How a computer works

To work with a computer is not necessary to understand all the technical details and complex
mechanisms by which computer fulfills its function. However, the understanding of the basic principles of
very useful for every user who wants to look at the possibilities and limitations of today's
computer. We will describe what it is that leads to the computer and its functions are performed. All the elements
on the motherboard are connected to a group of lines that are called highways. Arterial roads
electronic signals vary by motherboard coming to all the elements that are needed. For the sake of
higher-speed highway consists of several parallel lines, so that a larger group of data transmitted
simultaneously. Since all elements use the same bus for transmitting and receiving signals, their
operation is synchronized oscillator which generates regular intervals in tact. Clock signal is
power lines spread across the motherboard and initiate simultaneous execution of periodic
natural action of all parts simultaneously, like a steady movement of blood through the arteries in
throughout the body during heart failure. Stroke ranges from a few dozen to a few hundred
megahertz (1 MHz = one million cycles per second), depending on the technology of the panel.
How is your computer running? The uniform intervals, with the consent of the clock, the microprocessor via
Bus takes a row from one data memory and then executes the next few bars
action that this information is defined. Each of these data is the so-called elementary. Mechanical
instructions, or code which defines any action that the microprocessor can execute. It can
be a requirement to continue reading instructions from elsewhere in memory, collecting data
are on the set of memory and more. There are hundreds of possible instructions, but
they mostly all very elementary, so that the microprocessor can execute them in a few bars.
When finished processing one instruction, the microprocessor processes the next, and so the program is running.
Thousands and millions of these elementary instructions are executed every second, and the policies and
carefully arranged set of instructions called a program.
If the execution of the program was reduced to the interaction of microprocessors and memory practical,
tangible results would be. Here come the card plugged into the motherboard slots. They
have access to the motherboard via a special bus, where we will talk about later.
Cards periodically send a request through the bus or waiting to be activated through it to
received or sent any information. That reflects the content of the video card memory
reserved for storing images in its own memory and the data from it into a video signal which
regular intervals to monitor broadcasts. And other cards or modules on the motherboard
control your external devices so that the ultimate effect of the admission or computer display
signals registered user, all in accordance with the course of the program that is currently being executed and
operating system that oversees the entire operation.
Increasing the clock speed on one console does not mean that the whole computer run faster for the same
relationship, because some parts have their own response time and can not follow each stroke. For example, the slow
or memory card will hold back the whole computer, because other elements have to wait her time
response. On the contrary elements faster and not necessarily to speed up your computer, because other
elements can not catch up. Therefore, it is important that your system is composed of components which by
its characteristics correspond to the common requirements in terms of speed, and they correctly
configured during installation (this should be an expert to do).

Novi BIOS = nova karta

Proizvođači grafičkih karti često pribegavaju osveženju postojećih modela kako bi ih održali u koraku sa konkurencijom. To su obično vrlo malo modifikovane verzije kojima se unapredi memorija i/ili povećaju radni taktovi. Naravno, za one koji već poseduju "stariju" verziju ovo nije ni od kakvog značaja, jer su "zaglavljeni" sa slabijim modelom. Najbolji dokaz za to je Radeon HD 7970 GHz edition, koji je vratio prednost nad efikasnim GTX-om GTX 680. Novi HD7970 je dobio rudimentarni sistem dinamičkog overkloka, koji smo videli kod konkurencije. Koliko god nova implementirana tehnologija nije specijalno razvijena, sa novim specifikacijama se unapređeni Tahiti mnogo bolje pokazao u praksi. Mnogi su se dosetili da probaju da updateuju BIOS nove karte na staru. Naime, ovo je moguće u određenom broju slučajeva, ali morate imati referentnu kartu (ili kartu zasnovanu na tom dizajnu) i memoriju koja ima sposobnost rada na visokih 1500 MHz što efektivno čini 6 GHz. Mnogima se nije previše rizikovalo sa updateom, koji ruši uslove garancije iako je bezazlen, jer svi Tahiti modeli dolaze sa dvostrukim BIOS-om.

Novi HD 7950 za džabe

Kod slabije verzije priča je potpuno drugačija. Ukoliko čitate ovaj tekst, a imate Radeon HD 7950 sa referentnim dizajnom, imate zbog čega da se radujete. Naime, uz malo truda svojoj grafičkoj karti ćete podariti novi život. O čemu se radi? Kompanija AMD je zvanično izdala novi BIOS koji Radeone HD 7950 oplemenjuje novim frekvencijama, naponima, kao i pomenutim sistemom dinamičkog overkloka. Istina, i dalje se radi o istoj grafičkoj karti, ali će uz ove promene korisnici dobiti 5-15 procenata ubrzanja bez ikakvih izdataka. Uz automatski update BIOS-a ćete nakon manje od dva minuta dobiti kartu koja će raditi dosta drugačije. Unapređenje grafičke karte nikad nije bilo slađe, zar ne? Sa referentnih 800 MHz, takt će biti povećan na 850 MHz kada je GPU u pitanju. Možda ne izgleda kao mnogo, ali je stvar u tome da se radi o nominalnoj frekvenciji, dok će uz "PowerTune with Boost" mehanizam ova vrednost moći da se "protegne" sve do visokih 925 MHz u zavisnosti od potreba. Kako ovaj novi BIOS ne utiče na frekvenciju memorije u tom pogledu nema promena, ali u krajnjoj liniji to bi bilo nerealno očekivati. Ne treba zaboraviti da se radi o fizički istoj karti.

U praksi ćete dobiti između 5 i 10 procenata unapređenja, ali dosta zavisi od toga koliko igra odnosno aplikacija koju koristite utiče na maksimizaciju TDP-a karte, jer u slučaju onih manje zahtevnih GPU može jako dugo da radi na svih 925 MHz što je jako bitno za dobitak u performansama. Suštinski, kako se radi o besplatnom osveženju, moramo pohvaliti AMD. Nadamo se da će i ostale kompanije za svoje verzije adaptirati novi BIOS, kako kupci naprednijih modela ne bi na kraju "izvisili".

