http___www.informatika.buzdo.com_s110-sklopovlje-racunala.htm_1.xml
1.1 2.1 2.2 2.3 3.1 3.2 3.3 3.4 4.1 4.2 4.3 5.1 5.2 6.1 6.2 6.3 7.1 7.2 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6 11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 11.7 11.8 11.9 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 12.6 13.1 13.2 13.3 13.4 13.5 13.6 13.7 13.8 13.9 14.1 14.2 14.3 14.4 14.5 15.1 15.2 15.3 15.4 16.1 16.2 16.3 16.4 17.1 17.2 18.1 18.2 18.3 18.4 18.5 18.6 19.1 19.2 19.3 19.4 19.5 20.1 20.2 20.3 20.4 20.5 20.6 20.7 20.8 21.1 21.2 21.3 21.4 21.5 22.1 22.2 22.3 22.4 23.1 23.2 23.3 23.4 23.5 23.6 23.7 24.1 24.2 24.3 25.1 25.2 25.3 25.4 25.5 25.6 26.1 26.2 26.3 26.4 27.1 27.2 27.3 27.4 28.1 29.1 29.2 29.3 30.1 30.2 30.3 30.4 30.5 30.6 30.7 30.8 31.1 32.1 33.1 33.2 33.3 34.1 34.2 35.1 35.2 36.1 37.1
Simplified computer architecture is shown in Figure 3.3.1 is the foundation of all of today's computers, and based on the long ago planned IT architecture are presented by the famous mathematician VON NEUMANN. DIGITAL COMPUTERS connecting all of these devices into a functional unit and manages its operations through its control units (CU). The control unit selects the individual devices according to the instructions given by the keyboard, I / O channels or programs in working memory, and receives them from the arithmetic and logical structure (ALU). Through the ALU control unit manages the process, on the basis of instructions received from the program support or other input device. ALU and UJ together form The CENTRAL PROCESSING UNIT - CPU. With powerful computer system is made up of a multitude of electronic devices, most of the integrated circuits. At home computers CPU is typically designed as a single integrated circuit called a microprocessor. For faster execution of mathematical operations adds his MATH COPROCESSOR - (Floating Point Unit - FPU) as a separate component or it combines with the CPU in a single integrated circuit. INPUT to load data or computer programs in a computer. Any information must be converted into the corresponding sequence of impulses that a computer can recognize. So essential are the corresponding transducers, as keyboard, A/D converters (analog / digital), sensors, optical analyzers objects, images or text, and so that the computer will make it understandable messages. Input devices in industrial plants are usually some kind of computer sensors that send information about events such as the treadmill, or other work process. This is but an application of DCS in robotics, which is increasingly present economic activities, especially in activities dangerous to man. The keyboard is an input device and an indispensable part of almost every common computer system today. Represents the electromechanical transducer input. EXIT to convert the results of processing e.g. electric signal (D/A converter), set of simple characters displayed on screen or printed on paper, or voice message. The most common OUTPUT devices computers generally dedicate a monitor, without which it can work with today's general-purpose computer is almost impossible. In the very initial stage of design of digital computers, when it prevailed only text printing, monitor were given instructions which follow the signs (graphemes) to print, and how each character will look worried circuits monitor. However, because of the requirements regarding the presentation of graphics, this simple approach is not satisfactory, and it is incorporated into a computer GRAPHICS CARD with the task to monitor delivers a picture that must be exhibited. For this purpose, within a digital computer incorporated in the form of special connectors socket contact (SLOT) in which to insert the graphics card listed. Standardization of forms and schedules associated slot contacts enabled him to be inserted into any electronic circuit designed so that there are elements on a card that has a contact running custom stamping card into the slot. So, interconnected contact slots, electronic circuits associated with the CPU, enabling to increase the functionality of a digital computer with additional devices. Today's computers design implies that working memory and made a card that is inserted into the designated contact slots. The graphics card has its own graphic processor structure - GPU (Graphics Processing Unit) to ensure that the monitor delivers the necessary elements to create images. Picture element, then a fraction of the image which can control the brightness and color, is called PIXSEL. But the monitor can be a input device. If the screen is placed over the sensor network sensitive to the touch, with the help of the monitor image aligned with the programming support for sensor monitoring, directing the work of computers can be carried out over the monitor. But these are not already belongs to the general principles, but plenty of 'mobile' is used precisely this principle of using the device. With the above output device, the daily work of the user often uses less printer or plotters, devices that allow the display of results in writing on paper. Output device, is now almost a standard part of the personal computer, the MUSICAL CARDS, which are like the graphics card is inserted into the slot. Her electronic circuits convert digital files into analog electrical signals, which are transmitted over the system converts the audio signal into acoustic music called (usually). So it contains D/A converter, and an A/D converter with regard to signal conversion and storage of records accepted