Procesor, matična ploča, magistrale
Procesor
Procesor ili CPU je elektronska komponenta napravljena od stotine miliona tranzistora smeštene na jednom čipu zasnovanom na silicijumskom poluprovodniku. Nalazi se i u grafičkoj, zvučnoj kartici ali kada se kaže procesor obično se misli na CPU koji je smešten na matičnoj ploči.
Prvi procesori su bili mehanički i praktično nisu bili zaseban deo računara (takve je projektovao Čarls Bebidž), zatim elektromehanički (relejni), pa na bazi elektronskih vakuumskih cevi i bili su jako veliki. Do značajnog smanjenja dimenzija i povećanja performansi došlo je upotrebom tranzistora (miniprocesori) i, u drugoj polovini 20. veka, integralnih kola (mikroprocesori).
Svaki miktoprocesor spolja izgleda veoma jednostavno, ali on je u svojoj unutrašnjosti jako kompleksan, jer se radi o stotinama miliona tranzistora koji su smešteni u jednom čipu. Prvi takav procesor konstruisan je 1971. i nazvan je Intel 4004, koji je u odnosu na sadašnje procesore imao skromnemogućnosti: mogao je samo da sabira i oduzima, ali su naučnici po prvi put uspeli da u jedan čip smeste silna integrisana kola i tranzistore, što je dalo poticaj za daljnji razvoj procesora koji su tim napretkom počeli da troše mnogo manje el.energije.
Centralni procesori obično sadrže:
- Upravlјačku jedipicu (Control Unit), koja upravlјa radom ostalih komponenti, konkretio operacione jedinice.
- Operacionu jedinicu (Execution Unit), koja tipično sadrži:
- Aritmetičko-logičkujedgtšju (ALU-Arithmetic Logic Unit), koja azvršava aritmetičke i logičke onepaijiije.
- Registre, koji služe za privremeno skladištenje podataka pri izvrišvanju programa (registri opšte namene) i čuvanje informacija o trenutnom stanju programa koji se izvršava (programski brojač, pokazivač steka, prihvatni registar instrukg/ije, programska statusna reč i dr.)
- Podsistem za vezivanje sa memorijom i periferialima.
Funkcije procesora su da :
- Izvršavanje programskih instrukcija;
- Osiguravanje programskim instrukcijama da budu izvršene u pravilnom redosledu
- Izvršavanje operacija sa pokretnim zarezom
brzina procesora koja se izražava u milionima operacija koje on obavlja u jednoj sekundi MIPS-ovima (Milion Instruction Per Second) ili MFLOPS-ima (Milion Floating Point Operations Per Second);
dužina procesorske reči je broj bitova koji se istovremeno prenose i obrađuju unutar procesora. Danas se upotrebljavaju tridesetdvobitni i šezdesetčetvorobitni procesori;
radni takt je učestalost impulsa koji generiše sat (clock)- specijalno elektronsko kolo kojim se iniciraju operacije procesora. Procesor preko jedne linije na kontrolnoj magistrali dobijaju takt signal (pravougaone impulse odrđene učestanosti). Učestanost tog takt signala je u stvari učestanost sistemskog takta matične ploče. Samo jezgro savremenih mikroprocesora radi na znatno većoj učestanosti internog takta. Ta učestanost je određena takozvanim množiocem, to jest brojem kojim treba pomnožiti učestanost sistemske magistrale da bi se dobila interna učestanost na kojoj radi jezgro mikroprocesoora. Radni takt se meri u GHz. Veći radni takt omogućava veću brzinu procesora pa se sve češće GHz upotrebljava kao merna jedinica za brzinu procesora.
Matična ploča
Matična ploča je osnovni element svakog računara. Ona povezuje sve ostale komponente računara. Korišćenjem ovakvog koncepta računara omogućena je jednostavna promena pojedinih komponenata koje čine računar i na taj način i promena (unapređenje) njegovih karakteristika.
Na zadnjoj strani matične ploče nalaze se grupa konektora koja se najčešće koristi za priključivanje periferijskih uređaja.Osim kontrolera za povezivanje standardnih uređaja koriste se portovi koji su ugrađeni na zadnjoj strani matične ploče.
Postoje dve vrste portova: serijski i paralelni. Kod serijskih portova (RS-232 ili asinhroni portovi) bitovi jednog bajta prolaze jedan za drugim, a kod paralelnih ( IAE ili centroniks) sci bitovi jednog bajta izlaze istovremeno.
USB-port ( Universal Serial Bus ) predstavlja serijski port koji je danas najkorišćeniji jer omogućava povezivanje velikog broja uređaja. Prednost ovog porta je priključivanje i isključivanje periferijskih uređaja na računar bez njegovog isključenja i brzina prenosa je 15 puta (za sporiji kanal) i 150 puta ( za brži kanal) veća od prenosa preko standardnog serijskog porta. USB port obezbeđuje uređaju i napajanje iz računara. Na USB port pomoću razvodnih kutija možemo povezati do 127 urađaja.
Magistrale
Računaru su neophodna električna kola pomoću kojih se razmenjuju informacije među komponentama. Taj komunikacioni put naziva se sistemska magistrala (bus, sabirnica). Kako je magistrala prenosni put kojem pristupa više uređaja jedan od glavnih parametara koji definišu arhitekturu magistrale je način kontrole pristupa magistrali (arbitraža).
Magistrale uglavnom delimo na tri grupe:
Magistrale uglavnom delimo na tri grupe:
- Magistrala podataka (Data bus)-koristi se za razmenu podataka između procesora, memorijskih i ulazno-izlaznih lokacija
- Magistrala adresa (Address bus)-Ona služi za premos adrese lokacije u memoriji ili adrese ulazno-izlaznog uređaja na koji procesor želi da pošalje podatak ili da ga pročita.
- Konrolna magistrala (Control bus)- koristi se za prenos upravljačkih i kontrolnih signala od procesora do komponenti i obratno.