Curs Arhitectura Sistemelor de Calcul IFR V4

8/19/2019 Curs Arhitectura Sistemelor de Calcul IFR V4

1/85

ROMÂNIA MINISTERUL EDUCAŢIEI NAŢIOANALE

UNIVERSITATEA Vasile Alecsandri din BACĂU FACULTATEA DE ŞTIINŢE

Str. Calea Mărăşeşti, nr. 157, Bacău, 600115 Tel. +40 234542411, tel./ fax +40 234571012

www.ub.ro ; e-mail : [email protected]

FACULTATEA DE ŞTIINŢE

INFORMATICĂI N VĂŢĂMÂNT CU FRECVENŢĂ REDUSĂ

http://www.ub.ro/http://www.ub.ro/mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]://www.ub.ro/


2/85

OBIECTIVELE DISCIPLINEI

1. Dobândirea abilităţilor de conversie a numerelor între diverse baze de numeraţie, înţelegerea modului de reprezentare anumerelor în sistemele de calcul şi câştigarea abilităţilor deoperare cu funcţii logice binare.

2. Înţelegerea arhitecturii von Neumann a sistemelor de calculsecvenţiale şi câştigarea cunoştiinţelor despre modulelecomponente ale unui sistem de calcul.

3. Cunoaşterea principalelor tipuri de dispozitive periferice, modulde funcţionare al acestora şi posibilităţi de utilizare.

4.

Cunoaşterea şi înţelegerea reţelei Internet, cunoaşterea principalelor servicii oferite şi a diverselor posibilităţi de lucru înreţea.


3/85

FOND DE TIMP ALOCAT, FORME DE

ACTIVITATE, FORME DE VERIFICARE,CREDITE (fişa disciplinei)

Forma de activitate Număr oresemestru

Număr credite

Lucrări practice/seminar 14Studiu individual 28Verificare finală Examen 5

STABILIREA NOTEI FINALE (fişa disciplinei)

Forma de verificare (Examen, Colocviu,Verificare pe parcurs)

Examen

Modalitatea de susţinere(Scris şi Oral,Oral, Test grilă, etc.)

Scris Puncte sau procentaj

Ră il l / l i /l i i 4 (40%)


4/85

6 Porturile, Accesul direct la memorie(DMA) 3 1 4

7 Dispozitive periferice de intrare/ieşirede uz general 2 1 3

8 Dispozitive de memorare de marecapacitate 2 1 3

9 Dispozitive periferice speciale 2 1 310 Dispozitive periferice pentru

comunicaţii 3 2 5

11 Reţeaua Internet 3 2 5Timp total necesar 28 14 42

INSTRUCŢIUNI PENTRU PARCURGEREARESURSEI DE ÎNVĂŢĂMÂNT

Prezenta resursă de învăţare conţine toate informaţiile necesareînsuşirii cunoştinţelor teoretice şi metodice referitoare la exerciţiul fizic şi

ifi i li ă ii l i î hi i l d l l


5/85

Cuprins :

MODULUL I. BAZELE ARITMETICE ŞI LOGICE ALEARHITECTURII SISTEMELOR DE CALCUL

_________________ Modulul I pagina ~ 1 ~

Unitatea de studiu I.1. Reprezentarea numerelor şi elemente de algebră logică _________________________Modulul I pagina ~ 1 ~

I.1.1. Reprezentarea numerelor __________________________Modulul I pagina ~ 1 ~

Unitatea de studiu I.2 Elemente de algebră Booleană (algebră logică) _________________________Modulul I pagina ~ 6 ~

I.2.1. Introducere

__________________________Modulul I pagina ~ 6 ~

I.2.2. Reprezentarea numerelor __________________________Modulul I pagina ~ 7 ~

I.2.3. Fu cţii binare __________________________Modulul I pagina ~ 10 ~

R l i ă ii d di


6/85

II.2.4. Porturile _________________________Modulul II pagina ~ 20 ~

II.2.5. Accesul direct la memorie (DMA) _________________________Modulul II pagina ~ 23 ~

Rezumatul unităţii de studiu ________________________Modulul II pagina ~ 25 ~

Autoevaluare ________________________Modulul II pagina ~ 25 ~

Test de autoevaluare a cunoştinţelor din modulul II ________________________Modulul II pagina ~ 30 ~

MODULUL III. DISPOZITIVE PERIFERICE ŞI REŢEAUAINTERNET

________________Modulul III pagina ~ 1 ~

Unitatea de studiu III.1. Dispozitive periferice _______________________Modulul III pagina ~ 1 ~

III.1.1. Dispozitive periferice de intrare/ieşire de uz general ________________________Modulul III pagina ~ 2 ~

III.1.2. Dispozitive de memorare de mare capacitate

M d l l III i 7


7/85

Universitatea Bac ă u Arhitectura sistemelor de calcul

MODULUL I. BAZELE ARITMETICE ŞI LOGICE ALEARHITECTURII SISTEMELOR DE CALCUL

Obiective operaţionale Cunoaşterea modului de reprezentare a numerelor în

sistemul de calcul. Câştigarea abilităţilor de operare cu numere întregi fărăsemn, numere întregi cu semn şi numere fracţionare.

Cunoaşterea modului de reprezentare a funcţiilor binare şia proprietăţilor acestora.

Obţinerea abilităţilor de lucru cu funcţii logice binare.

I.1. Reprezentarea numerelor şi elemente de algebră logică I.1.1. Reprezentarea numerelor

În sistemele de calcul se face o diferenţiere între reprezentarea numerelor întregi şinumerele reale. Termenul de număr real este impropriu în acest context deoarece spaţiul finitde reprezentare a numerelor duce la obţinerea unei submulţimi finite de numere raţionale.Treb uie reţinut deci că orice număr real este reprezentat în calculator printr -o aproximare al i i ă i l


8/85


reprezentarea binară obişnuită a numerelor în baza 2, se practică şi alte moduri dereprezentare (alte codificări ale numerelor întregi).

Reprezentarea întregilor fără semn Această convenţie se rezumă la scrierea binară a numărului întreg şi reprezentarea lui

pe n biţi. Gama numerelor posibil de reprezentat este:

0, 2 n-1 adică 000...000, 111...111

unde apar n zerouri, respectiv n cifre unu. Concret, aceste intervale pentru diferite valori alelui n sunt:

n = 8 0, 255 n=16 0, 65535 n=32 0, 4.294.967.295 n=64 0, 18.446.824.753.389.551.615

În situaţia în care un număr binar necesită mai puţin den cifre binare, restul biţilor dela stânga (cei mai semnificativi), vor fi completaţi cu zerouri.

î


9/85


În cazul codului direct există şi o excepţie în cazul numărului zero care are douăreprezentări: 000...0 şi 100...0.

2. Codul inversFie x Z, x < 2 n-1 . Reprezentarea lui x în cod invers, se realizează astf el:

1xdaca,12 0xdaca,xx nD

Practic, un număr xZ, -2 n-1 < x < 0 se reprezintă în cod invers inversând valoareatuturor biţilor de la reprezentarea valorii absolute a luix. În scriere hexazecimală fiecare cifrăva fi înlocuită cu cifra diferenţă până la cifra F 16.

Excepţia apare şi aici la reprezentarea numărului zero care va avea două forme:

000...0 şi 111...1.

