Arhitektura računara

Arhitektura računara 

Jednoprocesorski 

računarski sistemi 

Vtš NIŠ, 2009

Organizacija 8 bit-nog računarskog sistema 

spoljni 

uređaji

NAČIN RADA 

• Način rada je sledeći: 

– Mikroprocesor na osnovu naloga sa tastature učita sa diska (spoljna 

jedinica) preko sabirnice podataka željeni program, odnosno preko 

upravljača (controller) umetnutog u jedan od slotova (u1 - u4) povezan za 

sabirnice, a po nalogu predanog upravljaču diska preko upravljačke 

sabirnice. Program se sa diska učitava byte po byte. Kad prvi byte dođe na 

sabirnicu podataka on je prisutan na ulazu u sve uređaje 'zakačene' na 

sabirnicu. 

– Preko adresne sabirnice mikroprocesor određuje na koje mesto će se u 

radnoj memoriji upisati svaki pojedini byte programa. Preko upravljačke 

sabirnice daje nalog da se omogući prolaz prema radnoj memoriji i da se sa 

sabirnice podataka podatak prenese u radnu memoriji. Po upisu podatka 

mikroprocesor onemogućava pristup u radnu memoriju. Tada daje nalog da 

se sa diska (ili iz cache-memorije diska) uzme drugi byte i ponavlja postupak 

sa drugim podatkom i pazi da se drugi podatak ne smesti na mesto 

prethodnog, i tako dalje dok se svi podaci ne prenesu u radnu memoriju. 

– Tokom rada mikroprocesor prati koja su mesta u memoriji slobodna za 

prihvat novih podataka. Po istom načelu prihvataju se podaci sa tastature ili 

od nekog drugog uređaja posredstvom U / I kanala ili uređaja povezanog 

preko 'slot-a'. Naravno, podaci iz ROM-a uvek su dostupni mikroprocesoru i 

u taj deo memorije nije moguće upisivanje.

Von Neumann-ov model PC-a 

U stvari, von Neumann je bio prvi koji je dizajnirao kompjuter sa radnom memorijom 

(danas je zovemo RAM).Ako ovaj model primenimo na današnji PC, to bi izgledalo ovako.

2.5 Arhitektura personalnog računara* 

2.5.1 Uvod 

CPU 

Keš 

CPU magistrala (100 MHz, 64 bita) 

Kontroler keš 

memorije 

PCI 

kontroler 

Kontroler 

memorije 

Osnovna 

memorija 

memorija 

Peripheral 

Component 

Interconnect 

(PCI) 

Industrijska 

Standardna 

Arhitektura 

(ISA) 

Kontroler 

proširene 

magistrale 

Sat realnog 

vremena 

ROM 

sistema 

Kontroler 

prekida 

PCI magistrala (33/66 MHz, 32/64 bita) 

SCSI 

kontroler 

Kontroler 

tastature 

USB 

kontroler 

ISA magistrala (8 MHz, 8/16 bita) 

DMA 

Serijski 

port(ovi) 

Slotovi na PCI 

magistrali 

Paralelni 

port(ovi) 

Slotovi na ISA 

magistrali

• Sistemska sabirnica 

• Sistemska sabirnica je centralna sabirnica, koja povezuje CPU 

sa RAM memorijom i, eventualno, sa buffer memorijom - L2 

cache. Neki je nazivaju i "main bus", "processor bus" ili "local 

bus". U novijim arhitekturama, ova sabirnica se naziva "front side 

bus" (FSB). Ostale vrste sabirnica granaju se iz sistemske. 

• Sistemska sabirnica nalazi se na matičnoj ploči. Dizajnirana je tako da 

odgovara pojedinačnom tipu procesora. Tehnologija izrade procesora 

uslovljavala je kontinuiran razvijoj tehnologija sabirnica, da bi se 

povećala brzina "prometa" na matičnoj ploči. Brzina i širina tipične 

lokalne sabirnice ovisi o tipu instaliranog procesora na matičnoj ploči - 

tipično, sistemska sabirnica je 64 bita i radi na 66,100 i 133 MHz.

Tipovi sabirnica 

• U PC svetu često se srećemo sa sabirnicama pod nazivom: 

– ISA (Industry Standard Architecture) - 16 bit-na sabirnica. 

– EISA (Enhanced Industry Standard Architecture) - 32 bit-na 

sabirnica 

– MCA (Mikro Channel Architecture) - u verziji 16 i 32 bit-a. 

