1. PC računar-Personal Computer
Centralna jedinica
Periferije

2. Master cooler kućište

3. Organizacija PC računara

4. Matična ploča-mainboard (motherboard)
Štampana ploča koja se sastoji od mnoštva čipova, portova i ostalih elektronskih komponenanata
Sadrži električne vodove organizovane u magistrale koje služe za razmenu podataka između komponenata PC računara
Matične ploče se izrađuju u odnosu na važeće standarde (form factors) koji propisuju njene osnovne karakteristike, kao što su dimenzije, raspored komponenata, način povezivanja, itd..
AT (Advanced Technology) prvi standard koji je masovno korišćen, iz njega je razvijen ATX (Advanced Technology Extended) ’95 -’96 od strane Intela, koji se i danas koristi. Razvijeni su još i LPX, NLX, BTX standardi.
ATX je prvi standard matičnih ploča koji nije samo uključivao I/O podrsku (serijska, paralelna, miš…), već je omogućio njihove direktne veze sa maticnom pločom. Raniji standardi imali su samo tastaturu direktno vezanu za matičnu ploču

5. Matična ploča-fizički izgled

6. Matična ploča-fizički izgled

7. Matična ploča-blok šema

8. Matična ploča-terminologija
RAM-Random-access memory
IDE-Intelligent Drive Electronics (Integrated Drive Electronics)
PCI-Peripheral Component Interconnect
CMOS-Complementary Metal Oxide Semiconductor
SATA-serial ATA (Advanced Technology Attachment)
AGP-Accelerated Graphics Port
USB-Universal Serial Bus
BIOS-basic input/output system
LAN-Local Area Network

9. Matična ploča-chipset
Skup čipova (integrisanih kola) na matičnoj ploči koji omogućavaju komunikaciju između blokova, ili čuvaju osnovne informacije vezane za rad matične ploče, odnosno podešavanja.

10. Matična ploča BIOS(basic input/output system)
BIOS predstavlja boot firmware. Po uključenju PC računara ovo je prvi program koji se izvršava.
Uloga bios-a je da izvrši identifikaciju, testira i inicijalizuje sistemske komponente kao što su grafička kartica, hard disk.
BIOS priprema PC računar za inicijalno stanje tako da se softver koji je lociran na odgovarajućim medijumima (hard disk, DVD, CD, USB) može učitati i izvršavati.
Proces izvršavanja firmware-a u sklopu BIOS-a se naziva butovanje (booting)
BIOS programi se nalaze u čipovima na matičnoj ploči. Sadrže male biblioteke osnovnih ulazno-izlaznih funkcija koje se mogu pozivati u procesu kontrolisanja periferija kao što su tastatura, monitor.
BIOS čipovi su memorije EEPROM tipa tako da se njihov sadržaj može menjati. Proces izmene sadržaja BIOS čipova se naziva flešovanje (flashing) i može se izvršiti programski uz poštovanje odgovarajuće procedure

11. Matična ploča BIOS čip

12. Matična ploča CMOS-BIOS
CMOS čipovi sadrže informacije koje BIOS očitava prilikom izvršanja boot sekvence. Ove informacije se mogu menjati od strane korisnika i vezane su za hardver, kao i neke karakteristike sistema (npr sistemsko vreme). Dakle BIOS je program (firmware) dok je CMOS memorija u kojoj se čuvaju parametri koje BIOS koristi.

13. Matična ploča-magistrale
Komunikacija između komponenata PC računara se ostvaruje putem magistrala.
Razlikuje se sistemska magistrala i I/O magistrale.

14. Napajanje Reguliše i dostavlja energiju računaru
Standardne jedinice za napajanje pretvaraju ulazni napon 110V ili 220V AC u odgovarajuce DC napone koje koriste komponente računara
Obično su dimenzionisana za oko 400W (mada postoje i drugih snaga)

15. Napajanje-ATX specifikacije
Prekidačkog tipa
Ulazni napon se odmah konvertuje u DC vrednost
Prednost prekidačkih napajanja je u disipaciji, mana je povećan nivo šuma koji generiše
Dimensions
140L x 150W x 86H mm
AC Input
Voltage
Max current
Frequency
Protection
115/230VAC
7/3.5 A
47-63 HZ
Internal fuse
AC Input is switch selectable between 115V (95-132V) and 230V ( V).

16. Napajanje-ATX specifikacije
DC Outputs
Voltage
Max Current
Min Current
Max Ripple
Load
  Line  
+3.3V
20 A
0.5 A
50 mVpp
+5%
+1%
+5V
1.0 A
+12V1
8.0 A
120 mVpp
+12V2
14 A
-12V
0.8 A
0.0 A
+10%
+2%
+5VSB
2.0 A

17. RAM Memorije (Random-access)
Postoje tri tipa ovih memorija
SDRAM (Synchronous Dynamic RAM)
DDR-SDRAM (Double Data Rate SDRAM)
RDRAM (RAMBUS Dynamic RAM)
SDRAM
Stariji tip memorije, koristila se u x486 i starijim Pentium Računarima. Proizvodile su se za rad na 66, 100 i 133Mhz. Glavna mana im je bila što su radile na učestanosti različitoj od ostalih komponenata. Rezultat toga je veliko kašnjenje zbog neadekvatne sinhronizacije sa procesorom.

18. RAM Memorije (Random-access)
DDRAM
Sa povećanjem brzine rada procesora povećala se potreba za brzinom skladištenja podataka. Kako bi se povećala brzina rada memorije uveden je princip dvostrukog skladištenja podataka u taktnom ciklusu, čime je udvostručena brzina rada ovih memorija u odnosu na SDRAM.
Ova memorija se proizvodi za brzine PC1600 (200Mhz) PC2100 (266Mhz), PC2700 (333Mhz), PC3200 (400Mhz), PC3500 (433MHz), PC3700 (466MHz), PC4000 (500MHz), PC4200 (533MHz) and PC4400 (566MHz) i kapacitet u opsegu 64MB-2GB
DDR2 memorija koristi dodatni bafer između magistrale podataka i memorijske magistrale čime se udvostručuje brzina prenosa podataka u odnosu na običnu DDR (4 transfera u taktnom ciklusu)

19. RAM Memorije (Random-access)
RDRAM
Razvijena od strane RAMBUS kompanije. U znatnoj meri se razlikuje od SDRAM i DDRAM memorija. Podaci se prenose u bloku od 16 bita, odnosno 2 bajta za razliku od DDRAM gde se prenos obavlja preko 64-bitnih blokova. Brzina prenosa je sa druge strane znatno veća, za osnovni tip PC800 RDRAM ona iznosi 400Mhz. RDRAM vrši prenos podataka takođe dva puta u taktnom ciklusu. Prednost RDRAM u odnosu na DDRAM se ogleda prilikom prenosa veće količine podataka u memoriju (burst režim).