3. Codul complementarFie x Z, x < 2 n-1 . Reprezentarea lui x în cod complementar, se realizează astfel:

1d2

0xdaca,xx nD


10/85


depăşirea aritmetică inferioară (underflow) apare în urma unei scăderi când seincearcă scăderea unui număr mai mare dintr -un număr mai mic sau în urmaînmulţirii sau împărţirii;

depăşirea nearitmetică (carry) care apare atunci când apare depăşirea superioarăde pe bitul de semn sau a celei inferioare care duce la trunchierea rezultatului;

rotunjirea se utilizează pentru a recupera erorile de trunchiere. Astfel, dacă înurma calculelor (în baza de numeraţie 2) se obţine o eroare de depăşire inferioarăcare depăşeşte jumătatea unităţii, se utilizează în unele cazuri rotunjirea, adică seadaugă o unitate la numărul respectiv.

Reprezentarea în virgulă fixă Reprezentarea numerelor în virgulă fixă se utilizează pentru a permite folosirea

numerelor reale în calculator. Acest mod de reprezentare presupune că toate numerele se vortransforma în numere subunitare, virgula zecimală fiind aşezată prin convenţie imediat după bitul de semn. Acest mod de reprezentare a numerelor deşi prezintă avantajul că permitelucrul cu valori zecimale are două mari dezavantaje: în primul rând erorile de trunchiere potfi inacceptabil de mari şi în al doilea rând rămâne în sarcina programatorului respectareaordinului de mărime a numerelor care sunt folosite în calcule.

Spre exemplu dacă numerele sunt reprezentate pe 16 biţi, atunci bitul 15 (cel maisemnificativ va fi bitul de semn iar biţii rămaşi sunt folosiţi pentru reprezentarea numărului.

l b l d b f15


11/85


zona s de un bit este util izată pentru semnul mantisei,m reprezentată peM biţi semnificămantisa, t de un bit reprezintă semnul exponentului iare avândE biţi este exponentul. Dacăn este dimensiunea locaţiei de memorie în care este reprezentat numărul în virgulă flotantă,atunci n = 2 + M + E.

Acest tip de reprezentare este astăzi puţin modificat. Din raţiuni tehnice, bitult desemn al exponentului a fost înlocuit. Astfel, în prezent sunt folosite reprezentări de forma:

în carec este o mărime numită caracteristică. Valoarea ei se obţine adunând la exponentule oconstantă a reprezentăriiq , numită exces de exponent (deplasament, increment etc.), adică:

c = e + q

Valorile posibile (numai numere întregi) ale luie sunt:

q12eq12qe0 EE

De obicei, constanta q are una din valorile:

s m c

1 M E


12/85


Coduri de reprezentare a informaţiilor nenumerice Ca parte integrantă a prelucrării informaţiilor, codificarea urmăreşte transpunerea

informaţiei din forma ei primară într -o formă accesibilă sistemului care prelucreazăinformaţia. Mecanismul codificării trebuie să fie simplu şi comod şi să permită codificarea şidecodificarea automată.

La calculatoarele personale, în prezent, codul cel mai folosit este codul ASCII

(American Standard Committee on Information Exchange). Acesta este un cod de 7 biţi, decivalorile codurilor pot fi în intervalul0, 127 . Princi palele calităţi ale acestui cod sunt:

codurile literelor mari şi mici sunt succesive, adică: C(‘z’) = C(‘a’) + 25 C(‘Z’) = C(‘A’) + 25;

trecerea de la literele mari la cele mici se realizează simplu; bitul cel mai semnificativ nefiind utilizat, se conside ră implicit zero. Dacă însă se

consideră bitul cel mai semnificativ unu, atunci se mai obţin 128 de caractere careformează setul extins de caractere sau setul ASCII extins.

Principalele caracteristici ale codului ASCII sunt:

codurile de la 0 la 31 sunt coduri de control;


13/85


Calculul propoziţiilor poate fi extrapolat în tehnică la sistemele automate care utilizeazăelemente de comutaţie cu două stări. Acestora le putem atribui relaţii de valoare (1 sau 0) binarăcorespunzătoare adevărului (1) sau falsităţii (0) propoziţiilor.

Algebra Boole operează pe mulţimea binară:

1,0x/xB (1.1)

Pe această mulţime sunt definite trei legi de compoziţie:

complementarea (negaţia), variabila negată “x” o vom nota cu x ; disjuncţia, pe care o vom nota cu +; conjuncţia, pe care o vom nota cu *;

Tabelele de adevăr pentru aceste trei legi de compoziţie sunt prezentate în tabelul 1.1.Din tabelele de adevăr prezentate în tabelul 1.1 se constată că operaţia de disjuncţie este

similară operaţiei de adunare iar cea de conjuncţie celei de înmulţire. O altă observaţie care trebuie făcută este faptul că toate relaţiile definite pe mulţimeaB

sunt duale în sensul că se obţin relaţii echivalente dacă schimbăm operaţia de disjuncţie cu ceade conjuncţie şi “1” în “0” (variabilele directe cu cele negate iar cele negate cu variabileledirecte).


14/85


z)yx()zy(x,z*)y*x()z*y(*xatunci

Bz,By,Bxdaca (1.3)

3. Comutativitatea.

xyyx,x*yy*xatunciBy,Bxdaca (1.4)

4. Distributivitatea.

)zx(*)yx(z*yx,z*xy*x)zy(*xatunci

Bz,By,Bxdaca (1.5)

5. Existenţa elementului neutru.

xx00x,xx*11*xatunciBxdaca (1.6)

6. Existenţa complementului.

1xx,0x*xatunciBxdaca (1.7)Teoreme:


15/85


termenii intermediari care să permită determinarea mai uşoară a rezultatului final şi funcţia dedeterminat.

Ta belul de adevăr pentru funcţia x(y+z) este prezentat mai jos.

TABELUL 1.2.z y x (y+z) x*(y+z)0 0 0 0 00 0 1 0 00 1 0 1 00 1 1 1 11 0 0 1 01 0 1 1 11 1 0 1 01 1 1 1 1

Tabelul de adevăr pentru funcţia x*y+x*z (TABELUL 1.3):

z Y x x*y x*z x*y+x*z0 0 0 0 0 00 0 1 0 0 0


16/85


Tabelul de adevăr pentru funcţia (x+y)*(x+z) (TABELUL 1.5):

z y x (x+y) (x+z) (x+y)*(x+z)0 0 0 0 0 00 0 1 1 1 10 1 0 1 0 0

0 1 1 1 1 11 0 0 0 1 01 0 1 1 1 11 1 0 1 1 11 1 1 1 1 1

Din studiul tabelelor 1.4 şi 1.5 se constată echivalenţa celor două funcţii ceea ce justificăa doua egalitate din ecuaţia (1.5).

De asemenea, dacă într -unul din tabelele 1.2 sau 1.3 se înlocuieşte valoarea “0” cu “1” şivaloarea “1” cu “0” se obţine aceeaşi funcţie cu cea reprezentată în tabelele 1.4 şi 1.5, şi reciprocceea ce arată proprietatea de dualitate enunţată mai sus.

O mulţimeB dotată cu legile de compoziţie "*", respectiv "+" care satisface axiomele1-6, se numeşte latice distributivă. Laticea distributivă care admite teoremele 1-5 se numeştealgebră booleană.