Napajanja unplugged

Odlučili smo da se u čast 150-godišnjice rođenja najvećeg od nas, Nikole Tesle, pozabavimo kompjuterskim napajanjima i razjasnimo neke detalje Kvartet koji čine kvalitet domaće struje, prirodne nepogode, loš kvalitet napajanja na računaru i nepogodan raspored zvezda, često je uspevao da dovede do neslućenih rezultata – „prosviralo” napajanje i spržene komponente. Jadikovanje uz kletve ili psovanje svega i svačega nikad ne pomaže – rešenje dolazi jedino kupovinom novog napajanja i komponenti. Uglavnom, kupci se do sada nisu ni udubljivali u problem napajanja – napajanja mahom stižu uz kućišta, a dileri uglavnom ne dozvoljavaju otvaranje kućišta dok traje garancija, te kvalitet napajanja za kupca uglavnom ostaje nepoznat. Podaci do kojih se uglavnom dolazi jesu: napajanje proizvođača XXX je od YYY vati i ima garanciju od Z godina. Dakle, da li oko napajanja ima nešto više priče osim toga? Većina korisnika, kada sednu za računar i uključe ga, i ne razmišlja šta je to što „pravi struju” za kompjuter, sem ukoliko im ne smeta brujanje ventilatora. Gledano statistički, cena napajanja je daleko niža od cene bilo koje druge komponente i ne učestvuje u ukupnoj ceni računara više od 5 %, ali je ono uzročnik kvarova u najmanje 30 odsto slučajeva. Ono što je najbitnije, svaka komponenta u kompjuteru zavisi od pravilnog rada napajanja. U osnovi... Napajanje (PSU – Power Supply Unit) je pretvarač koji od naizmenične struje pravi jednosmernu, slično punjaču za mobilne uređaje. Međutim, ono što ga razlikuje od ostalih „adaptera” jesu izlazi na kojima se nalazi više od jednog napona. Bez obzira na to što se na krajevima „pramena žica” četvrtaste kutije nalazi nekoliko vrsta konektora, svaki od njih može da ima nekoliko napona: ±5, ±12 ili +3,3 V. Dakle, napajanje računara prevodi 220 V naizmenične struje „iz utikača” u jednosmernu struju na tri (tačnije rečeno pet) naponska nivoa. Ono što se vidi sa zadnje strane kućišta, a deo je napajanja, jesu ulaz za kabl od kućne utičnice i prorez za ventilator napajanja. Obično su tu i dva prekidača: za izbor ulaznog napona (110 ili 220 V naizmenične struje) i za prekidanje ulaznog napona. Danas je u upotrebi ATX napajanje, koje je dobilo ime po ATX kućištu. Tehnički dizajn i jedne i druge komponente proizilazi iz Intelove evolucije AT (Baby AT) kućišta s početka 90-tih, čiju je reviziju 2.2 Intel predstavio 2004. godine. Nalepnica I same oznake na napajanju su zbunjujuće za većinu kupaca. Pored raznih upozorenja, najvidljivija oznaka, koja se redovno nalazi u odeljku za objašnjenje ulazne naizmenične struje (AC), jeste upravo ona cifra koja se saopštava kupcu kao podatak „od koliko vati je napajanje”. Međutim, ta efektivna snaga je samo približna cifra, služi u marketinške svrhe i uopšte je nebitna u praktičnoj primeni. Proizvođači pravu snagu daju u okviru tabele u delu za jednosmernu struju (DC). U njoj su ispisani svi naponski nivoi, maksimalna struja na svakom nivou, a ispod toga su podaci o snazi. Pošto komponente u računaru uglavnom koriste kombinaciju napona, što se i vidi po priključcima, proizvođači u tabeli daju podatke o maksimalnoj kombinovanoj snazi. (Vidi se da to nije prost zbir snaga po priključcima!) U našem primeru nalazi se podatak o kombinovanoj snazi naponskih nivoa od +5 i +3,3 V. Na kraju, svi prozvođači daju maksimalnu kombinovanu snagu (u našem slučaju 340 W) na „+” naponskim nivoima, i ova veličina pokazuje pravu maksimalnu snagu koja se može omogućiti komponentama u računaru. Razlika od 10 W između maksimalne snage i maksimalne kombinovane snage otpada na stalni naponski nivo +5 VSB. Pošto je i struja limitirana, može se lako doći do zaključka da napajanja od 300 W imaju maksimalno dozvoljenu struju na naponskom nivou od +5V oko 25 odsto manju, a na liniji +12V oko 15 odsto manju nego napajanja od 400 W. Najvažniji +12V Revizija ATX standarda uključila je promenu ATX Power priključka za matičnu ploču, koji je sa 20 pinova „porastao” na 24 pina. Ovo je posledica pojave PCI Express magistrale i grafičkih kartica koje zahtevaju više snage nego što je stari AGP port predviđen da pruži. AGP je imao granicu od 40 W, a novije PCI-E grafičke kartice troše i do 70 W. Novo napajanje sa 24-pinskim priključkom za ploču naziva se ATX12V. Naravno, pored grafičkih kartica, potrošnja samog procesora sa svakim novim modelom raste. Pošto i CPU koristi naponski nivo +12V, dizajneri su lako mogli da „povećaju” jednosmernu struju na ovoj grani, time i snagu, kako bi zadovoljili i procesor. Međutim, po standardu za sigurnost EN 60950, maksimalna (tzv. prividna) snaga na kontaktima koje dodiruje korisnik (svi izlazni priključci napajanja) ne može da bude veća od 240 VA, nije bilo moguće ovo rešenje, pa su dizajneri pribegli uvođenju druge grane sa naponskim nivoom od +12V koji se vidi i na našem primeru nalepnice. Tako se došlo do toga da napajanje proizvodi dva naponska nivoa od +12 V. Šta je unutra? Osim spolja vidljivih komponenti, delovi napajanja nisu toliko bitni za objašnjenje jer se razlikuju od modela do modela. I ne samo to, čak ni napredniji korisnici računara ne „ulaze unutra”, a jedini ozbiljniji zahvat koji rade na napajanju jeste čišćenje ventilatora od prašine. Pomenućemo samo jednu stvar koju bi trtebalo da ima na umu prosečan korisnik. Ono što se kod svih modela nalazi unutra jeste topljivi osigurač deklarisan na 250 V, koji će prekinuti dovod naizmenične struje ukoliko napon skoči preko te veličine. Na primer, ukoliko udar groma dođe preko napajanja, ovaj osigurač će se istopiti i time uspeti da spase komponente u računaru. Međutim, udar groma često dolazi i preko telefonske linije, tako da ovo nikako ne predstavlja sigurnu zaštitu. Napajanje u kompjuteru često nazivaju i prekidačkim („switching power supply”). To je zbog toga što se princip