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).