Inițiere și utilizare calculatoare

Capitolul I

Componentele sistemelor electronice de calcul

Sistemele de calcul electronice sunt reprezentate printr-un ansamblu de echipamente fizice interconectate funcţional şi coordonate de un complex de programe în vederea realizării prelucrării automate a datelor de intrare în concordanţă cu anumite reguli şi prezentând rezultatele într-o formă dorită.

Un sistem de calcul (Computer System), este supravegheat şi coordonat de către om şi se compune din:

- sistemul de echipamente fizice (hardware), care este alcătuit dintr-un ansamblu de componente fizice care asigură introducerea, stocarea, prelucrarea, afişarea sau transmiterea datelor şi informaţiilor.

Într-un proces de prelucrare intrările sunt reprezentate prin date, iar rezultatele prin informaţii. Deci, informaţiile sunt date prelucrate.

- sistemul de echipamente logice (software), este alcătuit dintr-un ansamblu de programe şi documente, utilizate pentru realizare sarcinilor de lucru.

Sistemul hardware este format din cinci mari unităţi fizice funcţionale: unitate de intrare (UI), unitate de prelucrare aritmetico-logică (UAL), unitate de memorie (UM), unitate de comandă şi control (UCC), unitate de ieşire (UE). Interconectarea acestor unităţi este redată schematic astfel:

UI – unitatea de intrare asigură introducerea datelor în vederea prelucrării (periferice de intrare). Exemple: tastatura, mouse-ul, scanner-ul.

UE - unitatea de ieşire asigură afişarea rezultatelor prelucrării (periferice de ieşire).

Exemple: monitorul, imprimanta.

CANALE I/E – canale de intrare/ieşire care dirijează fluxul transferat de la UI, respectiv UE.

UI şi UE se mai numesc dispozitive periferice sau echipamente de intrare/ieşire.

UAL – unitatea aritmetico-logică, execută operaţiile aritmetice şi logice cu datele ce-i sunt furnizate din memorie, unde va depune şi rezultatul operaţiei după execuţia acesteia.

UM – memoria este componenta sistemului de calcul destinată păstrării datelor şi informaţiilor.

UCC – unitatea de comandă şi control reprezintă unitatea care comandă şi controlează funcţionarea tuturor celorlalte unităţi fizice.

UCC împreună cu UAL formează unitatea centrală de prelucrare sau procesorul central.

Microprocesorul reprezintă “creierul” calculatorului. Acesta este destinat controlului funcţionării calculatorului şi efectuării operaţiilor de calcul. Viteza de lucru a unui calculator depinde deci, de microprocesorul utilizat. Microprocesorul execută programele introduse în calculator, este componenta care adună, scade şi efectuează operaţiile logice elementare.

Marea majoritate a calculatoarelor personale de astăzi sunt implementate cu microprocesoare din familia INTEL sau AMD (de exemplu: 80386 SX, 80386 DX, 80486 SX, 80486 DX, 80486 DX/2, 80486 DX/4 dar şi PENTIUM I, II, III, IV, AMD K6, K7 cu lungimea cuvântului pe 64 biţi la o frecvenţă ce depăşeşte 66 Mhz).

Microprocesoarele se apreciază după viteza cu care execută instrucţiunile şi după cantitatea de memorie internă pe care o pot accesa direct.

De remarcat existenţa informaţiilor de stare între componentele sistemului de calcul, prin intermediul cărora există un schimb reciproc de mesaje privind modul de funcţionare şi execuţie a operaţiilor.

Descrierea unităţii de memorie şi a unităţilor de intrare/ieşire

Unitatea de memorie

Principalele caracteristici ale acesteia sunt: capacitate de memorare sau stocare, viteza de acces sau rapiditatea prin care datele stocate devin disponibile pentru a fi prelucrate.

Datele stocate în memorie se măsoară în unităţi informaţionale.

Unitatea informaţională elementară este bit-ul. Multiplii bit-ului sunt:

1 octet (byte) = 8 biti

1 Kilobyte = 1024 bytes (2 10 bytes) 1 Megabyte = 1024 Kb (2 10 kilobytes)

1 Gigabyte = 1024 Mb (2 10 megabytes) 1 Terabyte = 1024 Gb (2 10 gigabytes)

1 Petabyte = 1024 Tb (2 10 terabytes) 1 Exabyte = 1024 Pb (2 10 petabytes)*

Memoria unui sistem de calcul este de două feluri: memorie internă şi memorie externă.

Memoria internă păstrează temporar datele de intrare, intermediare şi rezultatele obţinute. Conţinutul acestei memorii se pierde odată cu întreruperea alimentării sistemului de calcul (este o memorie volatilă). Capacitatea memoriei interne este mică/medie, iar viteza de acces – mare şi foarte mare.

Memoriile interne se divid în două mari categorii:

- memorii RAM (Random Acces Memory) – care permit atât scrierea, cât şi citirea

- memorii ROM (Read Only Memory)

Observaţie: există şi memorii

Deoarece marea majoritate a calculatoarelor actuale funcţionează binar, memoria internă este formată fizic din circuite electronice ce asigură două stări posibile, cărora le corespund cele două valori (,,0” şi ,,1”) ale sistemului de numeraţie binar.

Memoria externă păstrează permanent datele de intrare, intermediare şi rezultatele obţinute. Conţinutul acestei memorii nu se pierde odată cu întreruperea alimentării sistemului de calcul. Capacitatea memoriei externe este mare şi foarte mare, iar viteza de acces – relativ redusă.

Astăzi există o diversitate de memorii externe: benzi de hârtie perforate, benzi magnetice, tambur magnetic, casete magnetice, discuri magnetice, discuri optice, discuri magneto-optice etc.

În continuare vom prezenta câteva dintre cele mai folosite dispozitive de memorie externă:

Discurile

Există două categorii de discuri:

- discuri flexibile (floppy);

- discuri fixe (Winchester, disc hard).