pretvaranja naizmenične struje u jednosmernu zasniva na internom kontrolnom kolu koje brzo uključuje i isključuje ulaznu struju, što omogućava i preciznu stabilizaciju izlaznog napona. Peglanje Kada pritisnete dugme za uključenje računara, potrebno je neko vreme da napajanje počne da proizvodi stabilne napone za komponente u kompjuteru – otprilike, nešto manje od sekunde. Kako se kompjuter ne bi startovao prerano, baš u tom deliću sekunde, napajanje šalje signal Power OK matičnoj ploči da se stabilizovao, da su naponi i snaga u redu i da kompjuter može da krene sa butovanjem. Ukoliko ne primi taj signal, ploča i ceo kompjuter neće da se startuju. Još jedna bitna osobina napajanja jeste ispravljanje napona u toku rada. Naizmenični napon iz utičnice često je „prljav” – sadrži takozvane pikove (nagli skok ili pad napona veoma kratkog trajanja, mnogo kraće od sekunde), koje napajanje u toku pretvaranja naizmenične u jednosmernu pokušava da „ispegla”. Zato je sve vreme prisutan signal Power OK, koji se u toku rada kreće u rasponu od 2,5 V do 6 V. Ukoliko iz nekog razloga „ispeglani i prečišćeni” jednosmerni napon nije u redu, ovaj signal izađe izvan pomenutih granica, čime napajanje govori matičnoj ploči da resetuje procesor. Razlozi koji dovode do ovoga su nestanci struje, preniski naponi i strujni udari. Međutim, razgovor između napajanja i matične ploče mnogo je bogatiji, za šta je zaslužan sistem Soft Power . Soft Power Umesto prekidača na dovodu naizmenične struje, kao što je bilo kod (pra)starih AT napajanja, sistem se „pali” signalom sa matične ploče govoreći napajanju šta da radi. Naravno, samoj ploči se može narediti kakav signal da pošalje napajanju, što dozvoljava operativnom sistemu isključi ceo PC ili da uključi kompjuter pritiskom tastera na tastaturi. Upravo ova razmena signala nazvana je Soft Power, a signal koji kontroliše napajanje je nazvan Power On. Ali, kako ploča može da „govori” napajanju da se uključi, kada je i sama ploča isključena jer nema struju iz ugašenog napajanja? Ovaj naizgled trivijalni problem rešen je drugim Soft Power signalom poznatim kao +5V Standby. Ovaj signal je strujno nezavisan od ostalih naponskih nivoa i uvek je prisutan ukoliko nije prekinut dovod naizmenične struje do napajanja (na većini novih napajanja postoji otpozadi i prekidač koji isključuje dovod struje iz utičnice). Dakle, iako su sve grane napajanja „pogašene”, na samoj ploči novijeg datuma može se videti svetleći indikator (najčešće crven ili zelen) koji obaveštava da je postoji +5V Standby. Mala količina struje na ovom vodu omogućava ploči da kontroliše napajanje kada je sve naizgled isključeno. Naravno, prisustvo ovog napona omogućuje i druge aktivnosti: „buđenje” kompjutera iz sleep moda, pa čak i „buđenje” računara preko modema (Wake on Ring) ili mrežne kartice (Wake on LAN). Većina novih napajanja koristi dodatne signale za razne druge funkcije podržane na pločama. Prvi od njih je +3.3V Sense. Ovaj signal se koristi da detektuje da li je naponski nivo od +3,3 V obezbeđen za matičnu ploču. To omogućava da napajanje „fino podesi” taj naponski nivo u slučaju prekomernog pada napona između napajanja i komponenti koje koriste +3,3 V. Drugi signal je Fan Control koji omogućava ploči (a preko nje i korisniku) da kontroliše brzinu ventilatora u napajanju. Kada je voltaža na ovom signalu manja od 1 V, ventilator se isključuje. Kako se taj napon podiže (raste), ventilator se vrti brže. Kada je preko 10,5 V, ventilator radi punom brzinom. Razlozi za ovo su brojni – ušteda struje i smanjenje buke gašenjem i kontrolisanjem broja obrtaja ventilatora. Srodno ovom signalu, postoji i signal Fan Monitor. Preko ovog signala se prati brzina ventilatora i uzbunjuje korisnik ukoliko se nešto neočekivano desi ventilatoru. Ovako se, pored mogućih kvarova, prati i buka koju proizvodi ventilator – smanjenjem brzine obrtaja ventilatora smanjuje se i buka. • • • Današnji kupac se odlučuje za kupovinu novog napajanja u većini slučajeva samo ako mu je staro, koje je došlo uz kućište, „crklo”. I u većini slučajeva, sledi kupovina po preporuci. „Ja sam čuo da su XXX-ova napajanja odlična”, „Ne kupuj to, YYY ima najbolja napajanja, provereno” i slične rečenice su za zbunjenog kupca, sa novčanikom u jednoj i „crkotinom od napajanja” u drugoj ruci, presudne. Zato ćemo u narednim brojevima mi da razrešimo dilemu – proverićemo da li su napajanja XXX bolja od napajanja YYY... Dušan STOJIČEVIĆ Konektor Naziv Namena (klik za uvećanje: JPG, 11 KB) berg, 4-pinski uglavnom za floppy drajvove (klik za uvećanje: JPG, 18 KB) molex, standardni, 4-pinski za skoro sve drajvove (klik za uvećanje: JPG, 15 KB) molex ATX power priključak, 20-pinski za napajanje ploče (klik za uvećanje: JPG, 6 KB) molex P4 12 V power priključak, 4-pinski specijalni dodatak za napajanje P4 matičnih ploča (klik za uvećanje: JPG, 8 KB) AUX priključak, 6-pinski ima +5 V i dva od +3,3 V Naponski nivo Namena Dozv. odstupanje Maks. Min. +12 V Za motore hard disk(ov)a, ventilatore i druge rashladne uređaje, ide do slotova matične ploče za pojedine kartice. Naravno, drajvovi se preko molexa direktno napajaju ± 5 % +12,60 V +11,40 V +5 V Za matičnu ploču, starije procesore (direktno ili indirektno) i za većinu ostalih komponenti sistema ± 5 % + 5,25 V + 4,75 V +3,3 V Nivo koji je stigao sa ATX napajanjima i služi za napajanje procesora ± 5 % +3,47 V +3,14 V -5 V Prvi PC računari su koristili ovaj nivo za floppy kontrolere i druge ISA kartice. Ima ga u vrlo maloj količini (struja ispod 1 A), zbog kompatibilnosti sa starijim hardverom ± 10 % -5,5 V -4,5 V -12 V Koristi se za neke serijske portove u čijim kolima je potrebno prisustvo +12 V i -12 V. Isto sa starijih računara zadržan zbog kompatibilnosti sa starijim hardverom ± 10 % -13,2 V -10,8 V 0 V Uzemljenje računara - - -

