Arhitectura Calculatoarelor

Imagine preview
(9/10 din 4 voturi)

Acest curs prezinta Arhitectura Calculatoarelor.
Mai jos poate fi vizualizat cuprinsul si un extras din document (aprox. 2 pagini).

Arhiva contine 1 fisier doc de 93 de pagini .

Iti recomandam sa te uiti bine pe extras, cuprins si pe imaginile oferite iar daca este ceea ce-ti trebuie pentru documentarea ta, il poti descarca.

Fratele cel mare te iubeste, acest download este gratuit. Yupyy!

Domeniu: Calculatoare

Cuprins

Introducere 3
Evoluţia calculatoarelor 6
Unitatea centralã de prelucrare 12
Unitatea aritmeticã şi logicã 16
Unitatea de control 22
Organizarea memoriei 31
Metode de extindere a capacitãţii de memorie 33
Memorii asociative 35
Memorii cache 37
Microprocesorul 80386 39
Registre de uz general 39
Registre segment 40
Flaguri 40
Registre speciale 40
Tehnici de adresare 41
Adresare în mod real 42
Adresare în mod protejat 43
Multitasking şi protecţie 47
Modul virtual 51
Sistemul de intrare/ieşire 52
Comunicaţii prin magistralã 52
Metode de determinare ale prioritãţilor 55
Întreruperi 56
Transfer de date cu acces direct la memorie 58
Comunicaţii la distanţã 59
Reţele de calculatoare 64
Reţele locale 66
Tipuri caracteristice de reţele 69
Sistemul de operare în reţea 70
Arhitecturi speciale 72
Sisteme multiprocesor 72
Sisteme cu siguranţã ridicatã 73
Calculatoare vectoriale 75
Masive de procesoare 77
Bibliografie 81

Extras din document

1. Introducere

Încã din cele mai vechi timpuri, omul a fost nevoit sã efectueze calcule. Odatã cu creşterea complexitãţii calculelor, s-au pus în evidenţã douã deficienţe majore ale calculului manual:

- viteza de efectuare a calculelor, care este limitatã, astfel anumite probleme nu pot fi rezolvate într-un timp rezonabil;

- greşeala, care intervine iminent la calculele umane.

Putem compara pentru început procesul de calcul manual (a) şi cel al maşinii (b):

Fig. 1.1.

Hîrtia este folositã pentru stocarea informaţiei care poate fi algoritm, respectiv datã. Putem distinge clar cele douã funcţii ale creierului uman: cel de interpretare a informaţiei şi executarea diverselor funcţii, aceasta din urmã putînd fi preluatã de diferite echipamente ajutãtoare (abac, calculatoare mecanice, calculatoare de buzunar etc).

Elementele caracteristice ale calculatoarelor sînt similare cu cele din modelul uman. Unitatea de memorie stocheazã instrucţiuni şi date. Unitatea centralã de prelucrare conţine o unitate de control, care interpreteazã şi realizeazã secvenţierea instrucţiunilor, şi o unitate aritmeticã şi logicã, care executã secvenţe de instrucţiuni.

Diferenţa majorã dintre cele douã sisteme constã în reprezentarea informaţiei. Omul foloseşte un limbaj cu un numãr foarte mare de simboluri, şi reprezintã numerele (în mod uzual) în baza 10. Calculatoarele moderne, pornind de la natura fizicã a elementelor electronice, reprezintã informaţia în baza 2, şi reduce numãrul simbolurilor în mod esenţial. Comunicarea dintre maşinã şi om, conversia informaţiei din limbajul maşinã în limbajul uman este realizat de echipamentul de intrare-ieşire.

Pe baza acestor componente putem construi un model abstract.

Fig. 1.2.

Semnul este un element, obiect sau fenomen capabil de a reflecta însuşirile altor obiecte, sã ţinã locul acestora. Sintaxa precizeazã regulile de îmbinare ale semnelor pentru a forma mesaje. Semantica reprezintã ansamblul regulilor de reprezentare, de interpretare a cuvintelor unui limbaj. Sistemul interpretor îşi schimbã starea în funcţie de mesajul primit şi a stãrii curente. În sistemul interpretor putem distinge sistemul reprezentor, care reprezintã toate semnele şi mesajele primite; şi sistemul procesor, care realizeazã transformãrile în sistemul reprezentor.

Un model abstract de calcul reprezintã maşina Turing.

Fig. 1.3.

Sistemul reprezentor sau memoria calculatorului este o bandã magneticã fãrã capete, împãrţitã în unitãţi de dimensiune egalã, capabilã de a stoca un numãr finit de semne. Procesorul este un circuit secvenţial cu numãr finit de stãri. Instrucţiunile pe care le poate efectua şi care alcãtuiesc setul de instrucţiuni, sînt urmãtoarele:

- schimbã simbolul de pe bandã de la poziţia curentã;

- poziţionezã capul de citire cu o poziţie la dreapta;

- poziţionezã capul de citire cu o poziţie la stînga;

- opreşte sistemul.

Pentru a realiza un calcul cu aceastã maşinã, se înscriu datele într-un cod convenabil, şi se descompune algoritmul de calcul în funcţie de modul de reprezentare a datelor într-o secvenţã de instrucţiuni ale maşinii. Ultima instrucţiune este cea de oprire a maşinii, la care banda trebuie sã conţinã rezultatul calculului.

Exemplu : Adunarea a douã numere naturale cu maşina Turing.

Orice numãr natural n poate fi reprezentat cu un şir alcãtuit din n unitãţi. Numerele sînt separate de spaţii. Cele douã numere ce urmeazã a fi adunate sînt stocate unul dupã altul pe banda magneticã. Adunarea lor constã în înlocuirea spaţiului delimitator dintre ele cu o unitate, iar ultima unitate va fi înlocuitã de un spaţiu.

Din studiul acestui model abstract rezultã urmãtoarele limitãri ale sistemelor de calcul:

- maşina nu poate stoca rãspunsul la toate problemele posibile, are un numãr finit de stãri;

- spaţiul de stocare al datelor este finit;

- timpul de execuţie trebuie sã fie finit.

Fisiere in arhiva (1):

  • Arhitectura Calculatoarelor.doc