– VLB (VESA Local Bus) - u verziji 32 bit-a. 

– PCI (Peripheral Component Interconnection) - 32 bit-a. 

– AGP (Accelerated Graphics Port 1x-8x) - 32 ili 64 bit-a 

– PCI-X (brži i poboljšani PCI standard) - 32 ili 64 bit-a 

– PCI-Express (x1-x32) - sabirnice 'širine' 8 bit-a po x-'koridoru'

• ISA magistrala definiše 16-bitnu vezu koju pokreće generator takta od 8 MHz, što 

izgleda primitivno poređeno sa brzinom današnjih procesora. Ona ima teoretsku brzinu 

prenosa podataka do 16 Mbajta u sekundi. Funkcionalno, ova brzina bi bila prepolovljena 

na 8 Mbajta u sekundi, zato što je jedan ciklus magistrale potreban za adresiranje, a još 

jedan ciklus magistrale za prenos 16 bitova podataka. U stvarnosti, magistrala može da 

prenosi oko 5 Mbajta u sekundi - još uvek dovoljno za mnoge periferijske uređaje - i veliki 

broj ISA kartica za proirenje je osigurao njeno prisustvo u kasnim 90-im godinama. 

• PCI je sabirnica velike brzine 90-tih godina. PCI je skraćenica od Peripheral 

Component Interconnect. Proizvedena je od strane Intel-a. Danas se koristi u svim PC-ma 

i drugim računarima za spajanje adaptera, kao što su mrežni kontroleri, grafičke kartice, 

zvučne kartice itd. Međutim, neke grafičke kartice koriste AGP bus, koji je poseban tip 

sabirnice namijenjen jedino grafici. PCI bus je centralni I/O bus kojeg ćete naći u PC-u. 

PCI bus je širok 32 linije, ali u praksi radi kao 64 linijski bus. Radi na 33 MHz, i ima 

maksimalna kapacitet prenosa od 132 MBps. Nezavisan je od procesora. Stoga, može se 

koristiti sa 32-bitnim ili 64-bitnim procesorom, i prisutan je i u drugim računarima, tj. ne 

samo kod personalnih računara. Kompatibilan je sa ISA sabirnicom, na taj način što može 

reagovati na ISA signale, kreirati neke IRQ, itd. 

PCI bus čini: 

- Interni PCI bus, koje povezuje EIDE kanale na ploči 

- PCI sabirnica proširenja, tipično ima 3-4 slota za PCI adaptere

AGP (Accelerated Graphics Port) Sa razvojem grafičkih okruženja, zabavnog i 

CAD softvera na PC-u kao i razvijanjem sve bržih procesora rastu i zahtevi za 

brzom grafikom. PCI magistrala više ne zadovoljava ove zahteve i kao 

rešenje pojavio se novi tip magistrale koji je proizveo Intel i nazvao ga AGP. 

Prednosti koje nudi AGP magistrala su sledeće: 

• do 4 puta veća brzina u odnosu na PCI 

• nema deljenja magistrale sa drugim komponentama kao kod PCI-a 

• DIME, direktna memorijska obrada tekstura 

• procesor može da pristupa sistemskom RAM-u istovremeno sa 

pristupanjem AGP RAM-u od strane grafičkog čipa 

• processor može da upisuje direktno u djeljenu AGP memoriju kada je 

potrebno da se obezbjede grafički podaci kao što su grafičke komande ili 

animirane teksture. Generalno, procesor može brže da pristupi sistemskoj 

memoriji nego grafičkoj memoriji preko AGP-a, a svakako brže nego preko 

PCI magistrale

Tipične magistrale kod jednog računarskog 

sistema

2.5.2 ISA magistrala* 

• Standardizovana je 1987. godine 

• Sastoji se od 98 linija podeljenih u dva segmenta 

• segment I 

• 62 linije (54 signalne i 8 za napajanje i uzemljenje) 

• karakteristično za XT računar 

• poznat kao PC magistrala (8 linija podataka i 20 

adresnih linija) 

• segment II 

• 36 linija 

• dodano kod AT računara 

• magistrala podataka proširena za još 8 linija 

(ukupno 16) 

• adresna magistrala proširena za još 4 linije (ukupno 

24) 

• Relativno jednostavna magistrala (linije su uglavnom 

baferovani signali mikroprocesora)