Procesor

Procesor ( mikroprocesor, µP ili uP ) je elektronska komponenta napravljena od minijaturnih tranzistora na jednom čipu (poluprovodničkom integralnom sklopu). Centralni procesor je srce svakog računara, iako centralni procesor (CPU) nije jedini procesor, njega imaju grafička kartica (GPU),zvučna kartica i mnogi drugi delovi, ali pod imenom procesor najčešće se misli na centralni procesor (CPU).

Svaki procesor spolja izgleda veoma jednostavno, no on je u svojoj unutrašnjosti jako kompleksan, jer se radi o stotinama miliona tranzistora koji su smešteni u jednom čipu. Prvi put takvo nešto je uspelo 1971. kada je napravljen prvi procesor Intel 4004, koji doduše mogao samo sabirati i oduzimati, ali su naučnici po prvi put uspeli da u jedan čip smeste silna integrisana kola i tranzistore, što je dalo poticaj za daljnji razvoj procesora koji su tim napretkom počeli da troše mnogo manje el.energije.

Procesor obrađuje i izvršava mašinski kod (binarni) koji mu govori šta da procesor radi. Jedini razumljivi jezik procesoru je asemblerski jezik. CPU radi tri osnovne stvari:

• Pomoću ALU (eng.Arithmetic/Logic Unit) procesor je u mogućnosti da izvodi osnovne matematičke operacije (sabiranje, oduzimanje, množenje i dijeljenje). Moderni procesori su u mogućnosti da obavljaju i jako komplikovane operacije.
• Procesor prebacuje podatke s jednog memorijskog mesta na drugi
• Shodno naredbama, procesor može skočiti na novi set instrukcija

Na slici je pokazan najjednostavniji mogući procesor gde je moguće objasniti principe rada procesora iako se radi o veoma softificiranom delu računara (ako ne i najkomplikvaniji). Glavni delovi procesora su:

• Artimetričko logička jedinica (ALU)

Deo zadužen za sve matematičke kalkulacije

• Registri

Registri su jednostavne flip-flop zakačke, na slici ih imamo 3, no moderni procesori ih imaju mnogo više.

• Program counter

Dio zadužen, doslovno, za brojanje, shodno naredbi on povečava vrijednost za 1, ili je resetira na 0.

• Intrukcijski registar i dekoder

Delovi koji kontrolišu sve ostale delove procesora

Posle obrade podataka, adresna sabirnica šalje adresu memoriji, dok se kroz ulaz i izlaz dobivaju podaci iz memorije, odnosno šalju. Čitanje i pisanje se odnosi na adresiranu memoriju, tj. kada je procesor želi, reset postavlja program counter na 0.

Procesor radi u tesnoj saradnji sa RAM memorijom, ustvari procesor adresira svaki podatak koji ide na memoriju. RAM memorija je veoma brza, i svi podaci u njoj su brzo dostupni, stoga je bitno imati što više RAM memorije jer CPU onda može adresirati mnogo više podataka.

Proizvođači PC procesora 

• Intel prvobitni proizvođač
• AMD prvobitni proizvođač na zahtjev IBM
• Via je proizvođač VIA Nano procesora
• Transmeta je proizvodila procesore za laptop kompjutere
• Cyrix kompanija je sada u vlasništvu od VIA
• Centaur Technology je sada u vlasništvu od VIA
• NexGen je sada u vlasništvu AMD
• NEC je prestao s proizvodnjom procesora početkom devedesetih

Grafička karta

Grafička karta, video karta, grafički adapter ili grafički akcelerator je komponenta računara namenjena za obradu i prikaz vizuelnih podataka na odgovarajućim izlaznim uređajima, npr. na monitoru. Pored ovoga se može koristiti i za obradu negrafičkih podataka dok je u skorije vreme primetan trend da se na grafičke karte prebacuju poslovi koji su tradicionalno pripadali centralnim procesorima. Moderne grafičke karte osim ove osnovne funkcije takođe na sebe preuzimaju brojne poslove sa polja računarske grafike, čime od njih rasterećuju ostatak sistema. Iako se grafičke karte mogu naći u integrisanom obliku u sklopu matične ploče, u zadnje vreme se u većini slučajeva javljaju kao posebna komponenta, poseban sistem koji ima čitav niz podsistema. Za razliku od integrisanih grafičkih karti koje imaju mali kapacitet sopstvene memorije i obično koriste sistemsku memoriju, nove grafičke karte poseduju sopstvenu memoriju koja se koristi samo za grafiku, i koja je posebno modifikovana. Skoro sve matične ploče imaju opciju isključivanja integrisane grafičke karte i mogućnost da na sebi prime modernu grafičku kartu sa vrlo visokim performansama preko AGP, PCI i PCI-E magistrala.