from a microphone or any other source of analog signals. Another source analog signal can be a measuring device. If adequate program support converted analog signal processing and the results transmitted to a device, that is called CONTROL. I / O channel is a structure through which it is possible to communicate with a computer in the input and output in binary code, serial or parallel connection. Each device is assigned to its I / O channel, and it is essentially a part of memory that serves as a 'carrier' of data between computers and devices. I / O channel is connected to devices across physical ports on the computer case or slots that can be inserted in need of electronic printed cards. Serial connection is successive transfer bits one by one in sequence and requires a minimum two-wire line. Parallel connection is the simultaneous transmission of group bits (usually 8) when each group will separate transmit water (stranded wire). Immediately it can be concluded that communication is a parallel connection is faster than serial, but it is technically demanding. Nevertheless, today it is used more and more high-speed serial communications, where the uniqueness of simplicity and high speed data transfer provides an advantage over parallel communication. High speed and simplicity of serial communication (USB, Firewire ...) enabled the modern electronic circuits. On the principles of fast serial communications designs are more devices that the computer can use. As it is not possible to transfer bits in the original form over telecommunication lines (telephone connection) for remote communication uses a special circuit that pulses transforms into a form suitable for transmission with PTT cable and vice versa, is called MODEM (Modulation - DEModulation = convert pulses into analog signals for telephone voice transmission and vice versa). In a close environment, office building, for example, much faster communication is achieved via a common coaxial cable or fiber optic cable, and data exchange is controlled by special programs prepared for this purpose and special cards that are inserted into the computer. Then it comes to a local computer network. A similar configuration on intercity and interstate levels (INTERNET), with a computer connected to a network server over the network or cable modems are a new dimension of communication between people, which is increasingly important and widespread. Today, the modem as Communicational device replaced ADSL devices, which are sent via subchannels destination digital signals without modulation process, and several times faster transfer to realization. However, the above requires special equipment and is effective for short distances. Faster aids about choosing the desired selection on the basis of the image on the screen is called MOUSE, an indispensable condition of today's personal computers. Contains two to three buttons on the chassis, at the foot of a rubber ball that rotates by moving the mouse. Rotation of beads over the two rolls is transferred to the internal mechanism in mouse sensors that turns converted into electrical impulses that are sent to the computer as data movement. Based on the received data moves the mouse pointer on the screen, and when the pointer coincides with the desired object in the picture, by pressing one of the mouse buttons does the action that object belongs. While working on the rollers to build up the dirt, and they need to be cleaned periodically. Newer generations of 'mice' is not used as described opto-mechanical mechanism for a miniature camera at the foot of casing of the mouse, which detects changes in surface pattern and on the basis that determines the direction by moving the mouse. Uniform and bright surfaces (glass, for example) are not suitable for use with an optical mouse. Counterpart of the mouse ball - Trackball, philosophy of using 'inverted mouse', turning the ball is controlled by the movement of the cursor on the monitor screen. The technology used by portable computers based on the touch pad, and are increasingly used in computers with management realizes TOUCHSCREEN. Regarding pastime joystick allows control flow of software - GAMES and music card takes care of it to complement the music, speech and sound effects to the environment in which the game takes place. Games are not innocuous program support. The name is associated with something simple, but basically these are the most challenging software products for the necessary computer resources. The reason is very simple, it should generate a manageable moving image in real (real) time. Complex than that are animated 'cartoon' movies or simulations of various kinds, from the display of prehistoric animals to walk a simulated spaceship ride. PERMANENT (SECONDARY) MEMORY has a mission to permanently preserve the data necessary for the operation of computers and the user. Today the storage media on the principles punched tape and cards and similar only faint memories of the older generation. They can still meet older teletypewriter device, and therefore will continue to be displayed. Therefore, the global distribution of permanent storage media according to the method of data storage can be accepted as follows: Magnetic Memory Systems b.) Optical storage systems c.) Magneto-optical memory systems d.) Semiconductor Memory Systems Magnetic storage media such devices are made with the rotating disk and tape devices. The principle of operation is based on the exchange of their natural direction of magnetization of