2.5.3 PCI magistrala* 

• Razvijena 1993. godine 

• Omogućava nezavisnost sistema 

od tipa i broja procesora 

• Omogućava prelazak na 

procesore novije generacije i 

korišćenje multiprocesorskih 

arhitektura bez potrebe 

redefinisanja magistrale


• 32-bitna magistrala, s mogućnošću 

proširenja na 64-bitnu 

• Takt magistrale je 33 MHz, s 

mogućnošću udvostručenja takta na 

6 MHz 

• Maksimalna brzina prenosa 528 

MB/s 

• Konektor: 

• 124-pinski (32-bitna magistrala) 

• 188-pinski (64-bitna magistrala)


• PCI magistrala podržava 

automatizovano konfigurisanje 

PCI uređaja (Plug And Play - 

PnP) 

• Svaki PCI uređaj poseduje 

konfiguracioni adresni prostor 

(256 bajtova) organizovan u 64 

konfiguraciona četvorobajtna 

registra 

• Prvih 16 konfiguracionih registara 

je definisano standardom 

• Ostalih 48 registara stoji na 

raspolaganju i koristi se prema 

potrebama uređaja

PC konfiguracije 

Različite konfiguracije PC računara prema sabirnici.

2.5.3.1 AGP magistrala* 

• Prva verzija AGP porta imena AGP je radila na sabirnici od 66 Mhz što 

je omogućavalo prenos podataka između grafičke kartice i matične 

ploče u brzini od 266 MB/s. Kako je kasnijim verzijama porta to bilo 

uveliko nadmašeno, navešćemo popis svih verzija porta sa brzinama 

pronosa podataka: 

• AGP 66 x 1 = 66 Mhz s prenosom podataka od 266 MB/s 

• AGP 1.0 66 x 2 = 133 Mhz s prenosom podataka od 533 MB/s 



• Posle ove poslednje verzije AGP svetski komputerski lideri su doneli 

odluku o ukidanju ovog standarda kako bi se zamenio sa PCI Express 

koji je imao već u prvoj godini proizvodnje brzinu prenosa podataka od 

5.8 GB/s, što je gotovo 3 puta brže od AGP 3.0

2.5.3.2 PCI express magistrala* 

• PCI sabirnica je bila jedna od osnova povezivanja komponenti PC 

računara skoro deceniju unazad. Nedostaci ove sabirnice su prvi put 

naznačeni u leto 1997 godine uvodjenjem AGP port-a. 

• Glavne prednosti AGP porta leže u povećanoj brzini/propusnoj moći kao 

i u njegovoj point to point arhitekturi. Pojam point to point protokola znači 

da AGP ima svoj poseban kanal za komunikaciju sa procesorom i 

poseban kanal za komunikaciju sa memorijom, dok svi uredjaji povezani 

na PCI sabirnicu dele 133 MB/s propusnog opsega koji je alociran za 

PCI sabirnicu. Oba ova standarda, i AGP i PCI su bazirani na 32 bitnoj 

sabirnici. 

• AGP koji radi na clock-u od 66 MHz, za razliku od 33 MHz PCI 

sabirnice duplira propusnu moc (266 MB/s) u prvoj iteraciji. Mogucnost 

prenosa podataka vise puta u toku jednog ciklusa završava priču o 

mogućnostima AGP sabirnice u današnje vreme. Trenutni maksimum je 

8x AGP što približno predstavlja propusnu moć od 2100MB/s.


• Uzimajući u obzir valike brzine ulazno/izlaznih uređaja koji 

se danas koriste kao što su SATA / ATA150 (150 MB/s), 

gigabitne ethernet mrežne kartice (125 MB/s), firewire 

portovi 1394B (100 MB/s) očigledno je da samo jedan od 

uređaja po ovim specifikacijama može kompletno zagušiti 

PCI sabirnicu. 

• U zadnjih desetak godina skoro svi delovi PC računara su 

unapredjivani osim PCI sabirnice. Sa izuzetkom verzije PCI- 

X (64 bit-no rešenje na 66 MHz namenjeno za servere), PCI 

sabirnica se nije menjala dok su se ostali podsistemi 

ubrzano pojačavali (frontside bus brzina, memorija, AGP). 

Na sreću ovo se menja dolaskom PCI Express standarda.


PCI Express – prednosti 

PCI Express ne treba mešati sa PCIsabirnicom. 

Ovo je dolazeće 

rešenje koje treba da zameni 

i PCI i AGP. Nekoliko napomena 

u vezi PCI Express sabirnice: 

• Dok klasični PCI Bus koristi 

paralelnu architekturu, PCI 

Express koristi serijsku 

komunikaciju, drastično 

redukujući broj potrebnih 

kontakata - pinova. 

