Arhitectura sistemelor electronice de calcul

Dupa ce se defineste notiunea de sistem electronic de calcul si care sunt componentele acestuia, capitolul II al cursului are ca obiectiv major descrierea structurii sistemului de echipamente in general si in particular a structurii unui microcalculator. Alaturi de descrierea componentelor fizice ale calculatoarelor, sunt aratate si functiile indeplinite de catre acestea in procesul de prelucrare a datelor, aratandu-se ca intre componentele fizice ale unui sistem electronic de echipamente se nasc trei fluxuri informationale : cel al instructiunilor, al datelor si a comenzilor. Astfel, tinand seama de faptul ca prelucrarea datelor se face pe baza unui program aplicativ, instructiunile acestuia trebuie sa se afle in memoria interna inainte de a incepe procesul de prelucrare propriu-zis. Pe baza acestor instructiuni, unitatea de comanda si control comanda, celelalte componente pentru a introduce datele de la unitatea periferica adecvata (de regula din baza de date organizata pe hard-disc), in memoria interna, pentru a efectua operatii aritmetice sau logice asupra acestor date (se executa de catre unitatea aritmetico - logica) sau pentru a reda rezultatele prelucrarii (informatiei) prin imprimarea acestora pe hartie cu ajutorul unitatii periferice adecvate (imprimanta).

2.1. Arhitectura generala a unui sistem electronic de calcul

Un sistem electronic de calcul reprezinta un ansamblu de resurse fizice (echipamente) care împreuna cu un sistem de programe (resurse logice) realizeaza prelucrarea automata a datelor. Rezulta ca orice sistem electronic de calcul este alcatuit din doua componente :

- sistemul de echipamente (Hardware-ul);

- sistemul de programe (Software-ul).

Sistemul de echipamente este format din totalitatea dispozitivelor care asigura introducerea datelor în procesul de prelucrare, memorarea acestora, prelucrarea propriu-zisa a datelor si redarea informatiilor obtinute din prelucrarea datelor.

Sistemul de programe reprezinta componenta logica si cuprinde un ansamblu de programe care asigura conducerea, supravegherea si controlul functionarii corecte a resurselor fizice în procesul de prelucrare a datelor, precum si prelucrarea automata a datelor potrivit cerintelor utilizatorilor. Astfel, se poate spune ca un sistem de programe este format dintr-un sistem de operare (setul de programe care asigura functionarea corecta a sistemului de echipamente) si din programe aplicative pe baza carora se realizeaza procesul de prelucrare efectiva a datelor, tinând seama de cerintele impuse de utilizatori. Acestea, la rândul lor sunt formate dintr-o multime de instructiuni (comenzi) date sistemului de echipamente, scrise într-un limbaj de programare accesibil, în vederea efectuarii operatiilor de prelucrare specifice fiecarei aplicatii.

Realizarea oricarei lucrari aplicative presupune apelul la resursele fizice si logice ale unui sistem electronic de calcul.

Resursele fizice ale unui sistem electronic de calcul îndeplinesc urmatoarele functii :

- functia de intrare-iesire este realizata cu ajutorul unor unitati periferice adecvate care permit introducerea datelor de prelucrat si a programelor pe baza carora se prelucreaza datele în memoria interna, precum si redarea rezultatelor prelucrarii prin imprimarea acestora pe hârtie pentru a fi utilizate în continuare de catre om, sau prin înregistrarea lor pe diverse medii materiale în vederea reutilizarii lor într-un alt proces de prelucrare;

- functia de memorare, realizata de catre un dispozitiv special (memorie interna) care are rolul de a memora datele de prelucrat si programele aplicative primite de la unitatile periferice de intrare, rezultatele partiale sau totale obtinute dintr-un proces de prelucrare precum si unele componente ale sistemului de operare;

- functia de comanda si control - realizata de catre o componenta fizica speciala (unitatea de comanda si control) care asigura controlul permanent al derularii procesului de prelucrare automata a datelor;

- functia de prelucrare - realizata de unitatea aritmetica - logica, resursa fizica ce efectueaza operatii aritmetice sau logice asupra datelor pe care le primeste din memoria interna, operatii ce sunt indicate prin programul aplicativ.

Unitatile materiale (fizice) care realizeaza aceste functii poarta numele de unitati functionale ale unui sistem de echipamente, ele formând, de fapt arhitectura unui sistemelectronic de calcul. Toate aceste unitati se regrupeaza în doua mari componente si anume :

- unitatea centrala de prelucrare si comanda;

- unitatile de intrare-iesire (periferice).

Structura unui sistem de echipamente poate fi redata prin urmatoarea schema :