Informatika 0028.11

Predavanja 2020/2021. 1

Informatika 0028.11

4. Hardver računara 

Hardver računara

• Računar se sastoji od velikog broja komponenatameđusobno povezanih tako da omogućavajuefikasno izvršavanje različitih programa u ciljuobrade podataka

• Tehnologija gradnje savremenih računarakoncipirana je tako da hardverske komponentebudu:– modularne,

– standardizovane,

– lako zamenljive i

– što manjih dimenzija.

Hardver računara 

• Sve što računar radi možemo predstaviti sa 4pojednostavljene funkcije:

– prihvat nekih ulaznih podataka, 

– obrada podataka izvršavajući aritmetičko‐logičke operacije, 

– generisanje izlaznih informacija u traženom obliku i 

– čuvanje podataka i informacija u memoriji.

OBRADA

ČUVANJE

IZLAZULAZ

Hardver računara 

• U skladu sa ovim funkcijama, hardverske komponente možemo podeliti u 4 osnovne funcionalne grupe:

– ulazne komponente (tastatura, miš, skener, mikrofon itd.)– za obradu podataka (procesor sa matičnom pločom)– izlazne komponente (grafička kartica, monitor, projektor, štampač, 

zvučnici itd.) i– memorije i memorijski uređaji za skladištenje (RAM, HDD, CD, DVD, 

USB memorije itd.).

• Kombinacija ove četiri grupe komponenti čini hardverski deo računarskog sistema. 

• Računarski sistem je nekompletan bez programa ili softvera, koji daje instrukcije hardveru šta treba da radi.

Hardver računara 

• Da bi radio, računar mora da: 

– bude ispravno konfigurisan,

– poseduje sistemski softver,

– poseduje korisničke programe (aplikativni softver) i 

– poseduje ulazne podatke ili mogućnost da se podaci kreiraju.

• Komponente računara možemo podeliti i na: 

– interne (koje se nalaze u kućištu) • osnovne – napajanje, matična ploča, procesor, radna memorija 

• dodatne – grafička, zvučna, mrežna ili TV kartica, CD, DVD, FDD itd.

– preriferne ‐monitor, tastatura, miš, štampač itd.

Kućište računara

Informatika 0028.11

Predavanja 2020/2021. 2

Kućište računara

• Kućište računara služi za smeštanje i ugradnju osnovnih i dodatnih komponenti računara.  

• Obično su  izrađena od čelika, aluminijuma ili plastike. 

• Kućišta mogu imati različite oblike i veličine: 

– horizontalno – desktop

– uspravno – tower

– ugradno – rackmount

Kućište računara ‐ horizontalno

Kućište računara ‐ uspravno Kućište računara ‐ ugradno

Kućište računara

• Izbor veličine primarno uslovljava veličina matične ploče, najveće komponente računara. 

• Na izbor odgovarajuće veličine kućišta utiče i potreban broj ležišta za optičke uređaje ili čvrste diskove, u zavisnosti od potreba korisnika. 

Kućište računara

• Veličina matične ploče deo je industrijskog standarda,odnosno specifikacije forme (engl. form factor) kojom seodređuju dimenzije, tačke učvršćivanja i vrsta konektoraza povezivanje.

• Danas su kućišta najčešće napravljena po ATXspecifikaciji (engl. Advanced Technology Extended), a umogućnosti su da prihvate i druge manje dimenzijematičnih ploča, npr. microATX.

Informatika 0028.11

Predavanja 2020/2021. 3

Kućište računara

• Sastavni deo kućišta je jedinica za napajanje (engl. power supply unit), mada se neretko samo kućište i napajanje kupuju zasebno. 

• Jedinica za napajanje radi konverziju ulazne naizmenične struje (AC), napona 230V (110V), u jednosmernu (DC) sa naponima potrebnim za rad računarskih komponenti: 3,3 V, +/‐5 V i +/‐12 V. 

• Poseduje sopstveno hlađenje, a glavna karakteristika jedinice za napajanje je njena snaga, koja se izražava u vatima (W).

Kućište računara ‐ napajanje

Kućište računara ‐ napajanje Kućište računara

• Prilikom izbora kućišta obratiti pažnju na:

– kvalitet izrade

– odgovarajuću veličinu

– potreban broj ležišta za uređaje

– mogućnost ugradnje dodatnog hlađenja

– jedinicu za napajanje (ukoliko se prodaje zajedno sa kućištem)

– treba predvideti buduća proširenja.