• PCI Express koristi point to point 

protokol koji je mnogo više nalik 

AGP-u. To znači da uredjaji ne 

koriste isti propusni opseg.

Važna razlika u odnosu na 

predhodne PCI arhitekture je prelaz na 

serijski način prenosa, koji je prikladniji od 

paralelnog koji je stvarao velike probleme, 

naročito kod većeg broja priključenih 

kartica. 

Veza kartica ide preko switch_a i 

naziva se link, koji može preneti jedan oktet 

podataka u oba smera. 

Komunikacija se odvija izmenom 

paketa, slično kao kod računarskih mreža. 

Obrada paketa zahteva složenije 

procesiranje kod slanja i primanja, ali je to 

jednostavnije rešenje od korišćenja 

paralelne sabirnice. 

Kod x2 linka koriste se dvostruke, 

kod x4 četverostruke, itd, a podržano je do 

x32.

2.5.4 Memorijski podsistem* 

• Intelovi (i kompatibilni) mikroprocesori omogućavaju nezavisno adresiranje (pristup) 

memorijskog i I/O prostora. 

Programski brojač PC 

Registar naredbi IR 

Statusni registar PSW 

Pokazivač steka SP 

Ulazno-izlazna 

upravljačka 

logika

MEMORIJA RAČUNARA 

• Memorija je namenjena za prihvat, čuvanje (pamćenje, memorisanje) i 

predaju podataka i programa. Proces unošenja podataka u memoriju 

naziva se upisivanje, a proces zahvatanja podataka iz memorije naziva 

se čitanje. Upisivanje i čitanje informacija nazivaju se pristupi 

(obraćanje) memoriji i predstavljaju osnovne operacije u memorijskom 

podsistemu računarskog sistema. 

• Programi i podaci se čuvaju u operativnoj (glavnoj, primarnoj) memoriji. 

Između operativne memorije i procesora nalazi se ultrabrza keš 

memorija koja je znatno brža od operativne memorije, ali znatno manjeg 

kapaciteta. Ultrabrza memorija je obično namenjena da čuva 

međurezultate smanjujući potrebu čestog obraćanja procesora 

operativnoj memoriji i ubrzavajući tako rad procesora. Spoljna 

(masovna, sekundarna) memorija služi za čuvanje velikog broja 

podataka (datoteke, baze podataka) i biblioteka programa koji se 

neposredno ne koriste u obradi.

+ Virtual 

memory 

+ 

Flash memory, 

Floppy disks, 

Magnetic tape, 

Paper tape, 

Punched cards, 

Standalone RAM 

disks, 

Iomega Zip 

drives. 

Off-line 

storage se 

koristi da 

obezbedi 

transfer 

informacija 

Roboti koji 

mount -insertuju 

i dismountuklanjaju 

medije 

ogromnog 

kapaciteta na 

uređaje za 

pamćenje

Procesor zahvata instrukcije programa iz 

operativne memorije, potom zahvata i 

podatke nad kojima treba izvršiti operaciju 

definisanu instrukcijom, a u operativnu 

memoriju vraća međurezultate, kao i 

konačne rezultate dobijene izvršavanjem 

programa. 

Pristup ćeliji (memorijskoj lokaciji) se 

definiše adresom koja se u procesu pristupa 

čuva u memorijskom adresnom registru 

(MAR). 

Informacija koja se prihvata iz ćelije, ili se 

pak upisuje u memorijsku lokaciju čuva se u 

prihvatnom registru memorije (MBR - 

Memorijski Bafer Registar). 

Dekoder adresa dekodira adrese i odabira 

odgovarajuću memorijsku lokaciju kojoj će 

se pristupati. 

Upravljačka jedinica operativne memorije 

vrši upravljanje radom delova memorije u 

sukcesivnim vremenskim intervalima.


• Memorijske komponente 

• ROM 

(Read-Only Memory) 

• Kapaciteti od 512 MB do 4 GB ( DDR2 ), SDRAM Dual Inline Memory 

Module (DIMM) soketi 

• Brzina na 400 MHz, ( Rambus modul šalje dva skupa informacija svakog 

klok ciklusa, pa se dobija 800 MHz. On ima 16-bitni bus, ili bus sa 2 bajta 

(16/8). Brzina 400MHz modula je 1600MB u sekundi ili 1.6GB u sekundi ). 

