Arhitectura calculatoarelor

Introducere

Disciplina “Arhitectura Calculatoarelor” se ocupã cu descrierea sistemelor de calcul, precum si de modul de reprezentare a informatiei in calculator.

Au trecut mai bine de două decenii de când firma IBM, prin cel mai bun şi inspirat studiu de marketing din domeniul calculatoarelor, a definit şi a caracterizat cel mai important segment de piaţă din domeniul tehnicii de calcul, cel al calculatoarelor personale profesionale.

Domeniul calculatoarelor personale, al arhitecturii IBM PC, a devenit cel mai dinamic, cel mai productiv domeniu, care a făcut din calculator un fenomen de masa, un instrument simplu, prietenos si eficace in activitatea economica, de proiectare, de management, in activitatea ştiinţifică, industriala de gestiune, in activitatea medicala, de învăţământ, artistică etc.

Fiecare dintre noi înţelegem importanţa unui calculator şi mai ales accesul la informaţii, pe care calculatorul îl poate media, intr-o era cum este Era Informaţiei. Astăzi, din ce in ce mai mulţi oameni posedă suficiente cunoştinţe in modul de utilizare a unui calculator, compatibil IBM, si in operarea unor programe simple, cum ar fi cele de editare text sau chiar cele de editare grafica. Dar câţi dintre noi ştim din ce este compus un calculator, cum funcţionează acesta sau, mai ales, care sunt caracteristicile de bază ale subansamblelor unui sistem de calcul.

Pe plan mondial este unanim recunoscut faptul ca orice activitate moderna, eficienta are la baza tehnica de calcul. Aceasta afirmaţie a devenit de fapt o axioma. In tarile dezvoltate, toate domeniile in care lucrează omul, începând cu industria si comerţul, ajungând pana la munca de birou si învăţământ, cuprinzând medicina, transporturile şi chiar arta, sunt cel puţin sprijinite de utilaje si aparate moderne, între care calculatoarele ocupa un loc de frunte. In ceea ce priveşte calculatoarele, in ultimul deceniu s-a conturat tot mai clar o tendinţa noua: trecerea de la sistemele mari si mini la calculatoare personale (microcalculatoare). Acestea si-au demonstrat din plin eficienta: posibilitatea utilizării in cele mai variate domenii, viteza mare de lucru, adaptabilitate la cerinţele celor mai diverşi utilizatori, etc.

Ce este un PC?

Un “calculator” este un sistem specializat în prelucrarea datelor pe baza de program. El reuneste douã componente de baza: componenta hardware si componenta software.

Componenta hardware reprezintã ansamblul elementelor fizice care compun calculatorul electronic: circuite electrice, componente electronice si dispozitive mecanice, si alte elemente materiale ce intra în structura fizicã a calculatorului electronic – într-un cuvânt partea materialã a calculatorului.

Componenta software cuprinde totalitatea programelor, reprezentând “inteligenta calculatorului”, prin care se asigurã functionarea si exploatarea sistemului de calcul. Prin componenta software, utilizatorul transmite calculatorului metodele de gestiune a resurselor, logica prelucrãrii datelor, precum si metodele de structurare si redare sau stocare a acestora.

Configuratia oricãrui sistem de calcul se înscrie între limita inferioarã, numitã configuratia de bazã care este definitã de un minim necesar de componente pentru ca sistemul sã fie operational si limita superioarã, determinatã prin adãugarea de componente la configuratia de bazã, atât cât admite unitatea centralã de prelucrare.

Un exemplu de configuratie de calcul ar fi determinat de urmatoarele componente: unitatea centralã de prelucrare, tastatura, mouse, monitor, imprimantã, floppy disk, hard disk, CD-ROM.

PLACA DE BAZÃ

Placa de bazã este principala placã electronicã a unui calculator. Ea reprezintã componenta hardware care asigurã interconectarea functionalã (împreunã cu Sistemul de Operare) si fizicã dintre toate componentele unui sistem de calcul.

Ea controleaza şi optimizeaza toate transferurile de date dintre CPU şi periferice. Ea contine magistralele, chipset-ul, bios-ul şi porturile: pentru tastatura, seriale, paralele, PS/2, USB şi gazduieste (pe ea se cupleaza prin conectori specifici) CPU-ul şi uneori cache-ul L2/L3, memoria interna de bazã, cipurile/placile de I/O, controlere pentru FDD, discurile IDE şi (sau) SCSI şi placile de tip plug-in.

Este componenta pe care se implanteaza procesorul pe un conector de tip soket , denumirea şi numerotarea sketului depinde de producător , se mi afla sloturile de extensie de tip ISA la sistemele vechi şi de tip PCI la sistemele noi şi se mai afla memoria cache L2 , diferiţi conectori pentru alimentare AT , ATX , conectori (IDE , Floppy , USB) pentru conectarea dispzitivelor de memorie externă si alţi conectori pentru imprimantă (LPT) mouse (COM , PS2 , USB) tastatură (AT , PS2 , USB ) , placă audio (MIDI , Audio I/O) . Pe langa aceasta functie , de support pentru celelalte componente , are rolul de a regla si distribui tensiune procesorului si celorlalte componente . O placa de baza de calitate are variatii mici al intensitatii curentului 'livrat' si mai multe valori ale tensiunii pe care o poate furniza . Pe o placa de baza se afla urmatoarele componente soclul pentru processor(interfata) - un 'socket' in care se introduce procesorul .

Socket 1 - 169 pini , lucreaza la tensiunea de 5V suporta procesoarele 486 DX2 si DX4

Socket 2 - o minora imbunatatire facuta de Intel pentru a suporta si procesoarele Pentium Overdrive(processor de upgrade) 238 pini

Socket 3 - alta interfata de la Intel 237 pini 3,3V-5V , suporta procesoarele 586

Socket 4 - trecerea la procesoare Pentium , suporta doar procesoare Pentium 60 si 66

Socket 5 - 3,3V 320 pini , suporta iPentium 75-133Mhz

Socket 6 - 3,3V 235 pini , destinat procesoarelor 486 , un Socket 3 mai avansăt

Socket 7 - cel mai popular , 2,5-3,3V 321 pini suporta procesoare 75-200Mhz, procesoare Pentium MMX, K5, K6, 2x86, 6x86MMX .

Socket 8 - 3,1-3,3V 387 pini destinat doar procesoarelor PentiumPro

• Slot 1 - 2,8-3,3V , o schimbare radicala, procesorul se introduce in slot ca o placa obisnuita , 242 pini , este folosita doar de Intel , fiind o alegere buna pentru sistemele biprocessor ,

Placa de bazã contine conectori la care se pot atasa componente suplimentare. În mod obisnuit o placã de bazã contine: porturi seriale sau paralele - la care se pot adãuga periferice precum imprimante sau mouse-uri, numeroase porturi PS/2 sau USB necesare pentru cuplarea tastaturilor, mouse-ilor, camerelor web, imprimantelor si a altor periferice, un BIOS (basic input/output system) – o componentã hardware de memorie in care se gãseste un modul program ce asigurã o conexiune minimalã cu suportii de memorie externã. Acest program cautã pe suportii de memorie externã Sistemul de Operare si dacã îl gãseste, grosier îl lanseazã în executie. La pornirea calculatorului se preia continutul din BIOS.

CMOS este o componenta hardware de memorie intretinutã de o baterie.