Računarski Hardver
Total Page：16
File Type：pdf, Size：1020Kb
Robert Pap Računarski hardver Skripta Za prvi razred elektrotehničke škole (za obrazovni profil administrator računarskih mreža) i drugi razred elektrotehničke škole (za obrazovni profil elektrotehničar informacionih tehnologija) 2015 PREDGOVOR 3 Predgovor Svet računarskog hardvera je oblast izuzetne lepote, ali i kompleksnosti. Sama oblast nije suviše stara, iz prostog razloga što ni svet samih računara nije stara. Međutim, može se smatrati da je računarski hardver za vreme ovog kratkog perioda toliko evoluirao, da zaista mali broj drugih oblasti može da se pohvali ovakvim rezultatima. Jednostavno rečeno, svet računara napreduje takvom brzinom da nešto, što bismo danas zvali najnovijom tehnologijom, za godinu ili dve će već biti okarakterisana kao „prethodna“ tehnologija (mada ne treba ni preterivati, neće se reći da je reč o „staroj“ tehnologiji). Zato napisati bilo šta iz sveta računara (bilo da je reč o hardveru ili softveru) predstavlja izazov iz više razloga. Pre svega, treba biti u toku sa današnjim dešavanjima, ali svaku novu tehnologiju treba gledati i sa dozom rezerve, budući da praktično svaka tehnologija ima svoju konkurenciju. Kratko rečeno, skoro niko ne želi da čita o već prevaziđenim stvarima, ali ne želi da čita ni o tim stvarima koje nikad neće zaživeti. Nastavni predmet Računarski hardver za prvi razred elektrotehničke škole za obrazovni profil administrator računarskih mreža, kao i za drugi razred elektrotehničke škole za obrazovni profil elektrotehničar informacionih tehnologija, predstavlja jedan izuzetan pokušaj revidiranja nastavnog gradiva u odnosu na prethodne nastavne predmete iz oblasti hardvera. Naime, umesto da učenici srednjih škola uče (često vrlo komplikovane) tehničke detalje o računarskim komponentama, fokus se sad stavlja na dobijanje jednog sveobuhvatnog znanja iz ove oblasti, fokusirajući se na svakodnevne probleme. Ovo naravno ne znači da je gradivo lako, jednostavno je fokus sad na drugim aspektima, a po ličnom mišljenju autora, učenici srednjih škola će se u realnosti pre suočiti sa problemima poput samostalne kupovine računara (po komponentama) i sklapanja tog računara kao i sa održavanjem tog računara, nego sa kompleksnim tehničkim aspektima funkcionisanja računara (procesora, glavne memorije, keša, itd.). Naravno, svi navedeni problemi su važni, ali treba pratiti i neki redosled učenja. Ova skripta predstavlja rezultat višegodišnjeg iskustva i predavanja nastavnog predmeta Računarski hardver za prethodno pomenute obrazovne profile. Budući da ne postoji zvanični udžbenik iz ovog predmeta, a nastavno gradivo se dosta razlikuje u odnosu na starije predmete iz ove oblasti, bilo je izuzetno važno da učenici imaju nešto iz čega bi mogli da savladaju inače dosta kompleksnu oblast. Iako postoji dosta obimna literatura iz ove oblasti (naročito na engleskom jeziku), ove knjige najčešće i nisu baš za učenike, budući da često zahtevaju već solidno predznanje iz ove oblasti i/ili su pisane za starije i iskusnije čitaoce. Sve ovo se ne sme pretpostaviti kod đaka srednjih škola. Sadržaj same skripte dosta precizno prati nastavni plan i program ovog predmeta. Predmet se prvi