Post on 19-Dec-2015
description
1
SLIDE 2
Arhitectura internă a plăcii de bază conține următoarele elemente:
socket-ul pentru procesor;
ceasul intern care generează frecvența de sincronizare;
slot-urile pentru memoria internă;
chipset-ul Northbridge care realizează legătura între procesor,
memoria internă și placa video;
chipset-ul Southbridge care realizează legătura între sistem și
echipamentele periferice;
slot-urile pentru carduri de extensie (placa video, placa de rețea etc.);
conectori electrici de putere care asigură alimentarea plăcii de bază.
SLIDE 3
Arhitectura internă a procesorului este formată din :
unitatea aritmetico-logică ALU care efectuează operaţiile aritmetice şi
logice;
unitatea centrală de control UCC care gestionează instrucţiunile din
memoria internă;
memoria tampon (cache) MEM unde sunt stocate datele și
instrucțiunile la care se apelează frecvent;
interfața de intrare – ieșire cu magistrala de date I/O Channels.
Informaţiile dintr-un sistem de calcul se împart în trei categorii:
date care trebuie prelucrate;
instrucţiuni care indică prelucrările ce trebuie efectuate asupra
datelor;
adrese care permit localizarea diferitelor date şi instrucţiuni.
Principalele caracteristici ale procesoarelor sunt următoarele:
lăţimea de bandă care reprezintă numărul de biţi procesaţi într-o
instrucţiune (32/64 biți);
frecvenţa generată de ceasul intern care caracterizează numărul de
instrucţiuni pe care le execută procesorul pe secundă 1 ... 4 GHz.
SLIDE 4
Prelucrarea instrucţiunilor unui program
1. Unitatea de Control şi Comandă transmite semnalele de comandă
către dispozitivele periferice de intrare pentru transferul de
instrucţiuni şi date către Memoria Internă;
2
2. Unitatea de Control şi Comandă extrage instrucţiunile din Memoria
Internă şi le interpretează;
3. În funcţie de interpretarea făcută Unitatea de Control şi Comandă
transmite semnale de comandă către Unitatea Aritmetico Logică şi
Memoria Internă;
SLIDE 5
4. Datele auxiliare solicitate din Memoria Internă sunt transferate în
Unitatea Aritmetico Logică, unde sunt executate operaţiile aritmetico-
logice decodificate cu ajutorul Unității de Control şi Comandă;
5. Rezultatele obţinute în Unitatea Aritmetico Logică sunt dirijate de
Unitatea de Control şi Comandă către Memoria Internă;
6. După executarea tuturor instrucţiunilor, Unitatea de Control şi
Comandă direcţionează Memoria Internă să transfere rezultatele
către dispozitivele periferice de ieşire.
SLIDE 6
CLASIFICAREA SETURILOR DE INSTRUCȚIUNI
Instrucțiuni pentru transferul datelor unde sursa, respectiv
destinația unui astfel de transfer pot să fie constituite de o locație de
memorie de un registru, sau de elemente ale sistemului de intrare/ieșire;
Instrucțiuni aritmetice execută operații aritmetice asupra unor
date. În acest caz sursa operanzilor și destinația rezultatului pot sa fie
memoria internă sau registrele din unitatea centrala de prelucrare;
Instrucțiuni logice și de deplasare execută operații logice asupra
unor date. Sursa operanzilor și destinația rezultatului pot să fie memoria
internă sau registrele din unitatea centrală de prelucrare;
Instrucțiuni de comparație execută operații aritmetice sau logice de
comparație între doi operanzi;
Instructiuni pentru controlul executiei programelor permit
schimbarea dinamică a secvenței în care se executa instrucțiunile din
program producând un salt necondiționat sau condiționat la o adresă din
program specificată în instrucțiune.