20. RAM Memorije - instalacija
RAM memorija se instalira umetanjem u odgovarajuće kućište na matičnoj ploči, pri čemu nije potrebno vršiti dodatna softverska podešavanja niti podešavanja u BIOSU.

21. SDRAM-principska šema
Sastoji se od nekoliko memorijskih banki određenog kapaciteta (u ovom primeru 4)
Dekodera adrese koji treba da selektuje odgovarajuću memorijsku banku
Dekodera adrese koji treba da selektuje odgovarajuću kolonu unutar selektovane memorijske banke
Kontrolnog bloka koji treba da odredi režim (upis-čitanje) na osnovu upravljačkih signala
Bloka za osvežavanje

22. SDRAM-elementarna ćelija
Kondenzator je memorijski element, kada je napunjen memorisana je logička 1 kada je ispražnjen memorisana je logička 0
Kondenzatorom se upravlja preko tranzistora
Zbog parazirskih otpornosti naelektrisanje sa kondenzatora “curi” pa se on vremenom prazni (veoma malo vreme pražnjena) tako da je neophodno osvežavati kondenzator kako bi se zadržalo memorisano stanje

23. Hard disk
Sastoji se od jednog ili više magnetnih diskova enkapsuliranih u metalno kućište.
Koristi se za skladištenje podataka koji su validni i kada nestane napajanje (non-volatile storage).
Podaci se upisuju magnetizacijom feromagnetnog materijala (direktna magnetizacija=0, inverzna=1)

24. Hard disk
Pored magnetnih diskova HDD sadrži mehaniku koja omogućava rotiranje tih diskova
Glavu koja služi za upisivanje odnosno čitanje magnetnih sektora na diskovima
Mehaniku koja omogućava pomeranje glave
Elektroniku koja kontroliše mehaniku
Elektroniku koja omogućava komunikaciju HDD sa matičnom pločom
Priključke za napajanje i komunikaciju
Blok džampera za podešavanje parametara HDD-a

25. Hard disk

26. Hard disk
Podaci se smeštaju po koncentričnim kugovima (tracks) koji su podeljeni na elementarne jedinice sektrore (sectors)
Sektori sadrže fiksan broj bajtova npr 256, 512
Sektori mogu biti grupisani u celine, klastere, bilo na fizičkom nivou ili logičkom nivou (u okviru operativnog sistema)
Formatiranje diska na najnižem nivou predstavlja proces uspostavljanja trekova i sektora u okviru magnetnih ploča. Ovaj proces priprema disk za skladištenje blokova bajtova
Formatiranje diska na višem nivou definiše strukturu fajlova koji će se skladištiti na HDD. Ovaj proces priprema HDD za skladištenje fajlova

27. Hard disk-interfejsi
Komunikacija između HDD i matične ploče je omogućena njihovom fizičkom vezom
Pored fizičke povezanosti postoji nekoliko standardnih protokola prema kojima se ova komunikacija ostvaruje
Paralelni ATA interfejs (PATA-Advanced Technology Attachment) koji je evoluirao od IDE (Integrated Drive Electronics) (često se ATA i IDE koriste kao sinonimi). Podaci se prenose po magistrali širine 16 bita, maximalnom brzinom do 133Mb/s. Na ATA interfejs se mogu priključiti maksimalno 2 uređaja od kojih jedan mora biti podešen kao master drugi kao slave (pošto dele istu magistralu da ne bi došlo do konflikta). Povezivanje se ostvaruje preko 40 pinskog ribon kabla

28. Hard disk-interfejsi
Serijski ATA interfejs (SATA-Advanced Technology Attachment) od 2003 potiskuje PATA interfejs. Komunikacija se ostvaruje serijskom vezom pri čemu je brzina prenosa podataka znatno veća nego u slučaju PATA interfejsa. Priključivanje uređaja na SATA kontroler se može vršiti po principu “hot plugging”, ne mora se isključivati napajanje (isto kao i kod USB). Prvi SATA standard je definisao maksimalnu brzinu od 1.5Gbits/s, poslednji SATA standard (3rd generation) je definisan 2009, predviđa brzinu 6Gbits/s.
SATA koristi point to point topologiju, konekcija između kontrolera i komponente za skladištenje podataka je direktna.

29. Hard disk-interfejsi
Konektori za SATA arhitekturu sadrže 7 pinova. Kabl za povezivanje SATA uređaja sa kontrolerom može imati maksimalnu dužinu od 1m (PATA kabl je mogao imati maksimalnu dužinu od 45cm). Kako bi se izbegao uticaj šumova prilikom prenosa koristi se tehnika “diferencijalnog signaliziranja” sa upredenim paricama

30. Hard disk-RAID strukture
RAID - redundant array of independent disks
Predstavljaju strukture povezanih HDD koji su nezavisni i čine sistem za skladištenje podataka
Podaci su u okviru RAID strukture distribuirani u okviru različitih HDD ali ih operativni sistem vidi kao da se nalaze na jednom disku
Najzastupljenije su RAID0 i RAID1 struktura
RAID0 struktura povezuje HDD tako da se poveća ukupan kapacitet i brzina pristupa pri čemu ukoliko dođe do otkaza na samo jednom HDD svi podaci u RAID strukturi se gube
RAID1 struktura povezuje HDD tako da se poveća pouzdanost (podaci su redudantni). Ukoliko dođe do otkaza nekog HDD u okviru ove RAID strukture podaci su i dalje validni. Za formiranje ove strukture potrebno je minimum dva HDD-a
Za formiranje RAID struktura potrebno je da matična ploča poseduje odgovarajući RAID kontroler (novije ploče ih poseduju), ili se može upotrebiti posebna PCI kartica. RAID strukture se mogu formirati sa HDD koji komuniciraju preko IDE/ATA, SATA, SCSI itd...

