Documente online.
Username / Parola inexistente
  Zona de administrare documente. Fisierele tale  
Am uitat parola x Creaza cont nou
  Home Exploreaza
Upload




























ARHITECTURA UNUI CALCULATOR PERSONAL

Informatica




ARHITECTURA UNUI CALCULATOR PERSONAL

2.1 Introducere




Înca din cele mai vechi timpuri, necesitatea efectuarii unor calcule s-a manifestat cu pregnanta. Desi calculele au existat înainte de aparitia scrisului, ele au cunoscut o dezvoltare mai însemnata abia dupa ce scrisul a contribuit la transmiterea de la o generatie la alta a experientei acumulate.

Cele mai vechi marturii ale unor socoteli efectuate de popoarele antice sunt tablitele de lut ale vechilor sumerieni din perioada 3700-3000 î.e.n.

Un mijloc mai perfectionat de efectuare a înregistrarilor a fost rabojul, consacrat oficial în Anglia, dupa invazia lui Wilhelm Cuceritorul din 1066, fiind utilizat pentru înregistrarea proprietatilor coroanei si a taxelor datorate pentru proprietati.

Dezvoltarea schimburil 959e45j or comerciale a facut necesara construirea unor aparate de calcul. Primul aparat de calcul cunoscut este o varianta a socotitorului cu bile, care purta la romani denumirea de "abacus", iar la greci se numea "tabla lui Pithagora

Înainte de aparitia acestui aparat la greci, se pare ca el a fost folosit în India si Mesopotamia, iar în China a fost utilizat cu mii de ani în urma un aparat similar numit "suanpan

În primele perioade de dezvoltare a tehnicii de calcul s-au folosit o serie de aparate de calcul cum ar fi: tabele mobile, discuri sau cilindri de calcul, rigla de calcul.

Prima masina de calcul cu care se puteau efectua operatii de adunare si scadere a fost construita în 1642 de matematicianul francez Blaise Pascal.

În anul 1671, matematicianul si fizicianul german Gottfried Wilhelm Leibniz construieste prima masina de calculat capabila sa execute cale patru operatii.

Pe baza masinii lui Leibniz, matematicianul german Matthaus Hahn construieste în anul 1778 o varianta îmbunatatita care, însa, datorita costului foarte ridicat, nu si-a gasit o larga utilizare în practica.

Realizarea în serie a unei masini de calculat a apartinut în 1820 englezului Xavier Thomas, dar numai modelul realizat în 1858 a îndeplinit complet cerintele ridicate de viata practica.

În 1878 tehnicianul suedez V.T. Odhner a inventat o masina de calculat care foloseste un disc cu numar variabil de dinti, numita aritmometru. Cam în aceeasi perioada, în S.U.A., Franck Stephan Baldwin, inventeaza o masina similara pentru efectuarea celor patru operatii de baza.

În 1911, Baldwin împreuna cu Jay R. Monroe, lanseaza pe piata masina de calculat raspândita în lumea întreaga sub numele de masina "Monroe

Masina de adunat cu tastatura redusa - cu 10 taste - a fost inventata în 1914 de catre fratii Oscar si David Sundstrand.

Un moment deosebit de important în dezvoltarea tehnicii de calcul l-a constituit inventarea în S.U.A. în 1887 de catre Herman Hollerith a unei masini care functiona pe baza introducerii automate a datelor cu ajutorul cartelelor perforate.

În 1908, tehnicianul american James Fowers breveteaza o masina perfectionata de perforat cartele.

Unul din cei mai de seama inventatori de masini de calcul automate a fost matematicianul englez Charles Babbage, care prezinta în 1855 la Londra si Paris, un model de masina de calcul pentru calcule diferentiale. Tot Babbage, împreuna cu Withworth, au început proiectarea unei masini analitice.

În anul 1930, profesorul Howard Aiken de la Universitatea Harvard a conceput o masina pe care a denumit-o Mark I si care semana în mare masura cu masina conceputa de Babbage. Construirea efectiva a lui Mark I a fost terminata în 1944, iar dupa 4 ani, în 1948, a fost construita o varianta îmbunatatita, Mark II - principala îmbunatatire a constat în realizarea unor mecanisme de calcul pe baza de relee electromagnetice.

