

DB9 enska prikljunica sa kablom

DB9 muka prikljunica na raunaru

Slika 19 - Prikljunica DB9 serijskog porta

Prikljunica serijskog porta je dostupna korisniku sa zadnje strane kuita raunara (obino plave boje). Mali broj potrebnih provodnika je najvea prednost pa se periferijski ureaji udaljeniji od raunara (npr. modemska veza) ili oni koji trebaju biti spojeni s malo provodnika da bi kabl bio tanak (npr. mi) spajaju pomou serijskog porta. Prenos podataka serijskim vratima je sporiji nego paralelni port jer se prenosi bit po bit. Brzina prenosa podataka serijskim vratima meri se u

26


bps (engl. bits per second). Postoji vie standarda za serijski prenos podataka (EIA/TIA-232-E, ITU-T V.10, ITU-T V.24, V.28, RS-422, RS-423), i za praktine primene su usklaene prema standardu RS-232 C. Ponekad se koriste oznake: RS-232, COM1, COM2 za serijski port.

Slika 20 - Prikljunice DB9 serijskog porta

U praksi se, meutim, retko koristi vie od pet provodnika za prenos podataka, a ponekad se koriste i samo tri provodnika. Prikljuci serijskog porta izvedeni su na prikljunici lako dostupnoj korisniku koja se nalazi na zadnjoj strani raunara, a ima 9 ili 25 prikljuaka. Standard za serijski prenos podataka se odnosi na prenos podataka izmeu dva ureaja od kojih je jedan DTE ureaj (engl. data terminal equipment) npr. raunar, a drugi DCE ureaj (engl. data circuitterminating equipment, data communications equipment) npr. modem.

Zadnjih godina u upotrebi dominira USB eksterna sabirnica umesto serijskih portova za prikljuivanje razliitih ureaja, tako da se ve proizvode raunari koja uopte nemaju ugraen serijski port.

Pomou serijskog porta podaci se mogu prenositi na nekoliko naina. Potpuni dvosmerni prenos ili puni dupleks (engl. full duplex) je postupak istovremene dvosmerne razmene podataka. Kod takvog prenosa raunar istovremeno alje i prima podatke.

Delimini dvosmerni prenos ili poludupleks (engl. half duplex) je postupak dvosmerne razmene podataka, ali ne istovremeno. Kod takvog prenosa raunar prvo alje, a zatim prima podatke. U jednom trenutku (vremenskom intervalu) mogue je ili samo slanje ili samo primanje podataka.

1.5.4. PCI magistrala Najrasprostranjenija sabirnica u raunarima je PCI magistrala (engl. PCI bus,

peripheral component interconnect bus). Opte je namene i predviena za prikljuak razliitih dodatnih sklopova (kartica). Iako je dozvoljeno najvie 16 prikljunih kartica zbog ogranienja optereenja to se u praksi svodi na dve do tri prikljune kartice. PCI podrava prikljune sklopove napona napajanja 3,3 V i 5 V.

27


Prikljunice su graene tako da onemoguavaju prikljuak neodgovarajue kartice pa su izbegnuti kvarovi zbog zabune.

Kljuna komponenta PCI sabirnice je integrisani ip sklop koji je omoguava komunikaciju izmeu procesora i PCI sabirnice. PCI sabirnica ne zavisi od tipa procesora i u praktino se moe koristiti sa bilo kojim procesorom (za razliku od mnogih ostalih sabirnica) to omoguava da procesor i sabirnica rade na razliitim taktovima. PCI sabirnica moe direktno komunicirati s memorijom.

Slika 21. - Prikljunice sabirnica na matinoj ploi raunara

Postoje 32-bitne (prikljunica sa 124 kontakata) i 64-bitne PCI sabirnice (prikljunica sa 188 kontakata). Re je o broju bitova podataka koji se mogu istovremeno razmenjivati.

Prednosti PCI sabirnice su brzina rada, nezavisnost o primenjenom procesoru, prilagoenost novim arhitekturama raunara (npr. istovremeni rad CPU-a i sabirnice, deljenje prekidnih linija) i automatska konfiguracija. PCI sabirnica podrava "ukljui i radi" tehnologiju (engl. plug and play, PnP) to je njena vana prednost.

1.5.5. ISA magistrala Najstarija sabirnica koja je jo malo gde u upotrebi je ISA sabirnica (engl.

industry standard architecture). U poetku ova magistrala je bila osmobitna pa je proirena u 16 bitnu magistralu podataka. esnaestobitna ISA magistrala dugo je odolevala zubu vremena i tek je pre nekoliko godina nestala s matinih ploa - moglo bi se rei da je doivela punoletstvo.

28


1.5.6. AGP magistrala AGP sabirnica (engl. accelerated graphics port, advanced graphics port) je

sabirnica je namenjena prikljuku sklopova (grafikih kartica) za prikaz slike velike razolucije to zahteva veliku brzinu prenosa podataka izmeu raunara, grafike kartice i monitora. Da ne bi sav raspoloivi kapacitet PCI sabirnice bio utroen na posluivanje grafike kartice i time bitno usporio razmenu podataka s ostalim dodatnim sklopovima dolo je do izdvajanja komunikacije sa grafikom karticom i generisanja AGP sabirnice.

AGP sabirnica omoguava brzo itanje podataka iz memorije koji ne moraju biti smeteni na uzastopnim memorijskim lokacijama. Moe iskoristiti i deo radne memorije raunara (RAM) za potrebe prikaza podataka pa je mogua izrada jeftinih grafikih kartica bez sopstvene memorije. Za najbolje rezultate potrebno je ipak na grafiku karticu ugraditi memoriju relativno velikog kapaciteta. Grafika kartica moe podatake smetati u sopstvenu memoriju i u radnu memoriju raunara korienjem AGP sabirnice. AGP je 32-bitovna sabirnica, a postoje: AGP 1x (264 MBps), AGP 2x (528 MBps), AGP 4x (1 GBps) i AGP 8x (2 GBps). AGP sabirnicu je zamenila PCI-Express sabirnica.

