sistem de calcul

Download Sistem de Calcul

Post on 16-Nov-2015

215 views

Category:

Documents

3 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • 1.1. STRUCTURA I FUNCIONAREA UNUI STRUCTURA I FUNCIONAREA UNUI SISTEM DE CALCULSISTEM DE CALCUL

    Calculatorul este o main care prelucreaz informaiile automat. Pentru aceasta trebuie s i se furnizeze datele pe care trebuie s le prelucreze (datele de intrare) i o list de instruciuni (programul), care s i indice cum s prelucreze aceste date. Dac pentru a ajunge la un rezultat trebuie sa execute mai multe operaii, el le va efectua pe rnd. Operaiile i ordinea acestora i sunt specificate calculatorului prin intermediul programului. Calculatorul va furniza utilizatorului rezultatele obinute n urma prelucrrii (date de ieire). n timpul prelucrrii pot s apar i date intermediare.

    Pentru a putea realiza aceste operaii, calculatorul este alctuit din dou componente:

    Echipamentele fizice (partea material) - HARDWARE Programele i datele (partea logic) - SOFTWARE

    A .HARDWARE-UL. reprezint echipamentele fizice din care este alctuit un sistem de calcul, n care circuitele electronice prelucreaz automat informaiile i asigur comunicarea ntre utilizator i sistem.

    Von Newmann a stabilit c hardware-ul trebuie s asigure urmtoarele funcii:1. funcia de memorare;2. funcia de comand i control;3. funcia de prelucrare;4. funcia de intrare-ieire.

    1. Funcia de memorare asigur memorarea datelor i a programelor i are ca suport memoria intern i memoria extern. n memoria intern sunt stocate programele i datele care sunt n lucru la un moment dat. n memoria extern sunt stocate toate programele i datele de care poate avea nevoie, n diferite situaii, sistemul de calcul.

    2. Funcia de comand i control asigur: extragerea instruciunilor din memoria intern; analiza instruciunilor; comanda de executare a unei operaii; extragerea datelor de intrare din memoria intern; aranjarea datelor de ieire n memoria intern.

    Funcia este realizat de Unitatea de Comand i Control.3. Funcia de prelucrare asigur efectuarea operaiilor aritmetice (adunare, scdere, nmulire i

    mprire) i logice (AND, IF, NOT). Funcia este realizat de Unitatea Aritmetic Logic. 4. Funcia de intrare-ieire asigur introducerea datelor i a programelor n memoria intern i furnizarea

    rezultatelor.

    Exemplu: Calculul valorii expresiei e = (a+b) c

    Rezult c un calculator este format din mai multe blocuri funcionale.

    DATE DE INTRARE PROGRAM DATE INTERMEDIARE DATE DE IEIRE

  • ARHITECTURA unui calculator definete un set de reguli prin care subansamblele hardware sunt conectate fizic, fr s se in cont de amplasarea lor. Subansamblele sunt definite dup funcia asigurat:

    unitatea de comand i control; unitatea aritmetic-logic; unitatea de memorie intern; unitatea de memorie extern; unitile de intrare-ieire.

    1. UNITATEA CENTRAL DE PRELUCRARE (Central Processing Unit CPU) sau PROCESORUL, este creierul calculatorului care coordoneaz i controleaz ntreaga lui activitate.

    Procesorul interpreteaz programele, identific instruciunile din program, decodific o instruciune, recunoate codurile operaiilor, activeaz circuitele electronice corespunztore i execut operaii aritmetice i logice.

    Astzi, UCP-ul se bazeaz pe un singur circuit integrat, numit microprocesor. Circuitul integrat este o capsul n interiorul creia se gsesc sute de mii de circuite electronice. Acesta se

    mai numete i cip (chip) i se monteaz pe placa calculatorului. Microprocesorul este format din circuite electronice cu ajutorul crora el poate interpreta i executa

    instruciunile. Instruciunile reprezint codificarea comenzilor de operaii pe care trebuie s le execute calculatorul. Deoarece calculatorul este o main cu dou stri, aceste instruciuni vor fi iruri de cifre binare, iar codul folosit se numete cod main. Setul de instruciuni pe care microprocesorul l nelege i l execut se numete limbaj main.

    Pentru executarea operaiilor, unitatea aritmetic-logic dispune de o memorie proprie, de dimensiuni reduse, organizat sub form de registre. Atunci cnd procesorul execut o instruciune, din memoria intern sunt aduse n registre operaiile pe care trebuie s le execute UAL.

    Microprocesorul poate executa urmtoarele operaii: cele patru operaii aritmetice de baz: adunarea, scderea, nmulirea i mprirea; operaiile logice: AND, OR, NOT i XOR, cu ajutorul crora se poate controla ordinea n care se

    execut operaiile, folosind: textul, adic operaia de comparare ntre dou operaii; saltul condiionat, adic executarea unei anumite instruciuni n funcie de o condiie; repetiia, adic executarea repetat a unei secvene de instruciuni.

