1

Računalo iračunalni sustavInformatika

RAČUNALNI SUSTAV

2

U tehničkom pogledu, uređaj koji izvršava aritmetičke operacije, koji može usporediti, pohraniti, te pretraživati podatke, naziva se računalom.

Računalo (engl. computer) je stroj koji može prema zadanim uputama, tzv. programu, prihvatiti i zapamtiti podatke, te s njima izvršiti niz operacija, te rezultate računanja neposredno prikazati ili pohraniti za buduću upotrebu.

Međutim, kada je računalo povezano s ostalim elementima, čime se osigurava uspješniji rad u određenom okruženju, tada se govori o računalnom sustavu.

RAČUNALNI SUSTAV

• Računalo je samo element računalnog sustava s osnovnim funkcijama:• ulaz (engl. input)

• obrada (engl. processing)

• izlaz (engl. output)

• pohrana (engl. storage)

• upravljanje (engl. control)

3

RAČUNALNI SUSTAV

• Često se računalo kao sustav dekomponira na:o sustav sklopovske opreme (engl. hardware)

• hardware u doslovnom prijevodu znači 'tvrda roba', 'gvožđurija', 'željezna roba', dok u terminološkom pogledu označava sve mehaničke, magnetske, električne i elektroničke komponente i uređaje digitalnog računalnog sustava;

o sustav programske podrške (engl. software)• software u doslovnom prijevodu znači 'meka roba', dok u

terminološkom pogledu predstavlja sve programe kojima je digitalni računalni sustav opskrbljen;

4

KATEGORIJE RAČUNALNIH SUSTAVA

• osobna računala

• mini računala

• velika računala

• superračunala

5

Osobna računala

• Osobna računala ili mikroračunala

(engl. personal computer, PC)• Porodice osobnih računala:

• IBM PC kompatibilni, Apple Macintosh, (Commodore, Amiga –prošlost)

• Prijenosna računala (engl. portable computer)• Laptop/Notebook

• Tablet računala

• Pametni mobiteli

6

2

Osobna računala

7

IBM Personal Computer XT, 1983.

OS IBM BASIC / PC DOS 2.0-3.20 /

Procesor Intel 8088, 4.77 MHz

RAM 128-640 KB

Prvi IBMov PC, model 5150, 1981

Apple II serija, 1977

OS Integer BASIC

Procesor MOS Technology 6502, 1.023 MHz

RAM, 4KB, 8KB, 12KB, 16KB, 20KB, 24KB, 32KB,

36KB, 48KB

Vanjska memorija audio kazeta i Disk II (5.25", 140KB)

Apple II, prvo računalo s monitorom u boji

Steve Jobes i Stephen Wozniak 1976. osnivaju Apple Computer Inc.

DOS operacijski sustav

8

MS-DOS (MicroSoft Disk Operating System) je proizvod tvrtke Microsoft koji je primijenjen na prvom PC računalu kojeg je razvila tvrtka IBM 1981. godine.

DOS tekstualno sučelje

Windows 3.11.

9

Windows 1.0 1985, Windows 2.0 1987, Windows 3.0 1990

Windows 3.11 1992.

Videoigre

10Tetris je logička je videoigra koja radi na gotovo svim igračim

platformama (OS-ovima).

Tvorac igre je ruski znanstvenik Aleksej Pažitnov.

Tetris, 1984 - jedna je od najpoznatijih videoigara

Prijenosno računalo i tablet

11

Osborne 1 (1981) smatra se prvim

prijenosnim računalom.

Težina 11 kg.

http://www.techradar.com/news/mobile-computing/10-memorable-milestones-in-tablet-history-924916

TabletiIdeja i rane implementacije još iz 1960ih.

Pametni telefon

12

http://www.businessinsider.com/worlds-first-smartphone-simon-launched-before-iphone-2015-6

Prvi pametni telefon, IBM Simon Personal Communicator, 1994.

http://www.telegraph.co.uk/technology/mobile-

phones/11037225/20-years-of-the-smartphone-an-evolution-in-

pictures.html

3

Mini računala

• Mini računala (engl. mini computer)• spadaju u srednju kategoriju računalnih

sustava namijenjenih za više korisnika• moglo bi ih se kategorizirati između

mikroračunala i mainframe računala• Rane generacije mini računala (1960 godine)

korištene su za specifične namjene (proizvodnja, projektiranje, vođenje procesa)

• Najpoznatiji primjeri ove vrste računala je • porodica 16 bitnih PDP (Programed Data

Processor), VAX (1975 godine) 32 bitni računalni sustav Američke korporacije Digital(DEC)

• Razvojem sve snažnijih mikroprocesora, ova kategorija računala postaje sve manje zastupljena, jer je zamjenjuju znatno jeftinija osobna računala.

13

Prvi Digital Equipment Corporation (DEC) PDP-8

(National Museum of American History)

New York Times predlaže definiciju za

minicomputer kao računala čija je cijena manja od

US$25,000 …

Velika računala• Velika računala (engl. mainframe computer)

• Računalni sustav velikih mogućnosti obrade podataka i kapaciteta pospremanja.

