Unutrašnja struktura centralne jedinice

Osnovna struktura današnjih računara bazira se na John von Neumann-ovom modelu, a čine je: ulazne jedinice, izlazne jedinice, centralna procesorska jedinica (CPU) i memorija. Karakteristike računarskih komponenti se stalno mjenjaju i dosta zavise i od samog proizvođača. Moderni računar ima više komponenti koje se integrišu sa drugim komponentama u sve manji broj stvarnih dijelova. Isto tako svaki dio savremenog računara obavlja mnogo više poslova nego što je obavljao kod starijih sistema.

Centralna jedinica - komponente

Kućište

Kućište je okvir u kojem su smješteni matična ploča, napojna jedinica, diskovi i drugi fizički dijelovi sistema. Vrste kućišta su: uspravna(TOWER) i položena(DESKTOP).

Matična ploča

Matična ploča je glavna printana poluprovodnička ploča koja omogućava komunikaciju između ostalih hardverskih komponenti u računaru. Matična ploča je jezgro računara, jer se svi dijelovi povezuju sa njom i ona kontroliše sve radnje u računaru. U suštini matičnu ploču čini skup čipova. Neki od elemenata na ploči kao što su konektori, slotovi, džamperi itd. omogućavaju priključenje ostalih dijelova računara.

Matična ploča

Na prednjoj strani matične ploče se nalaze konektori, a sa prednje strane kućišta su tasteri pomoću kojih se upravlja radom računara(uključivanje i restartovanje) i reguliše njegova aktivnost. Na zadnjoj strani matične ploče su razni konektori i portovi preko kojih se priključuju spoljni elementi računara i razni periferni uređaji(tastatura, miš, štampač, zvučnici i slično).

Procesor

Procesor je mozak računara koji vrši obradu podataka, tj. izračunavanja i procesiranja. Procesori u radu neprestano komuniciraju sa memorijom razmjenjujući podatke i instrukcije, kao i sa ulazno-izlaznim uređajima sa kojima samo podatke.

    Procesor pored registara sadrži:
  • Aritmetičko-logičku jedinicu u kojoj se obrađuju svi podaci
  • Upravljačku jedinicu koja kontroliše i usklađuje rad svih ostalih jedinica

Karakteristike procesora određene su njegovom arhitekturom:
- Brzina takta predstavlja broj elementarnih radnji u jednoj sekundi(npr. frekvencija 1 GHz obavlja u 1 sekundi milijardu elementarnih radnji). Brzina takta mjeri se u GHz, pa se koristi i kao mjerna jedinica za brzinu procesora.
- Dužina procesorske riječi predstavlja broj bitova koji se istovremeno prenose i obrađuju unutar procesora. Nekada su bili dominantni 8-bitni i 16-bitni procesori, dok se danas koriste 32-bitni i 64-bitni procesori.

Napojna jedinica

Napojna jedinica vrši napajanje električnom energijom svaki pojedini dio računara, a glavni zadatak joj je da pretvara naizmjeničnu struju napona 220V u jednosmjernu struju napona 3,3V ,5V i 12V.

Napojna jedinica

Grafička kartica

Grafička kartica ili videokartica predstavlja interfejs između centralne jedinice i monitora, te omogućava računaru prikaz slike. Grafička kartica može biti ugrađena na matičnoj ploči ili dolazi kao zaseban dio. Povezana je računarom putem sabirnice. Svaka grafička kartica na sebi ima procesor, određenu količinu memorije, te još neke elemente. Vrste izlaza kod grafičkih kartica mogu biti različite, a neki od najčešćih su HDMI, DVI, VGA itd.

Grafička kartica

Memorija

Memorija predstavlja dio računara u kojem se čuvaju podaci i programi. Programi i podaci koji se obrađuju, čuvaju se u centralnoj memoriji koja se sastoji od memorijskih ćelija koje mogu imati dva stanja(0 ili 1). Cifra 0 ili 1 zapisana u memorijskoj ćeliji predstavlja podatak koji se naziva bit(binary digit). Kombinacija od 8 bita kojom se predstavlja jedan znak se naziva bajt(byte). Npr. slovo A se zapisuje kao 01000001. Veće mjerne jedinice koje se u praksi koriste su:

Mjerne jedinice za memoriju

Memorija se dijeli na centralnu i perifernu.