17/85


1. Conjuncţia F1 = x*y (x şi y, produs logic)

2. Disjuncţia F2 = x+y (x sau y, suma logică)

Tabelul de adevăr y x F 10 0 00 1 01 0 01 1 1

Simbolul

F1x

y

Denumirea circuitului logic:ŞI (AND)


Simbolulx

y

F2

Denumirea circuitului logic:

SAU (OR)


18/85


6. Implicaţia inversă yxxyF6 (y implică x)

7. Echivalenţa yxF

yx*yxF

)xy(*)yx(F

y~xF

7

7

7

7

Tabelul de adevăr y x F 6

0 0 10 1 11 0 01 1 1

Circuitul logic nu are odenumire consacrată

Tabelul de adevăr y x F 70 0 1

Simbolulx

y

F7


19/85


9. Negaţia imlicaţiei inverse yxF

y*xF

xyF

9

9

9

(y nu implică x)

10. Negarea echivalenţei yxF

yx*yxF

)xy(*)yx(F

y~xF

10

10

10

10

(x nu este echivalent cu y)

(suma modulo 2)


Denumirea circuitului logic:INTERDICŢIE, INHIBARE


20/85


12. Negarea conjuncţiei yxF

y*xF

12

12 (x şi y negat)

13. Identitate xF13 (funcţia ce nu depinde de y)


Simbolx

y

F12

Denumirea circuitului logic:ŞI-NU (NAND)


Simbol

x

F13

Denumirea circuitului logic:IDENTITATE


21/85


Algebra logicii se dezvoltă plecând de la o grupare de operaţii fundamentale princombinarea cărora se obţin alte operaţii logice. Până acum s-au considerat drept operaţii logicefundamentale operaţiile logice SAU, ŞI şi NU.

Se pot alege ca operaţii logice fundamentale una sau mai multe din operaţiile simple prezentate anterior.

Există 6 posibilităţi şi anume: operaţiile SAU-EXCLUSIV şi ŞI; operaţiileCOINCIDENŢ| şi ŞI; operaţia SAU- NU; operaţia ŞI- NU; operaţia INHIBARE; operaţiaIMPLICARE.

Se observă că în cazul în care se aleg operaţiile SAU- NU, ŞI- NU, INHIBARE şiIMPLICARE, este necesară o singură operaţie logică elementară sau operaţie logică de bază.Din acest motiv aceste operaţii se numesc operaţii universale. Datorită faptului că operaţiileSAU- NU (circuite ECL, MOS) şi ŞI- NU (circuite TTL) necesită, din punctde vedere alrealizării lor practice, mai puţine circuite decât operaţia de INHIBARE sau IMPLICARE, primele două sunt preferate ultimelor.

Alegerea operaţiilor de bază în algebra booleană nu este unică.În această alegere trebuie să se ţină în primul rând cont de posibilitatea de realizare aunor circuite electronice economice şi cu siguranţă mare în funcţionare. Circuitele ŞI, SAU, NU,SAU- NU, ŞI- NU, sunt frecvent folosite, deoarece pot fi uşor realizate fizic.

Rezumatul unităţii de studiu Pentru înţelegerea şi dobindirea cunoştiinţelor în domeniul arhitecturii sistemelor de

calcul sunt necesare înţelegerea noţiunilor de bază în domeniul reprezenării numerelor şiÎ


22/85


AutoevaluareIncercati sa răspundeţi la următoarele întrebări după care verificaţi corectitudinearăspunsurilor prin comparare cu informaţiile oferite la Răspunsuri.

1. Alegeţi răspunsul corect, în funcţie de modul în care definiţia următoare este corectă(ADEVĂRAT) sau incorectă (FALS). Codul complementar faţă de 2 nu permite reprezentareanumerelor cu semn.

2. Alegeţi răspunsul corect, în funcţie de modul în care definiţia următoare este corectă(ADEVĂRAT) sau incorectă (FALS). Codul utilizat pentru reprezentarea informaţiilornenumerice în calculator este de obicei codul ASCII.

3. Alegeţi răspunsul corect, în funcţie de modul în care definiţia următoare este corectă(ADEVĂRAT) sau incorectă (FALS). Într -un octet bitul cel mai semnificativ este bitul derangul cel mai mic.

4. Alegeţi răspunsul corect, în funcţie de modul în care definiţia următoare este corectă(ADEVĂRAT) sau incorectă (FALS). Operaţia logică ŞI- NU este o operaţie logică universală.

5. Alegeţi răspunsul corect, în funcţie de modul în care definiţia următoare este corectă(ADEVĂRAT) sau incorectă (FALS). Într -un octet bitul cel mai puţin semnificativ este bitul derangul cel mai mic.


23/85

Universitatea Bacău Arhitectura sistemelor de calcul

MODULUL II. ARHITECTURA CALCULATOARELOR

Obiective operaţionale Cunoaşterea arhitecturii de bază a unui sistem numeric de

calcul în logică programată.

Înţelegerea rolului şi a funcţiilor principalelor module dinstructura arhitecturii sistemului de calcul. Obşinerea abilităţilor de evaluare a performanţelor

structurii sistemului de calcul. Cunoaşterea posibilităţilor de configurare şi utilizare a

modulelor sistemului de calcul.

II.1. Principalele tipuri de structuri de calcul

Calculatoarele numerice se definesc prin aceea că sunt maşini automate ce au douăcaracteri stici de bază:

execută un grup de operaţii bine stabilit ca răspuns la un set de instrucţiuni specificmaşinii respective;


24/85


sub formă numerică. Posibilitatea execuţiei unui program memorat intern este numai atributulcalculatoarelor numerice, prin aceasta şi din multe alte motive, calculatoarele numericedovedindu- se net superioare calculatoarelor analogice. Din cauză că în continuare nu ne vomocupa decât de calculatoarele numerice ele se vor numi simplu calculatoare.

Modul de prezentare a datelor de intrare şi ieşire poate fi atât continuu cât şi numeric.Evident că în cazul în care unui calculator numeric i se prezintă date de intrare cu caractercontinuu, acestea trebuie convertite sub formă numerică cu ajutorul convertoarelor analog-numerice (CAN). De asemenea dacă datele de ieşire furnizate de calculator trebuie să fie prezentate sub formă continuă atunci la ieşirea calculatorului se ataşează un convertornumeric-analogic (CNA).

Intern, un calculator prelucrează mai multe fluxuri de informaţie dintre care principalele fluxuri sunt reprezentate de d atele numerice şi de instrucţiunile programului.După modul de prelucrare al acestor fluxuri informaţionale calculatoarele se pot clasifica în:

maşini de tip SISD (Single Instruction Single Data) care prelucrează la un moment dat osingură instrucţiune program şi o singură valoare numerică;

maşini de tip SIMD (Single Instruction Multiple Data) care prelucrează la un moment dato singură instrucţiune program dar mai multe fluzuri de date numerice;

maşini de tip MIMD (Multiple Instruction Multiple Data) care prelucrează la un moment


25/85


supercalculatoarele, calculatoare extrem de rapide care pot executa sute de milioane deinstrucţiuni pe secundă.

În figura 1.2. este prezentat un calculator personal de tip IBM-PC bazat pemicroprocesorul INTEL Pentium.

Din punct de vedere al aplicaţiei în care sunt utilizate, calculatoarele pot fi de uzgeneral sau de proces. Calculatoarele de uz genera l sunt destinate prelucrărilor datelor dindomeniile cele mai diverse: proiectare asistată, baze de date, tehnoredactare, simulare,cercetare, contabilitate, comunicaţii, etc. Calculatoarele de proces sunt destinatesupravegherii şi/sau conducerii proceselor industriale. De obicei, calculatoarele de proces auo structură similară cu cea a calculatoarelor de uz general având suplimentar circuite specificesupravegherii şi/sau conducerii proceselor.