Kućište računara

• Prilikom izbora jedinice za napajanje obratiti pažnju na:

– kvalitet (poznati proizvođači)

– snagu

– vrstu i broj konektora

– dužinu kablova.

Kućište računara ‐ konektori za napajanje:

1. „Molex Mini‐fit Jr.“ 5566‐24A (poznatiji kao ATX konektor) za napajanje matične ploče 

2. „Molex“ sa 4 pinova (AMP) – optički uređaji, čvrsti diskovi, dodatni ventilatori itd. 

3. „Berg“ konektor sa 4 pinova za napajanje disketne jedinice (FDD)

4. „ATX P4“ za dodatno napajanje procesora sa 4 pinova (postoji i sa 8 pinova)

5. „SATA“ konektor sa 15 pinova – optički uređaji i čvrsti diskovi

6. „PCI express“ sa 6 ili 8 pinova za dodatno napajanje grafičke kartice

7. „AUX“ za dodatno napajanje procesora sa 6 pinova

Informatika 0028.11

Predavanja 2020/2021. 4

Matična ploča

Matična ploča

• Matična ploča je glavna štampana ploča računara

• Služi za električno i logičko povezivanje i sinhronizaciju komponenti koje čine računarski sistem. 

• Na odgovarajuća posebna ležišta postavljaju se osnovne komponente ‐ procesor i operativna memorija

Matična ploča Matična ploča

• Dodatne interne komponente, kao što su spoljašnje memorije, optički uređaji i razni kontroleri, priključuju se na matičnu ploču bilo kablovima ili njihovim postavljanjem u odgovarajuće slotove za proširenje.

• Periferne jedinice priključuju se na matičnu ploču preko panela sa spoljnim priključcima. 

• Moderni računari imaju tendenciju integrisanja dodatnih komponenti u samu matičnu ploču. 

Matična ploča

• Osnovne funkcionalne celine: 

– BIOS 

– CMOS 

– Baterija 

– Čipset 

– Magistrale 

– Interni priključci 

– Eksterni priključci

Matična ploča ‐ BIOS

• BIOS (Basic Input/Output System) predstavlja program na najnižem nivou koji se aktivira prilikom startovanja računara. 

• Učitava se pre operativnog sistema i uspostavlja vezu između hardvera i softvera u sistemu. 

• Nakon uključenja, prve instrukcije koje računar izvršava su one koje dobija iz BIOS‐a.

Informatika 0028.11

Predavanja 2020/2021. 5

Matična ploča ‐ BIOS

• BIOS (Basic Input/Output System)

Matična ploča ‐ BIOS

• Inicira učitavanje operativnog sistema 

• Konfiguriše matičnu ploču u skladu sa instaliranim komponentama

• Omogućava da operativni sistem i korisnički programi komuniciraju sa komponentama računara 

• POST – (Power‐On Self Test) skup dijagnostičkih programa

Matična ploča ‐ CMOS

• Parametri podešeni u BIOS‐u čuvaju se u memoriji malogkapaciteta koja se naziva CMOS (Complementary Metal‐Oxide‐Semiconductor).

• Tu se čuvaju podaci o komponentama koje su deoračunarskog sistema i njihova podešavanja.

• U poslednje vreme, BIOS program, kao i podešeniparametri čuvaju se u istoj fleš memoriji.

Matična ploča ‐ BIOS

Matična ploča ‐ CMOS

• Unosom nekih pogrešnih parametara u BIOS‐u, može doći do neučitavanja operativnog sistema, a pogrešnim podešavanjem osnovnih komponenti može doći do nestabilnosti u radu, pa čak i oštećenja tih komponenti.

• U nekim slučajevima loša podešavanja mogu da uzrokuju nemogućnost inicijalizacije BIOS‐a, kada je potrebno obrisati sadržaj CMOS‐a (prekidom napajanja ili pomoću namenskog kratkospojnika). 

Matična ploča ‐ Baterija

• CMOS je nepermanentna memorija čiji sadržaj bi bioizgubljen u slučaju da ostane bez napajanja.

