ARHITECTURA ARHITECTURA SISTEMELOR DE SISTEMELOR DE

CALCULCALCUL

Proiect realizat de:Proiect realizat de: Cioclei Costinel-LucianCioclei Costinel-Lucian

CuprinsCuprins

1.Definitie1.Definitie 2.Structura unui sistem de calcul2.Structura unui sistem de calcul 3.Clasificarea sistemelor de calcul3.Clasificarea sistemelor de calcul 4.Arhitectura unui sistem de calcul4.Arhitectura unui sistem de calcul 5.Memoria interna unui sistem de 5.Memoria interna unui sistem de

calculcalcul

SISTEM DE CALCUL – SISTEM DE CALCUL – 1.DEFINITIE1.DEFINITIE

Un dispozitiv care lucrează automat, sub controlul Un dispozitiv care lucrează automat, sub controlul unui program memorat, prelucrând date în vederea unui program memorat, prelucrând date în vederea producerii unor rezultate ca efect al procesării.producerii unor rezultate ca efect al procesării.

DDispozitiv care efectuează calcule, în special o ispozitiv care efectuează calcule, în special o maşină electronică programabilă care execută maşină electronică programabilă care execută operaţii aritmetice, logice sau care asamblează, operaţii aritmetice, logice sau care asamblează, stochează, corelează sau efectuează un alt tip de stochează, corelează sau efectuează un alt tip de procesare a informaţiei, cu viteză ridicatăprocesare a informaţiei, cu viteză ridicată ( (The The American Heritage Dictionary of the English American Heritage Dictionary of the English LanguageLanguage, 2000, 2000).).

2.STRUCTURA UNUI SISTEM 2.STRUCTURA UNUI SISTEM DE CALCULDE CALCUL

hardware - partea de echipamente:hardware - partea de echipamente: unitatea centrală de procesare (unitatea centrală de procesare (Central Processing UnitCentral Processing Unit – –

CPU);CPU); memoria;memoria; dispozitivele periferice;dispozitivele periferice;

software - partea de programe:software - partea de programe: soft sistem (aplicaţii destinate sistemului de calcul şi soft sistem (aplicaţii destinate sistemului de calcul şi

sistemului de operate);sistemului de operate); soft utilization (restul aplicaţiilor);soft utilization (restul aplicaţiilor);

firmware - partea de microprogramefirmware - partea de microprograme

3.CLASIFICAREA 3.CLASIFICAREA SISTEMELOR DE CALCULSISTEMELOR DE CALCUL

SupercalculatoareSupercalculatoare -- sisteme de calcul sisteme de calcul considerate la momentul apariției drept considerate la momentul apariției drept cele mai performante din lume cele mai performante din lume îîn ceea ce n ceea ce privește viteza de procesare a datelor;privește viteza de procesare a datelor;

MainframeMainframe-uri-uri -- mașini multiprocesor, de mașini multiprocesor, de asemenea cu putere mare de procesare, asemenea cu putere mare de procesare, neorientate neorientate îînsnsăă spre un anumit task precis spre un anumit task precis ci mai degrabci mai degrabăă aplicațiilor critice, aplicațiilor critice, prelucrprelucrăărilor simple asupra unui volum rilor simple asupra unui volum mare de date, salvarea mare de date, salvarea șși i backupbackup-ul -ul acestor date;acestor date;

MinicalculatoareMinicalculatoare ((deprecateddeprecated): termen folosit ): termen folosit îîn anii 60 n anii 60 șși 70 pi 70 pâânnăă la la apariția microcalculatoarelor. Sisteme de calcul low cost (relativ) - tot apariția microcalculatoarelor. Sisteme de calcul low cost (relativ) - tot ce era inferior unui mainframe ce era inferior unui mainframe șși unui supercalculator, ati unui supercalculator, atâât ca putere t ca putere de procesare cde procesare câât t șși ca dimensiune fizici ca dimensiune fizicăă, destinate universit, destinate universităăților, ților, ramuri ale industriei, etc;ramuri ale industriei, etc;

MicrocalculatoareleMicrocalculatoarele -- sisteme de calcul bazate pe sisteme de calcul bazate pe folosirea unui folosirea unui microprocesormicroprocesor (de unde (de unde șși numele), api numele), apăărute la rute la șșffâârsitul anilor 70, rsitul anilor 70, îînceputul nceputul anilor 80, low cost, destinate anilor 80, low cost, destinate îîn n principal principal home and office userhome and office user--uluiului..

Calculatoare de procesCalculatoare de proces controleazã procese controleazã procese tehnologice sau diverse analize experimentale asistate de calculator, tehnologice sau diverse analize experimentale asistate de calculator, prelucrând informatii numerice sau analogice despre procesul studiat si prelucrând informatii numerice sau analogice despre procesul studiat si furnizând iesiri numerice sau analogice cu rol de reglare a procesului.Aceste furnizând iesiri numerice sau analogice cu rol de reglare a procesului.Aceste sisteme de calcul functioneazã în sisteme de calcul functioneazã în timp realtimp real, adicã timpul de rãspuns al , adicã timpul de rãspuns al calculatorului este compatibil cu constantele de timp ale procesului gestionat. calculatorului este compatibil cu constantele de timp ale procesului gestionat. Un calculator de proces exercitã functii de control si comandã / reglare Un calculator de proces exercitã functii de control si comandã / reglare asupra procesului pe care îl conduce, în sensul supravegherii lui si a asupra procesului pe care îl conduce, în sensul supravegherii lui si a prelucrãrii datelor de proces culese, respectiv al schimbãrii stãrii acestuia în prelucrãrii datelor de proces culese, respectiv al schimbãrii stãrii acestuia în caz cã prin prelucrarea informatiilor culese se constatã cã acest lucru este caz cã prin prelucrarea informatiilor culese se constatã cã acest lucru este necesar.necesar.

