Darijan je tek postao srednjoškolac te je odrastao uz računala. Otac, nastavnik Informatike, oduvijek mu je prepričavao svoja prva iskustva s računalima te spominjao sve vrste računala koje je tijekom godina promijenio. Darijana je posebno zainteresirala činjenica da se neka od tih računala nalaze na njihovu tavanu. Otac je iskoristio Darijanovu znatiželju te za vikend zakazao čišćenje tavana. Dogovorili su se da će dio komponenti zbrinuti kao elektronički otpad, dio darovati muzeju informatike Peek & Poke, a ono što se Darijanu bude najviše svidjelo, izložiti u improviziranom malom muzeju računala u kutu Darijanove sobe. Kada je došao vikend, vrata tavana su se otvorila, a s njima i čaroban svijet kućišta i komponenti.
Prvo što je Darijan ugledao pri njegovu posjetu tavanu bio je velik broj sivih, što limenih, što aluminijskih, što plastičnih kućišta.
„U današnje vrijeme siva boja i nije nešto popularna, većina je kućišta crna“, primijetio je Darijan.
Kućište objedinjuje sve unutarnje komponente računala. U njemu je smješten središnji dio računala.
Neka su kućišta bila otvorena s jedne strane te su pružala pogled na
„utrobu
“
računala. Otac je Darijanu prepričavao kako je u prošlosti često otvarao kućište računala kako bi zamijenio pokvarenu komponentu ili neku komponentu nadogradio boljom. Među gomilom žica isticala se velika zelena ploča s puno utora na koju je sve spojeno.
„Matična ploča“
, rekao je otac.
Matična ploča (engl. motherboard) elektronička je komponenta koja spaja sve ostale komponente računala u funkcionalnu cjelinu.
Matična ploča koju je Darijan našao na tavanu imala je neke njemu nepoznate priključke koji više nisu u upotrebi. Otac mu je detaljno pojasnio što koji priključak predstavlja te mu skrenuo pažnju na to da postoje i suvremeni priključci koji se ne nalaze na toj staroj matičnoj ploči.
Sljedeća fotografija prikazuje dijelove suvremene matične ploče.
U jedinicama koje slijede detaljno ćemo pisati o svim priključcima i komponentama koje se njima spajaju na matičnu ploču.
Prije nego što krenemo pojašnjavati ostale komponente računala, usredotočit ćemo se na središnju jedinicu, odnosno procesor i memoriju, koji su spojeni direktno na matičnu ploču.
Procesor je montiran na podnožje za procesor, na njega se nanosi termalna pasta te montira hladnjak za procesor. Naravno, hladnjak treba električnu energiju koju dobiva putem posebnog priključka na matičnoj ploči. Termalna pasta popunjava prazan prostor između hladnjaka i procesora te tako hladnjak efektivnije hladi procesor te mu osigurava nesmetan rad.
Procesor (engl. CPU, Central Processing Unit) je osnovna komponenta svakoga računalnog sustava. Njegova je zadaća obrada podataka te upravljanje i nadzor svih dijelova računala. U prvoj smo jedinici zaključili da procesor čine upravljačka i aritmetičko-logička jedinica. Osim njih u procesoru se nalaze i registri te ostali dijelovi.
Procesor se sastoji od:
Prisjetimo se gradiva iz Biologije. Procesor računala mogli bismo usporediti s mozgom u čovjekovu tijelu. Mozak posebnim živčanim kanalima nadzire i upravlja radom svih čovjekovih dijelova tijela. Isto tako procesor upravlja svim dijelovima računala putem posebnih kanala koje zovemo sabirnice. Dio je sabirnica ugrađen u matičnu ploču, dok dio čine kablovi između komponenti.
Sabirnice su snopovi vodiča koji prenose podatke.
Upravljačka jedinica
Upravljačka jedinica interpretira instrukcije programa koji se trenutačno izvršava te na osnovi toga upravlja i nadzire sve dijelove računala. Osim toga ima glavnu ulogu u učinkovitosti rada, kako procesora, tako i cijelog računala.
