Što je BIOS?

Osnovni ulazno/izlazni sustav ili BIOS (eng. Basic Input/Output System) je softver koji CPU računala koristi kako bi pokrenuo operacijski sustav nakon što upalite računalo. Također upravlja protokom podataka između operacijskog sustava i priključenih uređaja poput tvrdog diska, video adaptera, tipkovnice, miša i printera.

BIOS je pohranjen na memorijskom čipu na matičnoj ploči. Obično se radi o vrlo malom softveru, veličine do 16MB. Moderni BIOS-i imaju korisničko sučelje, koje se obično naziva Setup Utility (program za postavljanje), i u kojem korisnik može konfigurirati brojne postavke hardvera.

Čemu služi BIOS?

Prvi zadatak BIOS-a je prijenos mehaničke, hardverske geste (poput dodira on/off tipke) na apstraktniju razinu, poput prikazivanja loga operacijskog sustava na zaslonu. To znači da, kad upalite računalo, BIOS je prvi program koji se pokreće.

CPU pristupa BIOS-u prije učitavanja operacijskog sustava. BIOS zatim provjerava sve hardverske veze i pronalazi sve uređaje (POST test). Ako je sve u redu, BIOS učitava operacijski sustav u memoriju računala i završava s pokretanjem sustava.

BIOS ima niz različitih uloga, ali najvažnija uloga je učitavanje operacijskog sustava. Kada uključite računalo, CPU pokušava izvršiti prvu instrukciju; mora ju dobiti od negdje. Ne može ju dobiti iz operacijskog sustava jer se operacijski sustav nalazi na tvrdom disku, i CPU ne može doći do njega bez nekih instrukcija koje će mu reći kako. BIOS pruža te instrukcije.

U laptopima i tabletima često se mogu vidjeti pojednostavljene inačice BIOS-a, u kojima korisnik može samo postaviti datum i vrijeme i još nekoliko stvari poput redoslijeda pokretanja.

Na naprednijim matičnim pločama poput onih u stolnim računalima, BIOS pruža brojne opcije, među njima i načine za konfiguraciju CPU sata ili njegove voltaže, dijeljene memorije između CPU-a i GPU-a, latenciju RAM-a i tako dalje.

Konfiguracija naprednijeg BIOS-a može biti opasna ako korisnik ne zna što radi pojedina postavka ili postavi pogrešne vrijednosti, zato što komponente sustava imaju ograničenja u načinu na koji mogu biti postavljene. Primjerice, zatražiti od procesora da radi na vrlo visokoj frekvenciji može dovesti do pregrijavanja, što računalo uvodi u beskrajan krug ponovnog pokretanja (restartanja).

Još jedan zadatak BIOS-a ima veze s pohranom ovih postavki konfiguracije kada se računalo ugasi. Da bi to napravio, BIOS ima malu količinu stalne CMOS memorije, koja se napaja baterijom poput one na slici. Izraz CMOS stoji za komplementarni metal-oksidni poluvodič (eng. Complementary Metal-Oxide-Semiconductor), i predstavlja tehnološki proces koji se koristi za izradu ovog memorijskog čipa.

Slika matične ploče s naznačenim BIOS čipom i CMOS baterijom

Sve matične ploče modernih računala imaju BIOS softver.

Pristup i konfiguracija BIOS-a stolnog računala neovisna je o operacijskom sustavu zato što je BIOS dio hardvera matične ploče.

BIOS funkcionira izvan operacijskog sustava i ni na koji način ne ovisi o njemu.

Što je matična ploča?

Matična ploča je dio računalnog hardvera o kojem se može misliti kao o „središnjem živčanom sustavu“ računala ili, još prikladnije, kao „matici“ koja drži sve dijelove na okupu.

Jednostavno rečeno, matična ploča računala povezuje sve druge dijelove zajedno. Sve što je zaslužno za rad računala, od CPU-a i RAM-a do tvrdog diska i napajanja, priključuje se na matičnu ploču. Matična ploča pretvara hrpu sastavnih dijelova u računalo.

Osim što povezuje unutarnje komponente, utori na matičnoj ploči omogućuju povezivanje vanjskih uređaja na računalo. Takvi vanjski uređaji su monitor, zvučnici, slušalice, mikrofon, tipkovnica, miš, modem i drugi USB uređaji.

