Deli računalnika in njihova dela

-Procesor:

Procesor ali centralno procesna enota (CPE) je osrednji del računalnika, ki obdeluje (procesira) podatke ter nadzoruje in upravlja ostale enote. Mikroprocesor je procesor, ki je izveden v enem samem integriranjem vezju (čipu). Danes to že velja za skoraj vse procesorje.
Poznamo različne vrste procesorjev: Celeron, Pentium, AMD-jevi in Cyrixovi modeli. Razlikujejo se predvsem po zmogljivosti hitrosti, ki jo merimo v megahercih (MHz). Prvi komercialni procesor je bil 4-bitni Intel 4004, izdelan leta 1971. Istočasno pa so inženirji podjetja Texas Instruments razvijali procesor TMS 1000. To podjetje je leta 1973 tudi patentiralo mikroprocesor na enem čipu.Intel je kasneje razvil prvi 8-bitni procesor, 8008 in naslednika Intel 8080 ter Zilog Z80. Podjetje Motorola (danes Freescale) je v tem času razvilo procesor 6800 in kasneje 6502. Ti procesorji so v 80. letih povzročili »revolucijo« hišnih računalnikov, ki so bili dostopni že za manj kot 100 dolarjev.

Glede na strojno implementacijo, procesorje v grobem delimo na dve kategoriji: RISC (Reduced Instruction Set Computer) in CISC (Complex Instruction Set Computer).Procesorji tipa RISC imajo veliko število preprostih in pogosto uporabljenih ukazov, ki se izvršujejo približno v istem času. Z uporabo preprostejših ukazov je možno realizirati tudi zahtevnejše funkcije. Najbolj znani RISC procesorji so Alpha, ARM, MIPS, PIC in SPARC. Procesorji tipa CISC imajo nabor zapletenih ukazov, ki naredijo več operacij v enem ciklu (primer so sploh posebni ukazi MMX, 3D NOW!). Znana proizvajalca CISC procesorjev sta AMD in Intel.

V novejšem času pa so začeli vgrajevati več jeder v en procesor. Večjedrne procesorje so razvili, da je možno opravljati več opravil (niti) naenkrat brez težav (zmrzovanja, zakasnitve, ponovni zagoni,…), kar omogoča pravo paralelno procesiranje. Pri tem obstaja problem, kako posamezna opravila čimbolj učinkovito razdeliti na paralelne procese, da bo celoten sistem veliko hitrejši, kot pri uporabi enojedrnega procesorja (teoretično naj bi bil večjedrni sistem od enojedrnega hitrejši za faktor, enak številu procesorskih jeder). Obstajajo že 16-jedrni procesorji, vendar so še redki (laboratoriji). Trenutno (leto 2009) so najbolj prodajani dvojedrni procesorji. Večprocesorski sistemi so se najprej uveljavili na posebnih področjih, kjer je bila zahtevana zmogljivost, kot so strežniki, zmogljivi računalniki in delovne postaje, so se pa tudi že uveljavili v običajnih namiznih in prenosnih računalnikih.

Grafična kartica:

Je del računalnika, pogosto v obliki samostojne razširitvene kartice, ki upravlja digitalno sliko v svojem pomnilniku in jo pretvarja v analogni signal. Grafična kartica omogoča tako prikaz besedila kot tudi prikaz grafičnih podatkov. Sestavljena je iz namenskega grafičnega procesorja, pomnilnika, digitalno-analognega pretvornika in drugih elektronskih delov. Grafični procesor skrbi za prenos podatkov med računalnikom in grafičnim pomnilnikom ter pogosto za izračun pogostih slikovnih operacij. Količina vdelanega pomnilnika pogojuje največjo grafično ločljivost in število barv, hitrost prikaza slike pa je odvisna od vrste procesorja, podatkovnega vodila in vrste pomnilnika.

Večina grafičnih kartic uporablja posebni RAM – VRAM. Ta pomnilnik omogoča večje hitrosti kot navadni RAM. V njem se nahaja slika, ki gre na zaslon. Od količine VRAM je odvisana ločljivost slike in barvna globina.

Prvi je grafično kartico vpeljal proizvajalec Apple v modelu Apple II. Prvi IBM PC računalniki so imeli monokromatske (enobarvne) grafične kartice.

Grafične kartice so izključno izhode enote in imajo mnoge več možnih tipov izhida. Vse imajo osnovni monitorski izhod. nekatere imajo še dodatne video izhode, za priklop na TV sprejemnike. Nekatere imajo celo dva monitorska izhoda, kar omogoča ogledovanje na dveh različnih monitorjih.