magnetic particles (domains) as a function of binary digits "0" or "1". With tape devices are very similar to a large ring of tape recorders and tape radios. Mainly used as a backup storage system for permanent storage (archive) or in the case of restoration of lost data (replicas). Data is stored in a series of data blocks along the strip in combination with compression of data these devices can have a very large capacity per tape. As the number of tapes or cassettes virtually unlimited capacity of the volume is arbitrary. Rotating media due to a higher rate of use as operating memory. Principle of operation of rotating media is shown in the following Figure: Under the control of the control device (controller) controls the position of the magnetic head over a rotating disc and places data logger. Data is written as a group in concentric circles (cylinders) along the surface of the disc. Are realized as systems with interchangeable flexible disk media (floppy disk - FDD) and irreplaceable rigid disk media (hard disk - HDD). Because of the finer and more compact making capacity hard drives greatly exceeds disks, but the disk easily modifiable, portable and very inexpensive medium. In addition to the above hard drives are realized as a device with one or more disk plate, which increases the capacity of the disk, but also increases the cost due to the number of magnetic heads, more complex control electronics, and other factors. Of the rotating optical systems spread the use of removable CD and DVD discs with read-only capabilities (RO - Read Only) or read-write (RW - Read / Write) that contain very large amounts of data (over 500 MB). They work on the principle of reading made recesses using a laser beam to the medium rotates. They are very popular with regard to sales of software since it is hard copy and are very stable medium for data storage. They are widespread in the media as an offer facilities for playing and music, and informative catalogs of equipment manufacturers and sellers of goods. On RW discs can be executed or re-enter 'burning' media surface using a laser beam, creating a small bubble and realized the effect of notches, further use of disposable RW media is in terms of RO discs, no subsequent change to the content. By the speed of accessing data optical devices are slower than hard drives. The way of identifying certain types of optical media is a special 'confusion' for the user. Recent media devices using BR significantly higher capacity, but similar principles of operation as described. Special categories of media to remember the compilation of optical and floppy rotating magnetic systems. Specifically, the laser beam is controlled biasing removable media. The laser beam heats the single particle magnetic media applied to the surface of the disc, which rotates in a magnetic field, and by heating remain magnetized. As the magnetization performed at increased temperature compared to a floppy and no mechanical parts that adhere to the surface of the opto-drives, the devices are stable against data retention durability. For now, no generally accepted standard for widespread devices of this type. The development of semiconductor technology has enabled the creation of permanent memory of the semiconductor elements. There are smaller capacity concept with rotating magnetic media, but have immeasurable advantage insensitivity to physical vibration and shock as well as the dimensions of which are particularly suitable for laptops. This concept is slowly but surely as the solution penetrates lasting memory for everyday use, while the magnetic tapes and optical media for some time remain as carriers of data backups. Optical media most widely used application in the distribution of music and video content. Major manufacturers of microprocessors are U.S. companies IBM, Intel, Motorola and AMD and they basically dictate standards in the global computer market. Intel microprocessors are the most famous series with the numerical designation 8086, 80286, 80386, 80486, PENTIUM series products and CORE series products. Almost all PCs are based on Intel microprocessors or their copies, and they should be determined by type of computer. Motorola is famous for microprocessors 68000, 68020, 68040, and in collaboration with IBM microprocessor at PowerPC 603. Digital firm (no longer exists) has developed an efficient processor ALPHA, based on which the derivatives are new AMD processors. Motorola microprocessors most recently used an Apple-Macintosh (no longer) for their personal computers. Of course, the instructions for controlling the operation of these groups are totally different microprocessor which programs on a PC makes unenforceable on a Macintosh computer, and vice versa. WORKING (PRIMARY) MEMORY allows execution of the program or the current storage capacity of their work. To program could make it in the working memory 'transcribed' from permanent memory. This means that they are changing functions, so it will be modified and downloaded programs in the working memory, or will change the results of the program, for example, increases the entered text in the creation of this book. Thus, data can be written to an arbitrary position (location) in the memory and the time of registration or reading data is always the same - constant, regardless of the physical location of data in memory, or the location of the previous read or share information. RAM (Random Access Memory - random access memory). The same data is not in re-entry into the memory on the same location