Aritmetičko-logička jedinica
Aritmetičko-logička jedinica obavlja osnovne matematičke operacije poput zbrajanja, oduzimanja, množenja i dijeljenja, osnovne logičke operacije o kojima će biti više riječi u trećem modulu te relacijsku operaciju uspoređivanja (manje, veće ili jednako).
Tijekom rada računala podatci koje procesor obrađuje smješteni su u male priručne brze memorijske elemente unutar samog procesora koje zovemo registri.
Preuzmi i instaliraj CPU-Z. Pogledaj kako se procesor u tvom računalu zove kodnim imenom (engl. Code Name). Kodno je ime naziv za cijelu generaciju procesora iste arhitekture koje proizvođač dodijeli još za vrijeme razvoja nove arhitekture procesora. Popis svih kodnih naziva procesora možeš provjeriti na poveznici.
NAPOMENA: Ako zadatak ne radite na vlastitom računalu, nego u školskoj učionici, pitajte nastavnika može li se i smije li se instalirati navedeni program. CPU-Z zahtijeva administratorska prava za instalaciju koja obično učenički računi nemaju.
Na snagu procesora utječe više komponenti kao što su radni takt ili frekvencija, arhitektura procesora, duljina podatka s kojim procesor radi itd.
Radni takt (frekvencija) opisuje koliko osnovnih operacija procesor može obaviti u jednoj sekundi. Mjerimo je u (hercima), a današnji procesori imaju radni takt od nekoliko (gigaherca). Podsjeti se koliko ima !
Na tavanu je Darijan pronašao procesor Intel Pentium radnog takta od
te ga je odlučio dodati svojoj kolekciji.
Istraži na internetu procesor proizvođača Intel modela Pentium radnog takta
! Nakon popularnih 486 procesora Intel Pentium procesor predstavljao je pravu revoluciju među računalnim komponentama!
Procesore, osim po radnom taktu, možemo uspoređivati i na temelju njihove arhitekture. Višejezgreni procesi unutar sklopa sadržavaju više procesora koji se nazivaju jezgrama. Današnji procesori imaju više jezgri koje mogu paralelno vršiti obradu podataka. Osim što višejezgreni procesori međusobno dijele zadatke, njihova je potrošnja struje, pa tako i zagrijavanje, manje.
Cache
Količina priručne (engl. Cache) memorije također utječe na snagu procesora. Već smo naglasili da procesor ima registre koji mu služe kao priručna memorija, a između procesora i radne memorije još se nalazi i cache, također priručna memorija koja omogućuje brz rad procesora.
Kako bismo si olakšali posao usporedbe procesora, možemo se koristiti nekim od programa koji obavljaju specijalizirane testove (engl. Benchmark). Na internetskoj stranici možemo vidjeti usporedbu procesora.
Izraz benchmark dolazi iz graditeljstva, a sastavljenica je riječi bench (engl. 'klupa') i mark (engl. 'oznaka'). Izvorno predstavlja znak koji se postavlja pri mjerenju visine građevnih elemenata, a sve se češće koristi u prenesenom značenju te tako predstavlja mjerilo usporedbe, polazište ili kriterij vrednovanja.
Gotovi benchmark testovi postoje za sve procesore i vrlo lako možemo provjeriti kako neki procesor stoji u odnosu na druge kad se usporede snaga i cijena. U pravilu oznake na takvim testovima znače – što više, to bolje. Fotografija prikazuje trenutačno najbolje procesore na tržištu.
Mjerne jedinice za snagu procesora su MIPS (engl. Milions of Instructions Per Second) i FLOPS (engl. FLoating point Operations Per Second). Zanimljivo je pratiti cijenu jednog GFLOPS-a (gigaflopsa) računalne snage kroz povijest. To je prikazano na poveznici.