31. CD-ROM & DVD CD-ROM - compact disc read-only memory
1.2 mm disk od polikarbonske plastike sa tankim slojem aluminijuma koji omogućava refleksiju
Uobičajen dijametar diska je 120mm, mada postoje i manjih prečnika npr 80mm kao i raznih nestandardnih oblika
Površina diska se sastoji od mikroskopskih udubljenja koja sa osnovnim nivoom definišu podatke (1 ili 0)
Detekcija logičke jedinice se bazira na destruktivnoj interferenci na granici osnovnog nivoa i udubljenja
Kapacitet standardnog CD-ROM-a je 700MB

32. CD-ROM & DVD
DVD-ROM - Digital Versatile Disc ili Digital Video Disc read-only memory
Istih su dimenzija kao i CD-ROM
Za razliku od CD-a, laserske diode za očitavanje DVD-a generišu svetlost dužine 680nm (780nm za CD), što dozvoljava izradu manjih udubljenja čime se povećava njihova gustina a samim tim postiže veći kapacitet skladištenja podataka
Način očitavanja je isti kao kod CD-a
Kapacitet standardnog DVD-ROM-a je 4.7GB, odnosno 8.54GB za double layer

33. CD-ROM & DVD drives
Za vezu sa matičnom pločom koristi IDE (ATA) ili SATA interface (eventualno SCSI-Small Computer System Interface-Scuzzy)
Poseduje priključke za napajanje kao i džampere za konfiguraciju

34. Procesor-CPU (Central Processing Unit)
CPU (Central Processing Unit) je srce svakog računara
Iako centralni procesor nije jedini procesor (njega imaju grafička i zvučna kartica kao mnogi drugi delovi) pod imenom procesor najčešće se misli na CPU
Po mnogima prvi čip koji se moze nazvati procesorom napravljen je Intel 4004, koji je mogao samo da sabira i oduzima, ali je po prvi put na jedan čip smešteno mnoštvo integrisanih kola i tranzistora
Poslednjih godina u dizajnu procesora aktuelni su procesori sa 64-bita
Njihova najveća prednost jeste veći adresni prostor. 32bitni procesori mogu da pristupe samo nekoliko gigabajta RAM memorije. Ovo i nije veliki problem za personalne kompjutere dok pravi probleme serverima.. 64-bit chip nema ova ograničenja

35. Procesor-CPU (Central Processing Unit)
U zavisnosti od instrukcija procesar obavlja nekoliko osnovnih operacija
Pomoću ALU (aritmetičko logičke jedinice), obavlja matematičke operacije
Premešta podatke sa jedne memorijske lokacije na drugu
Procesor moze da odlučuje i da izvršava novi skup instrukcija na osnovu ovih odluka (grananje)
Procesor salje zahtev kontroleru memorije za sadržajem memorijskih lokacija i dobija izvestaj kad će informacija biti na raspolaganju. Dužina ovog ciklusa varira u zavisnosti od brzine memorije, magistrale itd

36. CPU – arhitektura
Artimetričko logička jedinica (ALU) (Deo zadužen za sve matematičke proračune)
Registri (jednostavni flip-flop ovi, služe za privremeno smeštanje podataka koji učestvuju u operacijama koje procesor obavlja)
BUS Interface UNIT-kontrolna jedinica koja povezuje CPU sa adresnom i data magistralom
Kontrolna jedinica koja dekoduje instrukcije i generiše odgovarajuće signale koji upravljaju ALU jedinicom registrima i ostalim jedinicama
Prefetch Queue - baferska jedinica koja smešta kontinualni blok podataka iz memorije gde se na taj način ubrzava rad izvršne jedinice obzirom da se ona ne mora obraćati memoriji već potrebne podatke u okviru instrukcije prvo traži u ovoj jedinici.

37. CPU – keš memorija
Sve informacije koje obrađuje CPU se upisuju ili čitaju iz memorije. Na perfomanse sistema utiče to koliko brzo informacije putuju između CPU I memorije. Zbog toga se koristi keš memoriju
Keš memorija (Cache memory) je memorija malog kapaciteta i velike brzine koja se nalazi veoma blizu CPU. Njena uloga je da dostavlja CPU podatke koji se najučestalije koriste. Pristup ovoj memoriji je znatno brži nego pristup običnoj RAM memoriji
Keš memorija prati instrukcije, stavljajući najčešće zahtevane instrukcije na vrh svoje liste. Ukoliko je keš memorija puna, instrukcija sa najmanje zahteva se izbacuje iz keš memorije
Većina keš memorija je sastavni deo CPU. Takodje, keš se može nalaziti i izvan CPU (ali u neposrednoj blizini). Keš memorija koja je najbliza CPU je označena kao Level1, sledeća najbliža Level2, itd..
Ovo je memorija skrivena za programera, odnosno programer ne može da utiče na nju. Razlog za postojanje keš memorije je taj, što su normalni DRAM čipovi suviše spori u odnosu na frekvenciju takta procesora

38. CPU – kućište
Kućište za procesor (CPU socket / CPU slot) je u suštini konektor koji povezuje procesor sa matičnom pločom.
Većina procesora pa samim tim i kućista danas ima takozvanu pin grid array strukturu. Pinovi su sa donje strane procesora i ulaze u kućište
ZIF socket je akronim za zero insertion force, koncept uveden da bi se izbegli mogući problemi pri postavljanju čipa
Kod običnih kućišta čipovi se prosto uguraju u kućiste. Kada integrisano kolo ima stotine pinova sila kojom čip guramo u kuciste može dovesti do ostećenja. Čak i sa malim brojem pinova vadjenje iz kućista je prilično nepraktično i može da dovede do krivljenja ili lomljenja pinova).
Sa ZIF socket-om, pre postavljanja IC-a, podigne se mala poluga koja omogućava da IC pod sopstvenom težinom legne u kućište. zatim se poluga vraća čime se uspostavlja kontakt sa pinovima i čip ostaje pričvršćen za kućište