În paralel cu construirea de catre Aiken a masinii automate Mark I, un grup de savanti de la Universitatea din Pensylvania, în frunte cu Mauchley si Eckert, realizeaza între 1942-1946, prima masina electronica numerica - bazata pe folosirea tuburilor electronice -, denumita ENIAC (Electronic Numerical and Calculator).

Limitele masinii ENIAC - dintre care amintim: introducerea si iesirea datelor prin cartele perforate care constituiau o cale prea lenta, programarea functiunilor automate sub forma unor tablouri de conexiuni care nu era suficient de elastica - au putut fi eliminate pe baza unor proiecte elaborate de doctorul Neumann.

Pe baza conceptiei lui Neumann, în 1949 un colectiv de la Universitatea Cambridge a construit prima masina electronica de calcul cu memorie.

În aceeasi perioada, în S.U.A. au fost construite mai multe masini electronice de calcul, cum sunt: EDVAC (Electronic Discret Variable Automatic Computer), SEAC (Standards Eastern Automatic Computer), UNIVAC (Universal Automatic Computer).

Tehnica de calcul a cunoscut începând din 1950 o evolutie foarte rapida, caracterizata prin construirea a trei generatii de calculatoare numerice.

Prima generatie s-a bazat pe folosirea tuburilor electronice pentru realizarea circuitelor logice si a tamburului magnetic rotativ, ca memorie principala. Calculatoarele aveau dimensiuni fizice impresionante si consumau o energie care depasea uneori sute de kw. Viteza calculatoarelor din prima generatie era de 50-100 operatii pe secunda, programarea lor era dificila, utilizând instructiunile calculatorului (de cele mai multe ori în forma codificata), capacitatea de memorare era între 2000 si 10000 de caractere.

A doua generatie de calculatoare s-a bazat pe folosirea tranzistoarelor si diodelor semiconductoare pentru realizarea circuitelor logice si a feritelor (materiale magnetice sintetizate), ca memorie principala. Dimensiunile si consumul de energie s-au diminuat considerabil, viteza a ajuns la mii sau sute de mii de operatii, capacitatea de memorare a crescut la milioane de caractere alfanumerice.

A treia generatie de calculatoare electronice se bazeaza pe folosirea circuitelor integrate. S-a caracterizat prin:

paralelism între operatiile de calcul si cele de intrare-iesire;

suprapunere controlata a executarii instructiunilor;

multiprogramarea prin prezenta simultana în memorie a mai multor programe si executarea lor conform unor prioritati stabilite.

2.2 Ce este un calculator

Prin notiunea de calculator sunt desemnate, în general, mai multe lucruri care nu poseda decât asemanari vagi:

- calculator de buzunar;

- calculator de birou;

- calculator personal etc.

Cum se diferentiaza un PC (calculator personal) de celelalte tipuri de calculatoare?

Diferentele esentiale sunt urmatoarele:

a) modul de functionare algoritmic - un PC stie exact în ce punct se afla la un moment dat si ce are de facut în acel moment. Dupa ce executa ce avea de executat ajunge într-un nou punct pe care îl cunoaste cu exactitate si are iarasi de realizat o operatie bine determinata s.a.m.d. Deci modul de functionare algoritmic al unui PC înseamna cunoasterea exacta a starii curente si a operatiei curente de executat, operatie care odata realizata determina o noua stare si o noua operatie de executat. Functionarea unui PC este bine determinata.

b) posibilitatea de a executa programe.

c) modul de comunicare cu utilizatorul - un PC poseda obligatoriu un monitor cu ajutorul caruia transmite utilizatorului ce are de transmis si, de asemenea, poseda o tastatura cu ajutorul careia utilizatorul transmite calculatorului informatiile necesare.

2.3 Componentele principale ale unui calculator personal

Monitorul este dispozitivul cu ajutorul caruia un PC poate prezenta informatii utilizatorului.

Tastatura este dispozitivul care foloseste la introducerea de informatii (date sau comenzi) în calculator.