SLIDE 7
Memoria internă înmagazinează datele prelucrate pe cipuri
electronice care permit atât citirea cât şi scrierea datelor. La oprirea
sistemului de calcul, datele din memoria internă se șterg. Accesul la datele
3
stocate se face aleator, oricare celulă de memorie poate fi apelată
independent.
Regiştrii de memorie internă sunt înglobaţi în procesor şi sunt cele
mai rapide tipuri de memorie. Instrucţiunile procesorului comandă unitatea
aritmetico logică să efectueze diferite operaţii asupra datelor prin
intermediul acestor regiştri. Fiecare registru stochează datele sub formă de
cuvinte pe 32 sau 64 biţi.
Memoria tampon (cache) este o memorie rapidă plasată între
procesor şi memoria internă, în care un controller are rolul de a stoca, prin
anticipare, date sau instrucţiuni necesare procesorului. Din punct de vedere
al capacităţii de stocare, memoria cache este mult mai mică decât memoria
internă, însă viteza sa permite servirea rapidă a regiştrilor cu datele
necesare proceorului.
SLIDE 8
Arhitectura plăcii video
Controlerul grafic realizează principalele funcţii ale plăcii video.
Acest controler conţine interfaţa cu magistrala sistemului de calcul, prin
care se realizează legătura între memoria sistemului şi memoria video.
BIOS-ul plăcii video pune la dispoziţie funcţii care pot fi utilizate de
programe pentru accesul la controlerul grafic.
Memoria video păstrează imaginea video realizând funcția de buffer
de cadre.
Circuitul RAMDAC preia imaginea sub formă de date numerice şi o
converteşte în semnale analogice care vor fi afişate de monitor.
Controlerul CRT generează semnalele de sincronizare pentru
afişarea imaginilor de către monitor. Aceste semnale sunt semnalul de
sincronizare pe orizontală SH şi semnalul de sincronizare pe verticală SV.
Generatorul de ceas convertește frecvenţa oscilatorului cu cuarţ în
frecvenţele necesare pentru controlerul grafic, controlerul CRT şi circuitul
RAMDAC.
SLIDE 9
Monitorul poate fi conectat la placa video prin următorii conectori:
VGA (Video Graphics Array) funcționează în modul analogic la o
rezoluție maximă de 2048 × 1536 dpi și un refresh maxim de 85 Hz;
DVI (Digital Video Interface) funcționează în modul digital la o
rezoluție maximă de 2560 × 1600 dpi și un refresh maxim de 60 Hz;
4
(High-Definition Multimedia Interface) funcționează în modul digital
la o rezoluție maximă de 4096 × 2160 dpi și un refresh max de 60 Hz;
DP (DisplayPort) funcționează în modul digital pentru o rezoluție
maximă de 8192 × 4320 dpi, cu un refresh maxim de 60 Hz.
SLIDE 11
Rolul unui sistem de achiziţie de date
Un sistem de achiziţie de date culege informaţiile necesare
cunoaşterii şi conducerii unui proces şi le prelucrează în vederea
exploatării.
Starea procesului este caracterizată în fiecare moment de valori ale
unui anumit număr de parametri. Atribuirea unei valori numerice unei
mărimi monitorizate se realizează pe baza procesului de măsurare.
Structura de bază a unui sistem de achiziţie de date trebuie să asigure
îndeplinirea următoarelor serii de funcţiuni:
extragerea informaţiilor referitoare la mărimile din proces şi
convertirea lor în semnale electrice, prin intermediul traductoarelor
şi al blocurilor de condiţionare a semnalului;
amplificarea şi filtrarea analogică al semnalului, cu rol de a elimina
zgomotul şi paraziţii;
selectarea semnalului util din semnalele disponibile, prin intermediul
multiplexării;
conversia semnalului în formă digitală, prin intermediul blocului de
eşantionare-blocare al CAD;
controlul și monitorizarea acestor operaţii, asigurată de calculator.
Sistemul de calcul poate efectua prelucrări asupra semnalelor digitale
rezultate, în vederea facilitării exploatării acestora sau a corecţiei erorilor
specifice aparaturii utilizate.