Centralna memorija

Centralna memorija namjenjena je privremenom čuvanju podataka i programa i procesor joj može direktno pristupiti. Centralnu memoriju računara dijeli se na tri tipa memorije: RAM, ROM i keš(cache) memorija.

RAM (Random Access Memory) je radna ili operativna memorija sa direktnim pristupom čiji se sadržaj može čitati i pisati, ali i izbrisati u toku rada ili isključivanjem napajanja. RAM memorija koja se danas najviše koristi je DDR(Double Data Rate – memorija sa dvostrukom brzinom prenosa podataka) sa oznakama DDR1, DDR2, DDR3, DDR4. RAM memorija se postavlja u slotove na matičnoj ploči. RAM se često naziva radna ili operativna memorija jer se u njoj nalazi program čije je izvršavanje u toku, kao i podaci koji su neophodni za njegovo izvršavanje. U ovu memoriju se smještaju i međurezultati i rezultati koji se dobijaju izvršavanjem programa. U toku izvršavanja programa procesor se neprekidno obraća operativnoj memoriji. Druga važna osobina RAM memorije je da ona podatke koji se u njoj nalaze zadržava (čuva) samo dok postoji napon napajanja na njoj. Čim nestane napona napajanja, kompletan sadržaj memorije se gubi i prilikom ponovnog dolaska napona napajanja (pri sljedećem uključenju računara) ona je potpuno prazna.

ROM ( Read Only Memory) je memorija samo za čitanje i njen sadržaj se ne može uništiti. Koristi se za čuvanje programa i podataka koji su potrebni za pokretanje računara pri uključivanju. ROM je memorija sa konstantnim sadržajem u koju proizvođač, posebnim postupkom upisuje informacije. Kada je sadržaj upisan, memorija može samo da se čita.

ROM memorija

ROM se najčešće koristi za smještanje sistemskih programa, koji su na raspolaganju računaru u svako doba. Najbolji primjer je sistemski ROM BIOS program, koji se čuva u posebnom ROM-u na matičnoj ploči računara. Znači da je program dostupan kada se uključi napajanje, pa računar može da ga iskoristi za podizanje sistema. BIOS je skraćenica od Basic Input/Output System, a to je prva stvar koju vidite nakon uključenja vašeg računara, služi za provjeru osnovnih postavki računara. Nakon provjeravanja BIOS daje instrukcije procesoru da učita operativni sistem.

Keš (cache) memorija. Današnji procesori su mnogo brži od operativne (RAM) memorije. To znači da procesori sve više moraju da čekaju na podatke iz glavne memorije. Jedno od rješenja je da se upotrebi manja, brža i skuplja keš (cache) memorija između glavne operativne memorije i procesora. U nju se upisuje kopija podataka i dijelova informacija koji se najčešće koriste iz glavne memorije. Ima zadatak da umanji razliku između brzine rada procesora i memorije. To je vrlo brza memorija i nalazi se u samom procesoru (L1, interni keš) ili uz njega (L2, eksterni keš).

    Osobine (parametri) keš memorije:
  • mali kapacitet, znatno manji od operativne memorije
  • brza tj. vreme pristupa je malo, mnogo manje nego vreme pristupa operativnoj memoriji
Periferna memorija

Jedinice periferne memorije služe za čuvanje podataka kada se oni trenutno ne koriste ili kada je računar isključen. To su: disk, CD, DVD, disketa, USB, memorijske kartice.

Periferna memorija

    Parametri koji su bitni pri izboru i kupovini jedinica periferne memorije su:
  • kapacitet(u GB/TB),
  • srednje vrijeme pristupa podacima(u milisekundama),
  • brzina prijenosa podataka( u Gbit/s).

Kako računari funkcioniraju, pogledajte u sljedećem videozapisu:

    Pitanja:
  1. Šta je kućište i koje su vrste kućišta?
  2. Šta je matična ploča?
  3. Šta je procesor?
  4. Pored registara, šta procesor još sadrži?
  5. Karakteristike procesora?
  6. Napojna jedinica?
  7. Grafička kartica?
  8. Memorija?
  9. Šta je RAM, a šta ROM memorija?
  10. Periferna memorija?