• Vreme pristupa: 50ns - 200ns 

• Kod PC, ROM se koristi na sistemskoj ploči za čuvanje BIOS programa i 

podataka 

• Sadržaj ROM-a obično se, zbog smanjenja vremena pristupa, kopira u 

RAM memoriju 

• ROM koriste i neke periferne kartice (video kartica, disk kontroler, ...), u 

njihovom ROM-u nalaze se dodatne rutine i podaci koji omogućavaju 

komunikaciju sa periferalom, i ovaj ROM se mapira u RAM memoriju.

ROM(Read-Only Memory) 

• ROM je glavni tip memorije PC računara koji samo može da se čita. 

Postoje dva razloga zbog kojih se ovaj tip memorije koristi: 

• Nepromenljivost-Permanence: Vrednosti zapamćene u ROM-u su 

uvek tu, bez obzira da li je računar uključen ili ne! ROM se može ukloniti 

sa PC-a, zapamćen na neograničeni vremenski period, i kada je 

zamenjen, podaci koje je sadržao još će biti tu za dalju upotrebu. Iz tih 

razloga se naziva i POSTOJANA, non-volatile memorija. Hard disk je 

takođe non-volatile memorija, ali regularni RAM nije. 

• Sigurnost-Security: Činjenica da ROM ne može lako da se modifikuje 

obezbeđuje mere sigurnosti usled slučajnih ili zlonamernih promena 

njenog sadržaja. Zbog toga sigurno ne možemo naći viruse koji su 

zarazili ROM, to tehnički nije moguće.

ROM(Read-Only Memory) 

• ROM: Regularni ROM je konstruisan na osnovu složene računarske logike, na 

sličan način kao i procesor. Dizajnirana je da obezbedi specifične funkcije i ne 

može se menjati. 

• Programmable ROM (PROM): Ovo je tip ROM-a 

• koji se može programirati korišćenjem specijalnih 

• uređaja, i u njega se može zapisati podatak ali samo jednom. 

• Erasable Programmable ROM (EPROM): EPROM je ROM koji se može brisati 

i reprogramirati. Mali prozor je instaliran na vrhu samog ROM čipa, kroz koji se 

može ultravioletnom svetlošću specifične frekvencije uticati na brisanje njegovog 

sadržaja ili na njegovo reprogramiranje. 

• Electrically Erasable Programmable ROM (EEPROM): Sledeći nivo 

izbrisivosti je EEPROM, koji se može brisati pod softverskom kontrolom. Ovo je 

najfleksibilniji tip ROM-a, i uglavnom se koristi za čuvanje BIOS programa. Kada 

čujemo reference "flash BIOS" ili radimo na upgrade BIOS-a preko "flashing“ 

opcije, ovo podrazumeva reprogramiranje BIOS EEPROM-a specialnim 

softverskim programom.

Basic Input/Output System 

• BIOS je skraćenica od Basic Input/Output 

System, a to je prva stvar koju vidite nakon 

uključenja vašeg računara, kojime sistem 

proverava osnovne postavke računara. Nakon 

proveravanja BIOS daje instrukcije procesoru da 

učita operativni sistem. 

• Praktično bez BIOS-a ne bi mogli pokrenuti 

operativni sistem (Microsoft Windows, Linux itd.). 

BIOS se obično nalazi u čipu na matičnoj ploči, 

iako ga često imaju SCSI kontroleri i grafičke 

kartice. BIOS je Flash memorija, vrsta ROM-a. 

BIOS služi za postavljanje i menjanje parametara, 

obično za procesor, RAM, šifrovanje računara i 

mnogih drugih opcija.


• U osnovi BIOS sadržI podatke potrebne za POST 

( Power On Self Test ). Čim upalite kompjuter primjetićete da su 

prikazane neke informacije na ekranu, a to su: instalirana količina video 

memorije, količina glavne memorije (RAM, Random Access Memory) i 

informacije o CPU (Central Procesing Unit). 

Ove se informacije prikazuju pre nego što se Windows operativni sistem 

učita i prave proveru dali je PC u radnom stanju, pre nego što se učita 

operativni sistem (npr, Windows) 

Ove informacije se prikazuju pomoću specijalnog čipa koji se nalazi u 

našem kompjuteru nazvanim ROM-BIOS (Read Only Memory, Basic 

Input Output System). Test koji se radi pomoću ROM-BIOSa se često 

naziva POST (Power on System Test ili Power on Self Test). To 

uključuje upravljanje tastaturom, komunikaciju sa vašim procesorom, 

slanje/primanje video sinala sa/na vaš monitor i prepoznavanje vašeg 

hardvera (tvrdi disk,optički uređaji, USB uređaji itd.). Korisnost BIOS-a 

se najbolje izražava u činjenici da se računar bez ili sa oštećenim 

(pokvarenim) BIOS-om nebi uopšte butovao/upalilo jer nema POST-a !!!