put pojavio kod obrazovnog profila administrator računarskih mreža, na prvoj godini, sa četiri časova nedeljno (znači, sa dosta obimnom gradivom). Kasnije se predmet pojavio i kod obrazovnog profila elektrotehničar informacionih tehnologija, u drugoj godini, ali sa svega dva časa nedeljno, tj. sa smanjenom količinom gradiva. Praktično jedina razlika između ova dva predmeta je smanjena količina gradiva zbog manjeg broja nastavnih časova. Međutim, skripta je napravljena imajući u vidu veći broj časova (tj. četiri nedeljno), da bi bila odgovarajuća kod oba profila. Sama skripta je podeljena na tri poglavlja, i svako poglavlje sadrži jedan modul iz nastavnog plana i programa. Prvo poglavlje, Arhitektura računara, se bavi osnovnim principima računarstva i računarskog hardvera generalno. Drugo poglavlje, Sklapanje računara, je najobimnija, i sadrži veliki broj detalja, koji su potrebni za solidno poznavanje računara. Treće poglavlje, Testiranje računara, se bavi servisiranjem i održavanjem računara. Način upoznavanja učenika sa hardverskim komponentama kroz poglavlja je takođe nekonvencionalan. Naime, učenici će više puta imati priliku da se upoznaju sa komponentama. Prvi put samo jako kratko, u obliku par rečenica, još u 4 ROBERT PAP: RAČUNARSKI HARDVER – SKRIPTA prvom poglavlju. Međutim, kasnije još nekoliko puta, i svaki put detaljnije i detaljnije. Svako novo gradivo se ovako zasniva na poznavanju prethodnog gradiva, forsirajući čitaoca da uvek bude spreman da stavi prethodno stečeno znanje u novi kontekst, ali da nikad ne bude prevelik zalogaj. Na ovaj način će učenici (i drugi čitaoci) steći baš to sveobuhvatno znanje iz oblasti, što je i cilj. Što se tiče korišćene literature, najveći procenat gradiva se zasniva na izvanrednoj knjizi pod nazivom „Upgrading and Repairing PCs“ od autora Scott Mueller-a, ali su korišćene i druge knjige, kao i kompjuterski časopisi i stariji udžbenici za elektrotehničke škole. Međutim, budući da je reč o jako popularnoj temi, ne treba da nas čudi da se na internetu mogu naći zaista kvalitetni članci o bilo kojoj temi u sferi hardvera. Skripta sadrži i ogroman broj slika, ilustracija, blok šema, itd. Pošto je reč o skripti za srednjoškolce, precizno i naučno navođenje referenci nije od presudnog značaja, pa zato je doneta odluka da se korišćena literatura samo spomene na kraju skripte, a da se ne spomenu kod slika, s tim da se kod slika sačuva žig izvorne Web-stranice, ukoliko postoji. U vezi ovog nastavnog predmeta postoje i neke zablude, i treba ih sa đacima odmah na početku razjasniti. Naime, učenici jako često imaju neke pogrešne pretpostavke da će celi predmet biti samo sklapanje računara. Iako je i to izuzetno važno, to nije dovoljno. Učenici moraju da steknu i veliku količinu teorijskog znanja iz sveta hardvera, jednostavno zato što na primer bez toga neće moći da sami izaberu računarske komponente radi sklapanja. Može se lako desiti da će čovek kupiti procesor koji uopšte nije kompatibilan sa ležištem na matičnoj ploči. Jednostavno, ideja je da učenici nauče da čitaju specifikacije sa kutije računarske komponente, da umeju da ih porede, da znaju o čemu pričaju i da na osnovu tih da samostalno donose odluke. Međutim, ovo „teorijsko“ znanje nije niti suvo, niti suvišno, nego zapravo predstavlja oblik pismenosti, što je potrebno kad učenik razgovara sa ostalim đacima ili sa odraslima o računarima i računarskim komponentama. Naravno, treba naučiti i uvežbati i sklapanje, odnosno rasklapanje računara. Preporučuje se da se održe dve veće sesije u školskoj godini (po jednu sesiju u svakom polugodištu), gde će se praktično uvežbati do sad stečeno gradivo. Prva sesija bi mogla da sadrži stavljanje procesora u ležište matične ploče, montiranje hladnjaka za procesor, a zatim stavljanje matične ploče u kućište računara (naravno postupak naučiti u oba smera, tj. sklapanje/rasklapanje). Druga sesija bi mogla da sadrži sve ostalo: stavljanje RAM modula u slotove matične ploče, montiranje hard diskova i optičkih uređaja u kućište, ubacivanje diskretne grafičke kartice odnosno drugih kartica, montiranje napajanja, i konačno povezivanje svih kablova na odgovarajuća mesta (i za struju, i za podatke). Naravno, i ovo treba znati uraditi u oba smera. Po potrebi se mogu ubaciti i manje praktične sesije. Budući da ova skripta želi da bude sveobuhvatna, a neki učenici ipak slušaju ovaj predmet sa dva časa nedeljno, bilo je potrebno da se na neki način obeleže oni delovi gradiva koji su namenjeni onima koji predmet slušaju sa četiri časa nedeljno. Zato su neki delovi obeleženi sa rečima „napredni nivo“. Međutim, treba napomenuti da ovi delovi nisu nužno tako obeleženi zbog težine tog gradiva, nego možda zato što po zvaničnom nastavnom planu i programu i nije namenjen učenicima sa smanjenim fondom časova, ili zato što je autor iz svog iskustva smatrao da posmatrano gradivo nije od tolike važnosti. Naravno, to ne znači da ne mogu i oni da pročitaju te delove, šta više, za dublje poznavanje oblasti je čak i potrebno da se i ti delovi pročitaju. Nastavnik može čak i doneti odluku da će te delove ispričati na dodatnim časovima. Glavni cilj skripte i samog autora je zapravo da se probudi trajno interesovanje za komplikovan ali prelep svet računarskog hardvera, ali ne samo u učionici ili kabinetu, nego i u svakodnevnom životu, ostavljajući „trajan“ trag i u kasnijem životu učenika. Robert Pap, MSc 19. VI 2015. Bačka Topola, Subotica PREDGOVOR 5 Sadržaj PREDGOVOR_________________________________________________________3 1. POGLAVLJE: ARHITEKTURA RAČUNARA__________________________________9 POJAM I PODELA RAČUNARSKIH SISTEMA 9 FLYNN-OVA TAKSONOMIJA (NAPREDNI NIVO) 13 FAZE RAZVOJA RAČUNARSKIH SISTEMA 14 INSTRUKCIJE I PROGRAM 18 ARHITEKTURA RAČUNARSKOG SISTEMA 19 OSNOVNE KOMPONENTE RAČUNARSKOG SISTEMA 21 POJAM HARDVERA I SOFTVERA 23 PRINCIP RADA RAČUNARA 23 VON NEUMANN-OV MODEL RAČUNARA 24 KOMPONENTE RAČUNARA 26 KUĆIŠTE 26 MATIČNA PLOČA 28 MEMORIJA 32 TIPOVI OPERATIVNIH MEMORIJA 33 HIJERARHIJA MEMORIJA 34 DISK, JEDINICE DISKETA 35 OPTIČKI UREĐAJI 37 PRINCIP REZANJA I ČITANJA CD-ROM DISKOVA (NAPREDNI NIVO) 37 GRAFIČKA KARTICA 38 TV KARTICA (NAPREDNI NIVO) 40 ZVUČNA KARTICA 40 MODEM I MREŽNA KARTICA 42 MODEM 43 MREŽNA KARTICA 43 NAPAJANJE I UPS 44 NEPREKIDNO NAPAJANJE (UPS) 45 ULAZNO-IZLAZNI UREĐAJI 47 MONITOR 47 VELIČINA EKRANA 47 REZOLUCIJA I ODNOS DIMENZIJA 47 PRINCIP RADA CRT MONITORA (NAPREDNI NIVO) 49 PRINCIP RADA LCD