Unitate centrală

Unitate CD ROM

Unitate floppydisc

Monitor

Difuzoare


26/85


Unitatea centrală este cea care comandă şi controlează întreaga structură prinintermediul magistralelor. Un calculator poate avea o singură unitate centrală (in cele maimulte din cazuri) sau mai multe unităţi centrale ce lucrează în paralel. Sistemele de calcul cuo singură unitate centrală se numescmonopreocesor iar activitatea de prelucrare se numeştemonoprocesare iar cele care au mai multe unităţi de calcul ce lucrează în paralel se numescmultiprocesor iar activitatea de prelucrare a informaţiei se numestemultiprocesare . Dincauză că în continuare ne vom referi numai la calculatoarele monoprocesor nu se va maispecifica acest lucru explicit.

Unitatea

centrală

Magistrala de adrese

Magistrala de date

Magistrala de comenzi

Memoria Porturi


27/85


Un calculator poat e avea mai multe magistrale de acelaşi tip care se deosebesc prinviteza de variaţia (frecvenţa) semnalelor care parcurg aceste magistrale. Din cauză cădiferitele elemente conectate la magistrală au viteze de lucru diferite, elementele mai lente(cu vitez ă de lucru mai scăzută), vor impune frecvenţa maximă pe magistrale. Pentrucreşterea performanţelor unui calculator, magistralele se realizează pe mai multe nivele cufrecvenţe de lucru diferite. Astfel, pe magistrala cu viteza cea mai mare se conectează deobicei unitatea centrală şi memoriile rapide iar pe magistralele cu viteză mai scăzută seconectează memoriile lente şi porturile. Comunicaţia între magistralele ce lucrează lafrecvenţe diferite se realizează cu ajutorul unor circuite integrate specializate numitecontrolere de magistrală. Rezultă că un alt criteriu de performanţă a unui calculator estereprezentat de frecvenţa maximă a magistralelor interne.

În general, elementele componente ale unui calculator se împart în două categorii:elemente de comandă care au la dispoziţie magistralele sistemului şi prin intermediul cărora

se trimit comenzi la ce-a de-a doua categorie ale elementelor calculatorului care au rolul de aexecuta aceste comenzi. Elementele din prima categorie se numesc elemente de co mandă(master) iar cele din categoria a doua se numesc elemente comandate (slave). În structura dinfigura 2.1 unitatea centrală este elementul de comandă iar celelalte componente (memoria,

porturile) sunt elementele comandate.Diferitele structuri partic ulare de calculatoare pot conţine şi alte elemente în afară de

cele prezentate în figura 2.1, în scopul creşterii performanţelor calculatorului. Dintre acesteelemente suplimentare cele mai uzuale sunt: circuitul de acces direct la memorie (DMA),


28/85



29/85


II.2.2. Unitatea centrală Unitatea centrală reprezintă componenta principală a sistemului care coordonează

toate activităţile acestuia. De performanţele unităţii centrale depind în mod esenţial performanţele calculatorului. La calculatoarele personale unitatea centrală este reprezentată

de un singur circuit integrat numit microprocesor.Staţiile de lucru conţin unul, două sau mai multemicroprocesoare, conectate într -o arhitectură scalară,care lucrează în paralel. În cazul minicalculatoarelor, acalculatoarelor mainframe sau a supercalculatoarelor,unitatea centrală este realizată cu ajutorul mai multorcomponente. De obicei sunt utilizate integrate de tip bit-slice care reprezintă o parte (felie) dintr -o unitatecentrală. Prin conectarea în paralel a mai multor astfel decircuite se obţin unităţi centrale cu diferite performanţe.

Aceste unităţi sunt microprogramabile de către utilizatorceea ce le conferă flexibilitate în exploatare dar complică procesul de proiectare. Microprogramarea este o metodă de realizare a automatelor de comandă prin înscrierea programelor acestora într -o memorie. Prin microprogramare se obţinmicroprograme, constituite din microinstrucţiuni. Microprogramarea presupune o cunoaştere dedetaliu a echipamentului căruia îi sunt destinate microprogramele. Spre deosebire de mareamajoritate a altor metode de programare instrucţiunile utilizate în microprogramare conţin atâtcodul operaţiei cât şi eventualii operatori, cât şi adresa instrucţiunii următoare.

Fig. 2.3. Circuit integrat


30/85


Frecvenţa semnalului de tact (semnalul de ceas) aplicat unităţii centrale reprezintă deasemenea un criteriu de performanţă a acesteia. Având în vedere faptul că o instrucţiune esteexecutată de unitatea centrală în una sau mai multe perioade de ceas, rezultă că viteza decalcul creşte odată cu creşterea frecvenţei de ceas. În prezent calculatoarele personale performante utilizează frecvenţe de tact de până la 600MHz cu perspective de a ajunge la1GHz.

Aceste criterii de performanţă nu sunt absolute din cauză că ele depind în maremăsură de arhitectura unităţii centrale. Astfel, spre exemplu, două unităţi centrale cu aceeaşifrecvenţă de ceas, pot merge cu viteze diferite, datorită structurii interne, cu până la de 20 deori.

În cazul microprocesoarelor se mai ia în considerare un criteriu de performanţă şianume dimensiunea memoriei interne (memorie cache). Memoria cache este o memoriefoarte rapidă care este folosită ca intermediar între unitatea centrală şi memoria principală asistemului. Cu cât dimensiunea memoriei cache interne este mai mare cu atât performanţele

microprocesorului vor fi mai bune.Pentru determinarea performanţelor unităţilor centrale se foloseşte o metodă bazată pedetrminarea numărului de operaţii în virgulă mobilă (floating-point operatins) executate deaceasta într -o secundă. Unitatea de măsură este FLOPS (FLoating-point Operations perSecond), în mod obişnuit performanţele unităţilor centrale fiind măsurate în megaFLOPS saugigaFLOPS.

La punerea sub tensiune unitatea centrală porneşte dintr -o stare iniţială cunoscutăîncepând să execute programul aflat în memorie de la o adresă bine precizată. Pe timpul


31/85


Componenta electronică centrală într -un mic rosistem este unitatea centrală (CPU) saumicroprocesorul. Pe lângă CPU un microsistem mai are următoarele elemente principale:

generator de ceas; driver pentru magistrala de date şi adrese (opţional); memorie ROM; memorie RAM;

controler de întreruperi; controler de acces direct la memorie DMA (Direct Memory Access); interfaţă de comunicaţie serială.

În cazul microsistemului cu microprocesor unitatea centrală şi celelalte elemente alemicrosistemului sunt componente distincte fapt ce participă la flexibilitatea soluţiei. În cazulmicrocontrolerelor într -o singură componentă sunt integrate pe lângă unitatea centrală şi o partedin elementele microsistemului.

Avaltajele şi limitările microsistemelor Principalele avantaje oferite de microsisteme faţă de sistemele convenţionale sunt:

costul scăzut al hardware-ului; siguranţa în funcţionare îmbunătăţită; interferenţe electromagnetice scăzute- nivelul larg de integrare evită

influienţele electromagnetice chiar şi la nivele mari de variaţie ale tensiunii şi


32/85


Microprocesorul universal (structura generalăa unui microprocesor) Structura de principiu a microprocesorului universal este prezentată în figura 2.5.