Slika 22. - Prikljunica AGP sabirnice (smee boje, levo)

1.5.7. PCI Express (PCI-E) magistrala U zadnjih desetak godina skoro svi delovi PC raunara su unapreivani

(podsistemi su se pojaavali: sistemska magistrala, brzina, memorija, AGP), osim PCI sabirnice. Na sreu ovo se menja dolaskom PCI Express standarda, koji predstavlja vaan korak prema modernizaciji i standardizaciji I/O standarda a njegove prednosti su: Klasina PCI magistrala koristi paralelnu architekturu, dok PCI Express koristi

serijsku komunikaciju, drastino redukujui broj potrebnih kontakata - pinova. PCI Express koristi point to point protokol koji je mnogo vie nalik AGP-u. To

znai da ureaji ne koriste isti propusni opseg. Propusni kapacitet PCI-E je 2,5

29


Gb/s u oba smera.

Slika 23. - Prikljunica PCI i PCI Express sabirnice

1.5.8. FireWire FireWire (poznat jo kao i.Link (Sony) ili IEEE 1394) je serijska sabirnica

namenjena za visoke brzine prenosa podataka. FireWire sabirnica podrava do 63 ureaja prikljuenih na jedan FireWire prikljuak to se izvodi preko raznih razvodnika. Najee se koristi kod digitalnih video kamera.

Slika 24. - FireWire sabirnica (logo, prikljunica i konektor)

1.5.9. USB magistrala Najvaniji razlog njenog nastanka je zadovoljavanje rastuih potreba u

pogledu brzine prenosa podataka, a takoe bilo je neophodno povezati vie ureaja pomou jednog kabla koji bi redom (serijski) iao od ureaja do ureaja. USB (engl. Universal Serial Bus - univerzalna serijska magistrala) je spoljanji prikljuak za razne periferijske ureaje (tampa, mi, tastatura, digitalna kamera, modem itd.). Karakterie ga velika brzina i jednostavnost prikljuenja (princip engl. Plug & Play). Mogue je prikljuiti i do 127 ureaja na USB bus. Takoe, podeavanje harverskih adresa se radi automatski. USB 1.1 je stari standard sa brzinom od 1.5 ili 12 Mb/s, dok standard USB 2.0 je sa brzinom do 480 Mb/s. Novi USB 3.0 treba da ima brzine do 5 Gb/s. Skoro svi PC raunari imaju USB portove, i to obino po nekoliko integrisanih na matinu plou.

30


Slika 25. - Prikljunica USB sabirnice (prikljunica, logo i konektor USB-A i B tip)

1.6. OSTALI DELOVI RAUNARA Osim do sada navedenih, postoje i drugi delovi raunara vani za njegov rad.

Pri kupovini raunara korisnik esto mora izabrati izmeu mnogo ponuenih kombinacija sastavnih delova raunara pa je dobro znati bitne karakteristike tih delova.

Slika 26. Izgled kuita raunara sa osnovnim delovima personalnog raunara

31


1.6.1. Matina ploa Matina ploa (engl. motherboard, mainboard, systemboard, mobo) je

tampana ploa na kojoj su smeteni glavni delovi raunara: procesor, memorija, sabirnice i dr. Sklopovi mogu biti zalemljeni na matinu plou ili se mogu dodati u za to predviena podnoja (slotove) i prikljunice. Matina ploa se uglavnom prodaje zasebno, bez procesora, memorije i dodatnih sklopova (kartica) kako bi kupac sam mogao sastaviti raunar prema svojim potrebama. Nortgbridge i Southbridge su dva kontrolno upravljaka ipa koja se nalaze na matinoj ploi i omoguavaju funkcionisanje osnovnih elementa raunara. Nortgbridge ip je ustvari Memory Controller Hub ili ip iji je glavni zadata uspostaviti i kontrolisati tok podataka izmeu procesora i memorije i grafikog adaptera, dok Southbridge ip ili Peripheral Controler Hub je ustvari ip je zadatak kontrolu toka informacija sa svim ostalim periferijskim ureajima.

Slika 27. Konfiguracija savremenog PC na nivou modula

32


1. CPU socket 2. RAM slots (ekspanzijski sletovi

za radnu memoriju) 3. Northbridge 4. I/O panel (sadri COM,

paralelni, audio, USB, IEEE 1394, RJ45, PS/2 portove)

5. AGP slot (ili, kod najnovijih ploa PCI Express xl6 slot - za umetanje grafike kartice)

6. PCI slots (Peripheral Component Interconect - Slotovi za kartice; zvuna, modem I si.)

7. Konektori (dodatni USB, AUX, CD-in, dodatni FireWire)

8. CMOS baterija (baterija za odravanje postavki biosa memoriranih u CMOS-u)

9. South Bridge 10. Serial ATA konektor (Konektor

za SATA ureaje, najee diskove)

11. SATA RAID konektor (Konektor koji omoguava RAID SATA ureajima) 12. ATA100 konektori (Konektori za ATA ureaje, najee diskove) 13. ATA100 RAID konektor{Konektor koji omoguava RAID ATA ureajima) 14. Floppy konektor (Konektor na koji se prikljuuje Floppy Drive) 15. ATX power konektor (Konektor na koji se prikljuuje napajanje sa ATX napojne jedinice) 16. Prekidai i jumperi 17. EPROM (Memorijski chip sa pohranjenim BIOS - om)

Slika 28. Izgled matinih ploa sa slotovima i portovima

33


1.6.2. Jedinica za napajanje (engl. power supply) Jedinica za napajanje (engl. power supply unit, PSU) je ureaj koji

obezbeuje potrebne naponske nivoe za sklopove raunara. Jedinica za napajanje prikljuuje se na gradsku mreu (napon od 220 V frekvencije 50 Hz) i pretvara napon gradske mree u nekoliko jednosmernih napona (3,3 V, 5 V i 12 V). Ona omoguava da se smanje razliite smetnje i varijacije napona iz naizmeninog mrenog napona. Energija koju mora osigurati jedinica za napajanje zavisi o vrsti raunara i broju prikljuenih sklopova. Snaga jedinica za napajanje kree se u rasponu od 300 W do 500 W, pa ak i 1000W za specijalne jedinice napajanja..

Slika 29. - Izgled Jedinice za napajanje personalnih raunar (desktop)

Kod prenosnih raunara jedinica za napajanje je podeljena u dva dela. Jedan deo se nalazi izvan raunara i naziva se adapter (engl. power adapter). Drugi deo jedinice za napajanje se nalazi u raunaru, to omoguava manje dimenzije i manje zagrevanje.