Komponentne matične ploče

matična ploča

1 – ležište (utor) za CPU
2 – utori za RAM module
3 – utori za proširenja (PCI slotovi)
4 – utori za vanjske uređaje
5 – utori za pohrani

matična ploča
Utori za vanjske uređaje (4) prikazani s prednje strane

Na matičnoj ploči se nalaze i drugi priključci za proširenja, skakači (jumpers), kondenzatori, veze za napajanje uređaja i podatkovne veze, ventilatori, hladnjaci i rupe za vijke.

Sve matične ploče imaju i mali blok ROM-a koji je odvojen od glavne memorije sustava koja se koristi za učitavanje i pokretanje softvera.

ROM sadrži osnovni ulazno/izlazni sustav BIOS (eng. Basic Input/Ouput System). Ovo nudi dvije prednosti: kod i podaci u ROM BIOS-u ne moraju se ponovno učitavati pri svakom pokretanju računala, i ne mogu ih oštetiti zalutale aplikacije koje zapisuju u pogrešan dio memorije.

Koja je razlika između matične ploče stolnog i prijenosnog računala (laptopa)?

Matične ploče za prijenosna računala izrađene su po narudžbi i obično su dizajnirane posebno za prijenosno računalo, dok matične ploče stolnih računala slijede određene standarde dizajna (faktore oblika).

Isto tako, na matičnim pločama laptopa jedina stvar koju možete nadograditi je RAM, dok na matičnoj ploči za stolno računalo uvijek ima prostora i za dodatne komponente.

Imaju li tableti i pametni telefoni matične ploče?

Smartfoni, tableti i drugi mali uređaji također imaju matične ploče, ali se one češće nazivaju logičke ploče.

Logička ploča je vrlo slična matičnoj ploči ali, zbog zahtjeva veličine, komponente poput procesora i RAM-a zalemljene su na matičnu ploču.

Isto tako, budući da ovi uređaji nemaju mogućnosti nadogradnje, nema utora ni priključaka koji bi podržavali zamjenu ili nadogradnju komponenata poput tradicionalne matične ploče računala.

Što je RAM?

Memorija s nasumičnim pristupom ili RAM (eng. Random Access Memory) je fizički hardver unutar računala koji privremeno pohranjuje podatke, i služi kao „radna“ memorija računala kojoj pristupa CPU.

Kada se govori o “memoriji” računala, obično se misli na RAM, iako postoje i drugi tipovi memorije.

Naziva se memorija s nasumičnim pristupom (još i: memorija s izravnim pristupom, memorija s proizvoljnim pristupom) zato što se nasumično, odnosno bez zadanog reda može pristupiti bilo kojoj memorijskoj ćeliji (svaka ćelija pohranjuje 1 bit informacije) ako znate red i stupac koji se presijecaju u toj ćeliji.

Ona se razlikuje od memorije sa serijskim pristupom ili SAM (eng. serial access memory). SAM pohranjuje podatke kao niz memorijskih ćelija kojima se pristupiti može samo uzastopno (kazete, CD-i, DVD-i, tvrdi diskovi). Ako se podaci ne nalaze na trenutačnoj lokaciji, provjerava se svaka memorijska ćelija dok se ne pronađu potrebni podaci.

Svaki put kad otvorite program na računalu, on se učitava s tvrdog diska na RAM. To je zato što je čitanje podataka iz RAM-a znatno brže od čitanja podataka s tvrdog diska. Pokretanje programa s RAM-a računala omogućava im da funkcioniraju bez kašnjenja.

Što više RAM-a ima u računalu, to više podataka može biti učitano s tvrdog diska na RAM, što može znatno ubrzati računalo. Zapravo, dodavanje RAM-a može biti učinkovitije za poboljšanje performansi računala od nadogradnje CPU-a.

Za razliku od tvrdog diska, koji se može isključiti i zatim ponovno uključiti a da se ne izgube podaci, sadržaj RAM-a uvijek se briše kad se računalo ugasi. Zato nijedan od programa ili dokumenata koje su bili otvoreni neće biti na zaslonu kada ponovno uključite računalo.