Această structură este formată din următoarele elemente componente:

RALU - unitatea logică şi aritmetică şi regiştrii de uz general şi special; AC - automatul de control; RI - registrul de instrucţiune;

Fig.2.5. Schema bloc a microprocesorului universal


33/85


- INT - semnal de întrerupere a cărui recepţionare stopează procesulcurent de calcul pentru a da curs unui eveniment exterior sistemului;

- INTA - semnal ce indică luarea în consideraţie a semnalului deîntrerupere INT; ca urmare a acestui semnal, dispozitivul ce a activatINT va genera pe date o configuraţie binară specifică;

- RESET - semnal de iniţializare a funcţionării microprocesorului.

Microprocesoarele sunt procesoare la care funcţia de control intern este minimizată, însensul că automatul de control AC este gândit foarte simplu. Procesoarele microprogramate sesituează la extrema în care funcţia de control intern are o pondere foarte importantă. Dacă unmicroprocesor foloseşte cât mai direct codul instrucţiunii (biţii din RI comandă directfuncţionarea RALU), în cazul imensei majorităţi a instrucţiunilor, la o structurămicroprogramată, codul instrucţiunii acţionează cu preponderenţă asupra automatului de control,declanşând secvenţe complexe de comandă.

Caracter isticile pr incipalelor tipur i de microprocesoareÎn continuare sunt prezentate pe scurt principalele caracteristici ale unor tipuri

reprezentative de microprocesoare.

M icroprocesorul ZI LOG Z80


34/85


Microprocesorul INTEL 8086/8088 Microprocesoarele 8086 şi 8088 de generaţia a III-a sunt microprocesoare cu o structură

pe 16 biţi, 8088 este proiectat cu o magistrală de date externă de 8 biţi în timp ce 8086 poatetransfera 16 biţi deodată. Datorită faptului că în afară de această deosebire funcţionarea celordouă tipuri de microprocesoare este identică, în continuare ne vom referi numai lamicroprocesorul 8086. Performanţele acestor microprocesoare sunt datorate structurii interne de16 biţi şi arhitecturiipipeline care permite instrucţiunilor să fie preîncărcate în timpul ciclurilordisponibile ale magistralei.

Principalele caracteristici ale acestor microprocesoare sunt:

magistrala de date de 16 biţi; magistrala de adrese de 20 biţi; adresare segmentată a memoriei; 4 regiştrii de uz general pe 16 biţi adresabile direct sau pe octeţi; 4 regiştrii de segment pe 16 biţi; 2 regiştrii index pe 16 biţi; un sistem foarte flexibil de adresare a memoriei (7 moduri); sistem de întreruperi hardware şi software; posibilitatea funcţionării în sisteme multiprocesor; posibilitatea efectuării operaţiilor aritmetice (inclusiv înmulţire şi împărţire)


35/85


îmbunătăţi performanţele sistemului de calcul. Pentru microprocesoarele 8086, 80286 şi 80386sunt folosite coprocesoarele 8087, 80287 şi respectiv 80387.

Microprocesorul 80386 pe 32 de biţi a fost proiectat pentru utilizarea în aplicaţiiintensive complexe. Datorită celor 32 de biţi de adrese, spaţiul adreselor fizice este de 4Go iarspaţiul adreselor logice de 64To. Este prevăzut cu microcod care suportă direct aplicaţii careutilizează întregi mari, structuri complexe de date şi un număr mare de programe.Microprocesorul are patru moduri distincte de funcţionare: real, virtual 8086, protejat 286 şinativ 386. În figura 2.6 este prezentată schema bloc a microprocesorului 80386.

Fig. 2.6. Schema bloc a microprocesorului 80386


36/85


gama frecvenţelor maxime: 450MHz; dimensiunea regiştrilor: 32 biţi; magistrala de date externă: 64 biţi; magistrala memoriei 32 biţi; memoria maximă: 4Gb; memorie cache încorporată: 8kb pentru instrucţiuni şi 8kb pentru date la

primele tipuri ajungând la 2Mb în prezent; tipul memoriei cache încorporate: cu două blocuri asociate, Write-Back Data; coprocesor matematic cu unitate de calcul în virgulă mobilă (FPU) inclusă; gestionarea memoriei: SMM (System Management Mode), extinsă la a doua

generaţie;

Rezumat: Unitatea centrală a unui calculator reprezintă componenta cea mai importantă aacestuia. Ea are rolul de comandă şi gestioanre a resurselor întregului calculator având ca principală proprietate posibilitatea execuţiei unui program prin intermediul instrucţiuniloracestuia. Unitatea centrală poate fi realizată sub forma unui singur circuit integrat(microprocesor) sau cu ajutorul a mai multor circuite integrate (în cazul calculatoarelor

puternice). Unitatea centr ală este un modul master care comandă celelalte componente alecalculatorului prin intermediul magistralelor. Iniţializarea unităţii centrale se face prinacţionarea butonului RESET.


37/85


memorii de tip ROM (Read Only Memory) care sunt memorii ce pot stoca permanentdatele. Aşa cum le arată şi numele ele nu pot fi decât citite de către unitatea centrală,înscrierea lor fiind făcută prin procedee speciale, fie pe calculator, fie separat, pe undispozitiv special numit inscriptor de memorii ROM;

memorii de tip RAM (Random Access Memory) care sunt memorii ce pot stoca temporardatele. Caracteristic acestor memorii este faptul că ele pot fi scrise şi citite în mod curentde unitatea centrală.

Cele două tipuri de memorie sunt amândouă folosite în calculator în scopuri diferite.Memoria de tip ROM stochează de obicei programul executat de unitatea centrală imediatdupă pornire sau la iniţializare. Acest program se mumeşte programmonitor sau program de

boot . Dacă în calculator s-ar folosi numai memorie detip RAM problema pornirii calculatorului nu ar puteafi rezolvată. La punerea sub tensiune o memorie

RAM are un conţinut aleator care nu poate ajuta la pornirea calculatorului; cum unitatea centrală, dupăiniţializare aşteaptă o comandă validă, rezultă cătrebuie folosită o memorie care să nu-şi piardăconţinutul atunci când tensiunea de alimentare esteîmtreruptă. Structura unei memorii este similară cu cea a unei

matrici. În fiecare element al matricii se află un modul elementar de memorie care nu poate

C0 C1

C2 C3

MemorieA0

A1

A2 A3

D

Fig. 2.7. Structura unei memorii


38/85


patru combinaţii distincte numai cu două numere binare (00, 01, 10, 11). Translatarea de lacele patru combinaţii binare la cele patru adrese de selacţie a celulelor de memorie se face îninteriorul memoriei cu ajutorul unui circuit de decodificare.

Pentru a obţine maimulte date simultan la ieşirememoriile se conectează în paralel aşa cum estereprezentat schematic înfigura 2.8.

În structura dinfigura 2.8 dacă se aplică laintrare (pe liniile de adresă)combinaţia 0101 (însuccesiunea A3,A2,A1,A0),

atunci vor fi selectatesimultan celulele dememorie C00 şi C01, C00fiind conectată la linia dedate D0 iar C01 la D1.Din cele preze ntate până

acum rezultă că atât magistrala de adrese cât şi cea de date furnizează informaţii legate dedimensiunea (capacitatea memoriei).