• Da se to ne bi desilo, na matičnoj ploči postoji baterijakoja, dok je računar isključen, obezbeđuje napajanjeCMOS‐u.

• Potrošnja CMOS memorije je veoma mala, vek trajanjabaterije je od 5 do 10 godina.

• Može da bude i akumulatorskog tipa, dopunjava se kadaje računar uključen

Informatika 0028.11

Predavanja 2020/2021. 6

Matična ploča ‐ Baterija

• Osim napajanja CMOS‐a, uloga baterije je i da obezbedirad sistemskog sata, dok je računar isključen (nema izvornapajanja)

• Netačan rad sata računara prvi je znak da bi baterijutrebalo zameniti novom

• Baterija na matičnoj ploči ne obezbeđuje rad računarakada ‘nema struje’

Matična ploča ‐ Čipset

• Skup čipova koji upravljaju, kontrolišu rad i učestvuju uostvarivanju veza između komponenti, naziva se čipset.

• Nekada mnogo pojedinačnih čipova, danas nekolikointegrisanih kola

• Definiše karakteristike i mogućnosti matične ploče.

• Jedan od najbitnijih delova matične ploče, čijemogućnosti značajno utiču na performanse celogsistema, s obzirom da definišu:– Brzinu magistrala

– Kapacitet i vrstu podržane memorije

– Standarde za priključenje komponenti

Matična ploča ‐ Čipset

• Čipset se obično realizuje u vidu dva integrisana kola:

– severnog mosta (north bridge), koji se nalazi u blizini komponenata koje zahtevaju brz protok informacija, kao što su procesor, memorija i AGP ili PCIe ekspanzioni slot; u ovom čipu su objedinjeni kontroleri koji upravljaju radom ovih delova sistema

– južnog mosta (south bridge), koji objedinjuje kontrolere periferija (hard diskova, optičkih uređaja i sl.) i kontrolere portova; kontrolor portova može biti realizovan i kao zaseban treći čip (Super I/O)

Matična ploča ‐Magistrale

• U računaru su neophodne električne veze pomoću kojih se razmenjuju informacije među komponentama. 

• Taj komunikacioni put naziva se magistrala (engl. bus) i predstavlja električnu veza između komponenti, odnosno elektronska putanja kojom se energija, podaci i upravljački signali prenose iz jednog dela računara u drugi. 

Matična ploča ‐Magistrale Matična ploča ‐Magistrale

• Magistrale su često specijalizovane po svojoj nameni (štaprenose)

• Karakteristične vrednosti magistrale su njena širina (brojlinija koje poseduje ‐ 16b, 32b, 64b) i frekvencija prenosa(MHz), koje zajedno određuju propusnu moćmagistrale

• Na krajevima magistrala nalaze se priključci (utičnice) zakomponente

• Priključci, odnosno magistrale koje vode do njih, sustandardizovani zbog zamenljivosti komponenti.

Informatika 0028.11

Predavanja 2020/2021. 7

Matična ploča ‐ Interni priključci

Interni priključci za:

1. Napajanje (el.energijom) 

2. Procesor 

3. Memoriju 

4. Proširenja 

Matična ploča ‐ Interni priključci

Interni priključci za napajanje

Obezbeđuju napajanje električnom energijom iz izvoranapajanja:

• Matične ploče, procesora i memorije

• Adapterskih kartica

• Pojedinih uređaja koji nemaju posebno napajanje (ventilatori, kontrolne diode, USB uređaji...)

Matična ploča ‐ Interni priključci

Interni priključci za procesor

• Kvadratnog oblika (socket) prema vrsti ili generacijiprocesora

• Žlebastog oblika (slot) u koji se procesor postavlja sa svojiminterfejsom

Matična ploča ‐ Interni priključci

Interni priključci za memoriju

• SIMM (Single Inline Memory Module) sa 30 ili 72 kontakta –ne koriste se više

• DIMM (Dual Inline Memory Module) sa 168 do 288 kontakata– najčešći priključak

o 168‐pin ‐ SDR SDRAM

o 184‐pin ‐ DDR SDRAM

o 240‐pin ‐ DDR2 SDRAM, DDR3 SDRAM

o 288‐pin ‐ DDR4 SDRAM

o DDR5 SDRAM je najavljen za 2020. god.