Istorija

Prve grafičke karte konstruisane su 1995. godine od strane kompanija Matox, Creative, S3 i ATI i one su bile u stanju da proizvedu 3D prikaz. Zatim je 1997. godine kompanija 3dfx izdala novi grafički čip Voodoo koji je bio u stanju da proizvede i neke 3D efekte. Ubrzo je izbačen i Voodoo 2 koji je uslovio pojavu jačih čipova kao što su TNT i TNT 2 od strane Nvidie. Kompanija Intel, shvativši u kom će pravcu da krene razvoj grafičkih karti, počinje da radi na unapređivanju načina konekcije grafičke karte sa matičnom pločom, čiji je rezultat bio pojava magistrale AGP, čime se definitivno povukla crta između grafičkog procesora i centralnog procesora samog računara. Od 1999. godine primat u proizvodnji i prestiž preuzima Nvidia, koja počinje da radi na unapređenju 3D algoritama i DDR tehnologiji, čime se kapacitet memorije grafičke karte skoro udesetostručio, sa 32 na 128 megabajta.

Komponente

Moderna grafička karta sastoji se od ploče na kojoj se nalaze sledeće komponente:

Графички процесор марке АТИ (AMD)

Grafički procesor ili grafička procesorska jedinica (GPU) je procesor specijalno namenjen i optimizovan da proizvodi grafičke elemente. Ovaj procesor je specijalizovan da vrši kalkulacije u pokretnom zarezu, što je od fundamentalnog značaja za 3D grafičko renderovanje i 2D slikovno crtanje. Osnovni atributi grafičkog procesora su frekvencija jezgra koja varira od 250Mhz do 4Ghz, i broja cevovoda ili tzv. šedera, koji prevode 3D prikaz okarakterisan temenima i linijama u 2D prikaz formiranpikselima. Moderne grafičke karte su opremljene snažnim grafičkim procesorima koji brojem tranzistora nadmašuju glavne procesore, to znači da su grafički procesori svojom procesorskom snagom jači u pojedinim operacijama.

BIOS, odnosno, Video BIOS, sadrži osnovni program koji je obično skriven, koji upravlja operacijama grafičke karte i koji daje instrukcije koje dozvoljavaju hardveru i softveru da komuniciraju sa grafičkom kartom. Obično sadrži informacije vezane za pravovremenost rada memorije, operativnu brzinu i voltažu grafičkog procesora, kao i mnoge druge informacije. U nekim slučajevima je moguće promeniti ove informacije ali to se radi najčešće prilikom overklokovanja procesora i/ili memorije, što se ne preporučuje od strane proizvođača jer može doći do oštećenja na samoj kartici.

Video memorija kod većine savremenih grafičkih karti varira od 128MB do 4GB. Kako video memoriji istovremeno moraju imati pristup i grafički procesor i prikazno kolo, često se koristi specijalna ekspresna ili višeportna memorija, kao što su VRAM,WRAM, SGRAM itd. Od 2003. godine video memorija se tipično bazira na DDR tehnologiji. U godinama koje su usledile proizvođači su prelazili redom na DDR2, DDR3, DDR4 i GDDR5. Brzina memorije na savremenim grafičkim kartama varira od 400Mhz do 3.8Ghz.

RAMDAC (Random Access Memory Digital-to-Analog Converter) pretvara digitalne signale u analogne signale za potrebe monitora koji koriste analogni ulaz, kao npr. CRT monitori. RAMDAC je vrsta RAM čipa koji regučiše funkcionalnost grafičke karte u smislu da podržava različite vrednosti tempa osvežavanja na CRT monitorima, za koje je optimalan broj od 75Hz. Ipak, svi savremeni LCD monitori, Plazma monitori i Televizori rade na digitalnim signalima i ne zahtevaju RAMDAC.

HARD DISK

Jedna od stvari koje intrigiraju sve korisnike računara koji bi da se upoznaju s iznutricama svog elektronskog mezimca jeste parče hardvera poznatije kao hard disk. Mnogima od nas je više puta pala na pamet ideja da otvorimo ovakav uređaj i vidimo šta se nalazi unutra, međutim, za ovo je potrebno da imamo primerak pokvarenog hard diska, kao i, za kućne uslove prilično nestandardan, set „torx” šrafcigera.

Pošto se sadržaj hard diska ne gubi prilikom njegovog gašenja, a podacima u njemu se ne može direktno pristupiti i hard disk spada u sekundarne memorijske uređaje, kao i zbog toga što je kapacitet hard diska mnogo veći od kapaciteta primarne memorije (RAM), hard disk spada u masovne memorijske uređaje.

Iako je koncept rada hard diska star oko 50 godina, moderni hard diskovi se dosta razlikuju od svojih predaka. Smanjivanje dimenzija uređaja, kao i povećanje performansi najosetnije su razlike, a da bi bile omogućene, u hard diskove su konstantno implementirane najnovije tehnologije i materijali.
Moderni hard diskovi se ne razlikuju bitno u pogledu delova koji ih sačinjavaju. Gledano spolja, na prosečnom hard disku se najpre uočava štampana ploča na kojoj su smeštene komponente koje upravljaju radom uređaja i obezbeđuju stabilno napajanje svih mehaničkih i elektronskih komponenti. Na ovoj ploči se nalaze stabilizatori napona, kontroler, ROM u koji je smešten firmver (firmware) i RAM koji se koristi za keširanje podataka. ROM hard diska je posebno značajan zato što pored firmvera sadrži i takozvane „adaptive”, podatke koji su različiti za svaki pojedinačni hard disk, a koji omogućavaju da „baš ta glava radi baš sa tim motorom i baš tim pločama”.

Po otvaranju hard diska, prvo što upada u oči jesu ploče na kojima se smeštaju podaci. U početku su ploče u potpunosti bile izrađene od feromagnetnog materijala i njihov prečnik je iznosio i do jednog metra, dok je njihov kapacitet bio izuzetno mali u poređenju s današnjim pločama. Moderni hard diskovi koriste ploče koje su najčešće izrađene od neke vrste plastike i presvučene slojem feromagnetnog materijala. Pri izradi ploča se posebno obraća pažnja na njihov oblik: pored toga što moraju biti izbalansirane kako ne bi unosile horizontalne vibracije u uređaj, tolerancija neravnina na površini je veoma mala.

Nekada davno, glave koje služe za čitanje i upisivanje podataka dodirivale su ploču. Kako bi se izbeglo trenje i štetno habanje ploča, na modernijim hard diskovima glave ne dodiruju ploče, već se nalaze na jako malom rastojanju od površine ploča. Posledica neravnina na pločama jeste variranje ovog rastojanja, što utiče na kvalitet čitanja i pisanja, a u ekstremnim slučajevima može izazvati i tzv. head crash, to jest sudaranje glava s pločom i njihovo oštećenje.