    2. MEMORIA INTERN este locul n care sunt aduse programele i datele pentru a fi prelucrate de procesor. ntruct toate instruciunile i datele sunt codificate ntr-o reprezentare binar, memoria va depozita secvene de bii. Fiecare bit este reprezentat printr-un comutator electronic individual, cu dou stri:

    comutator ON cifra binar 1; comutator OFF cifra binar 0.Capacitatea de stocare a memoriei se msoar n uniti de msur a informaiei: Ko, Mo i Go sau Kb,

    Mb i Gb.Informaia (instruciunile i datele) se gsete n memoria intern sub form de cifre binare grupate n

    octei sau n cuvinte pe care le prelucreaz procesorul. Memoria intern este mprit n locaii de memorie (octei) identificate printr-o adres unic.

    Adresa este un cuvnt binar prelucrat de procesor, prin care acesta identific poziia unei locaii din memorie.

    3. UNITATEA DE INTRARE-IEIRE asigur comunicarea calculatorului cu mediul prin intermediul unor echipamente specializate, numite Dispozitive Periferice. Aceste dispozitive sunt:

    dispozitivele de intrare-ieire: dispozitive de intrare; dispozitive de ieire; dispozitive de intrare-ieire.

    memoriile externe.

    a) Dispozitivele de intrare asigur transmiterea informaiilor i comenzilor ctre calculator prin operaiade citire (READ). Din aceast categorie fac parte: tastatura, mouse-ul, cititorul de cartele, cititorul de band perforat, creionul optic, stiloul electronic, scanerul, microfonul, etc. Informaiile citite pot fi: texte, imagini, muzic, comenzi vocale, valori analogice. Indiferent de tipul informaiei, principiul de funcionare al unui dispozitiv de

  • intrare este acelai: preia informaia, o mparte n uniti conform unui algoritm propriu, codific fiecare unitate ntr-o secven de bii i transmite aceti bii procesorului.

    b) Dispozitivele de ieire sunt folosite pentru a comunica utilizatorului rezultatele operaiilor executate i informaii despre stare sistemului prin informaii de scriere (WRITE). Din aceast categorie fac parte: monitorul, imprimanta, ploterul, difuzorul.

    Aceste dispozitive primesc secvene de bii de la procesor pe care le decodific, astfel nct s poat fi nelese de utilizator sub form natural.

    c) Dispozitivele de intrare-ieire sunt utilizate pentru a realiza comunicarea n ambele sensuri, prin operaii de CITIRE i SCRIERE. Din aceast categorie fac parte: interfaa de , consola, placa multimedia.

    Suporturile de informaie sunt obiecte folosite de calculator pentru a transmite informaii ntre sistem i utilizator. Acestea pot fi: hrtia, dispozitivele electromagnetice, etc.

    4. MEMORIA EXTERN este un suport electromagnetic reutilizabil, pe care informaia se pstreaz codificat sub form binar, prin magnetizarea particulelor feromagnetice dup dou direcii de magnetizare, corespunztoare celor dou cifre binare.

    Pstrarea informaiilor n afara sesiunii de lucru se face n memoria extern. Suporturile electromagnetice folosite ca memorii externe sunt: banda magnetic, discul magnetic, caseta magnetic.

    Pe baza componentelor prezentate mai nainte, rezult c un calculator poate avea o configuraie minim i o configuraie maxim. Configuraia minim este dat de numrul minimum de componente necesar pentru ca sistemul s fie operaional i cuprinde, de regul: procesorul, memoria intern, o unitate de memorie extern, tastatura i display-ul. Configuraia maxim este dat de numrul maxim de componente care pot fi conectate la procesor. ntre configuraia minim i configuraia maxim, utilizatorul o poate alege pe cea care s corespund aplicaiilor dorite i posibilitilor financiare.

    B .SOFTWARE-UL. sistemului de calcul este format din programele destinate s asigure conducerea i controlul procesului de prelucrare a informaiei, precum i efectuarea unor lucrri curente.

    PROGRAMUL este o colecie organizat de comenzi de operaii care sunt transmise calculatorului. Aceste comenzi se numesc Instruciuni. Ele sunt codificate n modul binar i sunt tratate de unitatea de comand i control. n instruciune nu se precizeaz operaii, ci adresele de memorie intern la care se gsesc aceti operani. De exemplu, o instruciune conine urmtoarele informaii:

    codul operaiei de executat; adresa primului operand; adresa celui de-al doilea operand; adresa locaiei de memorie a rezultatului.

    SOFTWARE-UL este format din dou componente: sistemul de operare; programele de aplicaie.

    SISTEMUL DE OPERARE cuprinde programele de baz care controleaz ntreaga activitate a calculatorului. Acesta asigur legtura dintre componentele logice i fizice ale sistemului, i este furnizat mpreun cu sistemul de calcul de ctre firma productoare.

    PROGRAMELE DE APLICAIE sunt mulimi organizate de instruciuni care se atribuie calculatorului pentru a efectua operaiile specifice unei anumite aplicaii. Programele de aplicaie sunt scrise de programatori la cererea utilizatorilor i codific, ntr-un limbaj de programare, algoritmul de rezolvare al problemei respective.Sistemul de operare gestioneaz resursele calculatorului, care sunt de dou tipuri:

    resurse fizice componentele hardware; resurse logice componentele software.

Recommended

View more >