U dogovoru s nastavnikom Informatike pokrenite benchmark test na školskim računalima. Napravite tablicu i grafikon usporedbe te pokušajte zaključiti koje računalo ima brži procesor i zašto je to tako.
Memorija
Računala trebaju memoriju kako bi mogla privremeno ili trajno pohranjivati programe i podatke. Memoriju možemo podijeliti na unutarnju ili glavnu te vanjsku ili pomoćnu.
Radna memorija
Darijan je na tavanu pronašao mnoštvo duguljastih zelenih pločica različitih veličina. „Sine, to je RAM! “ rekao mu je otac.
Zelena pločica na fotografiji predstavlja RAM ili radnu memoriju.
Pod glavnom memorijom podrazumijevamo RAM, ROM i cache memoriju.
RAM (engl. Random Access Memory) ili memorija s izravnim pristupom radna je memorija svakog računala. Sastoji se od poluvodičkih komponenti koje ne mogu trajno pamtiti podatke. RAM je zato brza memorija koja se koristi za čitanje, zapisivanje, izmjenu i brisanje podataka tijekom rada računala. Da bi RAM memorija mogla „pamtiti“, podatci koji se unutra nalaze neprestano se automatski prepisuju ponovno u kratkim vremenskim ciklusima. Pri isključivanju računala svi će se podatci iz RAM memorije obrisati.
ROM
ROM (engl. Read Only Memory) ispisna je memorija koja trajno pamti podatke, malog je kapaciteta te sadržava podatke koji trebaju računalu pri pokretanju. Također, u ROM-u su zapisani podaci o komponentama računala. Iz te memorije podatci se mogu samo čitati te se zato naziva ispisnom memorijom.
Danas se većinom upotrebljavaju PROM (engl. Programmable Read Only Memory, programibilna ispisna memorija), EPROM (engl. Erasable Programmable Read-Only Memory, izbrisiva programibilna ispisna memorija) ili EEPROM (engl. Electricaly Erasable Programmable Read-Only Memory, električno izbrisiva programibilna ispisna memorija) memorije kod kojih se podatci ipak mogu mijenjati. ROM sadržava tvornički program niske razine koji se naziva UEFI (engl. Unified Extensible Firmware Interface), a kod starijih računala BIOS (engl. Basic Input Output System). Oba se programa pokreću čim uključimo računalo te provjeravaju rade li sve komponente ispravno te u tom slučaju pozivaju program za podizanje operacijskog sustava. Više o operacijskom sustavu pročitaj u jedinici 2.1.
Što misliš koje karakteristike pripadaju RAM-u, a koje ROM-u?
Vanjsku memoriju računalo upotrebljava za trajnu pohranu podataka i programa. Također se koristi za prijenos podataka između računala, iako je ta primjena danas rjeđa zbog svuda dostupnog interneta i pohrane u oblaku. Vanjske memorije dijelimo prema tehnologiji putem koje pohranjuju podatke.
Postoje tri vrste vanjske memorije:
| Vrsta vanjske memorije |
Najčešći oblici |
|---|---|
| magnetna | tvrdi disk (engl. HDD – hard disk drive) |
| optička |
CD, DVD, BluRay |
| poluvodička |
memorijski štapić, memorijska kartica, SSD (engl. Solid State Drive) |
Više o oblicima vanjskim memorijama i tehnologijama na kojima počivaju pročitaj u jedinici 1.4.
Ovdje možete pogledati osnovne informacije o procesoru računala i radnoj memoriji.
Nakon cijelog dana prekopavanja po tavanu Darijan je odlučio što će darovati muzeju informatike, što će zadržati za sebe, a što će zbrinuti kao elektronički otpad. Upitajte roditelje ako kojim slučajem negdje skladište stare računalne komponente i napravite isto!
Prethodne dvije jedinice uglavnom se usredotočuju na središnji dio računala, koji čine procesor i memorija. U sljedećoj ćemo jedinici pojasniti što se sve može direktno i indirektno spojiti na matičnu ploču, a to su ulazni i izlazni uređaji.