in the working memory, but somewhere else currently available position. This approach to data without other types of memory, type of magnetic tapes, hard drives and the like. For them time to read something depends on several factors, such positioning of the head to the appropriate cylinder plate disk, waiting to board when you rotate the disc is set to the proper place and so on. Thus, the time required to read or write data in these types of memory depends on the physical accommodation of data in memory, and also depends on the location previously read or share information, which means that it is not constant. But there is a small portion of memory that is unchanging and content used by the microprocessor when turning the computer to properly adjust the initial settings. That part is called ROM (Read Only Memory), and utility programs which contain calls to BOOTSTRAP (heel kick). Beside him in the ROM locates and monitoring program for the management of the system and its peripherals - BIOS (Basic Input / Output System). Newer ROMs contain short programs for system configuration and protection from viruses. Physical working memory is organized as a set of integrated circuits located on a small PCB (memory module) with bushing for investment in the slots, once with 256 KB, 1 MB, 4 MB and 16 MB, and recently 128 MB, 256 MB, 512 MB, 1024 MB or more. Placed in the 'bank' s by 2-8 places for inserting printed circuit modules with memory chips. Typically, in a computer, there are two or more banks. To make your computer to work properly at least one bank must be filled modules, and it is desirable that some banks have all their corresponding slots filled the same kind of modules. Memory resources depend on the structure, designated for computers support and software used. Today's technology allows for the installation of smaller memory resources (typically from 32 KB to 1024 KB or more) into the microprocessor or the control electronics of the hard drive and thus accelerating the exchange of data between different devices of computer system. These are usually referred to as memory cache (cache - fast reception, hidden, backup memory outside the composition of the working memory). For cache, if there is no physical, it can be declared to be a part of working memory. Various EXTENSIONS are accessories that can be added to a computer to boost its standard configuration, and for the performance of specific tasks. Hence, the purpose of their very diverse and will design and program support will depend on the task. The architect will also be used in the work of drawing board - TABLET, panel readout mechanism to coordinate some sort of draft, and sending the read data through the I / O channels in the computer. For home users, a very useful extension of the 'scanner' - a device that reads the photo or a newspaper article and sends data to the computer that ga over the appropriate program support converts it into a digital image or text. Quality Software for text recognition - OCR (Optical Character Recognition), with it still tied to the local vocabulary and spelling it is very expensive, many times more than the machine itself. Of course, according the 'scanner' belongs to the group of input devices connected via I / O channels. One of the widespread input device is a webcam, a microphone, which of course follows. Video communication is remotely true. Very often encountered extensions as separate electronic cards that are inserted into special slots with contacts in the computer (slots) and could be a modem, additional random access memory, a multimedia supplement, network card or something else specific purpose. SUMMARY: Most general-purpose computer is a PC today. The development of technology has allowed for the resource at the PC can be used for more demanding tasks than that, such as a network server, and more than that, depending on the program statement that is used. Modern microprocessor design provides for less demanding computer CPU, FPU and GPU integrated in the same casing and manufactured as a single integrated circuit. Microprocessor, together with the associated him with small electronics; slots to insert the card control the optical and floppy drive devices; slots for graphics, networking, music or other dedicated card; slots databases; bay for additional co-processor, ROM BIOS content (Basic Input / Output System) for the launch and operation of the computer; various connectors and jumpers (jumper) for the reconfiguration of electronic circuits and other accommodation on hefty printed board called the MATHERBOARD (sometimes mainboard). The new generation of motherboards allows automatic detection of embedded devices or embedded card and adjusting their parameters, technology PnP (Plug and Play = plug and work), so that almost no jumper. The motherboard is placed in a casing unit with floppy and hard disks, CD / DVD players and other possible devices, power source (AC) and Ventilation devices, and connectors on the rear cover. Casing are very diverse, ranging from small compacts to office computers (size thicker books or lexicon) to a solid and very well ventilated enclosure for heavy servers and up to 50 kg (to which the user can fearlessly climb to retrieve something from the closet). User communications and computer usually takes place via an input device - the keyboard, the output device - monitors, and with unmatched assistance e.g. 'mouse' or optical bar code reader to enter the item code and printer for issuing a receipt or written documents, or through some specialized devices such as a monitor, with a network of sensors sensitive to touch. When everything is set properly connected inside and outside with the provided cables to get a personal computer system - PC.