Slika 30. - Adapter prenosnih i runih raunara (laptop, notebook, palmtop)

34


1.7. ULAZNI UREAJI Ulazni ureaji ili ulazne jedinice raunara su svi oni ureaji koji omoguavaju

unos podataka ili programa iz okoline u raunar.

Podaci iz spoljne sredine kao to su: zvuk, slika, pokret, temperatura, se moraju pretvoriti u elektronski impuls, digitalne podatke, koje mogu biti prihvaeni u raunaru (memoriji). Zbog toga su potrebni pretvarai fizikih veliina u elektrine (senzorima) i pretvaranje tih signala u digitalne signale (analogno-digitalni konvertori).

Ulazni ureaji mogu se podeliti na dve grupe: na ulazne ureaje za koje podatke unosi korisnik raunara i koji su svojom graom i nainom rada prilagoeni jednostavnoj ljudskoj upotrebi (tastatura, mi, grafika ploa, skener) i one koji su drugi elektronski ureaji i gde ulazni podaci se unose bez interakcije sa ovekom (A/D konvertori, magnetski diskovi, magnetne trake, fotoaparati, kamere video nadzora i sl).

1.7.1. Tastatura Tastatura (engl. keyboard) jedan je od najstarijih i najeih ulaznih ureaja.

Tastatura se sastoji od oznaenih tastera koje su mehaniki vezane za pripadajue prekidae. Svakom tasteru pripada po jedna prekida ijim se pritiskom ostvaruje elektrini kontakt to omoguava zatvaranje strujnog kola i indikaciju napona na ugraenom mikroprocesoru. Mikroprocesor stvara elektrine impulse koji odgovaraju binarnim kodovima alfanumerikih znakova koji su pritisnuti. Na veini tastatura personalnih raunara ima od 101 do 107 tastera. Postoje i tzv. multimedijske i internet tastatura koje imaju i dodatne tastere za upravljanje multimedijskim sadrajima ili za pokretanje razliitih programa za Internet. Mogue je koristiti istovremeno i dva tastera (npr. pritiskom na taster SHIFT i taster slova), tako da ukupan broj znakova koje generire tastatura prelazi nekoliko stotina. Tehnologija izrade razlikuje tri vrste tastatura: membranske, kapacitivne i elektromehanike.

Slika 31. - Izgled standardne i multimedijalne tastature

35


1.7.2. Pokazni ureaji Pokaznim ureajima (engl. pointing device) nazivaju se ulazni ureaji kojima

se na ovjeku prirodan nain u raunar unose podaci o poloaju u prostoru. Pokazni ureaji nisu pogodni za unos teksta, ve su namenjeni crtanju ili pomeranju pokazivaa (pointera) po ekranu monitora. Veina pokaznih ureaja moe detektovati samo pomeraj u ravni to odgovara prikazu na ekranu monitora. Upravljanje nekim programom uz pomo ovakvog ureaja svodi se na postavljanje pokazivaa na ekranu na grafiki predstavljenom prikazu programskih funkcija i zatim izborom te mogunosti se aktivira funkcija programa pritiskom na taster pokaznog ureaja. Za razliku od tastature, pokaznim ureajem moe se rukovati bez posebne uvebanosti. U pokazne ureaje ubrajaju se: mi, pomina kuglica, grafika ploa i dr.

1.7.3. Mi Mi (engl. mouse) je mali pokretni ureaj spojen s raunarom pomou

provodnika koji omoguava kretanje pokazivaa (kurzora, pointera) poloaja i izbor neke od opcija pritiskom na levi ili desni taster mia (tzv. klik). Veliinom je prilagoen za ugodno dranje u dlanu. S gornje strane mia nalaze se tasteri (koji mogu biti tipa tasterskog prekidaa ili krunog oblika koji omoguava bre kretanje pointera. Elektronika detektuje relativno kretanje mia po podlozi, pretvara ga u elektrine impulse i prenosi taj pomeraj kao pomeraj kurzora na ekranu. Pritiskanjem na neki od tastera mia, taj pokret se detektuje kao selektovanje opcije iz menija na kome se nalazi kurzor.

Slika 32 - Izgled razliitih vrsta mieva

Rezlucija (engl. resolution) mia je broj elektrinih impulsa koje moe generirati mi pri pravolinijskom kretanju u jednom pravcu na rastojanju od jednog ina (inch = 2,54 cm) to je ustvari najmanji pomak mia koji on moe registrovati. Tako je rezolucija optikih mieva od 400 dpi do 800 dpi (engl. dots per inch, toaka po inu), to ako je npr. ako je rezolucija 800 dpi to znai da mi poalje 31

36


impuls za rastojanje od 1 mm ili najmanji pomak koji takav mi moe registrovati je 0,03 mm.

Mi se sa raunarom povezuje na dva naina: iano (serijskom vezom, prikljunica sa est kontakata - PS/2 prikljunica obino zelene boje, pomou USB prikljunice na USB sabirnicu) ili beino korienjem radio primopredajnog ureaja.

1.7.4. Touchpad Kontaktna ravan (engl. touchpad, trackpad) Kod prenosnih raunar (laptop, notepad) mi je nepraktian i zamenjuje se

touchpadom. Adekvantni prevod je kontaktna ravan jer korisnik lagano dodiruje i prstima klizi po ravni i tako pomera kurzor na ekranu monitora. Pribline je veliine 60 mm x 20 mm i nalazi se ispred tastature. Tu se nalaze i dva tastera koji imaju funkciju kao i tasteri mia. Uz to, moe se kratkotrajno jednom ili dvaput lagano udariti prstom po ravni pa e to biti protumaeno kao klik na levi taster mia. Rezolucija je otprilike ista kao i kod mia.

Slika 33 - Touchpad ureaj mobilnih raunara

1.7.5. Ureaji za unos slike Izrada crtea pomou raunara je jedno od vanih podruja njegove primene

pa su razvijeni i odgovarajui ulazni ureaji. To su ureaji koji omoguavaju crtanje i precrtavanje (grafike ploe) i ureaji kojim je mogue postojei crte uneti u raunar bez precrtavanja (skeneri).