39. CPU – kućište
Karakteristike ZIF socketa za različite Intelove Procesore
Socket
Pins
Processor(s)
Voltage
168
486DX
5 V 1
169
486DX,SX 2
238
486DX,SX,DX2 3
237
486DX,SX,DX2,DX4
3V or 5 V 4
273
60 or 66 MHz Pentium 5
320
Pentium
3 V 6
235
486DX4 7
321 8
387
Pentium Pro

40. CPU – napajanje, disipacija
U novijim procesorima se koristi dvostruko napajanje (dual voltage). Samo jezgro procesora se napaja nižim naponom 2.8V dok I/O jedinica u okviru procesora radi na 3.3V
Stariji procesori su radili na 5V. Sa povećanjem brzine rada procesora, povećava se i disipacija pa je zbog toga smanjena vrednost napona kojim se napaja procesorsko jezgro

41. CPU – napajanje, disipacija

42. CPU – zagrevanje, hlađenje
Komponente koje se najviše zagrevaju u PC računaru su CPU, chipset ICs, procesor grafičke kartice, kao i kontroler HDD
Hlađenje komponenata u PC-u se može vršiti na sistemskom nivou (u okviru kućišta) ili lokalnom nivou (svaka komponenta ima svoj sistem za hlađenje), uglavnom se kombinuju ova dva metoda
Hlađenje na sistemskom nivou se obavlja uglavnom vazdušnim putem korišćenjem ventilatora koji se smešten u kućištu. Na ovaj način se stimuliše cirkulacija hladnog vazduha po celom kućištu gde se na taj način hlade kritične komponente

43. CPU – zagrevanje, hlađenje
Lokalno hlađenje komponenata može biti pasivno i aktivno
Pasivno hlađenje podrazumeva montiranje profilisanih metalnih hladnjaka neposredno uz površinu komponente koja se zagreva (Integrisano kolo) pri čemu se koriste termoprovodne paste za povećanje termičkog kontakta između čipa i hladnjaka
Aktivno hlađenje može biti vazdušno pomoću ventilatora, koji se montiraju neposredo iznad komponenata koje se hlade, odnoso uz pomoć tečnosti gde se hlađenje ostvaruje strujanjem vode ili neke druge tečnosti sistemom cevčica koji se montira uz komponentu koja se hladi
Kod većina komponenata koje koriste aktivno hlađenje ono se ostvaruje putem ventilatora koji usmeravaju vazduh čijim se strujanjem odvodi višak toplote sa zagrejanih čipova

44. Pasivno hlađenje

45. Aktivno hlađenje – voda
Hlađenje se ostvaruje stimulisanom cirkulacijom tečnosti (vode) postoji pumpa

46. Aktivno hlađenje – tečnost
Hlađenje se ostvaruje prirodnom cirkulacijom tečnosti (vode) ne postoji pumpa. Zagrejana tečnost zbog manje gustine sa vrelog kraja hladnjaka prelazi na hladni da bi se po hlađenju vraćala opet u vreli kraj

47. CPU – multicore
Multi-core procesor je procesorski sistema sastavljen od dva ili više procesorskih jezgara koji funkcionišu nezavisno a integrisani su u jednom čipu
Dual-core sadrži dva jezgra, quad-core sadrži četiri jezgra
Sa pojavom multicore procesora paralelizam postaje i fizički ostvarljiv (multiprocessing)
Veza između jezgara može biti čvršća ili slabija, u nekim slučajevima dele isti keš, u nekim svako jezgro ima svoj keš
Performanse sistema koji koristi multicore procesore zavise u mnogome od realizacije softvera, ukoliko je softver tako napisan da koristi prednosti multiprocesoreske platforme učinak će biti najbolji. Ukoliko softver ne optimizuje rad za mutlicore platformu rezultati će biti isti kao i za single core platformu

48. CPU – multicore
Da bi se maksimalno iskoristio multiprocesorski sistem softver treba da bude napisan tako da u izvršavanju koristi nekoliko thread-va ili niti koje će se istovremeno izvršavati na različitim jezgrima u togu izvršavanja softvera. Na taj način se ne vrši preraspodela procesa nitima, već svaka nit ima svoj procesor na kojem se izvršava što znatno ubrzava vreme izvršavanja celog programa. Ukoliko softver ima samo jednu nit, ona će se izvršavati samo na jednom jezgru, dok će ostala biti neiskorištena pa se ne ostvaruje nikakva prednost

49. CPU – parallel programming paradigma
Distribuirana memorija
Deljena memorija

50. Floppy disk drive
Flopi disk je magnetni medijum koji služi za trajno skladištenje podataka. Magnetni medijum je enkapsuliran u plastično kućište kvadratnog oblika. U početku je dimenzija floppy diska bila 5¼-inch da bi kasnije standard postao 3½-inch.
Standardni kapacitet floppy diska je 1.44MB

51. Floppy disk drive

52. Floppy disk drive controller

53. Floppy disk drive controller
Flopi disk kontroler je povezan sa sistemskom magistralom računara i pojavljuje se kao set I/O portova u odnosu na CPU

54. RS 232 (Recommended Standard 232)
Najčešće korišćen kao standard za serijski port PC računara
Dugi niz godina RS-232 je korišten kao standard za serijsku komunikaciju
Standard je doživeo mnogo izmena u odnosu na početnu definiciju (poslednja 1997)
Danas se sve manje koristi, i noviji PC računari uglavnom nemaju serijski port, već glavnu ulogu u serijskom povezivanju PC-a sa periferijama obavlja USB
U poređenju sa RS 232, USB je brži, koristi niže naponske nivoe i jednostavnije konektore
USB je sa druge strane komplikovaniji jer uključuje definiciju protokola za serijski prenos podataka

55. RS 232 (Recommended Standard 232)
RS-232 propisuje samo naponske nivoe signala i funkcije pinova na nivou interfejsa
Serijski port PC računara se može jednostavno iskoristiti za direktno kontrolisanje nekog jednostavnog hardvera obzirom na naponske nivoe i jednostavnost kontrole tih nivoa na pinovima serijskog konektora
Ovo nije moguće kod USB-a, jer USB zahteva neku vrstu prijemnika koji će pročitati i dekodovati poruku poslatu serijskim putem (obzirom na definisan protokol o prenosu podataka)
Postoje konvertori USB - RS 232 koji omogućavaju portabilnost na starije periferije koje nemaju USB port, međutim u nekim slučajevima su neupotrebljivi