1.1 2.1 2.2 2.3 3.1 3.2 3.3 3.4 4.1 4.2 4.3 5.1 5.2 6.1 6.2 6.3 7.1 7.2 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6 11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 11.7 11.8 11.9 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 12.6 13.1 13.2 13.3 13.4 13.5 13.6 13.7 13.8 13.9 14.1 14.2 14.3 14.4 14.5 15.1 15.2 15.3 15.4 16.1 17.1 17.2 18.1 18.2 18.3 18.4 18.5 18.6 19.1 19.2 19.3 19.4 19.5 20.1 20.2 20.3 20.4 20.5 20.6 20.7 20.8 21.1 21.2 21.3 21.4 21.5 22.1 22.2 22.3 22.4 23.1 23.2 23.3 23.4 23.5 23.6 23.7 24.1 24.2 24.3 25.1 25.2 25.3 25.4 25.5 25.6 26.1 26.2 26.3 26.4 27.1 27.2 27.3 27.4 28.1 29.1 29.2 29.3 30.1 30.2 30.3 30.4 30.5 30.6 30.7 30.8 31.1 32.1 33.1 33.2 33.3 34.1 34.2 35.1 35.2 36.1 37.1
Pojednostavnjena struktura računala prikazana je na slici 3.3.1 temelj je svim današnjim računalima, i zasniva se na još davno osmišljenoj arhitekturi koju je predstavio poznati matematičar VON NEUMANN. DIGITALNO RAČUNALO povezuje sve navedene uređaje u funkcionalnu cjelinu i upravlja njihovim radom preko svoje upravljačke jedinice (UJ). Upravljačka jedinica odabire pojedine uređaje na osnovu instrukcija zadanih preko tipkovnice, U / I kanala ili programa u radnoj memoriji, a dobija ih od aritmetičkog i logičkog ustroja (ALU). ALU posredstvom upravljačke jedinice upravlja PROCESIMA, a na osnovu instrukcija dobivenih od programske potpore ili nekog drugog ulaznog uređaja. ALU i UJ zajedno tvore CENTRALNI PROCESORSKI USTROJ - CPU. Kod moćnijih računalnih sustava načinjen je od mnoštva elektroničkih komponenti, najviše od integriranih sklopova. Kod kućnih računala CPU je u pravilu izrađena kao jedan integrirani sklop nazvan MIKROPROCESOR. Za brže izvršavanje matematičkih operacija dodaje mu se MATEMATIČKI KOPROCESOR - (Floating Point Unit - FPU) kao zasebna komponenta ili se pak objedinjuje sa CPU u jedinstveni integrirani krug. ULAZ omogućava učitavanje podataka ili programske potpore u računalo. Bilo kakav podatak mora se pretvoriti u odgovarajući slijed impulsa koje računalo može prepoznati. Znači, nužni su odgovarajući pretvornici, kao tipkovnica, A/D pretvornici (analogno/digitalni), senzori, optički analizatori predmeta, slika ili teksta i slično, koji će prema računalu uputiti njemu razumljive poruke. Ulazni uređaji u industrijskim pogonima obično su nekakvi senzori koji računalu šalju podatke o zbivanjima npr. na tekućoj traci, ili nekom drugom radnom procesu. To je već primjena DRS u robotici, koja je u privrednim djelatnostima sve prisutnija, pogotovo u djelatnostima opasnim po čovjeka. Tipkovnica je nezamjenjiv ulazni uređaj i u sastavu je gotovo svakog općeg računalnog sustava današnjice. Predstavlja elektromehanički ulazni pretvornik. IZLAZ omogućava pretvaranje rezultata obrade u npr. električni signal (D/A pretvornik), skup razumljivih znakova prikazan na zaslonu monitora ili ispisan na papiru, ili govornu poruku. Najčešći IZLAZNI uređaj računala opće namijene je monitor, bez kojeg je rad s današnjim računalom opće namjene gotovo je nemoguć. U samim začetcima dizajna digitalnih računala, kada je prevladavao samo ispis teksta, monitoru su se davale instrukcije kojim slijedom znakove (grafeme) treba ispisati, a kako će izgledati pojedini znakovi brinuli su sklopovi monitora. No, zbog zahtjeva glede prikaza grafike, ovakav jednostavan pristup nije zadovoljavao, te je u računalo ukomponirana GRAFIČKA KARTICA sa zadaćom da monitoru isporuči sliku koju mora prikazati. U tu svrhu unutar digitalnog računala ukomponirani su posebni priključci u vidu UTORA s kontaktima (SLOT) u koje bi se umetnula navedena grafička kartica. Standardizacijom oblika utora i rasporeda pripadnih mu kontakata omogućeno je da se u njega umetne bilo kakav elektronički sklop dizajniran tako da se njegovi elementi nalaze na kartici koja ima kontaktne izvode prilagođene za utiskivanje kartice u utor. Dakle, međusobno povezani kontaktni utori (slot-ovi), elektroničkim sklopovima povezani sa CPU, omogućavaju da se poveća funkcionalnost digitalnog računala dodatnim uređajima. Današnji dizajn računala podrazumijeva da se i radna memorija izrađuje kao kartica koja se umeće u za nju predviđene kontaktne utore. Grafička kartica ima svoj vlastiti grafički procesorski ustroj - GPU (Graphics Processing Unit) koji se brine da monitoru isporuči potrebite elemente za stvaranje slike. Element slike, dakle najmanji djelić slike kojemu se može kontrolirati svjetloća i boja, naziva se PIXSEL. No monitor može biti i ulazna jedinica. Ako se preko ekrana postavi mreža senzora osjetljivih na dodir, uz pomoć usklađene slike na monitoru s programskom potporom za nadzor senzora, usmjeravanje rada računala može se izvesti i preko monitora. No to su već ne spada u opća načela, ali dosta 'mobitela' rabi upravo to načelo korištenja uređaja. Uz navedeni izlazni uređaj, u svakodnevno radu korisnik se vrlo često služi pisačem ili rjeđe crtačem, uređajima koji omogućavaju prikaz rezultata rada u pisanoj formi na papiru. Izlazni uređaj, danas gotovo standardni dio osobnog računala, je GLAZBENA KARTICA, koja se kao i grafička kartica umeće u utor. Njeni elektronički sklopovi pretvaraju digitalne zapise u analogni električni signal, koji se preko audio-sustava pretvara u akustički signal zvani glazba (najčešće). Dakle u sebi sadrži D/A pretvornik, ali i A/D pretvornik