Kako izgleda RAM?

Većina današnje memorije dolazi u obliku modula, tanke tiskane pločice s integriranim krugom (čipom) koja se instalira u utore na matičnoj ploči. Utore za memorijske module nije teško pronaći – samo potražite male “zglobove” koji zaključavaju RAM u mjestu, a nalaze se sa strana utora slične veličine na matičnoj ploči.

Memorijski moduli dolaze u različitim kapacitetima i varijacijama. Moderni memorijski moduli mogu se kupiti u veličinama od 256 MB, 512 MB, 1 GB, 2 GB, 4 GB i 8 GB. Neki primjeri različitih tipova memorijskih modula uključuju DIMM, RIMM, SIMM, SO-DIMM i SO-RIMM.

Dva modula RAM-a umetnuta u memorijske utore na matičnoj ploči. Foto: Neweggbusiness

Što je CPU?

Mozak računala

CPU, centralna procesorska jedinica, ili jednostavno procesor, je mozak računala, glavni čip na računalu odgovoran za izvođenje svih zadataka. On upućuje druge sastavnice računala što da rade, prema instrukcijama koje mu šalju programi (softver) pokrenuti na računalu.

Oblik, dizajn i implementacija CPU-a su se mijenjali tijekom svoje povijesti, ali njihova osnovna operacija ostala je gotovo nepromijenjena.

Osnovne komponente CPU-a su:
aritmetička logička jedinica (ALU) koja obavlja aritmetičke i logičke operacije
registri procesora koji opskrbljuju ALU operandima i pohranjuju rezultate ALU operacija
kontrolna/upravljačka jedinica (CI) koja upravlja dohvaćanjem (iz RAM-a) i izvršenjem instrukcija usmjeravajući koordinirane operacije ALU-a, registara i drugih komponenti

U osnovi, CPU-i obavljaju isti instrukcijski ciklus: dohvati, dekodiraj, izvrši i zapiši.

Moderni CPU-i su maleni i u obliku kvadrata, a sadrže više metalnih konektora ili igli na donjoj strani. CPU se umeće izravno u ležište za procesor ili CPU utor na matičnoj ploči, s iglama prema dolje.

ležište za procesor

Svaka matična ploča podržava samo određenu vrstu (ili raspon) CPU-a, stoga morate provjeriti specifikacije proizvođača matične ploče prije nego što pokušate zamijeniti ili nadograditi CPU na računalu. Moderni CPU-i također imaju priloženi hladnjak i mali ventilator koji ide izravno na vrh CPU-a kako bi se raspršila toplina.

Procesor na osobnom računalu ili ugrađen u male uređaje (laptopi, tableti, smartfoni) često se zove mikroprocesor, što znači da su sadržani na jednom integriranom krugu (IC) – čipu. IC čip sadrži CPU koji može imati memoriju, periferna sučelja i druge komponente računala; takvi višenamjenski, integrirani uređaji nazivaju se sustavi na čipu (SoC). Primjer je Qualcomm Snapdragon 835.

Većina današnjih procesora je višejezgrena. Svaka jezgra je sama po sebi jedan CPU, a brojni programi su napisani tako da više jezgri može istovremeno raditi na obrađivanju podataka koje program zahtijeva – što znatno povećava brzinu kojom se izvodi taj program (paralelno procesiranje/obrada). Višejezgreni procesori su samim time i brži, iako to ovisi i o programu koji pokrećete.

Brzina se izražava u gigahercima (GHz; herc – jedan u sekundi), i gruba je indikacija broja izračuna koje procesor može obaviti svake sekunde – što je veća brzina, to je veći broj izračuna.

Procesor ne prima konstantan pritok informacija. Umjesto toga, on prima informacije u manjim komadima poznatima kao „riječ“. Procesor je ograničen količinom bitova u jednoj riječi ili instrukcijskom setu. Stoga postoji razlika između 32-bitnih i 64-bitnih procesora. 32-bitni procesori imaju manji broj izračuna po sekundi pa sporije izvršavaju operacije i mogu pristupiti manjem kapacitetu RAM-a (3-4GB). Većina današnjih procesora je 64-bitna.