Arhitectura calculatoarelor

1. Introducere

Au trecut aproape trei decenii de când firma IBM a definit şi a caracterizat cel mai important segment de piaţă din domeniul tehnicii de calcul, cel al calculatoarelor personale, acesta devenind cel mai dinamic, cel mai productiv domeniu, care a făcut din calculator un fenomen de masă, un instrument simplu, prietenos şi eficace în aproape toate activităţile umane.

Presupunând că PC-urile nu vor cunoaşte niciodată un volum mare de vânzări, firma IBM nu a proiectat un sistem de operare pentru acestea şi a cedat aceasta sarcina unei companii necunoscute la momentul respectiv, Microsoft. Astăzi sistemele sale de operare rulează pe aproape toate calculatoarele personale din întreaga lume.

Calculatoarele personale întâlnite cel mai des sunt de doua tipuri: Apple Macintosh şi compatibile IBM. Cele două dispun de o arhitectura fizica diferita, pe ele rulează aplicaţii şi sisteme de operare diferite. Acest referat tratează numai calculatoarele personale compatibile IBM. Când vorbim despre calculatoare personale trebuie să abordăm următoarele noţiuni:

Hardware – termenul provine din limba engleză şi se referă la componentele fizice ale unui echipament de calcul;

Software – termenul provine din limba engleză şi se referă la aplicatiile sau programele ce ruleaza pe un calculator;

Unităţi de măsură informaţionale:

• Bit (b): unitatea măsură pentru stocarea informatiei. Un bit are doua stari reprezentate prin valorile 1 sau 0, Adevarat (True) sau Fals (False).

Exemple: Kb - kilobiti Mb - megabiti;

• Byte (B): sau octet reprezintă o succesiune de 8 biţi şi reprezintă cea mai mică unitate de memorie adresabilă. În scrierea curenta se prescurteaza cu B (litera mare) şi este utilizat drept unitate de masură curentă pentru datele stocate.

Exemple: KB kilobytes, 1 KB = 210 B

MB megabytes, 1 MB = 220 B

GB gigabytes, 1GB = 230 B

TB terabytes.

• Cluster – unitatea de măsură a alocării informaţiei.

Evoluţia sistemelor informatice cuprinde cinci etape distincte, fiecare dintre ele reprezentând o generaţie.

Prima generaţie cuprinde gama calculatoarelor electronice realizate până în anul 1955, care au următoarele elemente constructive de bază: tuburile electronice; utilizarea cartelelor sau a benzilor perforate pentru introducerea datelor; programarea în limbaj cod maşină, bit cu bit; viteza de lucru mică;

Generaţia a doua (1959-1965) este marcată de apariţia tranzistorului. În această perioadă apar şi minicalculatoarele.

Generaţia a treia (1965-1970) este marcată de apariţia circuitelor integrate.

Această generaţie a stat sub semnul firmei IBM (System/360 ).

Caracteristicile acestei generaţii sunt:

• creşterea considerabilă a vitezei de lucru şi a capacităţii de stocare a datelor;

• utilizarea unei game extinse de limbaje evoluate şi echipamente periferice;

• creşterea gradului de miniaturizare;

• fiabilitate sporita şi cost redus;

Generaţia a patra începe în anul 1970, se bazează pe “Aplicaţii ale teoriei laserului” determinată de realizarea memoriei laser la (NASA). La sfârşitul anilor ‘70, IBM introduce conceptul de memorie virtuală. În anul 1977 se înfiinţează compania APPLE. Apar CD-urile. Se dezvoltă reţelele de calculatoare (LAN, WAN, etc.). Apar reţelele deschise care sunt strămăşii INTERNET-ului.

Calculatoarele se caracterizează prin:

• viteza mare de calcul;

• limbaje de programare ce permit tratarea vectorială;

• se răspândesc foarte rapid calculatoarele personale utilizate în special în economie.

Generaţia a cincea începe cu anii ‘90 caracterizată printr-o nouă concepţie tehnologică, şi a software-lui corespunzător.

Caracteristicile sunt:

• extinderea utilizării microprocesoarelor;

• tendinţa de schimbare a concepţiei hardware şi software prin lansarea pe piaţă a unor noi tipuri de calculatoare.