C01 C11

C21 C31

C00 C10

C20 C30

A0

A1

A2 A3

D1

D0

Fig.2.8. Structura unei memorii cu două planuri


39/85


monezi, într -un gibabit se poate stoca informaţia dintr -o enciclopedie iar într -un terabitinformaţia dintr -o bibliotecă de 500 de cărţi.

Întorcându-ne la figura 2.7 putem spune că această memorie are o capacitate de 4x1bitdin cauză că sunt patru celule de memorie care pot stoca informaţie, la un moment dat avândacces la o singură celulă. Similar, memoria din figura 2.8 are o capacitate de 4x2 biţi dincauză că, la un moment dat, avem acces la două celule de memorie simultan.

Aşa cum s-a arătat în paragraful 2.1, unităţile centrale pot lucra cu 8, 16, 32, 64, ... biţide date simultan. Din acest motiv un grup de opt biţi se numeşteoctet (byte, 1 byte=8 bits).Daca se utilizează 16 biţi simultan adică doi octeţi, aceştia formează uncuvânt (word) iardouă cuvinte formează unpointer . În tabelul 2.2 sunt sintetizate modurile de notare agrupurilor de biţi.

Memoriile calculatoarelor se construiesc în general cu opt biţi de date iar capacităţileacestora sunt exprimate în kiloocteţi (kilobytes), notat cu ko sau kb, unko fiind egal cu 1024octeţi. Capacităţile uzuale folosite pentru memoriile calculatoarelor numerice variază de la1ko şi pot ajunge până la zeci sau sute de Mo (megaocteţi).

Calculul capacităţii unei memorii poate fi făcută în felul următor: sa presupunem căavem o memorie de 5Mo; rezultă că această

TABELUL 2.2.1 octet (byte) = 8 biţi (bites) 1 cuvânt (word) = 2 octeţi (bytes) = 16 biţi (bites) 1 pointer (poiner) = 2 cuvinte (words) = 4 octeţi (bytes) = 32 biţi (bits)


40/85


suficient de repede solicitărilor unităţii centrale. În prezent memoriile utilizate în calculatoareau timpi de acces între 70ns şi 10ns. Din păcate cu cât timpul de acces al unei memorii estemai mic preţul acesteia este mai mare şi din acest motiv, în cele mai multe cazuri, memoriaunui sistem este realizată dintr -o combinaţie de memorii rapide şi memorii lente. Astfel,memoria RAM într -un calculator este realizată pe cel puţin trei nivele. Pe primul nivel estememoria cea mai rapidă, care se află chiar în interiorul unităţii ceantrale. Această memorie senumeste memorie cache pe nivelul 1 (cache level 1). În această memorie se aduc porţiunilede program care sunt rulate la un moment dat, unitatea centrală lucrând practic numai cumemoria cac he de pe nivelul 1. Atunci când este necesară execuţia unei instrucţiuni care nueste în memoria cache de pe nivelul 1, un circuit de control al memoriei aduce porţiunearespectivă de program, din memoria externă mai lentă, în memoria cache de pe nivelul 1.Microprocesoarele actuale au o memorie cache internă între 128ko şi 512ko, iar lamicroprocesoarele foarte puternice destinate staţiilor de lucru, memoria cache poate ajunge până la 2Mo. În exteriorul unităţii centrale există un al doilea nivel al memoriei cache (cache

level 2) cu acelaşi rol ca şi memoria cache level 1. Mecanismul memoriei cache este prezentat 1n figura 2.10. Controlerul de memorie are sarcina de a transfera datele de pe unnivel pe altul în aşa fel încât în memoria cache de pe nivelul 1 să se afle întotdeauna porţiunea de program necesar unităţii centrale.

Performanţele unui calculator vor fi cu atât mai bune cu cât dimensiunea memorieicache este mai mare.


41/85


dispozitive speciale prin metode electrice la tensiuni mai mari decât cele defuncţionare normală;

memorii de tip EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-OnlyMemory) care sunt memorii ROM programabile ce pot fi şterse şi reînscriseexclusiv prin mijloace electrice. Avantajul acestui tip de memorii este reprezentatde faptul că ele nu trebuie scoase din circuitul în care au fost montate pentru a fişterse şi reînscrise. Acest tip de memorie necesită tensiuni mai mari decât cele defuncţionare obişnuită, pentru ştergere şi programare;

memorii de tip flash (flash memory), ultima generaţie de memorii de tip ROMcare deşi păstrează informaţia şi după întreruperea tensiunii de alimentare, pot fisterse si programate similar cu memoriile RAM. Singura particularitate estereprezentată de faptul că memoriile flash necesită algoritmi speciali de ştergere şi programare, această operaţiune fiind făcută pe blocuri, în trei faze.

Memoriile RAM sunt realizate în următoarele variante: memorii RAM dinamice (DRAM - Dynamic Random Access Memory) care sunt

memorii de tip RAM ce necesită reîmprospătarea periodică (la 20 ms) aconţinutului, în caz contrar informaţia pierzându-se chiar dacă sunt alimentate.Reîmprospătarea se face simplu prin citirea periodică a mai multor blocurisimultan din memorie. Principalul avantaj al acestui tip de memorii estereprezentat de faptul că pot avea d densitate foarte mare a celulelor elementare


42/85


sincronizări o memorie BEDO DRAM poate prelucra patru adrese de memoriesimultan. Aceste memorii se pot conecta la proc esoare ce lucrează pe magistralecu viteza de până la 66 MHz;

memorii de tip SDRAM (Synchronous DRAM). Acest tip de memorii suntcapabile să se sincronizeze cu unitatea centrală şi funcţionează la frecvenţe de până la 100MHz.

În figura 2.11 sunt prezentate diferite moduri de realizare a circuitelor de memorie.

Rezumat: Memoriile reprezintăelemente de stocare a informaţiei încalculatoarele electronice. Acestea seîmpart în două mari grupe: memoriiROM şi memorii RAM. Memoriilede tip ROM sunt destinate s tocării

permanente a informaţiei pe cândmemoriile RAM sunt destinatestocării temporare a datelor.Principalele caracteristici ale

memoriilor sunt: capacitatea memoriei măsurată în octeţi şi multiplii acestuia ko, Mo, Go, Toşi timpul de acces măsurat înnanosecunde.

II.2.4. Porturile

Fig. 2.11. Realizarea fizică a circuitelor de memorie


43/85


Fiecare port are alocată o adresă (unnumăr) pe care unitatea centrală o foloseşte pentru identificarea portului respectiv înschimbul de date cu acesta. Este foarteimportant ca toate porturile dintr-un calculatorsă aibă adrese diferite. Dacă două porturi auaceeaşi adresă, atunci apare un conflict dincauză că unitatea centrală nu va fi capabilă sădistingă de la care port sosesc informaţiile.

În general activitatea de atribuire aadreselor tuturor porturilor dintr-un sistem decalcul se face în mod automat de cătresistemulde operare . Uneori, dacă numărul perifericeloreste mare sau din generaţii diferite, se poate

întâmpla ca sistemul de operare să nu poatărealiza alocarea corectă a adreselor perifericelor. În acest caz alocarea adreselor se poate face manual de către operator.