Grafični procesor

Grafični procesor (angl. Graphics Processing Unit, zato tudi GPE – po novem pa tudi vse pogosteje VPU Visual Processing Unit) – služi preračunavanju grafičnih informacij za grafični izhod. Nahaja se na grafični kartici ali na matični plošči računalnika. Proizvajalci grafičnih procesorjev so na primer ATI , NVidia ali 3DLabs , nato pa jih vgradijo različni proizvajalci grafičnih kartic na primer Asus, Gainward, MSI, Sapphire v grafične kartice.

Grafični procesor izvaja računsko intenzivne naloge 2D in 3D računalniške grafike in s tem razbremeni glavni procesor, centralno procesno enoto (CPE). Procesorski čas, ki bi ga tako prorabila grafika, je sedaj na voljo za druge naloge. Začetki grafičnih procesorjev segajo v 70. in 80. leta prejšnjega stoletja. Najprej so bili zadolženi predvsem za samostojne tekstovne in grafične izpise in so razbremenjevali na ta način centralni procesor. Da bi čim bolj omilili podatkovne transferje, so procesorji lahko predstavljali tudi »sprite« (grafična slika, ki se lahko premika v okviru večje grafike). Predvsem na grafičnem področju je moral opravljati centralni procesor celotno računsko moč. To se je spremnilo šele v osemdesetih letih pri računalnikih kot so Commodore Amiga ali pa Atari ST. Ta dva sta že imela blitting funkcije (blitting – ukaz za hitro kopiranje in premikanje delov pomnilnika), ki se uporabljajo za kombiniranje dveh delov rasterske grafike. S prehodom s tekstovnih DOS-ovskih programov na grafične Windows aplikacije so na področju X86PC pridobivali na veljavi razširjeni grafični čipi, znani kot »Windows pospeševalniki«. Kasneje so na trg prišli 3D pospeševalniki. V sredini devetdesetih let so uvedli predvsem čiste 3D pospeševalne kartice s čipi, ki so temljili na 3dfx naboru. Dandanes imajo vse običajne grafične kartice enega ali več zmogljivih procesorjev, kar pomeni da so pospeševalne kartice postale odveč.

V zadnjih letih je prišlo do velikega napredka pri razvoju grafičnih procesorjev. Na tem mestu je potrebno navesti tehnike kot so anti-Aliasing in anisotropni filter. S pomočjo NVidia Scalable Link Interface (na kratko: SLI) ali ATI Pendant Crossfire obstaja sedaj tudi možnost priključitve dveh grafičnih kartic na eno matično ploščo. Tako je možno delo z večimi grafičnimi procesorji naenkrat.

Iz tehničnega vidika definiramo grafični procesor kot procesor z integriranim Transform-, Lighting-, Triangle-Setup/Clipping- in Rendering-Engines. Za merjenje moči se upošteva število izračunanih poligonov na sekundo.

Trdi disk:

Trdi disk (angleško Hard Disk, HDD), tudi samo disk, je najbolj razširjena vrsta zunanjega pomnilnika. Je cenen in ob izklopu ohrani vsebino. Vsi podatki (besedilo, slika, film, zvok, programi, gonilniki…) na trdem disku so zapisani v datotekah.Disk je sestavljen iz več okroglih kovinskih plošč prevlečenih z magnetno snovjo, ki se med delovanjem vrtijo. Nad diskom je bralno

pisalna glava. To je navitje, ki lahko magneti površino diska (pisanje), ali ugotavlja smer namagnetenosti (branje).Ker pred desetletji procesorji še niso dosegali velikih hitrosti, so diski pričeli uporabljati DMA (ang. Direct Memory Access) krmilnik, ki napravam priključenim nanj omogoča neposreden dostop do notranjega pomnilnika.Pred uporabo DMA krmilnika so naprave za vsak poseg v notranji pomnilnik posegale v procesor, da jim je dodeli pravilen pomnilniški naslov. Ker se je lahko ta dodelitev pojavljala pogosto, je procesor veliko časa porabil za dodelitev dostopa do pomnilnika namesto izvrševanja procesov. Naprave, ki uporabljajo DMA svoje zahteve pošljejo krmilniku in ta namesto procesorja izraèuna pomnilniški naslov. Tako se razbremeni procesor za druga opravila. Prenos informacij iz diska na osnovno plošèo je odvisen od povezave. Prva povezava je bila preko ATA kablov. ATA kabel ima 40 ¾il, podatki pa se prenašajo vzporedno pri frekvenci od 33 do 133 MHz. Ker je hitrost še vedno bila zelo nizka, se je uveljavil prikljuèek SATA, ki ima 4 pine in 7 žil. Podatki se prenašajo zaporedno preko dveh kablov. Za uporabnike s potrebo po velikih hitrostih prenosa podatkov, se je razvilo SCSI vodilo. Ker je protokol prenosa informacij drugaèen kot pri ATA in SATA vodilih, so SCSI diski tudi dražji.