• U ranim danima računarstva ova računala su zauzimala cijele prostorije. • Koristila su se u bankarstvu, državnim institucijama sa velikom bazama

podataka i slično. • Najpoznatiji računalni sustav ove kategorije bio je IBM System 360 (1964.

godine). • Smanjivanjem veličine računala i rastom procesne moći, sam izraz mainframe

sve rjeđe je u upotrebi. Obično se danas računalo iste svrhe naziva poslužitelj (eng. server).

14

IBM System/360

Superračunala

• Superračunala(eng.supercomputer)• izrazito brz računalni sustav koji obrađuje

stotine milijuna naredbi u sekundi. • Brz rad je moguć zbog velikog broja

procesora, koji omogućavaju paralelni rad.

• Koristi se za poslove gdje je potrebno mnogo računanja, kao kod vremenske prognoze, dekripcije podataka, burzovnih prognoza, u vojne svrhe i sl.

• Predstavnici (začetnici) te skupine su Cray računala, Cray 1 iz 1976., Cray 2 iz 1985. (Slika 2.), IBM ASCI White, IBM Deep Blue (konstruiran za igranje šaha), itd.

• Lista top 500 superračunala https://www.top500.org/lists/

15

Tehnologija proizvodnje je GaAs

(Galij - Arsenid) tehnologija -

tehnologija poluvodiča kojom se

danas ostvaruje najveća brzina rada

elektroničkih sklopova.

Superračunala

16

The IBM Blue Gene/P superračunalo (2007) "Intrepid" u Argonne

National Laboratory pokreće 164,000 procesora

Sklopovska oprema (eng. hardware)

• Svi računalni sustavi bilo da se radi o višemilijunskom superračunalu ili o osobnom računalu dijele istu osnovnu arhitekturu.

• Svi imaju:• memoriju, • ulazno/izlazne uređaje, • aritmetičko-logičku jedinicu i • upravljačku jedinicu.

• Ova vrsta arhitekture naziva se von Neumannovaarhitektura, po svom tvorcu mađarsko-američkom matematičaru John von Neumannu, koji je 1946 godine dao model računala na čijoj strukturi se i danas zasnivaju konvencionalna računala opće namjene.

17 18

ULAZNA

JEDINICA

IZLAZNA

JEDINICA

ARITMETIČKO-

LOGIČKA

JEDINICA

UPRAVLJAČKA

JEDINICA

CENTRALNA PROCESORSKA

JEDINICA

RADNA

MEMORIJA

RAČUNALO

MASOVNA

MEMORIJA

John von Neumannova struktura računala s memoriranim programom, 1946.

4

Von Neumannov model računala

• Model von Neumannova računala sastoji se od četiri funkcionalne jedinice:

• Aritmetičke (aritmetičko-logičke) jedinice

• Upravljačke jedinice

• Memorijske jedinice

• Ulazno-izlazne (U/I) jedinice

19

Von Neumannov model računala

• Aritmetičko-logičke jedinice koja može izvoditi instrukcijama zadane aritmetičke i logičke operacije

• Upravljačke jedinice koja dohvaća instrukcije iz spremnika, dekodira ih i na temelju toga upravlja aritmetičko-logičkom jedinicom, te ulaznim i izlaznim dijelovima

20

Opis računala

• Upravljačka jedinica iz memorije dohvaća instrukcije i na temelju njih upravlja preostalim dijelovima računala.• Instrukcije se sastoje od kodova za operatore i kodova za adresiranje

operanada.

• Upravljačka jedinica dekodira kodove i tako zna što treba raditi.

• Upravljačka jedinica određuje koju će operaciju izvesti aritmetičko-logička jedinica

21

Opis računala

• Aritmetičko-logička jedinica i upravljačka jedinica zajedno sa jednim skupom registara čine procesor

22

Opis računala

• Ulazne jedinice preko kojih se u spremnik (memoriju) unose iz okoline podaci i instrukcije programa

23

Opis računala

• Izlazne jedinice preko kojih se u okolinu prenose rezultati programa

24

5

Opis računala

• Memorijske jedinice u koje se pohranjuju svi podaci i instrukcije programa uneseni izvana, kao i rezultati djelovanja instrukcija

25

Opis računala

• Memorija

• U nju stižu svi podaci i instrukcije koje se unose u računalo preko ulaznih jedinica, te svi rezultati operacija iz aritmetičko logičke jedinice

26

Naziv Kratica Veličina

Kilo K 210 = 1,024

Mega M 220 = 1,048,576

Giga G 230 = 1,073,741,824

Tera T 240 = 1,099,511,627,776

Peta P 250 = 1,125,899,906,842,624

27

Tvrdi disk

staza

sektor28

Disketa i disketna jedinica (povijest)

Opis računala

• U današnjim računalima svi dijelovi računala se izvode elektronički

• Spremnik (memorija) se sastoji od bistabila• Bistabil sprema jedan bit

• Bistabil se izrađuje od tranzistora

• Današnjom mikroelektroničkom tehnologijom može se na miljune tih tranzistora smjestiti na jednu malu pločicu silicija - chip

29

Opis računala

• Procesor se sastoji od stotine milijuna tranzistora koji stanu na jedan chip veličine stotinjak mm2

• Memorije se također izgrađuju od tranzistora koji se integriraju na chipu

30