Za pokretanje ploča se koristi poseban motor na čiju su osovinu ravnomerno naslagane ploče. Ovi motori moraju da budu veoma izdržljivi, kako po pitanju velikog broja radnih sati tako i po velikom broju start/stop ciklusa (uključivanje i isključivanje hard diska). Njihova druga bitna osobina jeste stabilnost ugaone brzine. Kako bi se brzina kojom motor rotira ploče održala konstantnom, motor u svakom današnjem hard disku sadrži i poseban servo sistem pomoću kojeg može da koriguje svoj rad.

Takođe, kada su motori za rotiranje ploča u pitanju, veliki problem koji se javio poslednjih godina jeste buka koju proizvode. Ova buka potiče od ležaja u koji je usađen rotor motora (osovina na kojoj su ploče). Kako bi se smanjila buka, ovi ležajevi su evoluirali od običnog rukavca (sleeve), preko kugličnog ležaja (ball bearing), do najsavremenije varijante koja se oslanja na viskoznost tečnosti (fluid dynamic bearing).

Drugi deo hard diska koji po otvaranju upada u oči jeste ruka na kojoj se nalaze glave za čitanje i pisanje, kao i motor koji je pokreće. U prvim hard diskovima motor koji je pokretao glave bio je koračni (step, stepper) motor. Ovaj motor može da se pokreće samo u koracima određene dužine (npr. 1°) i može se zadržati u određenom položaju. Na modernim hard diskovima ruka i motor predstavljaju jedan mehanizam koji se zove Voice Coil Actuator (VCA). VCA funkcioniše po istom principu kao i zvučnici. Kroz kalem koji se nalazi u jakom magnetnom polju propušta se struja što izaziva njegovo kretanje. Ovi motori se mogu proizvoljno kretati (a ne u koracima) i zadržavanje istog položaja je komplikovanije. Razlog za prelazak s koračnih motora na VCA leži u činjenici da se predmeti na toploti šire, dok se na hladnoći skupljaju. Zbog ovoga je neophodno postojanje sistema pomoću kojeg se položaj glave može korigovati, što je mnogo jednostavnije izvesti sa VCA motorima.

Glave hard diska su izrađene na silicijumskim pločicama, izuzetno su malih dimenzija i osetljive su na oštećenja i prašinu. Poređenja radi, ukoliko bi glava hard diska bila veličine glave Silvestera Stalonea, prosečno zrno prašine bi bilo veličine pesnice Dolfa Lungrena, dok bi efekat sudara glave sa zrnom prašine imao isti efekat kao udarac Dolfove pesnice u Staloneovu glavu u jednom od filmova iz „Roki” serijala. Glave su sa rukom koja ih pokreće povezane preko klizača (slider). Klizači održavaju rastojanje između glave i ploča, a, takođe, u normalnim uslovima sprečavaju da glave padnu na ploče i tako se oštete.

Od neuglednijih elemenata, pored elektronike koja ide uz glave i motor, tu je jedino sistem za zabravljivanje glave kada je parkirana, to jest kada je hard disk isključen. Pri isključenju hard diska, glave se „parkiraju” odnosno pomeraju na poseban deo ploča na kom se ne skladište podaci. Ova oblast na pločama se naziva zona sletanja (landing zone) i kod većine hard diskova se nalazi odmah pored osovine motora. Kod nekih modela se nalazi na rubu ploča, dok pojedini IBM-ovi i Hitachijevi hard diskovi svoje glave premeštaju sa ploča na posebne površine. Po premeštanju, proces parkiranja glava završava se zabravljivanjem kako bi se sprečilo njihovo nekontrolisano pomeranje. Kao brava se najčešće koristi magnet, dok se kod nekih diskova koristi poseban elektromagnet koji je u toku rada isključen.

Geometrija

Pod geometrijom hard diska se podrazumeva fizička organizacija prostora koji služi za smeštanje podataka. Geometrija hard diska se određuje u fabrici, procesom poznatijim kao formatiranje niskog nivoa (low level format, LLF). Svaka ploča na kojoj se smeštaju podaci deli se na staze (track). Po obliku, jedna staza je kružnica i predstavlja deo ploče koji glava može pročitati bez pomeranja. Svaka staza je izdeljena na sektore. U sektorima se čuvaju podaci. Veličina sektora se izražava u bajtovima i u tom pogledu su svi sektori jednaki. Podacima se može pristupiti tako što se zadaju redni broj staze i redni broj sektora u kojima se nalaze. Treba pomenuti da je sektor ujedno i najmanja količina podataka koju hard disk može zasebno da pročita odnosno upiše.

Pošto prosečan hard disk ima najmanje jednu ploču sa dve strane koje se koriste za smeštanje podataka, za određivanje pozicije se koristi tzv. CHS adresa. CHS (Cylinder, Head, Sector) adresa se sastoji od rednog broja cilindra, rednog broja glave i rednog broja sektora kojem treba pristupiti. Cilindar predstavlja skup staza koje su podjednako udaljene od centra ploče. Kako bi se znalo o kojoj površini se radi, koristi se i redni broj glave.

Do pre otprilike 15 godina, hard diskovi su koristili jednostavnu geometriju koja je podrazumevala da sve staze imaju jednak broj sektora. Posledica ovoga je bilo neefikasno iskorišćenje fizičkog prostora na obodu ploča jer su sektori u stazama bližim rubu ploče bili znatno veći od sektora u stazama bližim centru. Zbog toga je uveden koncept zonskog snimanja (zone bit recording). Naime, najefikasnije iskorišćenje fizičkog prostora bilo bi moguće ukoliko bi svaka staza imala odgovarajući broj sektora primeren njenoj dužini. Pošto bi ovaj metod znatno iskomplikovao način pristupa podacima, primenjeno je jednostavnije rešenje. Trake su grupisane u zone. Zona predstavlja skup staza koje imaju jednak broj sektora. Ovim je postignuto da staze pri rubu ploče imaju više sektora od staza na sredini i pri centru ploče, a ujedno je zadržana i jednostavnost pristupa. Kod modernih hard diskova staze su podeljene najviše na pet zona.

