structura_calculatorului.doc

7/21/2019 Structura_Calculatorului.doc

1/4

STRUCTURA I FUNCIONAREA CALCULATORULUI

Primele calculatoare electronice

ntre anii 1937-1941 John Atanasov i asistentul su Clifford Berry aplic tehnoloia l!pilorcu vid pentru a construi calculatoare diitale interal electronice"

#a cererea i cu su$ven%ia ar!atei &n '(A a aprut pri!ul calculator electronic) ENIAC*Electronic Nu!eric Interator And Co!puter + calculator i interator nu!eric electronic," l afost reali.at la (niversitatea din /ennsylvania su$ conducerea savan%ilor 0auchly i cert) &n

perioada 1942-194 i a fost inauurat la 1 fe$ruarie 194) fiind &n func%iune p&n &n anul 19"Acest calculator a c&ntrit 35 tone) avea cca" 4 ! luni!e i era construit din 5"555 de

co!utatoare i 16"555 de tu$uri electronice" /utea s eecute "555 de adunri sau scderi cu 15cifre pe secund sau 455 &n!ul%iri pe secund" 8in cau.a tu$urilor care se ardeau destul de des)co!en.ile erau reali.ate de dou ori) cu &ntreruperi &n care se introduceau date de test pentrudepistarea tu$urilor arse"

n 1944 !ate!aticianul John von eu!ann a lansat ideea prora!ului &nreistrat) pentru careo !ain de calcul tre$uie s fie dotat cu un dispo.itiv de !e!orare a datelor i co!en.ilor i care

tre$uie s lucre.e cu o vite. !are i tre$uie s per!it &nreistrarea si!pl i rapid ainfor!a%iilor" Astfel au aprut no%iunile de algoritm de re.olvare a unei pro$le!e i programul deprelucrarea alorit!ului) a secven%elor de co!en.i i !e!orare date"

Structura i principiile de unc!ionare ale unui calculator nu!eric !odern au fost propusede "o#n $on Neuman&n anul 194:

1" tre$uie s posede un !ediu de intrare) prin inter!ediul cruia s se poat introduce unnu!r neli!itat de operan.i i instruc%iuni;

2" tre$uie s posede o !e!orie) din care s se citeasc instruc%iunile i operan.ii i &n care sse poat !e!ora re.ultatele;

3" tre$uie s posede o sec%iune de calcul) capa$il s efectue.e opera%ii arit!etice i loice)asupra operan.ilor din !e!orie;

4" tre$uie de ase!enea s posede un !ediu de ieire) prin inter!ediul cruia un nu!rneli!itat de re.ultate s poat fi o$%inute de ctre utili.ator;" tre$uie s ai$ o unitate de co!and) capa$il s interprete.e instruc%iunile o$%inute din

!e!orie i capa$il s selecte.e diferite !oduri de desfurare a activit%ii calculatorului pe $a.are.ultatelor calculelor"

/ornind de la teoria lui eu!ann a fostconstruit E%&AC *Electronic %iscrete &a-ria$ileCo!puter + calcu-lator varia$il elect-ronic discret,"

#a &nceputul anilor 195 a fost livrat pri!ulcalculator co!ercial UNI&AC *UNI&ersalAuto!atic Co!puter + calculatorul auto!atic

universal, *fi" 2," Aa a &nceput pri!a enera%ie decalculatoare electro-nice"

E$olu!ia calculatoarelor electronice

ncep&nd de la pri!ele calculatoare electroniceevolu%ia calculatoarelor a fost at&t de dina!ic) &nc&t a

parcurs c&teva enera%ii) la !o!entul dat se lucrea.asupra calculatoarelor din enera%ia a cincea"

AC"

?i" 2" Calculatorul UNI&AC(


2/4

II genera!ie *194-193, a fost caracteri.at de folosirea tran)i*torului pentru reali.areacircuitelor loice" Calculatoarele din cea de-a doua enera%ie aveau &n @ur de 155 de instruc%iunico!plee) !e!orie de tip !anetic i dispo.itive periferice"

#i!$a@ul de prora!are ?ortan a aprut &n anul 19 iar li!$a@ele Algoli Co'ol*CO!!on+usiness Oriented Lanuae + li!$a@ orientat spre aplica%iile de afaceri, au aprut dup anul 195"n anul 19 a devenit opera%ional pri!ul calculator cu tran.istori) denu!it TRA%IC*TRAnsistor%Iital Co!puter,"