• Neki BIOS čipovi takođe omogućuju da 

zapamtite vaša setovanja u EEPROM. 

EEPROM znači Electrically Erasable 

Programmable Read Only Memory. Mogu biti 

realizovani od strane različitih firmi AMI, 

AWARD, COMAK, DELL, itd.



Statički RAM 

• RAM (Random-Access Memory) 

Dinamički RAM 

• Statički RAM (SRAM) 

• Skup registara (najčešće 8-bitni) sa zajedničkim ulazima i izlazima 

• Svaki bit memoriše se pomoću zasebnog flip-flopa sa 6 tranzistora 

• Izbor registra (u koji se upisuje ili iz kojeg se čita podatak) vrši se pomoću 

adresnog dekodera integrisanog u čipu zajedno sa registrima 

• Upis ili čitanje izvodi se dovođenjem odgovarajućeg upravljačkog signala 

(R/W*, OE*) 

• Upisani sadržaj ostaje memorisan sve dok se ne promeni na isti način ili ne 

isključi napajanje, nije potrebno osvežavanje pa se zato zove statički 

• Kapaciteti: do 16 MB single-port SRAM 

• Služi za realizaciju eksterne KEŠ memorije PC-a 

• Vreme pristupa: od 10ns do 25ns



• RAM (Random-Access Memory) 

• Dinamički RAM (DRAM) 

• Osnovna RAM memorija računara, mnogo prostija od SRAM_a i niže cene 

• Bit se memoriše pomoću jednog tranzistora i jednog kondenzatora 

• Veća potrošnja (2-4 puta) i manje dimenzije (2-10 puta) od SRAM-a 

• Potrebno osvežavanje (zbog pražnjenja kondenzatora) 

• PC vrši osvežavanje DRAM-a svakih 15 μs 

• Memorijske lokacije DRAM-a su 9-bitne (9-i bit je bit parnosti) 

• DRAM se ugrađuje u obliku SIMM modula (Single-In-Line Memory Modules), postoje: 

• 30-pinski: 9-bitne komponente 

• 9 čipova paraleno vezanih (8+1 bit parnosti) 

• npr. 16 MB = 9 * 16 MB 

• 72-pinski: 

• 36-bitne komponente = 32bita + 4bita parnosti 

• Vreme pristupa: n*10ns 

• Kapacitet: Corsair Dominator TR3X6G1600C8D (3 x 2 GB) koji koristi DDR3-1600 

memoriski modul

Memorijski sistem - karakteristike 

med.mem t ACC 

BW (B/s) kapacitet obim bloka upravljanje tehno 

registri 

CPU-a 

200 ps-1 ns 0.5–60 GB/s 256 B – 1 kB reč 

2 ili 4 B 

CPU 

CMOS 

SRAM 

L1 keš 

memorija 

5 – 10 ns 0.1-0.8 GB/s 16 – 64 kB linija 

4 – 32 B 

primarni keš 

kontroler 

CMOS 

SRAM 

L2 keš 

memorija 

15 –40 ns 0.1-0.3 GB/s 128 kB – 1GB linija 

4 – 128 B 

sekundarni 

keš 

kontroler 

CMOS 

SRAM 

glavna 

memorija-GM 

50 – 100 ns 20-80 MB/s 256 MB – 6GB stranica 

4 kB 

MMU 

CMOS 

DRAM 

slotovi 

proširenja GM 

75 – 500 ns 800 kB/s- 

300 MB/s 

1 – 10 GB stranica 

4 kB 

MMU 

CMOS 

DRAM 

disk keš 60 – 500 ns 900 kB/s- 

30MB/s 

tvrdi disk 5 – 50 ms 1200- 

6000 kB/s 

flopi disk 95 ms 100- 

200 kB/s 

CD-ROM 100 – 500 

ms 

trake (cartrige) 