Adresiranje

Kako bi hard disk znao gde treba da piše odnosno odakle treba da čita, od računara mora dobiti adresu sektora. Današnji kontroleri, bez obzira na to da li su izrađeni po IDE/ATA ili SCSI standardu, koriste način adresiranja poznatiji kao LBA (Logical Block Addressing) koji potpuno ignoriše geometriju hard diska. Naime, svaki sektor ima svoj redni broj i podacima se pristupa zadavanjem rednog broja sektora u koji podatak treba da se upiše odnosno iz kojeg treba da se pročita. SCSI (Small Computer System Interface) kontroleri odavno koriste ovaj metod, ali je kod IDE/ATA (Integrated Device Electronics/AT Attachment) kontrolera adresiranje svojevremeno bilo veliki problem.

Sve je bilo u redu dok su hard diskovi koristili jednostavnu geometriju. U BIOS računara se upisivao broj cilindara, glava i sektora po stazi i adresa je imala oblik koji se zove CHS (Cylinder, Head, Sector). Cilindar je skup staza na svim pločama koje se nalaze na istom odstojanju od osovine hard diska, dok je broj glava zavisio od broja ploča, tačnije od broja površina na pločama koje su se koristile za smeštanje. Kada je zonska geometrija ušla u primenu, bilo je nezgodno zadavati i broj zone kao deo adrese. Zbog ovoga su BIOS-u računara podmetani lažni podaci o broju cilindara, glava i sektora po stazi. Na ovaj način je prevaziđen problem adresiranja u zonskoj geometriji jer je proizvod lažnih vrednosti odgovarao realnom broju sektora, dok je hard disk određivao stvarnu adresu. Primenom LBA adresiranja u IDE/ATA kontrolerima ovo komplikovano prevođenje adresa je prevaziđeno. Takođe, LBA adresiranje je omogućilo lakše povećanje dozvoljenog kapaciteta diska, što je u više navrata bio problem s IDE/ATA kontrolerima.

Kapacitet i sadržaj

Dva parametra koji se vezuju za hard diskove i iz kojih potiču njihove male dimenzije i veliki kapaciteti jesu gustina pakovanja staza i bitska gustina. Gustina pakovanja staza predstavlja broj staza koje se nalaze na jednom inču poluprečnika hard diska. Bitska gustina ukazuje na broj bitova koji se mogu smestiti na jedan inč staze. Ove dve veličine se često izražavaju kombinovano kao broj bita po kvadratnom inču, a trenutno važeći rekord je 100 gigabita po kvadratnom inču. Ova zaista velika cifra postala je moguća ne samo zahvaljujući korišćenju boljih magnetnih materijala i preciznijim VCA motorima, već i boljim načinima zapisivanja i čitanja podataka. Pošto se bitovi na hard disku predstavljaju orijentacijom magneta, posledica povećavanja gustine jeste mešanje magnetnih polja susednih bitova. Kako bi se omogućilo ispravno čitanje, razvijene su posebne metode kodiranja podataka (digitalna modulacija), kao i dekodiranja. Neke od ovih metoda su FM (frekventna modulacija), MFM (modifikovani FM), RLL (run length limited), PRML (partial response, maximum likelyhood) i najmodernija, EPRLM (extended PRML). Ovo je vezano za digitalnu obradu signala i prevazilazi obim ovog teksta, ali se na Internetu može naći mnogo resursa koji detaljno objašnjavaju ove postupke.

Kada se govori o kapacitetu hard diska, obično se misli na količinu prostora koja se može iskoristiti za smeštanje korisničkih podataka. U stvarnosti, kapacitet hard diska je mnogo veći. Pored korisničkih podataka, na hard disku se čuva mnogo drugih podataka koje korisnik ne vidi, a koji su neophodni za ispravno funkcionisanje uređaja. U njih spadaju servo podaci, zaglavlja staza i sektora, kao i kodovi za korekciju grešaka (Error Correction Codes). Korisniku su, naravno, najbitniji njegovi podaci. Međutim, sa stanovišta hard diska, korisnički podaci nemaju neku preteranu upotrebnu vrednost. Kao što smo ranije rekli, geometrija hard diska određuje se prilikom formatiranja niskog nivoa i tom prilikom se u staze i sektore upisuju zaglavlja koja sadrže identifikacione podatke (redni broj) i podatke o statusu (ispravnost), zatim sinhronizacioni podaci koji označavaju početak i kraj staza i sektora, kao i delova sektora koji sadrže podatke. Takođe se definišu i razmaci između sektora i staza.

Posebni podaci koji se fabrički upisuju na hard disk jesu servo podaci. Usled termičkog širenja ploča i feromagnetnog materijala, staze se ne nalaze uvek na istom odstojanju od centra ploče. Zbog ovoga je neophodno obezbediti sistem korekcije položaja VCA motora. Ovo se radi putem servo podataka. U fabrikama se na ploče pomoću posebnih servo pisača (servo writer) na diskove upisuju servo podaci, to jest markeri na osnovu kojih se određuje kako treba korigovati položaj glave da bi podatak bio upisan na pravo mesto i kasnije efikasno pročitan.

U zavisnosti od načina smeštanja servo podataka, postoje dva sistema. Prvi sistem koristi površinu jedne ploče isključivo za servo podatke i jednu glavu isključivo za čitanje servo podataka. Ovaj sistem se naziva posvećeni servo (dedicated servo) i nije naročito efikasan. Pre svega, jedna površina se koristi isključivo za servo podatke i ne može se koristiti za smeštanje servo podataka, što hard disk čini skupljim. Pored toga, ovaj sistem podrazumeva da su sve glave u istom položaju na ruci koja ih drži, što ne mora biti slučaj. Drugi sistem se zove ugrađeni servo (embedded servo) i u njemu se servo podaci nalaze u okviru samih sektora. Ovaj sistem je mnogo efikasniji i koristi ga velika većina modernih hard diskova.