Matična ploča ‐ Interni priključci za proširenja

• Interni priključci za proširenja su slot‐priključci na matičnoj ploči koji služe za proširenje mogućnosti računarskog sistema

• Na njih se priključuju dodatne komponente kao što su: grafički adapter (video kartica), modem, zvučna kartica, RAID kontroler, razne vrste specijalizovanog hardvera itd. 

• U priključke se postavljaju ‘kartice’ koje obezbeđuju fizičku vezu komponente i matične ploče

• Device driver – program koji uspostavlja logičku vezu

Matična ploča ‐ Interni priključci za proširenja

• Kartica može biti samo adapter ili i kontroler– Zadaci adaptera:

Ostvarivanje fizičke veze sa magistralom

– Zadaci kontrolera:

• Usaglašavanje načina prenosa podataka (kako ihemituje komponenta, a kako magistrala može da ihprihvati)

• Usaglašavanje brzine prenosa podataka izmeđukomponenti i procesora

Informatika 0028.11

Predavanja 2020/2021. 8

Matična ploča ‐ Interni priključci za proširenja

• Postoji više vrsta internih priključaka za proširenja koji semeđusobno razlikuju po:

– Fizičkom obliku 

– Brzini (radnom taktu) prenosa 

– Broju bitova koji se prenose u jednom taktu (širina prenosa) 

• Danas su u upotrebi sledeći:

– PCI – Peripheral Component Interconnect

– AGP – Accelerated Graphics Port

– PCI Express – Peripheral Component Interconnect Express

Matična ploča ‐ Interni priključci za proširenja

PCI ‐ Peripheral Component Interconnect

• Magistrala na kojoj se nalazi PCI priključak je u osnovi širine32‐bita, ali postoje i 64‐bitne verzije

• Takt na magistrali je 33MHz, a noviji PCI slotovi podržavajutakt od 66MHz.

• Ako se koristi 64‐bitna magistrala podataka i takt od 66MHz,na magistrali se teoretski može ostvariti protok do 533MB/s.

• Ovo je u praksi veoma teško postići, tako da se ovamagistrala obično koristi na znatno nižim brzinama(32bit*33,33MHz=133MB/s ili 32bit i 66MHz oko 266MB/s)

Matična ploča ‐ Interni priključci za proširenja

PCI ‐ Peripheral Component Interconnect

Matična ploča ‐ Interni priključci za proširenja

PCI‐X ‐ Peripheral Component Interconnect Extended

• PCI‐X je unapređeni, prošireni PCI priključak zaproširenje

• uglavnom u upotrebi u serverima i jakim radnimstanicama

• Širina magistrale je 64b, a radni takt od 66MHz do533MHz (66, 133, 266, 533), u zavisnosti od revizije

• Teoretska maksimalna brzina je oko 4 GB/s.

• Potisnut je uvođenjem PCIe priključka

Matična ploča ‐ Interni priključci za proširenja

PCI‐X ‐ Peripheral Component Interconnect Extended

Matična ploča ‐ Interni priključci za proširenja

AGP ‐ Accelerated Graphics Port

• koristi se isključivo za priključivanje grafičke kartice na matičnuploču

• nastao je kao odgovor na sve veće zahteve po pitanju brzinegrafičkih kartica

• podržava 32‐bitnu magistralu i osnovni takt od 66MHz. Pri ovomtaktu, brzina razmene informacija sa AGP karticom je 266MB/s iona predstavlja AGP 1x standard

• standardi AGP 2x, 4x i 8x imaju 2, 4, odnosno 8 puta veći protokpodataka (oko 2GB/s) zahvaljujući povećanju takta na magistralina 133MHz, 266MHz, odnosno 533MHz

Informatika 0028.11

Predavanja 2020/2021. 9

Matična ploča ‐ Interni priključci za proširenja

PCI Express ‐ Peripheral Component Interconnect Express

• Potrebe za brzim ekspanzionim slotom koji bi objedinio svepostojeće standarde.

