Tema Power Point

download Tema Power Point

of 16

  • date post

    14-Jul-2015
  • Category

    Documents

  • view

    80
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of Tema Power Point

Informatica aplicata

UPIT

Arhitectura calculatoarelor: Partea hardware a calculatorului i componentele periferice

Arhitectura calculatoarelor: Partea hardware a calculatorului i componentele periferice

Arhitectura calculatoarelor. Hardware Prin sistem de calcul se n elege acel sistem care permite realizarea anumitor activit i, avnd la baz prelucrarea informa iei, alc tuit din dou subsisteme principale: hardware i software. Execu ia activit ilor define te func iile sistemului, iar modul n care aceste func ii sunt ndeplinite determin performan ele sistemului. Hardware este o component material , fizic i reprezint ansamblul de componente i dispozitive care constituie calculatorul; mai putem spune c reprezint totalitatea circuitelor, dispozitivelor i echipamentelor unui sistem de calcul. Software reprezint totalitatea programelor cu care este echipat un sistem de calcul, formnd componenta nematerial a acestuia. Partea hardware a unui calculator este alc tuit din mai multe subsisteme: - Periferice de intrare; - Periferice de ie ire; - Unitatea central ; - Memoria (intern i extern ); - Circuite.

Figura 1 Interac iunea conceptual a componentelor hardware

Figura 2 Interac iunea fizic componentelor hardware

ntre cele cinci subsisteme hardware exist anumite leg turi, reprezentate schematic n figura 1. Att figura 1 ct i figura 2 reprezint interconectarea dintre cele cinci subsisteme prezentate mai sus, dar una este prezentat la nivel conceptual, iar cealalt este prezentat la nivel fizic. Conectarea ntre calculator i echipamentele periferice se realizeaz prin intermediul unor cabluri specifice. Unitatea central Unitatea central este componenta principal care conduce i controleaz ntregul proces n cadrul sistemului. n cazul PCurilor, rolul unit ii centrale este de inut de microprocesor, care reprezint componenta principal a calculatorului, sus innd procesarea datelor i controlnd memoria, intrarea i ie irea datelor. Microprocesorul controleaz opera iile fiec rui subsistem i le coordoneaz ntr-o unitate func ional , fiind conectat la celelalte componente printr-o serie de magistrale (bus-uri). Procesorul este construit dintr-un singur chip de dimensiuni ceva mai mari care con ine un circuit integrat complex, ce i permite s prelucreze informa ii prin executarea unor opera ii logice i matematice diverse. El este compus din dou p r i importante: unitatea de execu ie (EU Execution Unit) i unitatea de interfa a busului (BIU Bus Interface Unit). Prima realizeaz efectiv opera iile, iar cea de-a doua are func ia de transfer a datelor de la i nspre microprocesor. Microprocesorul ndepline te, de fapt, func iile unit ii centrale sau unit ii de control, i anume, execut opera ii aritmetico-logice, decodific instruc iuni speciale, transmite altor chipuri din sistem semnale de control. Comunicarea unit ii centrale cu restul sistemului (monitor, tastatur , imprimant etc.), se realizeaz prin intermediul unor porturi. n interiorul calculatorului datele circul sub form de semnale (impulsuri). Pentru a memora i transmite informa iile prin intermediul acestor semnale, calculatoarele folosesc sistemul binar de reprezentare a informa iilor. Cea mai mic informa ie care poate fi reprezentat poate lua valorile 0 sau 1 i poart denumirea de bit (binary digit cifr binar ). Deci toate datele sunt reprezentate n calculator numai prin valorile 0 i 1. Deoarece datele care sunt memorate i citite n/din calculator au nevoie de mai mul i bi i, ace tia se folosesc n mod grupat. Astfel o succesiune de 8 bi i se mai nume te byte (sau octet), acesta reprezentnd de fapt unitatea de m sur a capacit ii de memorie. Un byte poate reprezenta n calculator numai un caracter (1,3, A sau a).