O "ALTFEL" DE CLASIFICARE O "ALTFEL" DE CLASIFICARE A SISTEMELOR DE CALCULA SISTEMELOR DE CALCUL

Stații de lucru (workstations)Stații de lucru (workstations) - de obicei - de obicei calculatoare din familia microcalculatoarelor calculatoare din familia microcalculatoarelor (calculatoarele personale spre exemplu) cu (calculatoarele personale spre exemplu) cu putere de procesare medie, capabilități grafice și putere de procesare medie, capabilități grafice și multimedia ridicate, de obicei conectate la multimedia ridicate, de obicei conectate la Internet;Internet;

Microdispozitive (embedded devices)Microdispozitive (embedded devices) - - dispozitive cu putere de calcul relativ redusă, dispozitive cu putere de calcul relativ redusă, dotate cu un procesor și cu o functionare dedicate dotate cu un procesor și cu o functionare dedicate unui anumit scop. Exemple: telefoane mobile, unui anumit scop. Exemple: telefoane mobile, PDA, MP3 player-e, GPS-uri, DVD player-e, etc. PDA, MP3 player-e, GPS-uri, DVD player-e, etc. Aproximativ 80% din procesoarele produse în Aproximativ 80% din procesoarele produse în acest moment sunt dedicate microdispozitivelor.acest moment sunt dedicate microdispozitivelor.

Server-eServer-e - - oferă diferite servicii stațiilor (clienților). Din oferă diferite servicii stațiilor (clienților). Din punct de vedere hardware un server poate rula atât pe un punct de vedere hardware un server poate rula atât pe un microcalculator (calculator personal) cu putere de microcalculator (calculator personal) cu putere de procesare mai ridicată cât și pe arhitecturi hardware procesare mai ridicată cât și pe arhitecturi hardware dedicate acestui scop (mainframe-uri sau dedicate acestui scop (mainframe-uri sau supercalculatoare);supercalculatoare);

ARHITECTURA UNUI SISTEM ARHITECTURA UNUI SISTEM DE CALCULDE CALCUL

SeSe referă la acele atribute ale referă la acele atribute ale sistemului care sunt vizibile sistemului care sunt vizibile programatorului şi care au un programatorului şi care au un impact direct asupra execuţiei unui impact direct asupra execuţiei unui program:program:

setul de instrucţiuni maşinăsetul de instrucţiuni maşină;; caracteristicile de reprezentare a caracteristicile de reprezentare a

datelordatelor;; modurile de adresaremodurile de adresare;; sistemul de intrare / ieşire (I/O).sistemul de intrare / ieşire (I/O).

ARHITECTURA UNUI SISTEM ARHITECTURA UNUI SISTEM DE CALCULDE CALCUL

Unitatea Aritmetică-

Logică

Unitatea de Comandă şi

Control

Regiştri

Magistrala sistem

I/O 1

CPU

Memoria principală

Memoria secundară

Mag

istrala

CPU

in

tern

ă

Mag

istrala

de

date

Mag

istrala

de a

dre

se

Mag

istrala

de

contro

l I/O n

Memoria cache (CPU-memoria

principală)

.

.

.

Memoria interna a unui sistem de Memoria interna a unui sistem de calculcalcul

 Din punct de vedere fizic, memoria aflată pe placa de bază a unui calculator este constituită din câteva cipuri de capacitate 4Mb, 8Mb, 16Mb, 32Mb sau maxim 64Mb ce reprezintă memoria principala a sistemului de calcul, ce include o memorie de bază de 640Kb de tip RAM. Oricare ar fi tipul de memorie, aceasta este considerată constituită din celule de memorie (bytes), celula fiind cea mai mică parte a memoriei ce poate fi adresată direct şi care reprezintă unitatea de masură a memoriei, 1 celulă = 1 byte = 1 octet= 8 biţi.

         Celulele de memorie sunt folosite pentru stocarea diferitelor tipuri de informaţii (numerice, alfabetice, grafice, sunete, etc.). Evident, în funcţie de natura informaţiei , pentru un tip de informaţie, se utilizează una sau mai multe celule de memorie. De exemplu, pentru reprezentarea în memorie a numerelor reale se utilizează 4, 6, 8 sau 10 celule (bytes), în cazul limbajului de programare Borland Pascal, determinând utilizarea mai multor domenii de valori reale: Single, Real, Double şi Comp, Extended, domenii ce se deosebesc prin precizia de calcul pe care o oferă în acest mod. Prin urmare, limbajele de programare oferă metode şi tehnici diferite pentru reprezentarea informaţiilor, determinând precizii de calcul diferite, utilizatorul fiind acela care va decide, în funcţie de precizia de calcul dorită, limbajul de programare ce trebuie folosit sau programul de calcul ce trebuie apelat. Initial, în standardul Pascal era cuprins doar domeniul Real, celelalte au fost cuprise în convenţia  IEEE (Institute for Electrical and Electronics Engineers).