Poslednji, ali ne i najmanje važni pomoćni podaci koji se nalaze na hard disku jesu kodovi za otkrivanje i korekciju grešaka (Error Correction Codes). Prilikom upisa korisničkih podataka u sektor, hard disk izračunava ECC kôd koji se upisuje na hard disk iza podatka. Prilikom čitanja, iz pročitanog podatka se ponovo računa ECC i poredi s onim koji je upisan na disku; ukoliko se poklapaju, čitanje je uspešno obavljeno, a ukoliko se ne poklapaju, čitanje se ponavlja i ako nekoliko puta ne bude uspešno, disk smatra da je došlo do greške u čitanju. Kao ECC kodovi se koriste Rid-Solomonovi kodovi (Reed-Solomon) o kojima se više informacija može pronaći na Internetu.

Priprema za rad

Nakon formatiranja niskog nivoa, hard disk još uvek nije spreman za rad. Na hard disku se nalazi posebna oblast koja se naziva Master Boot Record. U MBR-u se može naći program koji podiže operativni sistem (boot-strap loader), ali obavezni deo MBR-a je particiona tabela. Disk je moguće izdeliti na više delova koji se nazivaju particije. Razlog za ovo je efikasnija raspodela prostora, a cilj je jednostavnije održavanje celog sistema. Deljenje diska na particije je i dan-danas predmet žestokih rasprava među korisnicima, ali hard disk mora imati najmanje jednu particiju koja može biti veličine celog hard diska.

Nakon particionisanja, dolazi formatiranje visokog nivoa koje, naravno, može da obavi sam korisnik. Formatiranjem visokog nivoa sa pravi fajl sistem (FAT, NTFS, Ext3, Reiser...) koji omogućava smeštanje podataka na način koji je razumljiv ljudima (raspored po direktorijumima i davanje imena fajlovima). Na jednoj particiji se može nalaziti samo jedan fajl sistem. Tek posle ovoga, hard disk je spreman za upotrebu.

Problemi

Ispravan rad hard diska zavisi od mnogo stvari. Pored gubitka podataka, posledica mnogih kvarova je degradacija performansi hard diska kada je u pitanju pristup podacima.

Najjednostavnija su logička oštećenja podataka koja predstavljaju nepravilnosti u organizaciji podataka odnosno fajl sistemu. Ona mogu nastati kao posledica nepravilnog gašenja računara, ali i kao posledica ozbiljnijeg kvara. Ova oštećenja se uglavnom lako otklanjaju i nakon toga disk ostaje ispravan.

Najočigledniji i najčešći uzroci kvara su otkazi elektronskih i mehaničkih komponenti. U nekim slučajevima je ove kvarove moguće otkloniti korišćenjem ispravnih delova sa istovetnog hard diska i povraćaj podataka se zatim svodi na jednostavno kopiranje sadržaja popravljenog hard diska. Međutim, ova metoda nije uvek efikasna i zahteva skupu opremu, kao i postojanje čiste komore (clean place). Kvarovi elektronskih i mehaničkih komponenti često imaju kaskadni efekat jer usled ne mogućnosti normalnog rada hard disk uništava podatke na sebi.

Međutim, kao što smo rekli, u hard disku se podaci čuvaju na magnetnom mediju, a, pored korisničkih podataka, hard disk sadrži i mnoge druge. Magnetni medij je podložan oštećenjima koja su posledica nesavršenosti procesa izrade, kao i opadanja karakteristika magnetnog materijala tokom vremena. Usled ovoga se na pločama pojavljuju oblasti koje ne mogu ispravno čuvati podatke i koje nazivamo defektnim oblastima.

Jedan sektor se sastoji od identifikacionih podataka, sinhronizacionih polja (markeri za početak i kraj sektora), korisničkih podataka, kôda za korekciju greške, servo podataka i razmaka od sledećeg sektora. Staze imaju slične podatke pomoću kojih se jednoznačno identifikuju i obeležavaju im se početak i kraj. Ukoliko se sektor ili cela staza nalaze u defektnoj oblasti, bilo koji od njegovih delova može biti oštećen. A oštećenje svakog dela ima svoje efekte.

Ukoliko su oštećeni identifikacioni podaci, ne može se odrediti redni broj sektora ili staze, kao ni njegov status, tako da se može činiti izgubljenim ili se može prijavljivati kao ispravan iako je zapravo loš. Posledica oštećenja sinhronizacionih polja jeste ne mogućnost pronalaženja početka i kraja staze odnosno sektora, tako da, iako su podaci možda ispravni, hard disk nije u mogućnosti da im pristupi jer ne može da ih pronađe. Integritet servo podataka je od presudnog značaja: ukoliko su oni oštećeni, hard disk nije u stanju da ispravno navodi glavu, što može da dovede do ozbiljnih oštećenja podataka koji se nalaze oko defektne oblasti.

Kada su korisnički podaci i ECC kodovi u pitanju, njihova oštećenja ne utiču na rad hard diska. Međutim, oni su obično prvi pokazatelj „početka kraja”. Naime, moderni hard diskovi ne koriste sve sektore za čuvanje podataka, već samo onoliko koliko je neophodno da bi disk imao nazivni kapacitet. Sektora zapravo ima mnogo više i oni koji se ne koriste čuvaju se kao rezerva: u slučaju da neki od sektora postane loš, rezervni sektor zauzima njegovo mesto. Ova mogućnost se zove mapiranje defekta (defect mapping) i odvija se transparentno. Ukoliko hard disk ustanovi da je za čitanje nekog sektora neophodno više pokušaja, označiće ga kao loš i u mapi defekata će zapisati koji rezervni sektor se koristi umesto lošeg sektora, a zatim će pokušati da izvuče podatke iz lošeg sektora i da ih iskopira u rezervni. Na ovaj način se obezbeđuje blagovremeno spasavanje podataka koji se nalaze u ugroženim oblastima. Pojedini hard diskovi su „svesni” činjenice da se defektne oblasti šire i zbog toga automatski zamenjuju i sektore koji se nalaze oko novootkrivenog lošeg sektora, a ponekad se zamenjuju i čitave staze. Mapiranje defekata obezbeđuje da se u normalnim okolnostima prilikom skeniranja površine diska alatima kao što su chkdsk pod Windowsom ili badblocks pod Linuxom ne vidi prisustvo loših sektora. Međutim, količina rezervnog prostora je ograničena. Nakon trošenja rezerve, novonastali loši sektori počinju da se vide i prilikom skeniranja. Ovo je siguran znak da je hard disk došao pred sam kraj svog životnog veka i da ga što pre treba zameniti.