Extras din curs

1.1. Arhitectura şi principiul de funcţionare a unui calculator

Orice sistem de calcul serveşte pentru prelucrarea informaţiaei şi pentru emiterea şi afişarea rezultatelor finale sub formă de tabele, grafice, text, consecutivitate de numere şi alte forme necesare.

Procesul de prelucrare a datelor poate fi analizat pe etape:

1. nivelul conceptual – la acest nuvel utilizatorul analizează sarcina pusă şi determină ordinea rezolvării ei

2. nivelul limbajelor algoritmice de nivel înalt – utilizatorul studiază algoritmul de rezolvare a problemelor şi scrie programul într-un limbaj de nivel înalt

3. nivelul instrucţiunilor de maşină – acesta asigură legătura dintre componentele programului şi sistemului de calcul

Schema de structură generală a unui sistem de calcul

Din punct de vedere a structurii sistemul de calcul este format din:

1. Unitatea operaţională (ALU)

2. Unitatea de comandă (UC)

3. Dispozitive de Intrare/Ieşire (I/O)

Unitatea de Comandă împreună cu Unitatea Operaţională formează Procesorul care are funcţia de a executa instrucţiunile din program care pot fi în memorie sau în registre speciale ale procesorului.

Unitatea Aritmetico-Logică (ALU) reprezintă nucleul resurselor de prelucrare şi este constituit din circuite logice care realizează operaţii aritmetice şi logice asupra datelor în cod binar.

Unitatea de comandă (CU) realizează dirijarea cu toate dispozitivele sistemului de calcul.

Memoria este destinată pentru stocarea programului de calcul şi a datelor şi este formată di Zona de Programe şi Zona de Date.

Interfaţa este dispozitivul de intrare/ieşire care serveşte pentru transformarea informaţiei de intrare în formă necesară pentru introducerea în procesor cît şi pentru extragerea rezultatelor informaţiei prelucrate din procesor către dispozitivele externe.

Tipurile de arhitectură

I. Fiecare cu fiecare – toate dispozitivele sistemilui de calcul sînt conectate între ele. Avantaj – poate avea loc schimbul de date în paralel între blocurile sistemului, Dezavantaje –

1. incompatibilitatea blocurilor în diferite sisteme de calcul, 2. imposibilitatea lărgirii performanţelor sistemului prin adăugarea altor dispozitive în sistem.

II. Arhitectura de tip Magistral – toate blocurile sistemului sînt conectate la trei magistrale standard ale unui sistem de calcul. MA – magistrala de adresă, serveşte pentru transmiterea codurilor de adresă de la microprocesor către memorie sau dispozitivele externe; MD – magistrala de date, serveşte pentru transmiterea datelor între microprocesor şi alte dispozitive; MC – magistrala de comandă, serveşte pentru transmiterea semnalelor de comandă de la unitatea de comandă către celelalte blocuri ale sistemului.

Interconectarea Microprocesorului cu dispozitivele de intrare/ieşire prin intermediul magistralei

1.2. Procesorul. Unitatea centrală a procesorului. Realizarea instrucţiunilor în procesor

Arhitectura Microprocesorului

RG instrucţiuni – destinat pentru păstrarea instrucţiunii pe parcursul executării ei

RG flag – păstrează indicatorii de stare şi indicatorii de comandă

Indicatorii de stare conţin informaţii referitoare le modul în care s-au încheiat unele operaţii aritmetice sau logice din ALU: rezultat nul, semn, depăşire etc.

Indicatorii de comandă sînt informaţii utilizate de program pentru modificări specifice ale operaţiilor procesorului.

Indicatorii de stare utilizaţi cel mai frecvent sînt: CI – transport – cînd rezultatul adunării este prea mare pentru a fi stocat în registrul destinat, atunci CI=1, deasemenea semnalizează împrumutul din bitul superior în cazul scăderii. În cazul operaţiilor de deplasare şi de rotaţie, bitul expulzat dintr-un registru va fi stocat în CI.

2. Flagul O sau V – depăşire – apare în situaţia cînd adunarea a două numere binare provoacă un transport în bitul de semn, care pentru numărul pozitiv în cod binar trebuie să fie „0”