0.5 s pa 

naviše 

500- 

4000 kB/s 

1 – 10 MB stranica 

4 kB 

500 MB – 1 TB fajlovi obima 

MB 

1.44 MB fajlovi obima 

kB 

600 MB–20 GB fajlovi obima 

MB 

2000 kB/s 1 – 10 TB fajlovi obima 

MB 

kontroler 

uredjaja 

kontroler 

uredjaja 

kontroler 

uredjaja 

kontroler 

uredjaja 

kontroler 

uredjaja 

CMOS 

DRAM 

magnetni 

medijum 

magnetni 

medijum 

optički 

zapis 

magnetni 

medijum

Uporedna tabela

Grafički DRAM 

• Grafičke memorije čine značajno tržište kao za 

proizvođače PC-ja, tako i za proizvođače radnih stanica i 

igara. U obe sfere tržišta zahtevi za sve većim propusnim 

opsezima tako oštro rastu, da konstruktori grafičkih kartica 

moraju veoma brzo da pronalaze nova rešenja. 

• Na primer: rezolucija 1600x1200 sa 32-bitnim bojama (24 

bita plus alfa kanal) i osvežavanjem od 80 Hz zahtevaju 

divovski osvežavajući propusni opseg od 600 MB/s a šta 

reći imajući u vidu dodatni potrebni opseg za grafičke 

operacije, kao i one povezane sa pokretnim video slikama? 

Ako tu uključimo i 3D bafer (z-bafer) i lokalni video keš, 

potrebni propusni opseg grafičke memorije lako prerasta 

1 GB/s.

Grafički DRAM 

• Do sada je najčešće rešenje bio srazmerno skupi VRAM 

(video RAM) sa dva ulaza (jednim za grafiku i drugim za 

osvežavanje slike), koji su istovremeno bili dostupni. 

• Današnji 60-ns EDO VRAM na 64-bitnoj magistrali 

obezbeđuje približni opseg od 800 MB/s udvostručiće 

magistralu na 128 bita i dobićemo 1.6 GB/s, a to je nešto što 

možemo videti na grafičkoj kartici Imagine Number Nine... 

što je sasvim dovoljno za gore pomenute zahteve. 

• Samsungov WRAM (Window RAM) označava korak 

napred: ubrzan je takt i dodato je nekoliko funkcija. Nudi se i 

sa dvostrukom gustinom (4 Mbita za VRAM i 8 Mbita za 

WRAM).

Keš memorija 

Princip rada keša se 

zasniva na lokalnostikoja 

može biti: 

• vremenska lokalnost 

• prostorna lokalnost 

Keš kontroler posreduje izmedju 

CPU-a i memorijskog sistema koga 

čine keš i glavna memorija. 

CPU 

adrese 

podaci 

keš 

kontroler 

podaci 

keš 

adrese 

podaci 

glavna 

memorija

Princip rada keš memorije 

• Keš kontroler predaje zahtev za čitanje memorije 

prema kešu i glavnoj memoriji. 

• Ako se sadržaj zahtevane lokacije nalazi u kešu, 

keš kontroler prosledjuje taj sadržaj CPU-u i ukida 

zahtev prema glavnoj memoriji. Ovaj uslov se 

naziva keš pogodak (cache hit). 

• U slučaju kada lokacija kojoj se obraćamo nije 

prisutna u kešu, prvo se kreira slobodna lokacija u 

kešu pa se referencirana reč iz glavne memorije 

dobavlja prvo u keš, a zatim se iz keša dostavlja 

CPU-u. Ova situacija se naziva keš promašaj 

(cache miss).

Nivoi keš memorije 

• Kod savremenih računarskih sistema postoje 

nekoliko nivoa keša, poznatih kao nivo L1, nivo 

L2, a u odredjenim slučajevima i nivo L3. 

CPU čip 

Registarsko polje 

L1 

keš 

(SRAM) 

ALU 

Sistemska magistrala 

Memorijska magistrala 

L2 keš 

(SRAM) 

Interfejs magistrale 

U/I 

most 

Glavna 

memorija 

(DRAM)

Hijerarhijska organizacija memorije 

Memorijske komponente u okviru računarskog 

sistema su hijerarhijski organizovane


• Organizacija memorijskog prostora 

FFFFFFFFh 

Proširena memorija 

00100FF0h 

00100000h 

000F0000h 

000C0000h 

000B8000h 

000B0000h 

000A0000h 

Visoka memorija 

Sistemski ROM BIOS 

ROM BIOS na karticama 

Gornji memorijski blok 

Specifikacija proširene memorije 

Video RAM (kolor) 

Video RAM (monohromatski) 

Video RAM (grafički način rada) 

DOS i korisnički programi 

000004FFh 

00000400h 

00000000h 

BIOS RAM 

Vektori prekida

2.5.5 I/O podsistem* 

• I/O podsistem personalnog računara može se grubo podeliti 

na: 

• uređaje masovne memorije (hard diskovi, flopi diskovi, 

kompakt diskovi, strimeri, ...) 