Porturile fiind în general componentelente ale sistemului de calcul, este neeconomicca unitatea centrală să lucreze la un moment datnumai cu un port. Modul de lucru cu un port se

Fig. 2.13. Alocarea adresei şi întreruperii laportul serial COM1


44/85


care sistemul de operare Windows’95 oferă informaţii despre setările unui port. Din aceastăfigură se vede că portul de comunicaţii COM1 are alocate adresele de la 03F8h la 03FFh şiîntreruperea 04.

Portul serial al calculatorului necesită o atenţie specială din cauză că el este în general portul de comunicaţii. Prin intermediul acestui port se pot transmite date la distanţă în modser ial asin cron . Transmisia serială este metoda cea mai ieftină de a schimba date între douăechipamente numerice aflate la distanţă. Deşi transmisiile seriale nu sunt transmisii de date deviteză mare ele prezintă avantajul că datele sunt transmise pe un singur canal de comunicaţieşi deci nu sunt necesare cheltuieli mari. Modul serial de transmisie presupune ca la unmoment dat să se transmită un singur bit. Asta înseamnă că biţii unui octet vor fi transmişi laopt intervale de timp distincte. În cazul transmisiei seriale este necesar ca atât echipamentulcare transmite datele (emiţătorul) cât şi echipamentul care primeşte datele (receptorul) să aibăaceeaşi parametri i ai transmisiei . Pentru transmisia serială asincronă parametrii transmisieisunt: viteza de transmisie care se măsoară în biţi pe secundă (bps), numărul de biţi transmişi

într -un cadru, paritatea, numărul de biţi de stop şi protocolul de control al fluxului de date. Înfigura 2.14 este prezentat un exemplu de stabilire ai parametrilor transmisiei. Standarduladoptat pentru interfaţa seriala este standardul RS 232.

Porturile sunt în general dispozitive programabile. Asta înseamnă că ele acceptă prinînscrierea unor cuvinte de comandă în port. Din acest motiv, pentru funcţionarea corectă aunui port nu sunt suficiente numai alocarea adresei şi a întreruperii ci este necesară şi programarea portului. Pentru simplificarea programării şi utilizării portului se folosesc nişte programe specifice numite drivere . Aceste programe sunt încărcate în memorie de către


45/85


intermediul cărora portul dialoghează cu unitatea centrală. Noua tehnologia PnP permiteadăugarea unor elemente noi calculatorului fără nici un fel deefort din partea utilizatorului.

II.2.5. Accesul direct la memorie (DMA)Accesul direct la memorie, Direct Memory Access (DMA) oferă o cale avantajoasă de

transfer de date între un port de interfaţă al unui echipament periferic şi unitatea de memoriesau între două zone diferite de memorie. Aceste transferuri au o pondere relativ ridicată înactivitatea generală a unui calculator şi reducerea timpului în care se realizează transferurileduce la creşterea performanţelor generale ale calculatorului. Spreexemplu transferul DMA se

Registruacumulator

Unitateacentrală

Magistrala de adrese

Magistrala de date

Magistrala de comenzi

Memoria Porturi


46/85


sistemele performante. În primul rând, durata transferului este relativ mare din cauză că suntnecesare două activităţi succesive ale unităţii centrale: o citire a datei din memorie în unitateacentrală şi o scriere a datei, din memorie în port, iar în al doilea rând este ineficientă ocupareaunităţii centrale cu o activitate atât de simplă cum este transferul datelor.

În cazul utilizării circuitului DMA performanţele sistemului cresc din mai multemotive: circuitul DMA fiind un circuit specializat pentru astfel de operaţii, transferul datelorse face mult mai rapid decât în cazul transferul datelor prin intermediul unităţii centrale,unitatea centrală este degrevată de astfel de sarcini iar traseul datelor este mai scurt. În figura2.17 este prezentat fluxul datelor în cazul utilizării circuitului DMA.

După ce este programat, circuitul DMA generează semnalele de adresă şi de control, pe magistrala de comenzi, în aşa fel încât să se citească datele din memorie şi acestea să fietransferate portului (sau altei zone de memorie). Aşa cum s-a arătat în paragraful 2.1,circuitul DMA este un circuit master ca şi unitatea centrală. Din acest motiv aceste douăcircuite nu pot lucra simulta n ci ele vor prelua pe rând controlul magistralelor sistemului.

Motivul pentru care două module master nu pot lucra simultan este că (aşa cum se vede şi dinfigura 2.17), cele două module generează atât adrese cât şi comenzi. Dacă cele două modulear lucra simultan atunci adresa generată de unitatea centrală în scopul execuţiei programuluidin memorie va fi diferită de adresa generată de unitatea DMA pentru realizarea transferuluişi pe magistrala de adrese (care este comună) ar apărea două adrese diferiteceea ce ar generaun conflict.

Cele două unităţi master (unitatea centrală şi unitatea DMA) îşi suspendă una alteiaactivitatea, printr- un dialog desfăşurat pe magistrala de comenzi. Dacă circuitul DMA are de


47/85


numărul întreruperii alocate (figura 2.13) se stabileşte şi canalul DMA asociat pentrutransferul datelor.

Rezumatul unităţii de studiu Rezumat (paragraf II.2.1.): Cea mai simplă schemă de calculator este reprezentată de ounitate centrală, memoria, porturile şi magistralele de legătură între acestea. În afară decriterii le de performanţă care vor fi prezentate mai târziu, un prim criteriu de performanţă aunui calculator este reprezentat de calitatea magistralelor acestuia adică de dimensiuneamagistralelor şi de frecvenţa de lucru a acestora. Rezumat (paragraf II.2.2.): Unitatea centrală a unui calculator reprezintă componenta ceamai importantă a acestuia. Ea are rolul de comandă şi gestioanre a resurselor întreguluicalculator având ca principală proprietate posibilitatea execuţiei unui program prinintermediul instrucţiunilor acestuia. Unitatea centrală poate fi realizată sub forma unui singurcircuit integrat (microprocesor) sau cu ajutorul a mai multor circuite integrate (în cazul

calculatoarelor puternice). Unitatea centrală este un modul master care comandă celelaltecomponente ale calculatorului prin intermediul magistralelor. Iniţializarea unităţii centrale seface prin acţionarea butonului RESET. Rezumat (paragraf II.2.3.): Memoriile reprezintă elemente de stocare a informaţiei încalculatoarele electronice. Acest ea se împart în două mari grupe: memorii ROM şi memoriiRAM. Memoriile de tip ROM sunt destinate stocării permanente a informaţiei pe cândmemoriile RAM sunt destinate stocării temporare a datelor. Principalele caracteristici alememoriilor sunt: capacitat ea memoriei măsurată în octeţi şi multiplii acestuia ko, Mo, Go, To


48/85


C. O memo rie al cărei conţinut se pierde la întreruperea tensiunii de alimentare.

3. Alegeţi răspunsul corect, în funcţie de modul în care definiţia următoare este corectă(ADEVĂRAT) sau incorectă (FALS). La o memorie de 4x8 biţi sunt citite simultan 4celule de memorie.

4. Alegeti varianta incorectă din cele prezentate mai jos. Un criteriu de performanţăpentru unităţile centrale este reprezentat de:

A. Setul de instrucţiuni. B. Viteza de conversie a datelor.C. Lărgimea magistralei de date. D. Frecvenţa de ceas.

5. Alegeţi răspunsul corect, în funcţie de modul în care definiţia următoare este corectă

(ADEVĂRAT) sau incorectă (FALS). Unitatea centrală poate comnda direct unperiferic fără a fi necesară intervenţia altui dispozitiv.