1.7.6. Grafika ploa (engl. graphic tablet, digitizing tablet) Grafika ploa (engl. graphic tablet, drawing tablet, graphic pad, tablet,

digitizing tablet, digitizer) slui za crtanje i precrtavanje. Pod crtanjem se podrazumeva stvaranje novog crtea koji jo ne postoji, a pod precrtavanjem prenos postojeeg crtea s papira u raunar tako to se runo oznae i u raunar prenesu karakteristine take crtea. Ako je re o crtanju, uobiajeno je naziv grafika ploa (engl. graphic tablet, drawing tablet, graphic pad), a ako je re o

37


precrtavanju ploa se naziva grafiki digitalizator ili samo digitalizator (engl. digitizing tablet, digitizer). Grafike ploe tipinih su dimenzija 250 mm x 350 mm i debljine oko 1 cm. Digitalizatori su veih dimenzija kako bi se mogli precrtavati crtei i nacrti velikih dimenzija.

Slika 34 - Grafika ploa sa digitalizatorom

Rezlolucija grafike ploe znatno je vea od rezolucije mia i u opsegu je od 1.000 lpi do 3.000 lpi (linija po inu, engl. lpi - lines per inch). Digitalizatori imaju jo veu rezoluciju koja moe biti do 12.000 lpi. Obino se povezuju se sa raunarom pomou USB prikljunice na USB sabirnicu.

Za crtanje se koristi pokazna naprava u obliku olovke (engl. pen, stylus). Vrh olovke priblii se povrini ploe i njime se crta po ploi. Kod nekih ploa je dovoljno olovku pribliiti radnoj plohi dok je kod drugih potrebno olovkom dodirivati radnu plohu. Olovka se ukljuuje ili pritiskom prsta na taster na olovci ili pritiskom vrha olovke na podlogu, zavisno o modelu olovke. Upotreba olovke je prirodna, jednostavna i laka jer je slina crtanju olovkom po papiru.

1.7.7. Skener Skener (engl. scanner) je ulazni ureaj raunar namenjen direktnom unosu

crtea i slika s papira u raunar u obliku slike koja je prikazana nizom taaka (bit image picture).

Slika, koja se eli uneti u raunar, osvetljava se ugraenim svetlosnim izvorom (bela fluorescentna ili ksenonska sijalica, crvene ili utozelene LED diode ili laserska svetlost). Zraci svetlosti se odbijaju od povrine slike i dovode se preko niza soiva i ogledala do konvertora svetlosti u elektrini impuls. Kod veine skenera konvertori su integrisani u poluprovodniki ureaj pod nazivom CCD

38


(engl. charge coupled device). Slika se deli u oblasti veliine jedne take, a svaka taka se predstavlja jednim impulsom i kodira jednom brojnom vrednou koji predstavlja intenzitet i boju te take. Takav se postupak oitavanja slike, taku po taku, zove skeniranje. Slika je vernije preneena ako ima vie taaka po jedinici povrine, to predstavlja rezoluciju skenera. Skeneri u boji za svaku taku imaju praktino tri odvojena CCD elementa, svaki za jednu osnovnu boju: crvenu (engl. red, R), zelenu (engl. green, G) i plavu (engl. blue, B). Za svaku taku skenirane slike nastaju tako tri podatka o svetlosti svake od osnovnih boja. Kombinacija sva tri tako dobijena podatka predstavlja boju svake take. Rezultat skeniranja je tzv. (engl. composite) RGB slika koja je kombinacija nivoa svetlosti crvene, zelene i plave komponente. Konani rezultat skeniranja je zapis slike u nekom od uobiajnih formata za zapis slike. Takav se zapis se prenosi u raunar gde se moe dalje obraivati programom za obradu slike.

Slika 35 - Skener i RGB nain predstavljanja boje

39


1.8. IZLAZNI UREAJI Izlazni ureaji podatke iz raunara pretvaraju u oblik prihvatljiv okolini. Ta

okolina mogu biti ljudi, pa su to onda prikazi u vizualnom ili zvunom obliku, ili elektrini ureaji ako su prikazi u obliku elektrinih veliina (napon ili struja). Postoji mnogo izlaznih ureaja koji se razlikuju po nameni, tehnologiji izrade, ceni itd.

1.8.1. Monitor Monitor (engl. video display unit, VDU, video display terminal, VDT) je

izlazni ureaj koji podatke iz raunara emituje na ekranu. Slika koja se prikazuje sastoji od teksta, crtea, razliitih simbola itd.

Veliina monitora ili tanije veliina ekrana monitora meri se duinom dijagonale ekrana u inima. Uobiajene veliine monitora su 15", 17", 19", 21"i 24". Odnos izmeu vodoravne i uspravne stranice monitora najee je 4:3, a kod savremenih monitora najei odnos je 16:9.

Slika 36 - Veliina monitora i pixeli ekrana

Osnovni element slike na ekranu monitora je osvetljena taka (engl. pixel, picture element) koja je po svojoj celoj povrini jednake boje i intenziteta osvetljenja. Taka je krug poluprenika od 0,1 do 0,5 mm ili kvadrat istih dimenzija. Pixel pri gledanju u monitor pri normalnom udaljenostima ljudsko oko bez poveanja ne moe razlikovati od ostalih pixela (taaka). Kvalitet slike monitora zavisi od broja pixela. to je vie taaka na ekranu monitora, to je slika bolja, a to se naziva i rezolucijom (engl. resolution). Rezolucija monitora jednaka je najveem broju pixela koje na ekranu moe prikazati monitor, a izraava se proizvodom broja taaka u po horizontali i vertikali. Standarde u vezi sa monitorima i kvalitetom slike propisuje organizacija VESA (engl. Video Electronics Standards Association).

40


Slika 37 - Izgled jednog pixsela sastavljenog od tri svetle take /RGB/

U odnosu na mogunost prikaza boja, monitori se dele na jednobojne (monohromatske) i viebojne (kolor). Jednobojni monitori imaju jednobojni prikaz na crnoj podlozi (ili crni prikaz na jednobojnoj podlozi). Za boju prikaza jednobojnih monitora najee se upotrebljavaju bela (siva), uta, zelena, crvena i narandasta boja. Monitori koji imaju crni prikaz na beloj podlozi, kako bi im prikaz bio to sliniji ispisu na papiru, nazivaju se papirno beli monitori (engl. paper white). Sa pojevtinjenjem cena kolor monitora jednobojni monitori su se praktino prestali proizvoditi.

