Arhitectura calculatoarelor

Un sistem de calcul este compus din partea de echipament denumita si hardware, respectiv un grup de programe intitulat software. Majoritatea sistemelor sunt realizate dintr-un numar de subsisteme. Un calculator poate fi vazut din punct de vedere hard, ca un sistem constand din 5 subsisteme functionale: intrare (input), control, procesoare aritmetice si logice, memorie, iesire (out).

Hard-ul unui sistem de calcul consta din:

1. periferice de intrare - permit introducerea informatiei care urmeaza a fi prelucrata, includem: tastatura, soarece (mouse), microfon, scanner
2. unitatea centrala de prelucrare are doua functiuni:

realizeaza calculele aritmetice si logice

de unitate de control. (executa comenzile tastate sau cele stocate in programe).

3. pentru stocarea datelor exista memoria interna, care pastreaza datele si programele in timpul procesarii si periferice de stocare;
4. periferice de iesire - au rolul de a comunica rezultatele prelucrarilor, includem (imprimanta, sistem audio, monitor, plotter).
5. circuitele care leaga aceste periferice.

1. Microprocesorul este inima sau miezul calculatorului. El are urmatoarele functiuni:

a.       proceseaza datele

b.      controleaza memoria

c.       controleaza intrarile si iesirile

Procesorul controleaza operatiile fiecarui sistem si le coordoneaza intr-o unitate functionala. El este construit dintr-o singura bucata - chip -

Procesorul orchestreaza activitatea subsistemelor calculatorului, aduna valori, le muta din memorie la iesire, etc. Cum stie procesorul care operatie sa o execute?

Calculatorul are capacitatea de lucru de care avem nevoie, dar nu are o reteta de lucru. Datele care spun procesorului ce sa faca se numesc instructiuni si ele trebuie sa fie adecvate tipului de actiune pe care hard-ul il poate executa.

2. Viteza de prelucrare: constituie principalul factor de judecare a puterii unui calculator. Viteza de prelucrare depinde de  doi factori:

viteza ceasului intern masurata in milioane de cicli per secunda (megahertz MHz)

numarul mediu de cicluri necesare pentru executarea unei instructiuni.

Ex: 2006 → 2800 MHz

40 MHz

Scopul ceasului intern consta in asigurarea actionarii la unison a tuturor perifericelor in lucru care este realizat prin transmiterea pulsurilor electronice in sistem. Viteza la care ceasul este capabil sa ruleze este determinata atat de viteza unitatii centrale (procesorul), cat si de viteza celorlalte componente.

Memoria: este zona de stocare a informatiilor in interiorul calculatorului sau in exteriorul acestuia. In memorie sunt pastrate programele si datele in vederea procesarii de unitatea centrala. O caracteristica a memoriei este aceea ca unitatea centrala poate accesa datele cu o viteza mare. Cauzele cauzate de aducerea datelor in memoria de lucru sunt minimizate.

Memoria calculatorului este de doua tipuri:

memoria RAM ex: 256 Mb → 2006

memoria ROM 16 Mb → 1992

Memoria Ram este o zona de stocarea temporara unde sunt pastrate programele si datele incarcate de pe un disc, introduse de la tastatura sau un alt periferic de intrare.

Memoria ROM reprezinta o stocare permanenta pe microchip utilizata pentru pastrarea programelor. (BIOS)

4. Perifericele: un periferic este un mecanism care se afla in afara unitatii centrale de prelucrare, dar 3este controlat de aceasta. Exista 4 tipuri principale de periferice:

de intrare

de stocare

de iesire

de comunicatie.

1. Periferice de intrare: tastatura, mouse, microfon, caza video, aparat foto, scanner, cititor cod de bare, unitatile de disc.

2. Periferice de stocare: deoarece memoria calculatorului poate pastra cantitati relativ mici de baze de date sau de programe si deoarece memoria RAM este o memorie volatila, este necesara utilizarea unor medii de stocare pentru a inmagazina datele prelucrate.

Cele mai importante medii de stocare sunt:

- discheta (discul flexibil de 3,5 inci)

- discul dur (hard disk) - are cateva avantaje:

poate stoca o cantitate mare de date

datele pot fi accesate rapid datorita legaturilor pe care le are cu unitatea centrala de prelucrare.

Deducem 2 caracteristici importante a discurilor dure:

rata de transfer (cantitatea de date transferate intr-o secunda)

timpul de acces

- discurile compacte (CD-uri), (700 mega), CD, DVD

3. Periferice de iesire: monitoarele, imprimantele, plotter, unitatea de disc

4. Periferice de comunicare: pentru transmiterea de date la distante mari, sunt folosite periferice cum ar fi: modem-urile, fax-urile.

In prezent exista solutii de comunicare la distanta care nu implica in mod necesar existenta unei legaturi fizice intre calculator si periferic sau calculator si destinatarul informatiei.

Terminologia:

Fisier = reprezinta o colectie de informatii care poate fi stocata pe un suport fizic.

Program = o serie de instructiuni scrise intr-un limbaj inteles de calculator.

Nume fisier = un mod de identificare cuprins din doua parti:

prima parte: numele propriu-zis dat de utilizator

a doua parte: extensia (tipul fisierului)

ex: x.txt

Director = reprezinta o forma de cuprins care contine numele fisierelor, marimea lor si data ultimei modificari operate.

= un fisier cu intrari limitate (info)

Drive = poate reprezenta o unitate de disc

Cale si nume de cale = cand se foloseste un sistem multinivel, trebuie spus sistemului de operare unde sunt localizate fisierele.

Acest lucru se realizeaza prin introducerea unui nume de cale format dintr-o secventa de directori urmata de numele fisierului.  ( 8biti - 1 byte).