glede konverzije signala i spremanja zapisa prihvaćenih od mikrofona ili nekog drugog izvora analognog signala. Drugi izvor analognog signal može biti neki mjerni uređaj. Ako se adekvatnom programskom potporom obradi konvertirani analogni signal i rezultati proslijede nekom uređaju, eto UPRAVLJANJA. U / I KANAL je ustroj preko kojeg je moguća komunikacija s računalom u ulaznom i izlaznom smjeru u binarnom kodu, serijskom ili paralelnom vezom. Svakom uređaju dodjeljuje se njegov U / I kanal, a to je u suštini dio radne memorije koji služi kao 'transporter' podataka između računala i uređaja. U / I kanal povezan je s uređajima preko fizičkih priključaka na kućištu računala ili s utorima u koje se mogu umetnuti potrebite elektroničke tiskane kartice. Serijska veza je uzastopni prijenos bit-ova jedan po jedan u slijedu i zahtijeva minimalno dvožični vod. Paralelna veza je istovremeni prijenos grupe bit-ova (najčešće 8) kad se svaki pojedini bit grupe prenosi zasebnim vodom (višežilni vod). Odmah se može zaključiti da je komunikacija paralelnom vezom brža od serijske ali je tehnički zahtjevnija. Unatoč navedenom, danas se sve više koristi vrlo brza serijska komunikacija, kojoj osobitost jednostavnosti i velike brzine prijenosa podataka daje prednost u odnosu na paralelnu komunikaciju. Veliku brzinu i jednostavnost serijske komunikacije (USB, FireWire ...) omogućili su moderni elektronički sklopovi. Na načelima brze serijske komunikacije dizajnira se sve više uređaja koje računalo može koristiti. Kako nije moguć prijenos bit-ova u izvornom obliku preko PTT vodova (telefonske veze) za udaljene komunikacije koristi se poseban sklop koji impulse računala pretvara u oblik pogodan za prijenos PTT vodom i obratno, a naziva se MODEM (MODulation - DEModulation = pretvaranje impulsa u analogne signale za telefonski govorni prijenos i obratno). U bliskom okruženju, poslovna zgrada na primjer, mnogo brža komunikacija postiže se preko jednog zajedničkog koaksijalnog ili optičkog kabela, a razmjena podataka kontrolira se posebnim programima pripravljenim za tu svrhu i posebnim karticama koje se umeću u računalo. Tada je riječ o lokalnoj MREŽI računala. Slična konfiguracija na međugradskim i međudržavnim razinama (INTERNET), s računalom povezanim za mrežni poslužitelj preko mrežnih vodova ili modema, nova su dimenzija komunikacije među ljudima koja je sve značajnija i raširenija. Danas se MODEM kao komunikaciski uređaj zamjenjen ADSL uređajima, koji preko svojih podkanala šalju odredištu digitalne signale, bez procesa modulacije, te se ostvarije višestruko brži prijenos. No, navedeno zahtijeva posebne uređaje i učinkovito je na kraće udaljenosti. Pomagalo glede bržeg izbora željenog na temelju odabira sa slike na ekranu naziva se MIŠ (MOUSE), nezamjenjiv uređaj današnjeg osobnog računala. Sadrži dvije do tri tipke na kućištu, a u podnožju je gumena kuglica koja se okreće pomicanjem miša. Rotacija kuglice se preko dva valjčića prenosi u unutrašnji mehanizam miša u kojem senzori pretvaraju okrete u električne impulse koji se šalju računalu kao podaci pokreta. Temeljem primljenih podataka pomiče se POKAZIVAČ miša na monitoru te kad se pokazivač poklopi sa željenim objektom na slici, pritiskom na jednu od tipki miša odrađuje se akcija koja objektu pripada. Tijekom rada na valjčiće se nahvata prljavština te ih povremeno treba čistiti. Novija generacija 'miševa' ne koristi opisani opto-mehanički mehanizam već minijaturnu kameru u podnožju kućišta miša, koja registrira promjene šara podloge i na osnovu toga određuje se smijer pokretanja miša. Jednolične i svijetle podloge (staklo na primjer) nisu pogodne za rad s optičkim mišem. Pandan mišu je kugla - TRACKBALL, filozofija korištenja 'izvrnutog miša', okretanjem kugle nadzire se kretanje pokazivača na ekranu monitora. Tehnologija koju koriste prijenosna računala zasniva se na podlozi osjetljivoj na dodir, a sve su više u uporabi računala kod kojih se upravljanje ostvaruje zaslonom osjetljivim na dodir (TOUCHSCREEN). Glede razbibrige igrača palica (joystick) omogućava kontrolu odvijanja programske potpore - IGARA, a glazbena kartica vodi brigu o tome da upotpuni glazbom, govorom i zvučnim efektima okoliš u kojem se igra odvija. Igre nisu bezazlena programska potpora. Sam naziv asocira na nešto jednostavno, ali u osnovi to su najzahtjevniji programski proizvodi glede potrebnih resursa računala. Razlog tome je vrlo jednostavan, treba generirati upravljivu pokretnu sliku u realnom (stvarnom) vremenu. Složenije od toga su animirani 'crtani' filmovi ili simulacije raznih vrsta, od prikaza hoda prapovijesnih životinja do simulirane vožnje svemirskog broda. TRAJNA (SEKUNDARNA) MEMORIJA ima zadaću da trajno sačuva podatke potrebite za rad računala i korisnika. Danas su memorijski mediji na načelima bušenih traka i kartica i slični samo blijedo sjećanje starijeg naraštaja. Moguće ih je još sresti kod starijih teleprinterskih uređaja, te stoga nadalje neće biti prikazani. Stoga se kao globalna podjela trajnih memorijskih medija prema načinu čuvanja podataka može prihvatiti prema slijedećem: a.) Magnetski memorijski sustavi b.) Optički memorijski sustavi c.) Magnetno-optički memorijski sustavi d.) Poluvodički memorijski sustavi Magnetski mediji za pohranu izrađuju se kao uređaji s trakom i rotirajući diskovni uređaji. Načelo rada zasniva im se na izmjeni smjera magnetiziranja elementarnih magnetskih čestica (domena) u ovisnosti o binarnoj znamenki "0" ili "1". Uređaji s trakom vrlo su slični velikim kolutnim magnetofonima i kasetofonima. Uglavnom