56. RS 232 (Recommended Standard 232)
PC može koristiti kontrolne signale serijskog porta kako bi upravljao nekim jednostavnijim uređajem (npr UPS), pri čemu se tada ne šalje podatak preko DATA magistrale već samo postavljaju vrednosti kontrolnih linija
U okviru RS-232 komunkacije podaci se šalju kao niz bitova (serijska komunikacija) pri čemu je podržan sinhroni i asihroni vid komunikacije
Standard definiše niz šema koje se koriste u kontroli komunikacije između uređaja koji komuniciraju RS 232 vezom (DTE i DCE uređaji, Data Terminal Equipment i Data Circuit-terminating Equipment)
Komunikacija je tipa full duplex, tako da se istovremeno mogu razmenjivati poruke u oba smera (DTE< > DCE)

57. RS 232 (Recommended Standard 232)
Standard ne definiše frejmove koji određuju karakter unutar niza bitova niti način kodiranja karaktera
RS 232 definiše naponske nivoe koji odgovaraju logičkoj jedinici i logičkoj nuli za komunikacionu i kontrolnu liniju
Važeći naponski nivoi su ±3V do ±15V, naponski nivoi blizu nule nisu validni
Standard definiše maksimalan napon od 25V
Za komunikacione linije (TxD, RxD) logička jedinica je definisana kao negativni naponski nivo u definisanom opsegu, dok je logička nula pozitivni naponski nivo
Kontrolni signali su logički invertovani u odnosu na signale na komunikacionoj liniji

58. RS 232 (Recommended Standard 232)
Dakle kada je neki od kontrolnih signala aktivan napon na toj kontrolnoj liniji će biti V
Kako se naponski nivoi razlikuju u odnosu na naponske nivoe integrisanih kola (TTL, CMOS) koriste se posebni konvertori koji treba da obezbede transliranje naponskih nivoa i obezbede komunikaciju

59. RS 232 (Recommended Standard 232)
RS 232 uređaji se mogu klasifikovati kao DTE ili kao DCE (Data Terminal Equipment, Data Communications Equipment), na ovaj način je definisano preko kojih pinova se šalju podaci, odnosno primaju
Uglavnom PC računari imaju muški RS 232 konektor i ulogu DTE uređaja, dok periferije koje se kače na PC (npr modem) ženski konektor i ulogu DCE uređaja
Standard definiše 20 različitih signala i njihovo povezivanje. Većina uređaja koristi samo neke tako da su konektori kojima se ostvaruje serijska veza sa manje pinova
PC uglavnom koristi DE-9 konektor, mada se često koristi i 8P8C (8 Position 8 Contact ili RJ 45)

60. RS 232 (Recommended Standard 232)

61. RS 232 (Recommended Standard 232)
DE 9 pinout sa strane DTE uređaja

62. RS 232 (Recommended Standard 232)
Transmitted Data (TxD) Podaci poslati od DTE ka DCE
Received Data (RxD) Podaci poslati od DCE ka DTE
Request To Send (RTS) Postavlja (postavlja na logičku 1, pozitivan napon) DTE kako bi pripremio DCE za prijem podataka
Ready To Receive (RTR) Postavlja DCE kao odgovor na RTS i dozvoljava DTE početak prenosa
Data Terminal Ready (DTR) Postavlja DTE kao indikaciju da je spreman za konektovanje

63. RS 232 (Recommended Standard 232)
Data Set Ready (DSR) Postavljen od DCE kako bi signalizirao da je DCE uključen i spreman da prihvati komandu odnosno podatak od DTE
Data Carrier Detect (DCD) Postavlja DCE kada se uspostavi veza sa DTE
Ring Indicator (RI) Postavlja DCE kada detektuje signal poziva sa telefonske linije (u slučaju modema)
Standard ne definiše maksimalnu dužinu kabla za povezivanje DTE i DCE već definiše maksimalan kapacitet koji drajversko kolo može da prihvati

64. RS 232 (Recommended Standard 232)
Opšte prihvaćeno pravilo je da se ne koriste kablovi duži od 15m osim ako se koriste specijalni kablovi sa manjim podužnim kapacitetom
Sa posebnim kablovima (manje kapacitivnosti) može se ostvariti veza i na 250m
Minimalna RS 232 konekcija se ostvaruje pomoću 3 žice, TxD, RxD i GND, može se koristiti i samo 2 žice ako je komunikacija jednosmerna
U većini slučajeva dovoljna je veza sa 5 žica, TxD, RxD i GND i RTS, CTS

65. RS 485
Standard specificira multi-point komunikacionu arhitekturu, sa 32 predajnika i 32 prijemnika na jednoj dvožičnoj magistrali. Sa upotrebom automatskih repeater-a i visokoimpendansnih predajnika-prijemnika ovo ograničenje može biti prevaziđeno i broj učesnika u komunikaciji povećan na nekoliko stotina, čak i hiljadu
Maksimalna dužina kabla za umrežavanje učesnika u RS 485 komunikaciji je 1.2km
Koristi se diferencijalno signaliziranje
Brzina signaliziranja je 100Kbps - 10Mbps
Logička jedinica predstavljena negativnim naponom
Logička nula predstavljena pozitivnim naponom
Dostupni signali Tx+, Tx-, Rx+, Rx- (Full Duplex)
Tip konektora nije specificiran

66. RS 485
Za povezivanje učesnika u komunikaciji preporučuje se point to point veza (lančano uvezivanje) ne zvezda ili prsten
Zvezdaste i prstensate strukture nisu preporučljive zbog refleksije signala
Uglavnom se koristi master-slave konfiguracija gde je jedan uređaj na magistrali master i inicira svu komunikaciju
Za povezivanje učesnika u komunikaciji se koristi dvožična upredena parica, pri čemu se naponski nivoi tumače u odnosu na zajedničko uzemljenu referencu tako da je u principu potrebno i nju obezbediti (dakle 3 žice)

