Arhitectura sistemelor de calcul

CURS1

CAP. 1. ORGANIZAREA SISTEMELOR DE CALCUL

Calculatorul (numeric) este un sistem fizic ( alcatuit in principiu din circuite si dispozitive electronice ) ce are sarcina de a de a rezolva problemele pe baza unor programe.

Din punct de vedere al organizarii interne a calculatoarelor numerice trebuie puse in evidenta doua aspecte complementare asociate acestora.

In primul rand un sistem de calcul este caracterizat de structura sa, aceasta fiind reprezentata de totalitatea componentelor individuale si a subansamblurilor ce sunt necesare asigurarii functiilor specificate. Ex: circuite electronice , subansambluri electronice, componente electromecanice.

Spre deosebire de aceasta arhitectura calculatorului se defineste ca totalitatea datelor acceptate a operatiilor ce pot fi efectuate respectiv a tuturor facilitatilor accesibile programatorilor.

1.1. O caracterizare sintetica a sistemelor cu microprocesor

Structura principala a unui astfel de sistem este redata in fig.1 unde sunt puse in evidenta cele 3 entitati fundamentale a caror prezenta este impusa in orice calculator: a) U.C.P.- unitatea centrala de prelucrare

b) M -memoria

c) D.I.E. -dispozitivele de intrare iesire

Aceste 3 entitati sunt interconectate la nivel magistral

DATE PROGRAMUL

MEMORIE

CONTROL

ADRESE

DATE

Fig 1.

Se poate remarca asocierea dintre U.C.P. si microprocesor acesta din urma reprezentand de fapt unitate centrala de prelucrare realizata fizic la nivelul unui unic circuit integrat.

In ceea ce priveste subsistemul memorie este realizata o distinctie la nivel logic intre tipurile de date stocate astfel o diviziune a meoriei este destinata mamorarii programelor (reprezentarea de coduri numerice) asociate instructiunilor in timp ce o alta diviziune memoreaza datele necesare executiei programului.

Obs! Din punct de vedere fizic nu exista nici o deosebire intre modul in care sunt memorate programul ,respectiv datele asociate.

Din punct de vedere al modului extern calculatorul interactyioneaza cu asesta prin intermediul dispozitivelor de intrare iesire.

Terminologia asociata desemneaza aceste cai de comunicatie ca fiind porturi de intrare iesire.

CURS 2

Caracterizarea functionala a calculatorului

Sub aspect functional un calculator numeric respectiv un microprocesor se evidentiaza prin 5 aspecte:

1) Functia de intrare care permite existenta unui flux informational de la mediul exterior catre sistem

2) Functia de iesire care permite existenta unui flux informational de sens opus

3) Functia operationala ce permite efectuarea caculelor aritmetice si logice

4) Functia de supervizare si comanda ce inglobeaza toate activitatile de sincronizare si control ce se pot exercita asupra activitatii sistemului

Aceasta divizare nu este exclusiva deoarece in cazul diferitelor tipuri de calculatoare respectiv microprocesoareo parte din aceste functii se regasesc intr-o mai mare masura in timp ce altele pot fi mai putin prezente(bancomate).

Caracterizare din punct de vedere informational

In stransa legatura cu cele 5 functii anterior amintite la nivelul unui sistem de calcul ( respectiv a unui microprocesor) se stabileste un flux informational complex reprezentat principal in fig 2.

Uzual informatia este preluata de subsistemul de intrare si pe baza comenzilor primite de la blocul de comanda si control informatia este depusa in memoria sistemului. Tot in urma comenzilor primite de la B.C.C. , informatia depusa in memorie este citita de microprocesor,decodificata,prelucrata ( se efectueaza calcule prin intermediul UAL).

La finalul prelucrarilor rezultatele sunt depuse din nou in memorie.

Tot la comanda data de BCC rezultatele depuse in memorie sunt transmise in exteriorul sistemului prin intermediul blocului de iesire.Se observa astfel la nivelul microprocesorului existenta celor 2 blocuri functionale importante. Blocul unitatii aritmetice-logice ce este o colectie de circuite complexe programabile capibile de a procesa date numerice pe baza unor instructiuni primite sub forma unui program .

Blocul de comanda si control(BCC) decodifica programul genereaza si sincronizeaza toate semnalele necesare prelucrarii datelor si asigura transferul corespunzator al acestora in interiorul respectiv exteriorul calculatorului.