se koriste kao pričuvni memorijski sustavi za trajnu pohranu (arhivu) ili za slučaj obnove izgubljenih podataka (REPLIKU). Podaci se spremaju u nizu blokova podataka uzduž trake a u kombinaciji s kompresijom podataka ovi uređaji mogu imati vrlo velike kapacitete po jednoj traci. Kako je broj traka ili kaseta praktički neograničen, kapacitet arhive je proizvoljan. Rotirajući mediji se zbog veće brzine rada koriste kao operativne memorije. Načelo rada rotirajućih medija prikazano je na narednoj slici: Pod kontrolom upravljačkih uređaja (controller) upravlja se položajem magnetskih glava nad rotirajućim diskom i mjestima zapisivanja podataka. Podaci se zapisuju kao grupacije na koncentričnim kružnicama (cilindrima) duž površine diska. Realiziraju se kao sustavi s izmjenjivim savitljivim diskovnim medijem (floppy disk - disketa) i nezamjenjivim krutim diskovnim medijem (hard disk - tvrdi disk). Zbog finije i kompaktnije izrade kapacitet tvrdih diskova uvelike premašuje diskete, ali je zato disketa lako izmjenjiv, prenosiv i nadasve jeftin medij. Osim navedenog tvrdi diskovi realiziraju se kao uređaji s jednom ili više diskovnih ploča, što povećava kapacitet diska, ali povećava i cijenu zbog većeg broja magnetskih glava, složenije upravljačke elektronike i drugih faktora. Od rotirajućih optičkih sustava raširena je uporaba izmjenjivih CD i DVD diskova s mogućnosti samo čitanja (RO - Read Only) ili čitanja i pisanja (RW - Read/Write) koji sadrže vrlo velike količine podataka (preko 500 MB). Rade po načelu očitavanja utiskanih udubina pomoću laserske zrake na mediju koji rotira. Vrlo su popularni glede prodaje programske potpore zbog otežanog kopiranja i predstavljaju vrlo stabilan medij za pohranu podataka. Rašireni su u multimedijskoj ponudi kao sadržaji za igru i glazbu, te informativni katalozi proizvođača opreme i prodavača roba. Na RW diskove može se izvršiti jednokratno ili višekratno upisivanje 'paljenjem' površine medija pomoću laserske zrake, čime se stvara mali mjehur i ostvaruje efekt udubljenja, Daljnja uporaba jednokratnih RW medija je u smislu RO diskova, nema naknadnih promjena sadržaja. Po brzini pristupanja podacima optički uređaji sporiji su od tvrdih diskova. Način označavanja pojedinih vrsta optičkih medija posebna je 'zbrka' za korisnika. Najnoviji uređaji koriste BR medij znatno većeg kapaciteta, ali sličnog načela rada kao opisani. Posebna kategorija medija za pamćenje su kompilacija optičkih i disketnih rotirajućih magnetskih sustava. Naime, laserskim zrakom upravlja se magnetiziranje izmjenjivog medija. Laserski zrak zagrijava pojedine čestice magnetskog medija nanesenog na površinu diska, koji se okreće u magnetskom polju, te po zagrijavanju ostaju magnetizirane. Kako se magnetiziranje vrši na povećanoj temperaturi u odnosu na disketu i nema mehaničkih dijelova koji bi prianjali uz površinu opto-diskete, uređaji su stabilniji glede trajnosti čuvanja podataka. Za sada nema opće raširenog prihvaćenog standarda za uređaje ove vrste. Razvoj poluvodičke tehnologije omogućio je izradu trajne memorije od poluvodičkih elemenata. Trenutno su manjih kapaciteta od koncepcije s rotirajućim magnetskim medijem, ali imaju nemjerljivu prednost u neosjetljivosti na fizičke vibracije i udare kao i na dimenzije što je osobito pogodno za prijenosna računala. Ova koncepcija polako ali sigurno prodire kao rješenje trajne memorije za svakodnevnu uporabu, dok će magnetske trake i optički mediji još neko vrijeme ostati kao nositelji sigurnosnih kopija podataka. Optičkim medijima najveća primjena je u distribuciji glazbenih i video sadržaja. Najpoznatiji proizvođači mikroprocesora su američke tvrtke IBM, INTEL, MOTOROLA i AMD i oni u biti diktiraju standarde na svjetskom tržištu računala. Najpoznatiji Intelovi mikroprocesori su serije s brojčanom oznakom 8086, 80286, 80386, 80486, PENTIUM serija proizvoda i CORE serija proizvoda. Gotovo sva PC računala imaju osnovu na Intelovim mikroprocesorima ili njihovim kopijama i prema njima određuje se tip računala. Motorola je pak poznata po mikroprocesorima 68000, 68020, 68040, a u suradnji s IBM-om po mikroprocesoru PowerPC 603. Firma Digital (više ne postoji) razvila je učinkovit procesor ALPHA, na osnovu kojeg su nove izvedenice AMD procesora. Motoroline mikroprocesore najviše je donedavno koristila tvrtka APPLE-MACINTOSH za svoja osobna računala. Naravno, instrukcije za kontrolu rada navedenih grupa mikroprocesora potpuno su različite što programe na PC računalu čini neizvršivim na Macintosh računalu i obratno. RADNA (PRIMARNA) MEMORIJA omogućava izvršavanje programa ili trenutnu pohranu rezultata njihovog rada. Da bi se program mogao izvršiti on se u radnu memoriju 'prepisuje' iz trajne memorije. To znači kako se mijenjaju zadaće, tako će se mijenjati i učitani programi u radnoj memoriji ili će se mijenjati rezultati rada programa, na primjer povećava se upisani tekst pri kreiranju ove knjige. Dakle, podatak se može upisati na proizvoljno mjesto (lokaciju) u memoriji i vrijeme upisa ili očitavanja podatka uvijek je isto - konstantno, bez obzira na fizičku lokaciju podatka u memoriji, ili lokacije prethodno pročitanog ili upisanog podatka. RAM (Random Access Memory - memorija sa slučajnim pristupom). Isti podatak ne mora se pri ponovnom upisu u memoriju postaviti na istu lokaciju u radnoj memoriji, već na neko drugo trenutno slobodno mjesto. Ovakav pristup podacima nemaju ostale vrste memorije, tipa magnetne trake, tvrdi diskovi i slični. Kod njih vrijeme da se nešto pročita ovisi o više faktora, kao pozicioniranja