67. RS 485
Predviđa i full duplex komunikaciju, tada se koriste 4 žice (plus referenca)
Master na magistrali inicira komunikaciju, svi učesnici prihvataju niz podataka koji se šalje po magistrali i samo jedan koji je adresiran odgovara (ili interpretira prihvaćenu poruku) (u principu postoji mogućnost i broadcast adresiranja kada su svi uređaji adresirani)

68. RS 485 Primer komunikacije po RS 485 liniji
U+ se još obeležava kao B, dok se U- obeležava i kao A
Na magistrali mogu postojati tri stanja, pozitivan napon, negativan i stanje visoke impendanse

69. RS 232-RS 485
Poređenje

70. RS 232-RS 485
Zbog različitih naponskih nivoa ne može se direktno priključiti RS 232 port na RS 485 arhitekturu već preko odgovarajućeg konvertora

71. RS 232-RS 485

72. USB (Universal Serial Bus)
Ideja prilikom uspostavljanja USB standarda je bila uniformisati raznolikost postojećih standarda baziranih na serijskoj ili paralelnoj vezi uređaja u uspostvaljanju međusobne komunikacije
USB je u početku bila namenjeno isključivo za PC ali je kasnije našla primenu i u ostalim komponentama, npr PDA, Smartphones, Game konzole
USB je standardizovan od strane USB Implementers Forum-a (čine ga Hewlett-Packard, Intel, Microsoft, NEC itd..)
Prvi USB standard je definisan 1996, i bio je zamišljen kao zamena za mnoštvo konektora na zadnjoj strani PC-a
USB 1.0 je specificirao brzinu prenosa od 12 Mbit/s

73. USB (Universal Serial Bus)
USB 2.0 je uveden 2000, i specificirao je maksimalnu brzinu prenosa od 480 Mbit/s
USB 3.0 specifikacija je donesena 2008 i predviđa maksimalnu brzinu prenosa 10 puta veću od USB 2.0. USB 3.0 konektori se razlikuju od prethodnih.
USB sistem ima asimetričnu strukturu, sastoji se od hosta sa mnoštvom USB portova i perifernih uređaja spojenih u zvezdastu strukturu sa hostom
Do 127 uređaja (uključujući i hub uređaj) se mogu spojiti na host kontroler
USB uređaji se povezuju serijski pomoću hub-ova, uvek postoji jedan hub koji se označavao kao glavni koji je ugrađen u host kontroler. Sharing hubs, omogućavaju istovremen pristup više kompjutera istoj periferiji

74. USB (Universal Serial Bus)
USB definiše klase kodova koji se koriste za identifikaciju funkcije uređaja i za učitavanje drajvera baziranog na toj funkciji. Ovo omogućava olakšano pisanje drajvera jer je određena klasa uređaja standardizovana i nema razlike u pogledu funkcionisanja od proizvođača do proizvođača
USB mass storage device class. USB implementira vezu sa uređajima za skladištenje podataka. U početku je ovo bilo namenjeno za standardne magnetne i optičke uređaje za skladištenje podataka, ali je prošireno kako bi se obuhvatilo mnoštvo drugih uređaja, posebno flash drive-ovi
Noviji PC imaju mogućnost boot-ovanja sa USB
USB ima mogućnost instalacije i deinstalacije komponenata bez otvaranja PC kućišta tako da je pogodna za priključivanje mobilnih periferija. Npr fotoaparat, mobilni telefon, eksterni HDD itd..

75. Operativni sistem
Operativni sistem predstavlja interfejs izmedju hardvera i korisnika koji je odgovoran za kontrolisanje i koordinaciju aktivnosti na računaru. Jedna od namena operativnog sistema je da u potpunosti upravlja radom hardvera, tako da korisnički programi ne moraju time da se bave što olakšava njihovo pisanje.
Operativni sistem obezbedjuje razne usluge korisničkim aplikacijama preko sistemskih funkcija ili API-ja (application programming interfaces). Pozivanjem ovih funkcija korisnička aplikacija zahteva neku uslugu operativnog sistema pri čemu može proslediti i odgovarajuće parametre a takodje i prihvatiti rezultate izvršavanja ovih funkcija.

76. Operativni sistem

77. Operativni sistem
Operativni sistem sadrži kernel kao svoj centralni deo koji je zadužen za koordinaciju izmedju korisničke aplikacije i obrade podataka koja se vrši na hardverskom nivou.
Kernel vodi računa i o sistemskim resursima, dozvoljava korsničkim programima izvršavanje i korišćenje tih resursa
Pod resursima se podrazimeva:
CPU-kernel vodi računa kad će se odgovarajući program iz grupe aktivnih programa izvršavati na procesoru, i koliko će trajati zauzeće procesora pri tom izvršavanju
Operativna memorija - u memoriju se smeštaju podaci i instrukcije u okviru neke aplikacije. I jedno i drugo mora biti dostupno istovremeno kako bi se program mogao izvršavati. Kernel vodi računa o dodeli memorije aplikacijama i o situacijama kada raspoloživa memorija ne odgovara zahtevanim potrebama.

78. Operativni sistem
Input/Output (I/O) komponente, tastatura, miš, HDD, štampač, monitor itd…Kernel alocira zahtev od aplikacija za izvršavanje I/O poziva odgovarajućoj komponenti
Svaki program (aplikacija) se u okviru operativnog sistema izvršava unutar procesa (proces je jedinica izvršavanja)
Proces inkorporira sve neophodne resusrse za izvršavanje programa
U okviru procesa mogu postojati niti koje su manje jedinice izvršavanja i koje dele istu memoriju u okviru procesa
Procesi ne “vide” jedan drugog u okviru operativnog sistema tako da ne mogu bez obraćanja operativnom sistemu pristupati memorijskom prostoru koji je dodeljen drugom procesu
Prilikom pokretanja programa operativni sistem učitava program u operativnu memoriju računara, dok kernel formira proces za pokrenuti program kojem dodeljuje potrebne memorijske resurse, i usmerava izvršavanje programa na početak koda