Viebojni monitori kombiniraju prikaz od tri osnovne boje: crvene, zelene i plave (engl. red, green, blue, RGB) pa se zovu RGB monitori. Kombinacijom intenziteta te tri boje mogue je dobiti bilo koju drugu boju. Slika na ekranu monitora sastoji se od mnogo taaka koje su meusobno vrlo blizu. Jedna taka monitora (pixel) u boji sastoji se zapravo od tri blizu smetene take razliitih boja. Take se nalaze tako blizu da zbog nesavrenosti ljudskog oka to korisniku izgleda kao jedna taka. Svaka od tri take emituje svetlost jedne boje: crvenu, zelenu i plavu. U zavisnosti od intenziteta (osvetljaja) svetla svake pojedine boje take posmatra doivljava razliite boje. Vano je uoiti da su obojene take jedna pored druge i ne prekrivaju jedna drugu.

Kursor (engl. cursor) je malena oznaka na ekranu monitora koja najee treperi i ima oblik vertikalne ili horizontalne crte ili stalno osvetljenog malog kvadrata na mestu ispisa znaka. Kod grafiki orijentisanog interfejsa (npr. windows operativni sitem) kursor moe biti bilo kojeg oblika (mala strelica, peani sat, sliica ruke itd.), a kod programa za pisanje teksta je esto uspravna crta na mestu ispisa znaka. Zadatak joj je da ukae na mesto unosa teksta ili poloaj pokazivaa mia.

Postoje dve osnovne vrste signala koje monitor moe prihvatiti: analogni i digitalni. Neki od monitora mogu da prime i analogni i digitalni signal. Analogni signal moe imati bilo koju vrednost unutar raspoloivog opsega vrednosti, pa tako moe monitoru proslediti beskonano mnogo nivoa signala. To kod viebojnog monitora s tri analogna ulaza (RGB) teorijski znai neogranien broj boja. Broj boja je u praksi ipak ogranien i to mogunostima konverzije digitalnog signala u

41


analogni signal grafike kartice (od nekoliko stotina hiljada do nekoliko desetina miliona boja). Monitori koji prihvaaju analogni signal prikljuuju se obino posredstvom tzv. VGA konektora.

Za razliku od analognog digitalni signal moe imati ogranieni broj diskretnih vrednosti, to znai da monitor s digitalnim ulazom moe prikazati ogranien broj boja. Za monitore s tenim kristalom (LCD), monitore s plazmom i monitore-projektore pogodniji je digitalni signal jer ti monitori u potpunosti koriste digitalni signal. U tu je je razvjen standard DVI (engl. digital visual interface). Zbog toga to se jo proizvode i analogni i digitalnih monitori, grafike kartice obino imaju obe vrste konektora: VGA i DVI. Postoji vie vrsta DVI konektora, a najrasprostranjeniji je DVI-I konektor koji omoguava prikljuak analognih i digitalnih monitora pomou istog konektora. Digitalni signali koji se alju monitoru su kodirani tzv. TMDS (engl. transition minimized differential signaling) nainom kojim se alje 8 bitova po boji (ukupno 24 bitova) to omoguava prikaz priblino 16 miliona boja.

Savremeni monitori imaju ugraen elektronski sklop koji nakon nekog vremena neaktivnosti iskljuuje delove monitora koji troe mnogo energije. Neaktivnou monitora smatra se stanje u kojem monitor ne prima podatke.

Postoje dva standarda tednje elektrine energije i to: VESA - DPMS (engl. display power mana-gment signaling) i EPA - Energy Star. Oba se zasnivaju na 4 moda rada monitora: normalan rad (puna potronja energije oko 150W kod CRT monitora), tedljivi mod standby (oko 25 W 30W), uspavani mod suspend (oko 8W). Pri obnavljanju bilo kakve aktivnosti, monitor automatski prelazi u normalni nain rada. Povratak u normalni nain rada traje od 3 do 10 sekunde u zavisnosti u kome je modu bio monitor.

Monitori s katodnom cevi (engl. CRT monitor, cathode ray tube monitor) su monitori sa dobrom karakteristikom slike, jasnoom i nivoom osvetljenosti ali, u poslednje vreme doba LCD monitori preuzimaju ulogu najpopularnije vrste monitora, mada postoje jo uvek oblasti u kojima je monitor s katodnom cevi nezamjenjiv (dizajn, grafika).

LCD TFT monitori se zasnivaju na tehnologiji aktivne-matrine ploe i koriste Thin Film Transistor ( TFT ) tehnologiju, i superiorniji su u odnosu na pasivnu tehnologiju u svakom aspektu. TFT nudi vidljivost uglova do 170 stepeni horizontalno i vertikalno. Za razliku od CRT monitora, koji imaju maksimalnu rezoluciju, ali lako mogu raditi i na manjim rezolucijama, Flat Panel Displeji su dizajnirani da rade na jednoj rezoluciji koja se naziva native (prirodna) rezolucija. Moe se koristiti manja rezolucija od native rezolucije, ali rezultat je ili loiji kvalitet slike ili pak vidljivost samo dijela slike.

42


Slika 38 Princip konstrukcije TFT monitora

1.8.2. Grafika kartica Veza monitora i raunara je preko sklopa koji se naziva grafika kartica (engl.

graphic card.). Njen zadatak je pretvaranje digitalnih podataka (signala) iz raunara u oblik prihvatljiv monitoru. Grafika se kartica ugrauje u raunar (preko AGP ili PCI expres slota i sabirnice) i spaja s monitorom prikljunim kablom. Savremene grafike kartice su sloeni sklopovi, koji su skoro mali raunari sa sopstvenom arhitekturom koja je slina arhitekturi raunara (procesor, memorija, magistrale podataka, kontoleri, baferi, itd.)

Slika 39 - Izgled grafike kartice sa VGA i DVI prikljukom.

43


Grafiki procesor posebno je graen mikroprocesor namenjen obrade slike, a zadatak mu je: komunikacija s raunarom, obrada primljenih podataka, slanje obraenih podataka monitoru te upravljanje i nadzor rada ostalih delova grafike kartice.

Memorija grafike kartice ima funkciju memorisanja slike (video memorija RAM memorija) i funkciju radne memorije grafikog mikroprocesora. Pri navoenju podataka o kapacitetu memorije grafike kartice proizvoai obino navode samo jedan podatak, koji je kapacitet video-RAM-a. Kapacitet video-RAM-a definie rezoluciju i broj boja koje moe generisati grafika kartica. Svaki pixel na ekranu koji treba biti prikazan se memorie u memoriji grafike kartice sa odreenim brojem bitova.