Unitatea centrala (sau UC-ul) este de fapt creierul care coordoneaza întreaga activitate a unui calculator personal. De aici se solicita informatii pe care utilizatorul le va introduce de la tastatura sau se afiseaza rezultatele pe monitor. Tot în unitatea centrala sunt realizate prelucrarile de date prin executarea unui program. Fiind cea mai importanta componenta a unui PC, ea este cea care da caracteristicile si parametrii de functionare ai PC-ului.

Imprimanta este dispozitivul cu ajutorul caruia rezultatele obtinute cu ajutorul calculatorului pot fi tiparite pe hârtie (pe monitor aceste informatii sunt volatile si, deseori, nu pot fi utilizate ca atare).

Mouse-ul, ca functionalitate este foarte asemanator cu tastatura, deoarece prin intermediul lui sunt comunicate informatii catre calculator.

Scanner-ul este un dispozitiv care realizeaza "citirea" unei fotografii, a unui desen etc. Imaginea citita cu ajutorul scanner-ului va putea fi apoi afisata pe monitorul calculatorului, eventual prelucrata si apoi tiparita.

Pe lânga aceste dispozitive, oarecum clasice, un PC mai poate avea atasate si altele, cum ar fi: unitatea de floppy, unitatea de CD, microfon pentru comunicarea de comenzi, difuzoare stereo, monitoare tridimensionale etc.

2.3.1 Structura interna

Componentele interne cele mai importante, care asigura functionarea unui calculator personal, sunt microprocesorul, memoria interna, magistrala de date si magistrala de comenzi.

Microprocesorul este un circuit integrat, o componenta electronica, creierul întregului calculator, coordonatorul tuturor operatiilor care sunt realizate de acesta.

Un microprocesor contine în interiorul sau zone în care poate memora date. Aceste locatii poarta numele de registre, iar fiecare registru are un nume special (de exemplu: registrul Ax, registrul Bx etc.). Între toate registrele, exista un registru cu rol special IP (Instruction Program). Microprocesorul este conectat la celelalte componente ale calculatorului prin intermediul magistralei de date si al magistralei de comenzi.

Memoria interna este formata din mai multe circuite integrate, care au un aspect exterior asemanator microprocesorului. Este alcatuita din mai multe parti de dimensiune egala, care sunt denumite locatii de memorie. Locatiile de memorie sunt numerotate începând cu valoarea 0. Aceste "etichete" puse peste locatiile de memorie poarta numele de "adrese de memorie". si memoria interna este conectata la celelalte componente ale calculatorului prin intermediul celor doua magistrale.

Magistrala de date si magistrala de comenzi reprezinta o multitudine de trasee de cupru pe o placa de circuit imprimat pe care circula datele transferate între componentele calculatorului, respectiv comenzile.

2.3.2 Perifericele

Toate dispozitivele diferite de microprocesor sau de memoria interna sunt denumite "periferice". Monitorul si imprimanta sunt "periferice de iesire", iar tastatura "periferic de intrare".

2.3.2.1 Memoria externa

Memoria interna, fiind fizic compusa din circuite integrate, este volatila, ceea ce înseamna ca la decuplarea de la curent a calculatorului, informatiile existente în memoria calculatorului sunt iremediabil pierdute. Acest inconvenient a fost rezolvat prin adaugarea la componenta calculatorului a unei memorii externe, nevolatile, pe post de depozit. Un program nu poate fi executat decât în memoria interna si, de aceea, el este mai întâi copiat de pe suportul magnetic (disc) în memorie. Memoria externa este alcatuita din discuri fixe (hard-discuri) montate în interiorul unitatii centrale, discuri flexibile (floppy-discuri) si CD-uri care pot fi detasate de calculator.

Discurile fixe au o capacitate foarte mare de stocare a informatiei si o viteza de lucru (citire/scriere) foarte ridicata.

Discurile flexibile, cu o capacitate de stocare mult mai mica, sunt folosite pentru a transfera date între calculatoare sau pentru a pastra unele informatii în siguranta.