• Ideja je bila da matične ploče imaju samo jednu vrstuekspanzionog slota čija bi brzina zavisila od kartice koja se unjemu nalazi

• Podaci se serijski prenose parom jednosmernih linija koje senazivaju „putanja“ (engl. lane). Na jednom PCIe priključkumože da bude više ovih putanji, a u zavisnosti od njihovogbroja, slot dobija nastavak u imenu. Na primer, ako slot ima 8serijskih parova, ime mu je PCIe x8

Matična ploča ‐ Interni priključci za proširenja

PCI Express ‐ Peripheral Component Interconnect Express

• Brzina prenosa po jednoj putanji za osnovnu verziju PCIeslota (PCIe 1.1) je konstantna i iznosi 250MB/s. Ako slotkoristi više putanji, brzina mu se proporcionalno povećava.Tako, na primer, PCI Express x8 može da prenosi podatkebrzinom od 8x250MB/s = 2000MB/s.

• Novija revizija, PCIe 3.0 ostvaruju brzine prenosa od skoro1GB/s po jednoj putanji, a revizija PCIe 4.0 će biti duplo brža.

• Najveći broj putanja je 32 po slotu, ali je takvaimplementacija retka, pa se najčešće koristi 16 putanji,uglavnom za priključenje grafičkih kartica.

Matična ploča ‐ Eksterni priključci

• Portovi služe za jednostavno i brzo povezivanje različitihperifernih uređaja na personalni računar.

• Preko portova povezuju se miš, tastatura, štampač,skener, digitalna kamera i drugi uređaji.

• Prema načinu prenosa podataka dele se na: 

– Paralelne priključke 

– Serijske priključke

Matična ploča ‐ Eksterni priključci

Paralelni port, Centronix, IEEE‐1284

• Paralelni port omogućava prenos podataka u kome se svibitovi podatka šalju istovremeno

• Jedan od portova kojim su bili opremljeni prvi personalniračunari, prvobitno je bio namenjen samo povezivanjuštampača na računar, kako je dobio i ime LPT ‐ LinePrinTer

• U početku je bio moguć prenos podataka samo ujednom smeru, od računara ka uređaju, kasnije jekomunikacija postala dvosmerna

• Personalni računar podržava rad do tri paralelna portakoji se označavaju sa LPT1, LPT2 i LPT3

Matična ploča ‐ Eksterni priključci

• LPT portovi su 8‐bitni, odnosno u jednom trenutku možese preneti jedan znak (1B)

• Osim 8 linija za podatke, paralelni port koristi jošnekoliko dodatnih linija za sinhronizaciju prenosa isignalizaciju, tako da je ukupan broj linija 18

• Konektor za paralelni port je 25‐pinski i nalazi se nazadnjoj strani kućišta računara

• Na printeru se nalazi 36‐pinski Centronix konektor

• Preko paralelnog porta mogu se prenositi informacije naudaljenosti do 4m

• IEEE 1284 standard od 1994.

Matična ploča ‐ Eksterni priključci

Informatika 0028.11

Predavanja 2020/2021. 10

Matična ploča ‐ Eksterni priključci

Serijski port

• Serijski port radi na principu prenosa podataka bit po bit

• Zbog prenosa bit po bit, brzina prenosa (protok) uslučaju serijske veze izražava se u bitima u sekundi (b/s ilibps), a ne u bajtovima u sekundi (B/s), kao kodparalelnog prenosa

• Obično se za serijski prenos koriste dve linije, pri čemu je jedna rezervisna za prijem, a druga za slanje podataka. 

Matična ploča ‐ Eksterni priključci

• Serijski port koristi standard RS‐232 za serijski prenospodataka

• Dve linije za prenos podataka, 6 linija za sinhronizacijuprenosa i 1 linija za masu, pa konektori za serijski port imaju9 pinova

• Koristili su se za povezivanje raznih uređaja (miš, modem,skener, UPS...), a danas uglavnom za povezivanje sauređajima posebne namene (industrijski ili naučni uređaji,POS (point of sale) sistemi, dijagnostička veza sa mrežnimuređajima), zbog svoje stabilnosti i jednostavnosti.

• Preko ovog porta podaci se mogu preneti na udaljenost do10m pri maksimalnoj brzini (115200 bps)

Matična ploča ‐ Eksterni priključci

• PS/2 port služi za povezivanje tastature i miša na PC 

• Njegov naziv potiče od IBM Personal System/2 serijepersonalnih računara

• PS/2 je serijski port kod koga se prenos podataka obavljapreko 6‐pinskog konektora

• prenos je spor, ali odgovara brzini periferija kojima jenamenjen

Matična ploča ‐ Eksterni priključci

USB port ‐ Universal Serial Bus

• Koncipiran je kao univerzalno i jednostavno rešenjepovezivanja velikog broja perifernih uređaja (do 127), kao štosu: fleš memorije, štampači, skeneri, modemi, tastature,miševi, digitalni fotoaparati, digitalne kamere itd.