1.8.3. tampa tampa (engl. printer) je izlazna jedinica koja podatke iz raunra ispisuje na

papiru ili drugom odgovarajuem medijumu.

Format tampaa je podatak koji govori o najveim dimenzijama papira koje koristiti tampa. Dimenzije papira mogu biti izraene u normiranim dimenzijama, npr. A4, A3, ili u najveoj irini papira koju tampa moe prihvatiti. Veina tampaa su A4 formata ili irine 254 mm (10"). tampa moe pisati i na papirima manjim od nominalnog formata tampaa.

Dva su glavna oblika papira koje moe prihvatiti tampa: pojedinani listovi papira (engl. cut sheet paper) i beskonani papir (engl. continuous paper, fan-fold paper, Z-fold paper).

Brzina tampaa se meri na dva naina. Brzina tampaa koji rade preteno u znakovnom nainu rada, (matrinih, linijskih) meri se najveim brojem znakova koje tampa moe odtampati jednoj sekundi (engl. character per second, cps). Vrednosti su u rasponu od desetak znakova do nekoliko hiljada znakova u sekundi. Brzina tampaa koji preteno rade u grafikom nainu rada, (laserskih tampaa i tampaa s mastilom), meri se brojem stranica koje tampa moe odtampati u jednoj minuti (engl. pages per minute, ppm). Uobiajne brzine su od 4 do 20 stranica u minuti.

U grafikom nainu rada tampa od raunara prima podatke o celoj stranici, tj. dobija sliku cele stranice. Pri grafikom nainu rada izgled znaka odreuje se u raunaru i zavisi prvo o programu za ispis znakova, raspoloivim skupovima znakova u raunaru i pogonskom programu tampaa, a ne o ugraenim znakovima tampaa. Ono to se odtampa je sastavljeno od mnogo sitnih taaka. to su take manje, izgled odampane strane (slike) je bolji. Na ovaj nain rade tampai sa mastilom i laserski tampai.

U znakovnom nainu rada tampa od raunar prima binarni broj znaka, tj. njegov kod. Zadatak je tampaa je da formira oblik znaka i odtampa taj znak, to

44


znai da tampa mora "znati" kako taj znak izgleda. U znakovnom nainu rada tampa moe otisnuti samo one znakove koje ima memorisane u svojoj ROM memoriji. Ispis na papiru nastaje otiskivanjem celog znaka odjednom. Znakovnim nainom piu npr. linijski tampai, iglini tampai i neke vrste termalnih tampaa.

Svako slovo ili broj se moe napisati na mnogo razliitih oblika (engl. font). Oblik znakova koje ispisuju tampai koji rade u grafikom nainu rada je isti kao onaj koji se vidi na ekranu monitora. To znai da oblik znakova nije ogranien tampaem ve raunarom i programom. Kod tampaa koji rade u znakovnom nainu rada (iglini tampa, neke vrste termalnih tampaa) oblik znakova je odreen graom tampaa i unapred je odreen i ogranien.

Postoje tri osnovna tipa raunarskih fontova: Bitmapirani (rasterski) fontovi, gde se svaki znak sastoji se od niza taaka (dot,

pixel) koji formiraju sliku svakog slovnog znaka, svakog slovnog karaktera i njegove veliine.

Vektorski ili obrisni (outline) fontovi, gde se znak predstavlja skupom krivih linija, koje su predstavljene kao matematikih funkcije; To su tkz. Bzierova krive za iscrtavanje svakog slovnog znaka i na taj nanin je slovo skalabilno na bilo koju veliinu.

Linijski (stroke) fontovi slue se skupom specifinih linija i posebnih informacija da opiu profil, veliinu i oblik linije svakog lika znaka.

tampai imaju ugraenu radnu memoriju (RAM) koja se po svojoj nameni moe podeliti u dva dela. Prvi deo RAM-a slui za potrebe mikroprocesora koji upravlja tampaem i potpuno je nevidljiv i nezanimljiv za korisnika, pa se podaci o kapacitetu tog dela RAM-a ne navode u tehnikoj dokumentaciji.

Drugi, vei deo RAM-a tampaa zavisi od vrste tampaa. Tako kod laserskog tampaa ta memorija slui za memorisanje podataka za ispis cele stranice (memorisanje svih piksela koji trebaju biti odtampani na stranici). Kako tih podataka ima mnogo i memorija laserskog tampaa je vea od memorije svih ostalih vrsta tampaa i iznosi desetak MB.

Program na osnovu koga se podaci iz raunara pretvaraju u oblik pogodan za ispis na nekom tampau naziva se operativni program tampaa (drajver, engl. printer driver) i on praktino vri konverziju podataka u mainski opretivni kod tampaa koji definie aktivnosti pojedinih sklopova tampaa u postupku tampanja. tampanje je mogue ako postoji operativni program za ba taj tip tampaa koji je prikljuen na raunar ili ako prikljueni tampa ima mogunost oponaanja (emulacije) nekog od tampaa za koji postoji drajver. Proizvoa tampaa isporuuje uz tampa i drajver program koji se instalira.

Veina naredbi za upravljanje radom tampaa dolazi iz raunara. Skup naredbi koje su razumljive tampau i kojima se iz raunara moe upravljati tampaem zove se jezik tampaa. tampai koji rade u grafikom nainu rada

45


koriste jedan od uglavnom dva jezika tampaa: PCL (engl. printer command language) i Adobe PostScript.

Obino je veza izmeu tampaa i raunara preko USB kabla i USB sabirnice. Veza moe biti posredstvom paralelnog ili serijskih porta, kao i beino, tako da se na USB utinicu tampaa i raunara prikljue USB Bluetooth dodaci i odgovarajui drajver programi. Neki tampai imaju mogunost direktne beine veze posredstvom Wireless (WiFi) mree.

Kolor tampai stvaraju kolor sliku kombinacijom tri komplementarne boja: plavo-zelene (engl. cyan, C), ljubiasto-crvene (engl. magenta, M), ute (engl. yellow, Y) i crne (engl. black, K) ili skraeno CMYK. Kod tampaa oseaj boje nastaje filtriranjem svetlosti odbijene od povrine papira. Kod veine tampaa se tri osnovne boje tampaju jedna preko druge, na isto mesto.

