Prezentare generalaPrezentare generalaCalculatorulCalculatorul este o maşina care prelucreză şi este o maşina care prelucreză şi

manipuleză informaţiile.manipuleză informaţiile.Pentru calculator Pentru calculator informaţia informaţia este atât este atât materie primămaterie primă

cât şi cât şi produs finit.produs finit.Calculatorul este un partener de lucru al omului, care Calculatorul este un partener de lucru al omului, care

foloseşte în locul sistemului de numeraţie zecimal foloseşte în locul sistemului de numeraţie zecimal sistemul sistemul de numeraţie binarde numeraţie binar.. Cea mai mică unitate de măsură a informaţiei este Cea mai mică unitate de măsură a informaţiei este Bitul.Bitul.1 Byte (octet )1 Byte (octet ) = 2 = 233 biţi biţi=8 biti=8 bitiMultipliMultipli1 Kbyte = 21 Kbyte = 210 10 byte = 1024 octeţibyte = 1024 octeţi1 Mbyte = 21 Mbyte = 21010 Kbyte = 2 Kbyte = 22020 byte byte1 Gbyte = 21 Gbyte = 21010 Mbyte = 2 Mbyte = 22020 Kbyte = 2 Kbyte = 23030 byte byte 1Terabyte1Terabyte == 221010 Gbyte = 2 Gbyte = 22020 Mbyte = 2 Mbyte = 23030 Kbyte = 2 Kbyte = 24040 byte byte

Componentele unui calculator

HARDWARE

– partea materială -

Ansamblul elementelor fizice şi tehnice cu ajutorul cărora datele se culeg şi se prelucrează

Exemple:

monitorul, tastatura, mouse-ul, boxele etc

SOFTWARE

– partea logică –

Ansamblul programelor care controlează funcţionareaa corectă şi eficientă a elementelor hard

Exemple:

programele, sistemul de operare

Categorii de sisteme de calcul numeric

• MICROCALCULATOARELE – sunt calculatoarele universale, cu UCP implementată prin intermediul unui microprocesor (IBM PC, APPLE MACINTOSH)

• MINICALCULATOARELE – calculatoare de putere mare, UCP complex, capacitate mare de stocare (CORAL, INDEPENDENT, VAX)

• MAINFRAME – destinate aplicaţiilor complexe care necesită volum mare de date şi de prelucrări, UCP foarte complex, volum mare de stocare în UM (IBM AS400)

• SUPERCALCULATOARE – folosite la aplicaţii foarte complexe (cercetare ştiinţifică) UCP format dint-un număr mare de microprocesoare.

Structura de principiu a unui calculator personal

1. Unitatea de comandă şi control (UCC)2. Componenta de prelucrare, numită şi Unitatea Aritmetico – Logică

(UAL)3. Memoria operativă, numită şi memoria internă sau pur şi simplu

memoria4. Echipamentele periferice5. Magistralele de comunicaţii

U. M.

UCP

U. A. L.

U. C. C

INTERFAŢ SI/IĂ

Date şi programe

Rezultate

1. Unitatea de comandă şi control (UCC) este componenta cea mai importantă deoarece supraveghează activitatea unui calculator asigurând:• stabilirea ordinii de execuţie a instrucţiunilor;• controlul memoriei principale în timpul memorării datelor şi instrucţiunilor;• activarea tuturor unităţilor şi subunităţilor sistemului de calcul.

Aceste funcţii sunt realizate citind succesiv instrucţiunile în unităţi de memorare ultrarapide, numite regiştri, unde le interpretează. În urma acestor interpretări, emite semnale, care reprezintă comenzi adresate diferitelor dispozitive hard din configuraţie.

2. Unitatea aritmetico logica (UAL) Operaţiile executate sunt în esenţă de două categorii:• aritmetice (adunări, scăderi, înmulţiri, împărţiri);• logice.

Instrucţiunile sunt aduse, în ordinea stabilită de UCC, în regiştri, unde se interpretează, se aduc operanzii din memorie, se execută operaţiile şi rezultatul se depune în memorie.

3. Unitatea de memorie internă are sarcini în operaţiile de memorare şi regăsire a informaţiilor pe timpul prelucrărilor. Ea este, deci, locul în care se păstrează datele şi instrucţiunile în vederea executării programelor sub coordonarea UCC.