79. Multitasking
Multitasking predstavlja način kontrole simultanog izvršavanja programa na istom kompjuteru, pri čemu se dobija utisak kao da se svi programi izvšravaju istovremeno
Kako se na jednom procesoru (jedno procesorsko jezgro) najviše jedan program u nekom vremensku trenutku može izvršavati, multitasking se ostvaruje vremenskim deljenjem zauzeća procesora između programa
Kernel poseduje scheduler, koji određuje koliko će procesorskog vremena dodeliti svakom programu i kojim redosledom će se koji program izvršavati
Kontrolu nad procesorom procesu dodeljuje kernel, na kraju se kontrola vraća preko istog mehanizma, tako da naredni proces (program) može koristiti CPU

80. Multitasking
Preusmeravanje kontrole nad procesorom i memorijom sa jednog na drugi proces se naziva context switch
Cooperative multitasking - model deljenja resursa gde procesi dobijaju kontrolu nad CPU i memorijom od kernela, poseduju tu kontrolu proizvoljno dugo vremena da bi je na kraju opet vratili kernelu. Problem u ovom modelu može biti neograničeno posedovanje resursa od nekog procesa tako da se drugi procesi u tom slučaju ne izvršavaju
Preemptive multitasking – model deljenja resursa gde procesi dobijaju kontrolu nad CPU i memorijom određeno vreme, kada istekne to vreme kernel im oduzima dodeljenu kontrolu i predaje drugom procesu

81. File system
Predstavlja metod za skladištenje i organizovanje fajlova i podataka koje oni sadrže kako bi im se olakšao pristup
Ime fajla je ime dodeljeno fajlu kako bi se osigurao odgovarajući memorijski kapacitet za skladištenje njegovog sadržaja
Disk file system je namenjen za skladištenje fajlova na disk drive-u. Primer su FAT, NTFS, HFS, itd... File Allocation Table (FAT), definiše tabelu u kojoj se nalaze informacije o oblastima medijuma (sektorima) u kojima se nalaze delovi fajla. Dakle fajlovi su fragmentisani. NTFS je znatno unapređen file system u odnosu na FAT, znatno je sigurniji, poseduje kompresiju čak i enkripciju u nekim slučajevima

82. File system
Formatiranje diska predstavljaproces uspostavljanja file sistema i instalacije boot sekora. Dakle na ovaj način se priprema medijum za skladištenje podataka
Boot sektor je deo diska koji sadrži programski kod za boot-ovanje programa (uglavnom operativnog sistema) koji se nalaze na drugim mestima na disku
Postoji nekoliko vrsta boot sektora. Master boot record MBR je prvi sektor na uređaju za skladištenje podataka koji je podeljen (particionaisan). Ovaj sektor sadrži kod za lociranje aktivne particije (koja sadrži OS) i pozivanje njenog Volume Boot Record sektora
Volume Boot Record je prvi sektor na uređaju za skladištenje podataka koji nije particionisan ili prvi sektor na pojedinačnoj particiji podeljenog disk drive-a. On sadrži kod za pozivanje OS koji je instaliran na toj particiji

83. Particionisanje diska
Particionisanje diska predstavlja proces podele skladištenog prostora diska na odvojene celine koje se nazivaju particije
Za ovu operaciju se koristi poseban program koji može pored podele diska da izvrši i druge modifikacije izdeljenih celina
Kada se jednom izdeli na particije, fajlovi se mogu smeštati na njih na potpuno identičan način kao i na početku (kada medijum nije bio izdeljen)
Da bi neki sistem bio multy-boot, sadržao više operativnih sistema, potrebno je da hard disk bude particionisan na celine koje će sadržati fajlove za svaki OS (svaka celina sadrži fajlove samo jednog OS)

84. Particionisanje diska
Prilikom uspostavljanja multy-boot sistema Boot Manager vodi računa o instaliranim OS i korisniku u toku bootovanja nudi mogućnost selektovanja odgovarajućeg OS koji će biti startovan
Za Windows NT (uključujući i Windows XP) proces bootovanja u jednom momentu preuzima NTLDR koji iščitava sadržaj boot.ini fajla koji se nalazi u root direktorijumu aktivne particije
U okviru boot.ini fajla se nalazi lista instaliranih OS odgovarajćim redosledom bootovanja, kao i drugim parametrima (npr vreme čekanja prilikom odabira odgovarajućeg OS)
Primer [boot loader] timeout=30 default=multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)\WINDOWS [operating systems] multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)\WINDOWS="Microsoft Windows XP Professional" /fastdetect

85. Booting
I ostali medijumi za skladištenje podataka mogu posedovati boot sektor, npr CD-ROM, DVD-ROM, Floppy disk, USB flash disk, tako da se OS može podići i sa tih medijuma
Booting predstavlja proces startovanja operativnog sistema po uključenju napajanja računara. Boot sequence je set operacija koje izvršava računar po uključenju napajanja.
CPU izvršava samo program koji se nalazi u ROM ili RAM memoriji. Operativni sistem sadrži fajlove koji su smešteni na medijumima za trajno skladištenje podataka, HDD, CD, DVD, USB ili floppy. Kada se uključi PC, ovi fajlovi se ne nalaze u RAM-u. Da bi im pristupio CPU mora prvo izvršiti mali program koji se nalazi u ROM memoriji. Taj program inicira sekvencu prebacivanja fajlova (programa) operativnog sistema u RAM. Ovaj program se nazivao još i boot loader, dakle njegova uloga je samo da učita drugi program koji će se kasnije izvršiti. Uglavnom se koristi više boot loadera, gde svaki učita naredni kako bi se ceo proces optimizovao

86. Booting
Proces boot-ovanja je završen kad je PC spreman za interakciju sa korisnikom, ili kada je OS spreman za pokretanje korisničkih aplikacija
Boot device je komponenta sa koje se učitava operativni sistem. BIOS-i savremenih PC računara podržavaju bootovanje sa raznih uređaja (HDD, CD, DVD, USB)
BIOS dozvoljava konfigurisanje redosleda izbora uređaja sa kojeg će se obaviti učitavanje operatvinog sistema
Na PC se može instalirati više OS-a, pri čemu se na početku boot procesa izabere koji će se OS učitati
Hard reboot nastaje kada se isključi i opet uključi napajanje PC-a, u okviru ovog procesa se ne vrši shut-down procedura, tako da file sistem može biti u neregularnom stanju kada se sistem ponovo digne (zbog ovoga se na nekim PC računarima automatski uključuje scan disk koji treba da otkloni ove nepravilnosti)