2.3.2.2 Tastatura (Keyboard)

Are în alcatuirea ei un microprocesor care are sarcina de a urmari si de a raporta în permanenta unitatii centrale activitatea la nivelul tastelor. Toate tastele sunt tratate în acelasi mod, indiferent daca este litera, cifra Shift, Caps Lock etc. Tastele Shift, Ctrl, Alt nu altereaza codurile altor taste apasate simultan cu ele. Modul de transmitere de la tastatura la unitatea centrala este serial. Daca orice tasta este apasata mai mult de 0,5 secunde, aceasta va începe sa se repete.

Tastele se grupeaza astfel:

taste de functii: F1 la F12, în functie de mediul în care se lucreaza, au fiecare un rol bine definit, îndeplinind anumite functii;

taste de tip masina de scris: au acelasi rol ca si tastele unei obisnuite masini de scris, cu câteva exceptii care vor fi explicate în continuare;

taste din zona numerica (partea dreapta a tastaturii) grupate astfel pentru a fi utile în cazul introducerii de date numerice sau în cazul efectuarii de calcule aritmetice.

Semnificatia tastelor este:

Return (Enter)

valideaza o instructiune/comanda, introdusa de la tastatura; trece la rândul urmator;



Spatiu

avanseaza cursorul, caracter cu caracter, catre partea dreapta a ecranului;

Shift

în combinatie cu alte taste (litere) face trecerea de la litera mica la litera mare si invers; selecteaza caracterul de sus daca pe aceeasi tasta sunt doua caractere diferite;

Tab

deplaseaza cursorul cu 8 caractere la dreapta; apasata simultan cu tasta Shift, deplaseaza cursorul cu 8 caractere la stânga;

Backspace

deplaseaza cursorul cu o pozitie la stânga, stergând caracterul pe care se pozitioneaza (folosita la corectarea caracterelor gresit introduse);

Caps Lock

fixeaza tastatura pe pozitia "litera mare"; în aceasta situatie, rolul lui Shift se inverseaza, adica, atunci când Caps Lock este activat, apasarea lui Shift împreuna cu o litera, are ca efect afisarea unei litere mici;

Ctrl

este folosita întotdeauna cu o alta tasta, îndeplinind împreuna o anumita functie; de exemplu, Ctrl + S plaseaza calculatorul în stare de pauza, reluarea operatiei facându-se prin apasarea oricarei taste;

Alt

folosita cu o tasta alfabetica, se obtine o anumita comanda/instructiune; de exemplu Alt + P = comanda Print;

folosita împreuna cu tastele numerice, formând coduri zecimale de la 128 la 255, afiseaza pe ecran simboluri speciale; de exemplu, în Turbo Pascal, Alt + 224 = a, Alt + 225 = b, Alt + 228 = S

reinitializeaza sistemul în combinatia Ctrl+Alt+Del;

Esc

iese dintr-o comanda (revine la o comanda anterioara);

Print Screen

împreuna cu tasta Shift, copiaza ecranul la imprimanta;

Scroll Lock

împreuna cu tasta Ctrl poate întrerupe o comanda sub MS-DOS;

Num Lock

permite accesul utilizatorului la zona numerica;

folosita împreuna cu tasta Ctrl, "fixeaza " ecranul; se apasa orice alta tasta pentru a continua afisarea;

Cursor down (

muta cursorul cu o linie mai jos pe ecran;

Cursor up (

muta cursorul cu o linie mai sus pe ecran;

Cursor left (



muta cursorul cu o pozitie la stânga;

Cursor right (

muta cursorul cu o pozitie la dreapta;

Insert

permite inserarea caracterelor (introducerea de noi caractere între cele existente); caracterele din dreapta se deplaseaza mai la dreapta (de fapt, comuta între modul "inserare" si "supratiparire"

Home

muta cursorul la începutul liniei pe care se afla acesta;

End

muta cursorul la sfârsitul liniei pe care se afla acesta;

Delete

sterge caracterul pe care este plasat cursorul; caracterele din dreapta se deplaseaza spre stânga;

Page Up

deplaseaza un ecran mai sus;

Page Down

deplaseaza un ecran mai jos;

tastele pentru operatii aritmetice.