Vano je uoiti da svetlost odbijena od povrine papira mora proi kroz sloj naneene sve tri komplementarne boje jer su one naneene jedna preko druge. Kombinacijom razliitih gustina pojedine komplementarne boje mogue je dobiti ostale boje. Obino tampai imaju mogunost da nanesu svaku od komplementarnih boja u 256 nivoa gustine, pa je kombinacijom ovako definisanih boja mogue postii priblino 16 miliona razliitih boja. To je vie nego to ljudsko oko moe razlikovati. Ako se nanesu sve tri boje iste gustine rezultat e biti siva ili crna boja. Zbog toga to je vrlo teko ostvariti nanose potpuno jednake gustine i dobiti u proizvodnji boja komplementarne boje savrenog filtriranja rezultat u praksi najee nije crna ili siva, ve neka druga tamna boja. Zbog toga takvi tampai koriste dodatnu crnu boju koja se nanosi na mesta gde treba biti crna boja.

1.8.4. tampa sa mastilom tampai sa mlazom mastila (engl. ink jet printer, bubble jet printer) su

najpopularnija vrsta tampaa. Razlog tome su mala cena, kvalitetan ispis i mogunost ispisa u boji.

46


Slika 40 - Izgled tampaa sa mastilom (Ink Jet)

Ovi tampai sliku na papiru stvaraju trcanjem (prskanjem) kapljica mastila. Kapljica mastila je od 2 pikolitara do 10 pikolitara, (pikolitar je hiljadumilijarditi deo litra) da pri dodiru s papirom ostavljaju obojeni krug priblinog prenika 50 mikrometara. to je kapljica manja to je slika bolja. Mastilo izlazi kroz otvore ili mlaznice (engl. nozzle) u glavi tampaa. Obino ima od 50 do vie od 800 mlaznica. Sve mlaznice mogu istovremeno ispaljivati kapljice. Glava tampaa je pokretna i kree se vodoravno s jednog kraja papira na drugi ostavljajui trag u obliku obojenih toaka. Vei broj mlaznica u glavi odreuje najvei broj toaka koje glava moe obojiti (odtampati) u jednom poloaju. Take koje se otampaju su toliko male i dovoljno su blizu, a poto ih ima veliki broj, korisnik ih ne moe razlikovati kao take, ve izgledaju kao povrina. Nakon bojenja jednog reda, transportni mehanizam matrinog tampaa okree valjak preko koga prelazi papir, pomerajui papir ime se omoguavajua glavi bojenje sledeeg reda.

Dva su naina stvaranja kapljice mastila: piezoelektrini ili termiki.

Piezoelektrino stvaranje mlaza (engl. ink jet) nastaje zbog mehanikog vibriranja piezoelektrinog elementa u glavi tampaa. Glava je od specijalne keramike koja menja dimenzije pod delovanjem elektrinog napona. Zbog vibracija nastalih delovanjem naizmeninog napona na piezoelektrini element kroz mlaznicu na glavi izbacuje se kapljica mastila. Piezoelektrina glava moe izbaciti vie od 20.000 kapljica u sekundi. Termiko stvaranje mlaza (engl. bubble jet) nastaje naglim zagrevanjem male koliine mastila na vrhu glave, zbog ega mastilo kljua, isparava i izlazi kroz otvor na glavi brzinom od nekoliko metara u sekundi. Pri dodiru s papirom mlaz se hladi i formira obojenu taku na papiru. Termika glava moe izbaciti vie od 10.000 kapljica u sekundi. Zbog stalnog grejanja i hlaenja vek glave je relativno kratak i kod veine tampaa glava zajedno sa mastilom se menja, i takav sklop se zove ketrid (engl. cartridge).

Uobiajena rezolucija tampaa sa mastilom je od 720 x 720 dpi do 4.800 x 2.400 dpi. Mastilo tampaa jedna je od najvanijih komponenti kod tampaa sa mastilom, jer kvalitet tampe veoma zavisi od kvaliteta mastila.

47


1.8.5. Laserski tampa Laserski tampa (engl. laser printer) je najrasprostranjenija vrsta tampaa

za poslovne potrebe. Laserski tampai imaju brojne prednosti u odnosu na konkurentsku ink-jet tehnologiju.

Slika 41 Izgled laserskog tampaa proizvoaa Hewlet Packard

Oni proizvode mnogo kvalitetnije tekstualne crno-bele dokumente od ink-jet tampaa i nain izrade mehanizma je podesniji za naporniji rad - to znai da izbacuju vie stranica meseno, po manjoj ceni po stranici od ink-jetova, pa se moe zakljuiti da za kancelarijske poslove laserski tampa moe da bude najbolji izbor. Takoe i kod rada sa kovertama, karticama i drugim neuobiajenim medijumima laserski tampai nadmauju ink-jet tampae.

Slika 42 Princip tampe kod laserskih tampaa

Princip tampanja je slian principu rada aparata za fotokopiranje. Zasniva se na materijalu (selen ili neki drugi) koji kada se osvetli, postaje naelektrisan. Ovako naelektrisan, ovaj materijal privlai toner koji se kasnije prenosi na papir. Aluminijumski valjak je irine papira na kome se tampa i presvuen je ovim materijalom. Laserski zrak je usmeren prema centru valjka. Ima ulogu da osvetli

48


ona mesta na kojima treba da bude otisak. estougaona prizma, koja stalno rotira, skree laserski zrak po celoj duini valjka. Jedna stranica prizme usmerava laserski zrak du jednog reda (linije). Kada se nova stranica prizme nae ispred zraka, usmerava ga na poetak reda. Meutim, tada se i valjak obrne za odreeni stepen i praktino poinje tampanje nove linije. Valjak pri obrtanju prolazi kroz toner koji se lepi za valjak na onim mestima koja su obraena laserskim zrakom. Kada se valjak obrne za ceo krug, ispiu se sve linije i dobija se slika cele stranice.

Pored valjka, na kojem je formirana slika stranice, na vrlo malom rastojanju prolazi papir, ali ga ne dodiruje. Naelektrisani toner prelazi na papir formirajui sliku. Papir zatim prolazi kroz sistem za suenje (peenje) koji trajno uvruje toner zagrevajui ga do 200 C.