1 1 1 0 0 0 1 0 Figura 4 Reprezentarea unui bit

Deci unitatea de baz a capacit ii de memorie este byte - ul (notat cu B), care este o succesiune de 8 bi i (b). Celelalte unit i de m sur sunt: 1 KB (kilobyte) = 1024 B 1 MB (megabyte) = 1024 KB 1 GB (gigabyte) = 1024 MB 1 TB (terabyte) = 1024 GB 1 PB (petabyte) = 1024 TB Opera iile pe care le execut microprocesorul se fac prin intermediul unor zone de memorie ale microprocesorului, numite registre. Registrele microprocesoarelor 8086 au o capacitate de 2 bytes. Informa ia cuprins n ace ti 2 bytes al tura i poart numele de cuvnt. Microprocesoarele pe care se bazau primele calculatoare personale (8086 sau 8088) foloseau reprezentarea datelor pe 2 bytes, dar pentru transmiterea lor, 1 byte. De aceea, aceste calculatoare se mai numesc calculatoare pe 8/16 bi i. Urm torul PC s-a realizat cu microprocesor 80286 (ele se numeau n general AT-uri Advanced Technology) i reprezentarea datelor n cadrul registrelor, ct i transmiterea lor se executa pe 2 bytes. Se spune c aceste calculatoare sunt pe 16 bi i. Urm toarele tipuri de calculatoare (80386, 80486) utilizeaz o reprezentare a datelor pe 4 bytes (2 cuvinte), de aceea se mai numesc calculatoare pe 32 bi i (4x8 = 32). Din 1993, cnd firma Intel a lansat microprocesorul Pentium reprezentarea datelor s-a f cut pe 64 bi i (4 cuvinte). Diferen ierea microprocesoarelor se face n func ie de cantitatea de memorie ce poate fi citit la un moment dat, num rul de instruc iuni executabile, precum i viteza de execu ie a opera iilor. Memoria intern Microprocesorul are capacitatea de a memora att datele ce urmeaz a fi prelucrate ct i rezultatele intermediare. Deci, rolul s u este acela de a prelucra i transmite informa iile i rezultatele i, numai pentru ndeplinirea acestui scop, prezint i func ia de a memora datele. Capacitatea de a memora datele este mic , neputnd, de exemplu, stoca programe. De aceea, un calculator necesit o memorie care s stocheze date i programe. Memoria intern este o component de baz a oric rui sistem de calcul, fiind de fapt o zon de stocare a informa iilor n interiorul calculatorului, locul unde programele i datele sunt p strate, n form binar , pe toat durata de prelucrare a acestora. mpreun cu microprocesorul particip la efectuarea opera iilor stabilite de programul n execu ie. Caracteristica semnificativ a memoriei, comparativ cu stocarea pe discuri,

dischete etc., const n aceea c unitatea central poate accesa datele cu o vitez foarte mare, astfel nct pauzele cauzate de transferul datelor n memorie i din memorie sunt minimizate. nc rcarea unui fi ier de pe disc reprezint , de fapt, copierea sa n zona de memorie. Memoria intern prezint anumite caracteristici: -Capacitatea (dimensiunea) este strns legat de microprocesorul utilizat. Unitatea de m sur este KB (kilobytes), MB sau GB. Performan ele unui calculator cresc atunci cnd capacitatea memoriei interne este ridicat . -Timpul de acces reprezint intervalul de timp dintre momentul n care s-a emis o cerere de acces, pentru scriere sau citire, i momentul n care ncepe efectiv opera ia respectiv . Unitatea de m sur este (microsecunde) sau (nanosecunde). Cu ct timpul de acces este mai mic, cu att memoria este mai rapid . Vitezele de memorare mai sunt m surate i n MHz. De exemplu, o memorie RAM la 100 MHz este echivalent cu 8 ns, iar la 133 MHz cu 12 ns. -Modul de organizare i adresare. Din acest punct de vedere memoria intern este structurat n celule binare, loca ii, zone, parti ii, n func ie de caracteristicile tehnice ale acesteia. Astfel: bit-ul este unitatea de reprezentare a informa iei n memoria intern ; celula binar reprezint circuitul electronic capabil s memoreze informa ii de un bit; octetul reprezint o succesiune de 8 bi i care pot fi adresa i individual dup adresa fiec ruia n parte; loca iile de memorie reprezint zone de memorie care au asociate o adres unic , iar con inutul poate fi scris sau citit ntr-un singur ciclu de memorie. Loca iile de memorie sunt numerotate cresc tor, de la 0 pn la limita superioar ce indic ultima loca ie. Aceste numere cresc toare ale loca iilor de memorie se numesc adrese de memorie i ele reprezint o informa ie care faciliteaz identificarea locului unde se afl loca ia de memorie care se dore te a fi accesat . n mod normal, memoria intern este privit ca o succesiune de loca ii cu dimensiunea de 1 octet, con inutul loca iei fiind tratat ca o entitate de informa ie. Zona de memorie reprezint o succesiune de mai multe loca ii. Un cuvnt de memorie poate s nsemne o informa ie de 2, 4 sau 8 octe i. Dimensiunea cuvntului de memorie este strns legat de elementele constructive ale calculatorului i reprezint unitatea elementar pentru memorarea i accesarea instruc iunilor, operanzilor, adreselor. -Ciclul de memorie reprezint intervalul de timp n care este realizat citirea sau scrierea unei unit i de informa ie din/n memorie. Unitatea de m sur este sau , i mai poate fi definit drept intervalul de timp dintre dou opera ii succesive. -Costul de fabrica ie este un criteriu economic privind performan ele unui calculator, depinznd de mai mul i factori, printre care cei mai importan i sunt tehnologia de fabrica ie i firma produc toare. Dup criteriul accesului i al modului de func ionare memoria intern a calculatorului este de dou tipuri: -RAM Random Access Memory.

ROM Read Only Memory. Prima unitate de memorie utilizat de un calculator a fost tamburul magnetic de IBM 650, n 1954.

Figura 5 Tambur magnetic

Memoria cu acces aleator, sau memoria RAM, este o zon de stocare temporar unde sunt p strate programele i datele nc rcate de pe disc sau introduse de la tastatur sau de la un alt periferic de intrare. Aceasta este memoria la dispozi ia utilizatorului, numit din acest motiv i memoria de baz (lucru) care este la dispozi ia programelor. Termenul de acces aleator" semnific faptul c datele pot fi extrase din memorie n orice ordine. Acest tip de memorie mai este numit i RWM Read Write Memory. Memoria RAM este volatil , deci n momentul n care calculatorul este nchis (deconectat, decuplat de la sursa de alimentare), orice informa ie stocat este pierdut . De aici rezult c nainte de a deconecta calculatorul, trebuie s