Structuri și Arhitecturi de Calculatoare Numerice

1. STRUCTURI SI ARHITECTURI DE

CALCULATOARE NUMERICE

1.1. Limbaje si masini virtuale

Calculatorul numeric (CN) reprezinta un sistem fizic capabil sa rezolve

probleme prin executia unor instructiuni primite sub forma unui program.

Aplicatiile derulate pe CN, respectiv:

1. prelucrari de date;

2. prelucrari de informatii;

3. prelucrari de cunostinte;

4. prelucrari inteligente (inteligenta artificiala)

pot fi ilustrate prin structura piramidala de mai jos.

1. Spatiul datelor. Materialul prelucrat la baza piramidei poate fi

considerat ca un spatiu de date mutual independente. Acest spatiu care este

cel mai mare spatiu al obiectelor prelucrate în CN include caractere,

simboluri si/sau reprezentari multidimensionale ale acestora, numere în

diverse formate.

2. Spatiul informatiilor. Termenul de informatie se asociaza în acest

context unei colectii de date conectate printr-o anumita relatie sau structura

sintactica (sintaxa reprezinta un set de reguli care guverneaza alcatuirea

Prelucrari

de date

Prelucrari de

informatii

Prelucrari de

cunostinte

IA

Creste volum

Creste de prelucrare

complexitate de

prelucrare

Fig. 1-1. Structura piramidala a tipurilor de prelucrari

Capitolul 1 - Structuri si arhitecturi de calculatoare numerice

13.01.2004 3 / 39

propozitiilor într-un limbaj). Spatiul informatiilor se constituie într-un

subspatiu al datelor.

3. Spatiul cunostintelor. În cadrul acestui spatiu, care formeaza un

subspatiu al spatiului informatiilor, informatiile sunt legate între ele

printr-o structura semantica (semantica reprezinta un set de reguli

care permit atribuirea de întelesuri propozitiilor într-un limbaj)

4. Spatiul prelucrarilor de tip inteligenta artificiala. În cadrul acestui

spatiu (subspatiu al spatiului cunostintelor) se lucreaza cu baze de

cunostinte, reguli de inferenta (rationament) sau cu alte mijloace

specifice domeniului inteligentei artificiale.

Dupa cum se va vedea toate calculatoarele realizate pâna în prezent

evolueaza pe baza unui program anterior memorat, program realizat sub

forma unei secvente de instructiuni aferente unui limbaj artificial. În aceste

conditii se poate spune ca pâna în prezent nu a fost realizat un calculator

sub forma unui sistem inteligent care gândeste independent.

În ceea ce priveste limbajele de programare acestea pot fi mai

apropiate de masina care le executa sau de utilizatorul uman. Gradul de

apropiere se cuantifica în nivelul de perceptie al respectivului limbaj si în

capacitatea de manevrare a instructiunilor aferente.

Componentele fizice ale unui CN (circuitele electronice) nu pot

recunoaste si executa decât un numar limitat de instructiuni. Instructiunile

care pot fi întelese si executate direct (fara a necesita translatare sau

interpretare) sunt instructiuni masina iar limbajul corespunzator este

limbajul masina pe care îl vom nota L1. Limbajul L1 cu toate ca permite

comunicarea utilizatorului cu masina este greu de folosit, iar în aplicatiile

de dimensiuni mari chiar imposibil. În aceste conditii este necesara crearea

unui nou limbaj, pe care îl vom nota cu L2, mult mai apropiat de modul

natural de gândire si de operare al omului.

Din cele prezentate rezulta ca utilizatorul poate scrie programe atât în

L1 cât si în L2, dar calculatorul va executa întotdeauna instructiuni

aferente limbajului L1 pentru care a fost proiectat fizic. Pentru executia

unui program scris în limbajul L2 exista doua tehnici si anume:

1. translatarea (traducerea) care presupune înlocuirea fiecarei

instructiuni din L2 cu instructiuni L1, rezultând un program în L1

care va putea fi executat direct de masina;