Slika 43 Izgled unutranjosti laserskih tampaa sa principom raa

Rezolucija tampaa zavisi od veliine take, koja zavisi od debljine laserskog zraka, i kvaliteta tonera.

Laserska tehnologija se koristi kod tampaa u boji, gde postoje modeli sa tri (CMY) i etiri (CMYK) mehanizma za tampanje. Laserski tampai danas, standardno, dostiu brzinu tampe od 10 do 30 strana u minuti (engl. ppm, pages per minute), a najbri modeli i vie od 200 strana u minuti u crnobeloj tampi i preko 100 strana u minuti u boji.

1.8.6. Vienamenski ureaji - tampa/skener/faks/kopirni ureaj

Vienamenski ureaji (kombinovani ureaji, mulitpraktici, engl. all-in-one combo print/scan/fax/copy devices, multifunction machines, multifunction centre, MFC) u jednom ureaju objedinjuju tampa, skener, kopirni aparat i faks ureaj. Tako objedinjen ureaj zauzima mnogo manje mesta i ima niu cenu od skupa pojedinanih ureaja pa popularnost takvih ureaja naglo raste. Kod nekih su

49


vienamenskih ureaja ugraeni svi navedeni ureaji, a kod dugih neki ureaji nepostoje (npr. fax).

U vienamenske ureaje ugrauju se tampai sa mastilom ili laserski tamai. Prvih ima mnogo vie zbog mnogo manje poetne cene. Prednost druge grupe je nia cena po odtsmpanoj strani pa su oni dugorono gledano isplativiji. Rezolucija ugraenog tampaa je kao i rezolucija samostalnog tampaa (npr. 2.400 x 1.200 dpi ili 4.800 x 1.200 dpi).

Ugraeni skeneri mogu biti ravni ili sa pokrenim papirom. Ravni su skeneri slini kao i samostalni ravni skeneri kod kojih se uzorak koji se skenira polae na staklo ispod kojeg se kree optika glava. Skener s pokretnim papirom (engl. document scanner) ima nepokretnu optiku glavu, a uzorak koji se skenira se sistemom valjaka pomera ispred te glave. Moe skenirati samo pojedinane listove koji se mogu savijati to je ponekad prepreka. Prednost skenera s pokretnim papirom je sposobnost automatskog skeniranja veeg broja listova bez nadzora oveka. To je posebno pogodno pri slanju vie stranica faksa. Postoje multifunkcijski ureaji koji sadre obe vrste skenera.

1.9. UREAJI ZA ARHIVIRANJE PODATAKA Razvojem raunara neprekidno raste potreba za digitalnim smetanjem

(arhiviranjem) sve vee koliine podataka. Medijum za arhiviranje podataka mora imati sledee osobine:

Arhivirani podaci trebaju to due ostati nepromenjeni i neoteeni, a da za njihovo odravanje nije potrebno dovoditi energiju.

Ureaj za arhiviranje mora biti jednostavan za rukovanje i mora biti to manjih dimenzija. Upis i itanje podataka trebaju biti to bri, a prikljuak na raunar to jednostavniji.

Cena ukupnog sistema za arhiviranje treba biti to nia. Cena arhiviranja obino se izraava u ceni po bitu (Mb) zapamenih informacija.

Navedene zahteve danas zadovoljavaju tri tehnologije: poluprovodnika, magnetska i optika. Poluprovodnika tehnologija odlikuje se najveom brzinom, ali i najviom cenom pa se koristi za arhiviranje male koliine podataka u odnosu na ostale druge dve tehnologije. Magnetni mediji, koji se za smetanje podataka koriste karakteristikama magnetnih materijala. Optika tehnologija, koja se za arhiviranje podataka koristi svojstvom svetlosti, mlaa je i jo je uvek u intenzivnom razvoju.

50


1.9.1. Magnetni disk, vrsti disk, Hard disk Hard disk je kombinacija mehanikog, magnetnog i elektronskog ureaja.

Hard diskovi se baziraju na teghnologiji osmiljenoj u IBM labaratorijima. Rad hard diska bi mogli podeliti na tri aktivnosti: smetanje podataka na magnetni medijum, obradu podataka koju obavlja disk kontroler i interfejs i komunikaciju sa CPU preko IDE/ATA, SATA ili USB veze. Hard disk koristi krune ravne ploe (platters) od aluminijuma, stakla ili polimera, koji su sa obe strane presvueni specijalnim magnetnim materijalom konstruisanim da memoriu informacije magnetisanjem malih domena na povrini materijala. Ploe su privrene na valjkasti nosa ploa (spindle) i okreu se velikom brzinom pomou specijalnog motora (spindle motor), koji slui da okree nosa, a samim tim i ploe.

Slika 44 - Izgled hard diska

Za korisnika su znaajni prikljuci oznaeni na slici 45 i to: 1) IDE konektor povezuje za vezu sa magistralom podataka ime se prenose upravljaki signali i signali podataka, 2) kratkospojnici kojima se definie nain rada diska, i 3) konektori kojima se obezbeuje napajanje.

Slika 45 - Izgled unutranjost hard diska i nain zapisa binarne informacije

51


Svi moderni hard diskovi imaju na sebi integrisanu inteligentnu kontrolersku logiku. Elektronika diska slui kao sprega izmeu raunara i mehanikih delova diska. Kontroler diska je realizovan na matinoj ploi u sklopu SouthBridge Chipseta.

Performanse diska predstavljaju jedan od faktora, koji najvie utiu na ukupne performanse sistema, jer predstavljaju jedno od uskih grla, pa im se povea brzina diska to se "oseti" u svakodnevnom radu (bre uitavanje Windowsa i korisnikih programa).

Kapaciteti hard diskova izraava se u Gb. Pouzdanost je sigurno najvanija karakteristika, ne samo, hard diska. Brzina, kapacitet i bilo ta drugo gube smisao, ako podaci nisu sigurni.

Slika 46 - Izgled unutranjost hard diska

Pouzdanost se izraava kroz MTBF (mean time between failures - srednje vreme izmeu otkaza i vrednost broja paljanja/gaenja (start/stop cycles) koje disk moe da izdri. Kod savremenih diskova MTBF iznosi od nekoliko stotina hilja

Documents

KNJIGA RT2 Harder i softver DK GJ 28.11.2011.pdf