87. Booting
Soft reboot je resetovanje PC-a softverski, u ovom slučaju se sistem u potpunosti pripremi za ponovno ukljčenje tako da ne dolazi do nekih anomalija u pogledu strukture file sistema
Je program koji omogućava jednostavnu komunikaciju između korisničkog programa i hardvera. Kada pozivajući program pozove proceduru u okviru drajvera, drajver na odogovarajući način interpretira taj poziv i generiše niz komandi hardverskom uređaju. Kada uređaj pošalje podatke nazad drajveru, drajver može pozvati procedure pozivajućeg programa
Device driver

88. Device driver
Drajveri su zavisni i od hardvera i od operativnog sistema. Uglavnom obezbeđuju sistem prekida za asihronu interakciju između hardvera i pozivajućeg programa
Pisanje drajvera zahteva poznavanje rada uređaja na hardverskom nivou kao i poznavanje platforme za koju se piše drajver
Drajveri funkcionišu u privilegovanom okruženju (u okviru drajverskog koda moguće je obavljati razne operacije koje inače nije moguće u korisničkom kodu), tako da se mora voditi računa da ne bi došlo do neregularnosti u radu sistema
Pisanje drajvera uglavnom obavljaju sami proizvođači hardvera pošto su oni najbolje upoznati sa njegovim načinom funkcionisanja

89. Device driver
Postoje i virtuelni drajveri koji treba da emuliraju hardverski uređaj. Npr ukoliko se koristi USB-RS232 konvertor, driver za ovu komponentu u neku ruku predstavlja virtuelni drajver jer prilikom instalacije formira virtuelni serijski port koji se može iz korisničkog programa koristi kao i svaki drugi serijski port mada on fizički nije prisutan. U tom slučaju driver prosleđuje odgovarajuće komande USB portu a ne serijskom portu, pri čemu elektronika povezana na USB port vrši odogovarajuću konverziju.

90. Registry
Windows Registry je baza podataka koja čuva podešavanja za Windows OS. Sadrži informacije i podešavanja za hardver, softver u okviru OS, korisnički softver i podešavanja za svakog korisnika OS-a ponaosob.
U početku su ova podešavanja bila u okviru .ini, kako bi se izbeglo mnoštvo ovakvih fajlova uveden je registry
Registry sadrži dva osnovna elementa keys i values
Keys su slični direktorijumima, svaki key može sadržati subkey (kao podirektorijum). Hijerarhija se obeležava backslashe-vima (\)
HKEY_LOCAL_MACHINE\Software\Microsoft\Windows

91. Registry Postoji šest osnovnih keys u registry-ju HKEY_CLASSES_ROOT
HKEY_CURRENT_USER
HKEY_LOCAL_MACHINE
HKEY_USERS
HKEY_CURRENT_CONFIG
HKEY_DYN_DATA
Values su parovi ime-podatak, smešteni u okviru keys-a
Windows poseduje posebne sistemske funkcije API-je preko kojih korisnički program može vršiti modifikaciju vrednosti u registry-ju
Values imaju odgovarajući tip, npr REG_SZ (string), REG_BINARY (binarni podatak) itd...

92. Registry
HKEY_CLASSES_ROOT – sadrži informacije o registrovanim aplikacijama (kada se neka aplikacija instalira ona se registruje u okviru OS-a ovde i mogu joj se pridružiti klase fajlova npr .jpg, .bpm, fajlovi koji su pridruženi nekom programu za obradu slika)
HKEY_CURRENT_USER – sadrži podešavanja koja su specifična za trenutno ulogovanog korisnika (ukoliko postoji više user accounta)
HKEY_LOCAL_MACHINE – sadrži podešavanja koja su specifična za mašinu (nezavisno od korisnika)
HKEY_USERS – sadrži subkey-s koji odgovaraju HKEY_CURRENT_USER keys za korisnički profil koji je trenutno aktivan
HKEY_CURRENT_CONFIG – sadrži informacije koje se generišu u toku rada

93. Registry
HKEY_DYN_DATA – postoji samo na Win95, Win98 i WinMe. Sadrži informacije informacije o hardverskim komponentama
Podaci u okviru registry-ja se mogu editovati manuelno korišćenjem regedit programa koji je sastavni deo OS-a. Prilikom editovanja registry-a se mora voditi računa da ne dođe do trajnog narušavanja performansa sistema
Podaci se takođe mogu menjati injektovanjem sadržaja iz .reg fajlova (Registration entries). REG fajlovi su tekstualni fajlovi koji se mogu editovati bilo kojim txt editorom
Primer [HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft] "Value A"="<String value data>“ "Value B"=hex:<Binary data> "Value C"=dword:<DWORD value integer> "Value D"=hex(7):<Multi-string value data> "Value E"=hex(2):<Expandable string value data>

94. Registry Prednosti korišćenja Registry-ja su:
Tipizacija podataka koji se mogu smeštati
Razdvajanje podešavanja vezanih za korisnika i mašinu
Standardizacija načina smeštanja podataka u odnosu na razne aplikacije
Registry-ju se može pristupati i preko mreže u slučaju daljinskog (remote) konfigurisanja
Registry se ceo može backup-ovati i posle rekonstruisati
Pošto je formiran kao baza podataka postoje mehanizmi koji omogućavaju atomičan pristup odgovarajućim resursima u okviru Registry-ja i njihovo bezbedno modifikovanje
Mane korišćenja Registry-ja
Pošto je sadržaj Registrija u binarnom formatu, eventrualna oštećenja na fajlovima koji mu pripadaju se teško mogu popraviti

95. Registry
Svaka aplikacija koja se ne deinstalira na propisan način i ne ukloni svoje zapise iz Registry-ja može da napravi potencijalan problem
Instalacioni programi aplikacija postaju komplikovani jer pored kopiranja fajlova treba da obezbede i odgovarajuća podešavanja u Registry-ju