SLIDE 12
Convertorul analog – digital (CAD) transformă semnalele analogice
furnizate de către traductoare (nivel semnal 0 ... 5 V) în semnale digitale
(nivel logic 0 sau 1) care sunt transmise sistemului de calcul.
SLIDE 13
Convertorul digital – analogic (CDA) transformă semnalele digitale
în semnale analogice aplicate modulelor de putere ce comandă procesul.
5
SLIDE 14
Sisteme de achiziție de date cu un canal pot fi:
Sisteme de achiziție deschise, dacă se urmăreşte doar obţinerea unei
mărimi măsurate, în vederea afişării sau înregistrării pentru o
prelucrare ulterioară.
Sisteme de achiziție închise, dacă rezultatul măsurării acţionează
asupra comenzii unui proces.
Semnalul provenit de la un traductor este condiţionat prin
intermediul unui bloc de condiţionare a semnalului (amplificator), apoi
este transmis unui sistem de eşantionare – blocare, care realizează
înregistrarea valorilor instantanee şi le menţine la intrarea convertorului
analog-numeric pentru o perioadă cel puţin egală cu timpul necesar
conversiei.
Cele două circuite sunt comandate de sistemul de calcul care, la
momente de timp prestabilite, furnizează comanda de eşantionare,
blochează semnalul la intrarea convertorului şi gestionează funcţionarea
acestuia.
SLIDE 15
Sisteme de achiziție de date cu n – canale
Pentru majoritatea proceselor este necesar să se achiziţioneze mai
multe mărimi în acelaşi timp. Pentru aceasta este necesar un sistem de
achiziţie de date cu multiplexare.
Multiplexorul este un dispozitiv format dintr-un set de comutatoare
analogice la care ieşirile sunt conectate astfel încât să constituie o ieşire
unică a multiplexorului. Comanda închiderii şi deschiderii comutatoarelor
este efectuată prin intermediul unei intrări de adresare a fiecărui canal.
Fiecare canal este caracterizat de adresa sa, care reprezintă numărul
său de ordine. Un multiplexor cu 16 intrări are intrările numerotate de la 0
la 15. Adresarea se poate realiza secvenţial sau aleatoriu.
Sistemul de calcul generează următoarele semnale:
Semnalul de comandă al sistemului de eşantionare-blocare E/B;
Semnalul de începere a conversiei (START) transmis CAD, care după
efectuarea conversiei datelor transmite un semnal de sfârşit de
conversie (EOC), ce are rolul de a semnaliza faptul că datele digitale
sunt disponibile şi stabile;
Semnalele de adresare a canalului corespunzător pentru multiplexor.
6
SLIDE 17
O rețeaua de calculatoare (network) este un ansamblu de sisteme
de calcul interconectate prin intermediul unor medii de comunicație (cablu
coaxial, fibră optică, linie telefonică, unde radio), în scopul utilizării în
comun de către mai mulți utilizatori a tuturor resurselor fizice (hardware),
logice (software) și informaționale (baze de date), asociate sistemelor de
calcul din rețea.
SLIDE 18
Protocolul de control al transmisiei TCP (Transmission Control
Protocol) efectuează o conectare virtuală între două puncte terminale,
fiecare punct fiind definit de către o adresă IP și de către un port TCP.
Protocolul TCP asigură livrarea ordonata a unui flux de date de la un
program de pe un sistem de calcul la alt program de pe un alt sistem de
calcul aflat în rețea. Pe lângă sarcinile de gestionare a traficului, protocolul
TCP controlează mărimea segmentului de date, debitul de informație etc.
Protocolul TCP este structurat pe următoarele nivele:
Nivelul Aplicaţie are rolul de a face legătura dintre o aplicaţie şi
serviciile oferite de reţea pentru acea aplicaţie. Protocoalele care
funcţionează la acest nivel sunt următoarele: terminalul virtual (TELNET),
transferul de fişiere (FTP), poşta electronică (SMPT), serviciul numelor de
domenii (DNS), transferul paginilor web (HTTP), editarea de pagini Web
(HTML).