Există două tipuri de memorie internă:

Memoria ROM ( Read Only Memory) – memorie care poate fi doar citită. Este scrise doar de fabricant şi conţine informaţii despre hardware, mici programe de iniţializare şi configurare a diferitelor dispozitive, BIOS-ul (Basic input Output System) calculatorului. Nu îşi pierde conţinutul la oprirea calculatorului. Denumită memorie permanentă

Memoria RAM (Random Acces Memory)– care poate fi citită dar şi scrisă. Informaţiile se pierd la oprirea calculatorului. Denumită memorie de lucru. În ea se încarcă sistemul de operare şi programele de aplicaţie.

Cu cât memoria internă este mai mare cu atât programele se execută mai repede

Fizic, memoria se prezintă sub forma unor circuite integrate, de câţiva centimetri pătraţi care se ataşează plăcii de bază

Performanţele acestor circuite se măsoară prin:• Viteza de acces la memorie pentru a efectua o operaţie de citire / scriere. Ea este de ordinul nanosecundelor – 10-9 secunde.• Ciclul memoriei . intervalul de timp necesar pentru două accesări succesive a memoriei.

Dispozitivele periferice se împart în: dispozitive periferice de intrare – care permit

introducerea informaţiei în memoria calculatorului – tastatura, mouse, creionul optic, trackball, scanner, joystick, microfonul (input devices)

dispozitive periferice de ieşire – care permit vizualizarea informaţiei ce a fost prelucrată de microprocesor – monitorul, imprimanta, plotter, boxele, căştile (output devices)

dispozitive periferice de intrare / ieşire - care permit introducerea informaţiei în memoria calculatorului dar şi vizualizarea rezultatelor – modem-ul, faxul (input – output devices)

Interfeţele sunt componente ce asigură o conexiune între două elemente pentru ca acestea să poată lucra împreună. Interfeţele pot fi de mai multe tipuri:

seriale, sunt interfeţe universale care permit transmiterea datelor bit cu bit; la astfel de interfeţe se pot conecta modem-ul sau chiar un alt calculator;

paralele, permit transmiterea simultană a 8 biţi (= 1 octet); se folosesc, îndeosebi, pentru conectarea imprimantei la calculator;

USB (universal Serial Bus), permit conectarea oricăror periferice.

5) Magistralele de comunicaţie – sunt utilizate pentru transmiterea comenzilor şi a datelor în cadrul legăturilor funcţionale dintre diferitele componente ale unui calculator. Sunt sisteme de conductori de semnal care transportă o anumită cantitate de date, mai repede sau mai încet, în funcţie de lăţimea magistralei.

Performanţa unui calculator

Aprecierea performanţelor unui calculator electronic, în procesul de utilizare, depinde de indicatorii de performanţă ai componentelor, cum ar fi:• viteza de lucru a procesorului (frecvenţa);• dimensiunea memoriei interne;• dimensiunea hard disk-ului;• viteza de transmitere a comenzilor şi a datelor pe magistrala de date.

Unitatea centrală de prelucrareUnitatea centrală de prelucrare

Carcasa unui calculator are forma Carcasa unui calculator are forma unui paralelipiped, iar proporţia unui paralelipiped, iar proporţia dimensiunilor acestora pot varia de dimensiunilor acestora pot varia de aceea există trei tipuri de modele:aceea există trei tipuri de modele:DesktopDesktopTowerTowerMinitower Minitower

În carcasă sau Unitatea Centrală (UC) se află următoarele În carcasă sau Unitatea Centrală (UC) se află următoarele componente:componente:

placa de bazăplaca de bazăhard disculhard discul

unitatea de floppyunitatea de floppy

unitatea de CD-ROMunitatea de CD-ROMsursa de alimentare sursa de alimentare

ventilatorulventilatorulporturileporturile

Pe placa de bază se amplasează :

• Microprocesorul – care este considerat creierul calculatorului şi grupează pe o suprafaţă de ordinul cm2 milioane de componente electronice. El are rolul de a efectua toate operaţiile aritmetico – logice.

• Memoria internă – are rolul de a memora temporar datele.

• Plăcile de extensie – acestea se amplasează prin intermediul unor sloturi de extensie.

Diferite componente care se amplasează pe placa de bază comunică între ele prin intermediul magistralelor – fire cablate prin care se transmit semnale electrice care cuantifică date sau comenzi.

microprocesor

Placa de baza