III genera!ie de calculatoare *194-1965, se caracteri.ea. prin utili.area circuitelorintegrate pe *car, mic,SSI *S!all Scale Interation, imedie-SI *-ediu! Scale Interation,"I& genera!iede calculatoare *1961-pre.ent, se caracteri.ea. prin construc%ia de calculatoare

ce utili.ea. circuite integrate pe *car, larg,LSI *Lare Scale Interation, i oarte larg,&LSI*&ery Lare Scale Interation," ?olosirea !icroprocesorului i a !icroprora!rii a oferitcalculatoarelor posi$ilitatea utili.rii unui set co!ple de instruc%iuni i a asiurat un rad sporit deflei$ilitate"

& genera!iede calculatoarele *pre.ent-viitorii ani,) sunt &nc &n fa.a de de.voltare" le se$a.ea. pe utili.area intelien%ei artificiale) a circuitelor interate speciali.ate i a procesriiparalele" ist unele aplica%ii care sunt de@a utili.ate ast.i) cu! ar fi recunoaterea vor$irii"(tili.area procesrii paralele i a superconductorilor face via$il intelien%a artificial" 'copul

principal al celei de-a cincea enera%ii de calculatoare este acela de a de.volta echipa!ente capa$iles rspund li!$a@ului natural u!an i s fie capa$ile de &nv%are i orani.are proprie"

Sc#ema unc!ional, a calculatorului

'che!a func%ional a calculatorului poate fi pre.entat astfel:

?i" 3" 'che!a func%ional a calculatorului"8in aceast sche! *fi" 3, se o$serv c calculatorul con%ine ur!toarele co!ponente

func%ionale: !e!orie intern care se utili.ea. pentru pstrarea datelor ini%iale) inter!ediare i finale

ale pro$le!ei) precu! i instruc%iunile care indic secven%a calculelor; un dispo.itiv central de co!and care enerea. o succesiune de se!nale de co!and

necesare eecutrii secven%iale a instruc%iunilor; un dispo.itiv arit!etic i loic destinat efecturii calculelor arit!etice i loice ele!entare; dispo.itivele de intrare-ieire destinate introducerii i etraerii infor!a%iei &ndin

calculator"8ispo.itivul de co!and i dispo.itivul arit!etic i loic for!ea. unitatea central de

prelucrare a infor!a%iei) denu!it proce*or"Re!ine!i" /rocesorul este unitatea de $a. a calculatorului) care i reali.ea. calculatorul ca

atare"

8ispo.itivelede intrare

0e!orie intern

8ispo.itivelede ieire

8ispo.itivulcentral deco!and

8ispo.itivularit!etic i

loic

8ate>nstruc%iuni

8ate)instruc%iuni e.ultate

/ocesorul

Controlere dispo.itivelor de intrareieire


3/4

0e!oria calculatoarelor este orani.at &n dou nivele: memoria intern, i memoriae.tern," Cea intern este o !e!orie de &nalt vite. de lucru) &ns de o capacitate !ai redus &nco!para%ie cu !e!oria etern) care posed &n schi!$ vite. de lucru !ai lent"

-emoria intern, *se !ai nu!ete i !e!oria operativ, se utili.ea. pentru pstrareaprora!elor &n curs de eecutare i datele folosite de acesta"

Re!ine!i" /re.en%a !e!oriei interne este o condi%ie esen%ial pentru func%ionareacalculatorului"

-emoria e.tern,se utili.ea. pentru pstrarea cantit%ilor !ari de infor!a%ie i prora!e" npre.ent ca !e!orie etern se utili.ea.: unit%i de disc hard) unit%i de disc optic) unit%i flash etc"

(nit%ile de !e!orie etern i dispo.itivele de intrareieire se nu!esc ec#ipamenteperierice"

8ispo.itive de intrareieire se conectea. la calculator cu a@utorul aa nu!itor controlerecare reali.ea. controlul func%ionrii dispo.itivelor periferice i efectuea. schi!$ul de date &ntre!e!oria intern i dispo.itivele periferice respective" #a calculatoarele personale) unitatea standardde intrare este tastatura) iar unitatea standard de ieire este !onitorul"

n sche!a pre.entat se descrie procesul de func%ionare a calculatorului" 8up cu! se vedeinfor!a%ia se introduce &n calculator de ctre unul din dispo.itive de intrare) care sunt unite cucalculator printr-un controler) dup aceast infor!a%ia prin inter!ediul !e!oriei interne ni!erete&n procesorul for!at din unitatea central de co!and i unitatea arit!etico-loic) unde seefectuea. prelucrarea infor!a%iei" 8up prelucrare infor!a%ia iari prin inter!ediul !e!orieiinterne ni!erete sau &n for!a de instruc%iuni &n unul din dispo.itive de intrare sau &n for!a de datei instruc%iuni la unul din dispo.itivele de ieire) care afiea. re.ultatul prelucrrii"