• USB port ima četiri linije od kojih se dve koriste za prenospodataka, a preostale dve služe za napajanje uređaja koji sepriključuju

• U odnosu na prethodne portove koje je zamenilo (serijski,paralelni, PS/2...) najznačajnije prednosti su:– Mnogo veća brzina

– Priključenje se može raditi u svakom trenutku

– Na jedan port se može priključiti više od jednog uređaja (USBhub)

Matična ploča ‐ Eksterni priključci

USB port – brzine prenosa:

• USB 1.x standard ‐ 12Mb/s; maksimalna udaljenost nakoju je moguće preneti podatke je do 3m

• USB 2.0 standard ‐ 480Mb/s; maksimalna udaljenost nakoju je moguće preneti podatke je do 5m

• USB 3.0 standard ‐ 5Gb/s, uz izmene na načinu prenosa ibroju pinova (9 pinova). Zadržana je kompatibilnost sastarim USB standardom, a više nije propisanamaksimalna dužina kabla

• Najnoviji standard USB 3.1 duplo veća brzina, do 10Gb/s

Matična ploča ‐ Eksterni priključci

USB port ‐ Universal Serial Bus

Informatika 0028.11

Predavanja 2020/2021. 11

Matična ploča ‐ Eksterni priključci

USB 3.1 port – USB C

• Najnoviji standard za USB konektore

• 24 pina

• 10Gbs

Matična ploča ‐ Eksterni priključci

FireWire port (IEEE 1394) 

• napravljen je da bude veoma brz port za prenospodataka u realnom vremenu, za uređaje kojima brzinatadašnjih portova nije bila dovoljna

• FireWire je naziv zaštićen od strane kompanije Apple,dok je zvanični naziv, standard IEEE 1394.

• Primarni uređaji kojima je bio namenjen su bile digitalnevideo kamere i aparati.

• Podaci se prenose serijski, a brzine prenosa su u početkubile od 100, 200, ili 400 Mb/s

Matična ploča ‐ Eksterni priključci

• Poslednjim revizijama standarda (1394b) brzine supovećane na 800Mb/s, 1,6 i 3,2Gb/s, a uveden je novi 9‐pinski konektor

• Na ovaj port može nesmetano da se priključuje iisključuje tokom rada.

• Konektor može biti 4‐pinski ili 6‐pinski koji preko 2 pinaobezbeđuje i napajanje priključenog uređaja

• Na port se može priključiti veliki broj uređaja, audaljenost do koje se mogu preneti podaci je 4,5m

• FireWire postoji i dalje, ali ga je USB standard potisnuo uznačajnoj meri

Matična ploča ‐ Eksterni priključci

FireWire port (IEEE 1394) 

9-pin

Matična ploča ‐ Eksterni priključci

Infracrveni port (IrDA port ‐ Infrared Data Association) 

• omogućava prenos podataka svetlosnim putem

• sasvim novi pristup u odnosu na uobičajeno korišćenje bakarnih vodova (kablova) za prenos podataka

• Infracrvena svetlost je pogodna za prenos podataka zato što je njen spektar nevidljiv za ljudsko oko, a osim toga u prirodi postoji malo izvora ove svetlosti koji bi mogli da ometaju prenos. 

Matična ploča ‐ Eksterni priključci

• Za prenos podataka neophodno je obezbediti i optičku vidljivost između uređaja

• Udaljenost na koju se mogu preneti podaci na ovaj način nije velika i iznosi nekoliko metara

• Infracrveni port podržava manje brzine prenosa (do 16Mb/s), danas se retko koristi, a najčešće se koristio za razmenu podataka između (prenosnog) računara i mobilnog telefona. 

Informatika 0028.11

Predavanja 2020/2021. 12

Matična ploča ‐ Eksterni priključci

• U zavisnosti od integrisanih dodatnih komponenti namatičnu ploču, na zadnjem panelu kućišta računaramogu se naći i dodatni priključci

Pitanja?

Hvala na pažnji!