glave na odgovarajući cilindar ploče diska, čekanja da se ploča diska prilikom okretanja postavi na odgovarajuće mjesto i tako dalje. Dakle, vrijeme potrebno za čitanje ili pisanje podatka kod ovakvih tipova memorija zavisi o fizičkom smještaju podatka u memoriji, te isto tako zavisi o mjestu prethodno pročitanog ili upisanog podatka, što znači da nije konstantno. No postoji mali dio memorije koji je nepromjenjivog sadržaja i kojeg koristi mikroprocesor prilikom uključivanja računala da bi ispravno podesio početne parametre. Taj dio naziva se ROM (Read Only Memory), a programčić kojeg sadrži naziva se BOOTSTRAP (šutnuti čizmom). Pored njega u ROM se smješta i nadzorni program za upravljanje sustavom i njegovim periferijama - BIOS (Basic Input / Output System). Noviji ROM-ovi sadrže i kratke programe za konfiguriranje sustava i zaštitu od virusa. Fizički radna memorija se prepoznaje kao skup integriranih sklopova smještenih na maloj tiskanoj pločici (memorijski modul) s izvodima za ulaganje u utore, nekad kapaciteta 256 kB, 1 MB, 4 MB i 16 MB, a u novije vrijeme 128 MB, 256 MB, 512 MB, 1024 MB i više. Postavlja se u 'banke' s po 2-8 mjesta za umetanje tiskane pločice-modula s memorijskim čipovima. Obično se u računalu nalaze dvije ili više banaka. Da bi računalo ispravno radilo barem jedna banka mora biti popunjena modulima, a poželjno je da pojedine banke imaju sve pripadne im utore popunjene istom vrstom modula. Memorijski resursi ovise o konstrukciji, namijeni računala i programskoj potpori koja se koristi. Današnja tehnologija omogućava ugradnju manjih memorijskih resursa (uobičajeno od 32 kB do 1024 kB pa i više) u sam mikroprocesor ili u upravljačku elektroniku tvrdog diska te se na taj način ubrzava izmjena podataka između pojedinih uređaja računalnog sustava. Te memorije obično se nazivaju CACHE (skrovište - brza prihvatna, skrovita, pričuvna memorija van sastava radne memorije). Za cache, ako ne postoji fizički, može se proglasiti i dio radne memorije. PROŠIRENJA su raznorazni dodaci koji se mogu pridodati računalu glede poboljšanja njegove standardne konfiguracije, a glede izvršavanja specifičnih zadaća. Dakle, sama njihova namjena vrlo je raznolika te će im konstrukcija i programska potpora ovisiti o zadaći. Arhitekta će tako u radu koristiti crtaču ploču - TABLET, ploču s mehanizmom za očitavanje koordinata s nekakvog nacrta, i slanje očitanih podataka preko U / I kanala u računalo. Za korisnika kod kuće, vrlo korisno proširenje je 'skener' - uređaj koji očitava fotografiju ili neki novinski članak i šalje podatke u računalo koje ga preko odgovarajuće programske potpore pretvara ga u digitalnu sliku ili tekst. Kvalitetna programska potpora za prepoznavanje teksta - OCR (Optical Character Recognition), uz to još povezana s lokalnim rječnikom i pravopisom vrlo je skupa, višestruko više od samog uređaja. Naravno, prema navedenom 'skener' spada u grupu ulaznih uređaja vezanih preko U / I kanala. Jedan od sve raširenijih ulaznih uređaja je WEB kamera, koju naravno prati mikrofon. Video komunikacija na daljinu je stvarnost. Vrlo često proširenja se susreću kao zasebne elektroničke kartice koje se umeću u posebne utore s kontaktima u računalu (slot-ove) i mogu predstavljati modem, dodatnu radnu memoriju, multimedijski dodatak, mrežnu karticu ili nešto drugo specifične namjene. SAŽETAK: Najpopularnije računalo opće namjene današnjice je PC. Razvoj tehnologije omogućio je da se po resursima PC može koristiti i za zahtjevnije zadaće od toga, na primjer kao mrežni poslužitelj i više od toga, ovisno o programskoj potpori kojom se koristi. Moderni dizajn mikroprocesora predviđa za manje zahtjevna računala CPU, FPU i GPU objedinjene u istom kućištu i izrađene kao jedinstveni integrirani sklop. Mikroprocesor, zajedno sa pripadnom mu omanjom elektronikom; utori za umetanje kartice upravljača optičkog, disketnog i disk uređaja; utori za grafičku, mrežnu, glazbenu ili neku drugu namjensku karticu; utori banke podataka; ležište za dodatni koprocesor; ROM s BIOS sadržajem (Basic Input / Output System = osnovni ulazno / izlazni sustav za pokretanje i rad računala); razni priključci i premosnici (jumper) za rekonfiguraciju elektroničkih sklopova i ostalo smještaju se na oveću tiskanu ploču nazvanu MATIČNA PLOČA (MAINBOARD = glavna ploča, ponekad i naziv MATHERBOARD = ploča majka). Novija generacija matičnih ploča omogućava automatsko prepoznavanje ugrađenih uređaja ili umetnutih kartica i podešavanje njihovih parametara, PnP tehnologija (Plug aNd Play = umetni i radi), tako da premosnika gotovo i nema. Matična ploča smješta se u kućište zajedno sa disketnim uređajem i tvrdim diskovima, CD / DVD uređajima i drugim mogućim uređajima, izvorom napajanja (ispravljač) i ventilacijskim uređajem, te priključcima na poleđini kućišta. Izvedbe kućišta vrlo su raznolike, od malih kompaktnih za uredska računala (veličine deblje knjige ili leksikona) do čvrstih i vrlo dobro ventiliranih kućišta za poslužitelje teških i do 50 kg (na koje se korisnik može bez straha popeti da dohvati nešto s ormara). Komunikacija korisnika i računala najčešće se odvija preko ulaznog uređaja - tipkovnice, izlaznog uređaj - monitora, i uz ispomoć npr. nenadmašnog 'miša' ili optičkog BAR-CODE čitača za unos šifri artikala i pisača za izdavanje računa ili pisanih dokumenata, ili pak preko nekog specijaliziranog uređaja kao što je monitor s mrežom senzora osjetljivih na dodir. Kad je sve navedeno ispravno povezano iznutra i izvana sa za to predviđenim kablovima dobije se osobni računalni sustav - PC.