(n co!puter este un siste! !odular) alctuit din nu!eroase co!ponente fi.ice) &n specialelectronice) dar inclu.&nd i co!ponente !ecanice i optice" ?iecare !odul) i anu!e controlerul)dispo.itive de intrare) dispo.itive de ieire) etc") func%ionea. i pot fi incluse sau ecluse dinco!ponen%a calculatorului independent unul de altul" Ceea ce per!ite s confiur! calculatorul &nfunc%ie de destina%ie lui) acest proces poart denu!ire de upgrade"

Cla*iicarea calculatoarelor

Caracteristica eneral a unui calculator include: vite.a de operare; capacitatea !e!oriei interne; co!ponen%a i capacitatea unit%ilor de !e!orie etern; co!ponen%a echipa!entelor de intrare-ieire; para!etrii de !as i a$arit; costul"8up aceste caracteristici calculatoarele !oderne pot fi clasificate &n 4 cateorii:a, !icrocalculatoare

$, !inicalculatoarec, !ainfra!ed, supercalculatoare

a, 0icrocalculatoare echipa!ente electronice de calcul a cror arhitectura e construit &n @urul unui procesor

*(C/ + unitate centrala de prelucrare,; arhitectura (C/ relativ si!pl; periferice lente dar diverse) uor de instalat i de confiurat; vite.a de prelucrare relativ !ic *5"-4 0>/' + !ilioane de instruc%iuni pe secund,; capacitatea de !e!orare li!itat *45 B + 4 0B, cu posi$ilitate de adresare p&n la

nivel de


4/4

echipa!ente electronice de calcul construite dup o tehnoloie clasic av&nd o structur!odular capa$il s satisfac cerin%ele de lucru ale unei orani.a%ii;

per!it lucrul si!ultan al !ai !ultor utili.atori; pre.int unul sau !ai !ulte procesoare; capacitate de stocare !are; vite.a de prelucrare 1-15 0>/';

unit%i periferice rapide"c, 0ainfra!e echipa!ente electronice !enite s satisfac cerin%ele de lucru ale !arilor orani.a%ii; unit%i centrale foarte rapide cu !ai !ulte procesoare; !e!orie intern i etern foarte rapide i de capacitate !are; periferice foarte rapide; vite.a de prelucrare 15-155 0>/'; !ii de ter!inale conectate la !ainfra!e; .eci i sute de !ii de dolari"

d, 'upercalculatoare

echipa!ente electronice de calcul cu resurse hardDare i softDare foarte !ari utili.ate &nra!uri de v&rf *industria de aprare) cercetare) aeronautic,; vite.a peste 1555 0>/'; costuri la nivel de !ii i chiar !ilioane de dolari"n func%ie de sfera de activitate &n care sunt folosite) calculatoarele se pot clasifica &n:a) Sta!ia de lucru *Dorstation, + calculator dedicat unei activit%i specifice cu! ar fi

rafica) proiectarea) prelucrarea video i audio) etc" Acesta este proiectat astfel inc&t s&ndeplineasc rapid i opti! func%ia sa de $a. i accepta$il alte func%ii;

b) Calculatorul de 'irou *office co!puter, + dedicat activit%ilor de $irou" Acesta esteproiectat s &ndeplineasc func%ii !ultiple) specifice activit%ilor de $irou) cu o vite. i o fia$ilitateaccepta$il;

c) Calculatorul ca*nic*ho!e co!puter, + este proiectat pentru &ndeplinirea unei arii lari defunc%ii) cu o vite. i o fia$ilitate accepta$il) pun&nd pe pri! plan func%ia de divertis!ent *@ocuri)fil!e) !u.ica) etc",;

d) Ser$er/ul+ calculator ce &ndeplinete func%ia de coordonare a unei activit%i &ntr-o re%ea"8up tipul de activitate pe care o coordonea. serverul poate fi de fiiere *fileserver,) de $a.e dedate *data$ase server,) de >nternet) de pota electronic *!ail server,) etc";

e) Laptop0ulsau note'oo1/ul+ calculator porta$il) proiectat s serveasc persoanele aflate&n per!anent !icare" #aptop-urile sunt) &n eneral) proiectate pentru utili.area softDare-ului de

$irou) dar pot fi reali.ate i !odele dedicate activit%ilor speciali.ate *proiectare) prelucrare audio)servere) etc",

structura_calculatorului.doc

Documents