2.3.2.3 Monitorul

Monitorul unui PC este o componenta importanta si reprezinta ceea ce privim 95% din timpul în care utilizam calculatorul. De aceea caracteristica sa esentiala este gradul de periculozitate al radiatiilor pe care acesta le emite. Noile tipuri de monitoare Low Radiation sunt complet nedaunatoare sanatatii (în cazul folosirii lor rationale - 6 ore pe zi).

În afara de aceasta caracteristica, monitoarele se mai caracterizeaza prin:

definitie - la fel ca la televizor, imaginea la un monitor nu reprezinta un continuu, ci o sursa de puncte foarte fine. Diametrul unui astfel de punct (pixel) caracterizeaza definitia monitorului. Cu cât aceasta valoare este mai mica, cu atât imaginea este mai clara, mai putin obositoare. Valoarea tipica a definitiei este de 0,28 mm pentru diametrul unui pixel;

rezolutia - înseamna numarul maxim de puncte care pot fi afisate pe o linie a monitorului si separat pe o coloana a monitorului. De exemplu, EGA 640x350, 16 culori; VGA 640x480, 16 culori; VGA 320x200, 256 culori; SVGA 800x600, 256 culori;

dimensiunea monitorului valoarea tipica este pentru dimensiune de 14 inches (1inch=2,54 cm). Se pot întâlni monitoare de pâna la 20 inches, dar pretul evolueaza spectaculos pentru fiecare inch în plus;

numarul de dimensiuni în care se afiseaza - pe lânga monitoarele traditionale care afiseaza imaginile în doua dimensiuni, exista monitoare (la preturi adecvate) care pot reda imagini în trei dimensiuni - fie prin polarizarea luminii (deci folosirea unor ochelari speciali), fie holografic.

2.3.2.4 Imprimanta (Printer)

Reprezinta principalul dispozitiv cu ajutorul caruia se tiparesc pe hârtie rezultatele obtinute. Principalele caracteristici ale unei imprimante sunt:

rezolutia - se masoara în numar de puncte pe care le poate afisa într-un inch (dots per inch). Pentru a caracteriza rezolutia, esentiala este metoda de imprimare pe hârtie. Deosebim:

- imprimante matriciale - imprimarea se face prin intermediul unor ace care percuteaza o banda tusata, imprimându-se pe hârtie punct cu punct (pixel cu pixel). Rezolutia acestor imprimante este în general de 180 d.p.i. (destul de slaba);

- imprimante laser - imprimarea se face dupa principiul care sta la baza copiatoarelor. Acest procedeu permite atingerea cu usurinta a unei rezolutii de 300 d.p.i., dar se poate ajunge pâna la câteva mii de d.p.i.;

- imprimantele cu jet de cerneala - se apropie de performantele celor laser. Principalul avantaj este costul redus al consumabilelor. Imprimantele color sunt, în general, cu jet de cerneala;

- imprimante termice - se bazeaza pe procedeul de fixare termica pe hârtie a vaporilor de cerneala. Sunt imprimante color, de o calitate deosebita;

viteza cu care tipareste o imprimanta - se masoara în caractere pe secunda la cele matriceale si în pagini pe minut la cele laser si cu jet de cerneala;

dimensiunea maxima a hârtiei pe care poate tipari o imprimanta - se refera la latimea hârtiei, deoarece lungimea poate fi practic nelimitata (A4=latimea 21 cm, A3= latimea 42 cm);

memoria imprimantei - de ea depinde numarul si complexitatea desenelor ce pot fi tiparite pe o pagina;

posibilitati de extindere - pe lânga setul de caractere satndard, pot fi definite noi caractere, cum ar fi literele românesti a, î, â, s, t.










Document Info


Accesari: 1899
Apreciat:

Comenteaza documentul:

Nu esti inregistrat
Trebuie sa fii utilizator inregistrat pentru a putea comenta


Creaza cont nou

A fost util?

Daca documentul a fost util si crezi ca merita
sa adaugi un link catre el la tine in site

Copiaza codul
in pagina web a site-ului tau.




eCoduri.com - coduri postale, contabile, CAEN sau bancare

Politica de confidentialitate




Copyright © Contact (SCRIGROUP Int. 2021 )