Lucrare de Specialitate - Sistemul de Calcul Software

Cap.I. STRUCTURA GENERALA A UNUI SISTEM DE CALCUL

Sistemele electronice de calcul sunt reprezentate printr-un ansamblu de echipamente fizice interconectate functional si coordinate de un complex de programe in vederea realizarii prelucrarii automate a datelor in concordanta cu cerintele utilizatorului.

Calculatorul este o masina care prelucreaza automat informatia.Pentru aceasta trebuie sa i se furnizeze datele pe care trebuie sa le prelucreze (datele de intrare) si o lista de instructiuni (programul) care sa ii spuna cum sa prelucreze aceste date.Calculatorul ca lucra ca sa omul, adica la un moment dat va executa o singura operatie. Daca pentru a ajunge la un rezultat trebuie sa execute mai multe operatii, el le va executa pe rand. Operatiile si ordinea in care vor fi executate ii sunt date calculatorului de catre om prin intermediul programului .

Calculatorul va furniza utilizatorului rezultatele obtinute in urma prelucrarii (datele de iesire). In timpul prelucrarii pot sa apara si unele date intermediare. Pentru a realize aceste operatii calculatorul este alcatuit din doua componente :

- Sistemul de echipamente ( hardware ), care este alcatuit din unitatea centrala de prelucrare si comanda, unitati periferice, unitati de schimburi si magistrale de date –adrese, adica echipamentele fizice ( partea materiala ).

- Sistemul de echipamente ( software ), care este alcatuit dintr-un complex de programe rezidente in memoria interna sau externa si utilizate pentru conducerea si coordonarea proceselor de prelucrare locala si distribuita a datelor, adica programele si datele ( partea logica ).

Sistemul de echipamente indeplineste urmatoarele functii principale :

- Functia de memorare. Prin aceasta functie hardware-ul trebuie sa asigure memorarea datelor si programelor, deoarece calculatorul trebuie sa lucreze continuu fara interventia permanenta a omului. Functia este asigurata de memoria interna si memoria externa. In memoria interna se pastreaza datele si programele care se exploateaza la un moment dat.In memoria externa se pastreaza toate programele si datele de care poate sa aiba nevoie la un moment dat sistemul de calcul.

- Functia de prelucrare. Prin aceasta functie hardware-ul trebuie sa asigure efectuarea :

a) operatiilor aritmetice ( adunare, scadere, inmultire si impartire ).

b) operatiilor logice ( SI logic, SAU logic si negatia ).

Functia este asigurata de unitatea aritmetico-logica

- Functia de comanda si control. Prin aceasta functie hardware-ul trebuie sa asigura :

a) extragerea instructiunilor din memoria externa;

b) analiza instructiunilor;

c) comanda pentru executarea fiecarei operatii;

d) extragerea datelor de intrare din memoria interna;

e) aranjarea datelor din memoria interna.

Functia este asigurata de unitatea de comanda si control.

- Functia de intrare-iesire. Prin aceasta functie hardware-ul trebuie sa asigure introducerea datelor si a programelor in memoria interna si livrarea rezultatelor

Functia este asigurata de dispozitivele periferice de intrare-iesire.

Sistemul de echipamente asigura,pe parcursul executiei programelor de aplicatie, trei tipuri de fluxuri informationale automate, care se desfasoara intre componentele fizice ale sistemului. Aceste fluxuri informationale sunt:

1. Fluxul instructiunilor declansat de catre memoria interna, sub controlul programelor de aplicatii, prin intermediul unitatilor periferice, apoi preluater de catre unitatea de comanda si control, care le decodifica si le transforma in comenzi.

2. Fluxul comenzilor corespunde transmiterii comenzilor de la unitatea de comanda si control catre celelalte componente ale sistemului de calcul, pentru realizarea operatiilor de intrare-iesire, calcul, transfer sau logice.

3. Fluxul datelor este declansat ca urmare a actiunii unei comenzi desfasurate pentru operatiile de intrare-iesire a datelor stocate in memoria interna sau externa.

Sistemele de calcul, in forma generala calculatoarele, se impart in :

a) calculatoare numerice sunt sisteme de calcul care primesc, prelucreaza si transmit date, informatii codificate sub forma numerica binara.

Prelucrarea automata a datelor pe cale electronica presupune ca toate componentele unui calculator numeric sunt circuite electronice integrate, ceea ce asigura o viteza mai mare de lucru, siguranta in functionare, volum redus al echipamentelor.

Un calculator numeric poate fi programat sa execute anumite operatii, astfel incat, pornind de la datele introduse sa se obtina informatiile solicitate; acesta poate rezolva orice problema, daca sa reusit formularea ei sub forma unui model mathematic, calculatorul operand cu numere in reprezentare discreta.

b) calculatoare analogice sunt sisteme de calcul reprezentate printr-un sistem fizic in care pot fi stabilite relatii matematice dinainte prescrise intre variabilele continue ale sistemului fizic.

Variabilele pot fi de orice natura fizica masurabila : lungime, presiune, temperature, masa,tensiune etc.

Marimile corespunzatoare conditiilor initiale ale problemei de rezolvat se introduce sub forma unor tensiuni electrice care sunt prelucrate, avand ca rezultat tensiuni electrice variabile in timp ce sunt reprezentate utilizatorului printr-un instrument indicator ( voltmetrul ).

c) calculatoare hibride se compun din cuplarea unui calculator analogic cu un calculator numeric.

De regula calculatorul numeric utilizat va fi un calculator de mica capacitate, dar cu o memorie suficienta pentru a pastra datele necesare prelucrarii.