Nivelul Transport are rolul de a asigura calitatea comunicării,
siguranţa liniei de transport, controlul fluxului de date şi detecţia erorilor.
Nivelul Internet realizează transmiterea pachetele sursă din orice
reţea către o altă rețea prin intermediul protocolului IP (Internet Protocol).
Internet Protocol (IP) este un protocol prin care datele sunt trimise de la un
sistem de calcul la altul prin intermediul Internetului. Fiecare sistem de
calcul are o adresă IP unică, care îl identifică între toate sistemele de calcul
de pe Internet. Atunci când se trimit sau primesc date, mesajul este împărţit
în pachete. Fiecare pachet cuprinde adresa sistemului de calcul caree
trimite datele şi a sistemului de calcul care primeşte datele.
Nivelul Rețea identifică fiecare sistem de calcul conectat în rețea prin
adresele unice de IP (Internet Protocol) și MAC (Media Access Control) și pe
baza acestora direcționează pachetele de date către sistemele de calcul
cărora le sunt adresate.
7
SLIDE 19
IP (Internet Protocol) este un protocol ce asigură un serviciu de
transmitere a datelor, care identifică fiecare sistem de calcul conectat în
rețea printr-un număr unic numit adresă IP. Versiunea de standard folosită
în majoritatea rețelelor este IPv4, în care adresa IP este reprezentată pe un
număr pe 32 de biți (4 octeți).
SLIDE 20
IPv6 este un protocol dezvoltat pentru a înlocui protocolul IPv4 în
Internet care utilizează adresele cu o lungime de 128 biți (16 octeți).
SLIDE 21
O comparație între protocoalele IPv4 și IPv6 evidențiază următoarele.
SLIDE 22
IP Address este un număr unic utilizat de toate sistemele de calcul și
care le permite să se identifice și să comunice între ele într-o rețea de
calculatoare.
Adresa IP Dinamică (Dynamic IP Address) este o adresa IP care
poate fi schimbată oricând de către server-ul DHCP (Dynamic Host
Configuration Protocol) fiind destinată echipamentelor ce nu necesită
conexiune permanentă la internet.
Adresa IP Statică (Static IP Address) este o adresă IP fixă destinată
echipamentelor ce necesită conexiuni permanante la internet.
Masca de rețea (Subnet mask) identifică rețeaua din care face parte
adresa de IP.
Default Gateway este adresa IP a sistemului de calcul care este
conectat direct la internet și care funcționează ca o poartă de acces pentru
celelalte sisteme decalcul din rețea.
Sistemul de nume de domeniu DNS (Domain Name System) este
un protocol care asociază fiecărui nume de domeniu o adresă unică de IP,
asigurând conectarea sistemului de calcul apelant la domeniul respectiv.
SLIDE 23
Placa de rețea (Network Adapter) este un dispozitiv care permite
unui sistem de calcul să se conecteze la o rețea de calculatoare.
Plăcile de rețea se clasifică după modul de integrare în sistemul de
calcul (internă sau externă), după tipul conexiunii (cablu sau radio) etc.
8
SLIDE 24
Switch-ul sau comutator de rețea este un dispozitiv care realizează
interconectarea diferitelor segmente ale rețelei pe baza adreselor MAC.
Switch-urile pot fi fără management sau cu management. Cele cu
management permit definirea de subrețele asociate relelei principale.
SLIDE 25
Router-ul este un dispozitiv care conectează două sau mai multe
rețele de calculatoare bazate pe „comutarea de pachete” (Packet Switching).
Router-ul permite conexiunea la internet prin portul WAN (Wide Area
Network) și gestionează pe adresele IP din rețeaua locală care este
conectată la el prin porturile LAN (Local Area Network).