• spoljašnji I/O uređaje (tastatura, miš, štampač, skener, 

zvučna kartica, ...) 

• interne I/O uređaje (tajmeri, brojači, razni kontroleri, ...)


• Organizacija I/O podsistema 

• I/O uređaji komuniciraju s procesorom preko odgovarajućih kola za 

spregu (interfejs) koja su spojena na sistemsku magistralu. 

• Zadaci interfejsa I/O uređaja: 

• usklađivanje prirode podataka i signala koje koristi I/O uređaj sa 

onima koje koristi računar, 

• usklađivanje brzine razmene podataka između računara i I/O uređaja, 

• sinhronizacija rada I/O uređaja sa komandama koje stižu iz računara, 

• pojednostavljenje upravljanja radom uređaja.

2.5.5 I/O podsistem 

• Komunikacija procesora s periferalom može da se odvija putem: 

• Specijalnih registara (posebnih adresibilnih ćelija) koji se 

nalaze u svakom I/O interfejsu. 

FFFFF 

• Tipično to su: 

• DATA IN (prihvata podatke sa magistrale) 

• DATA OUT (šalje podatke na magistralu) 

• CONTROL (omogućava upravljanje periferalom) 

• STATUS (sadrži statusnu informaciju o periferalu). 

• Pri tome se koriste posebne instrukcije za upis i 

očitavanje (IN i OUT). Tada govorimo o izolovanom I/O 

prenosu. 

00000 

FFFF 

0000 

I/O 

• Adresnog prostora u rezervisanoj oblasti osnovne memorije 

(memorija se fizički nalazi na interfejsu uređaja, ali joj se 

pristupa kao da je reč o RAM memoriji fizički smeštenoj na 

matičnoj ploči). 

FFFFF 

I/O 

• Pri tome se koriste iste instrukcije i za pristup portu i za 

pristup memoriji, pa govorimo o memorijski mapiranom 

I/O prenosu. 

00000


• I/O memorijski prostor personalnog računara


• Prekidna tehnika I/O prenosa 

• Tehnika programiranog I/O prenosa nije efikasna, jer procesor troši vreme (vrteći 

se u petlji) neprestano ispitujući status periferala, pa se češće koristi prekidna 

tehnika: 

• Periferal procesoru saopštava zahtev za prekid. Sve dok nema zahteva, procesor može da 

obavlja neki drugi posao. 

• Tek kad primi zahtev periferala, procesor prekida sa poslom koji je obavljao i opslužuje 

(servisira) zahtev periferala pokretanjem i izvršavanjem odgovarajuće prekidne procedure 

(rutine). 

• Tabela vektora prekida (256 četvorobajtnih vektora) zauzima prvih 1kB memorije. Svaki 

vektor sadrži adresu (segment i offset) pripadajuće prekidne procedure. Niža dva bajta sadrže 

offset, a viša dva bajta baznu adresu segmenta. 

• Sistem prekida kod personalnog računara čine: 

• Prekidi procesora 

• Sistemski prekidi (BIOS i DOS) 

• Hardverski prekidi i 

• Opšti korisnički prekidi


• Hardverski prekidi 

• Intelovi mikroprocesori 80x86 (i njima kompatibilni) 

poseduju dva ulaza za prekid: 

• INTR maskable 

• NMI non-maskable 

• Na ulaz INTR dolaze zahtevi za prekid od 

priključenih periferala 

• Upravljanje prekidima vrši se programabilnim 

kontrolerom prekida (npr. 8059A XT ili 2 x 8259A 

kod AT i novijih) 

• Najviši prioritet ima nulta linija (Interrupt ReQuest) 

IRQ0, a najniži IRQ15 

• Prekidi se mogu maskirati (onemogućiti) 

upisivanjem odgovarajućeg sadržaja u registar 

maskiranja prekida kontrolera. Ako su prekidi 

omogućeni procesor potvrđuje prijem zahtjeva za 

prekid pomoću linije INTA, a kontroler tada na 

magistralu podataka izbacuje kod zahteva za 

prekid kojim je definisan prekidni vektor


• Hardverski prekidi 

• Tabela hardverskih prekida kod personalnog računara

Arhitektura računara

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?