6. Alegeţi răspunsul corect, în funcţie de modul în care definiţia următoare este corectă(ADEVĂRAT) sau incorectă (FALS). Pentru a fi utilizate, interfeţele trebuie să fie înprealabil configurate şi programate.



49/85


bază a unui calculator personal sunt destinaţi extinderii capacităţii de memorare acalculatorului.

13. Alegeti varianta corectă din cele prezentate mai jos. Definiţia corectă a unei interfeţeeste:

A. un ansamblu de echipamente şi programe destinat cuplării a două sisteme cu caracteristicidiferite;

B. circuitul DMA care asigură transferul datelor între periferic şi calculator; C. un ansamblu de echipamente destinat cuplării a două sisteme cu caracteristici diferite;

14. Alegeţi răspunsul corect, în funcţie de modul în care definiţia următoare este corectă(ADEVĂRAT) sau incorectă (FALS). Memoriile de tip RAM static pot fi realizatede capacităţi mai mari decât cele de tip RAM dinamic.

15. Alegeti varianta corectă din cele prezentate mai jos. A. Într -un microsistem poate fi un singur modul de comandă şi un singur modul comandat.

B. Într -un microsistem poate fi un singu r modul de comandă şi mai multe modulecomandate.

C. Într -un microsistem pot fi mai multe module de comandă şi mai multe modulecomandate.

16. Alegeti varianta corectă din cele prezentate mai jos. Pe magistralele unui calculator


50/85


21. Alegeţi răspunsul cel mai potrivit din variantele prezentate mai jos. Pentrutransmisia serială asincronă parametrii transmisiei sunt:

A. viteza de transmisie, protocolul utilizat, numărul întreruperii, canalul DMA; B. viteza de transmisie, numărul de biţi transmişi într -un cadru, pa ritatea, numărul de biţi destop, numărul de biţi de start şi protocolul utilizat; C. viteza de transmisie, numărul de biţi transmişi într -un cadru, paritatea, codul CRC,numărul de biţi de stop şi numărul de biţi de start;

22. Alegeţi răspunsul corect, în funcţie de modul în care definiţia următoare este corectă(ADEVĂRAT) sau incorectă (FALS). La un calculator numeric fluxul datelor deintrare cât şi cel al datelor de ieşire se poate prezenta atât sub formă numerică cât şisub formă analogică.


(ADEVĂRAT) sau incorectă (FALS). O memorie RAM statică este o memorie ce nunecesită o sursă de alimentare.

24. Alegeţi răspunsul corect, în funcţie de modul în care definiţia următoare este corectă(ADEVĂRAT) sau incorectă (FALS). Pentru un calculator numeric poate fi definităo structură generală indiferent de tipul acestuia.



51/85


31. Alegeţi răspunsul corect, în funcţie de modul în care definiţia următoare este corectă(ADEVĂRAT) sau incorectă (FALS). Unitatea centrală se comportă în acelaşi felatunci când este acţionat butonul RESET sau când este pusă sub tensiune.

32. Alegeţi răspunsul corect, în funcţie de modul în care definiţia următoare este corectă(ADEVĂRAT) sau incorectă (FALS). Unitatea de măsură pentru capacitateamemoriei este bitul.

33. Alegeţi răspunsul corect, în funcţie de modul în care definiţia următoare este corectă(ADEVĂRAT) sau incorectă (FALS). Memoriile de tip flash sunt memorii de tipRAM (Random Acces Memory).


(ADEVĂRAT) sau incorectă (FALS). Un sistem de calcul nu poate funcţiona dacănu se asigură mecanismul de acces direct la memorie (DMA).

35. Alegeţi răspunsul corect, în funcţie de modul în care definiţia următoare este corectă(ADEVĂRAT) sau incorectă (FALS). Conectorii de extensie ai plăcii de bază a unuicalculator personal sunt destinaţi comunicaţiei de date între calculatoare.



52/85


situaţia în care se folosesc unităţi centrale de tip CISC (Complex Instruction SetComputer).

42. Alegeţi răspunsul corect, în funcţie de modul în care definiţia următoare este corectă(ADEVĂRAT) sau incorectă (FALS). Lăţimea magistralei de adrese a unităţiicentrale indică numărul de biţi prelucraţi simultan (în paralel) de către aceasta.

43. Alegeţi răspunsul corect, în funcţie de modul în care definiţia următoare este corectă(ADEVĂRAT) sau incorectă (FALS). O informaţie reprezentată cu trei cifre binarefurnizează o cantitate de informaţie egală cu 3 biţi.

44. Alegeţi răspunsul corect, în funcţie de modul în care definiţia următoare este corectă(ADEVĂRAT) sau incorectă (FALS). O întrerupere poate fi alocată mai multorporturi simultan.

R ăspunsuri 1. FALS, 2. C, 3. FALS, 4. B, 5. FALS, 6. ADEVARAT, 7. FALS, 8. FALS, 9.ADEVARAT, 10. B, 11. FALS, 12. FALS, 13. A, 14. FALS, 15. C, 16. B, 17. ADEVARAT,18. C, 19. FALS, 20. FALS, 21. B, 22. ADEVARAT, 23. FALS, 24. ADEVARAT, 25.ADEVARAT, 26. ADEVARAT, 27. ADEVARAT, 28. FALS, 29. FALS, 30. FALS, 31.ADEVARAT, 32. ADEVARAT, 33. FALS, 34. FALS, 35. FALS, 36. FALS, 37. FALS, 38.ADEVARAT, 39. ADEVARAT, 40. FALS, 41. FALS, 42. FALS, 43. ADEVARAT, 44.


53/85


4. Alegeti varianta corectă din cele prezentate mai jos pentru definirea structuriigenerale a unui calculator numeric.

A. Structu ra generală a unui calculator se compune din: memorie, porturi, unitate centrală şimagistralele de legătură dintre acestea.

B. Structura generală a unui calculator se compune din: microprocesor, memorie, porturi,unitate centrală şi magistralele de legăturădintre acestea.

C. Structura generală a unui calculator este compusă din unitate centrală, periferice de uzgeneral şi periferice specifice.

5. Alegeţi varianta cea mai potrivită, din cele prezentate mai jos, referitor la adresaasociată unui port.

A. Adresa asoci ată unui port este necesară pentru transferul datelor între memorie şi portulrespectiv.

B. Toate porturile într -un microsistem trebuie să aibă aceeaşi adresă. C. Adresa asociată unui port este unică şi ea permite unităţii centrale să adreseze portul

respectiv.

6. Alegeţi varianta corectă din cele prezentate mai jos referitor la un programdriver pentru periferic.

A. Programul driver reprezintă o interfaţă între programul de aplicaţie şi periferic. B. Programul driver este încărcat în memorie la pornirea calculatorului şi supraveghează

funcţionarea acestuia.


54/85


MODULUL III DISPOZITIVE PERIFERICE ŞI REŢEAUAINTERNET

Obiective operaţionale Cunoaşterea principalelor tipuri de dispozitive periferice

utilizate la sistemele de calcul. Cunoaşterea modului de interacţiune a dispozitivelorperiferice cu structura sistemului de calcul.

Dobindirea abilităţilor de configurare şi utilizare adispozitivelor periferice.

Cunoaşterea principiilor reţelei Internet. Obţinerea deprinderilor necesare utilizării simple a reţelei

Internet.

III.1. Dispozitive perifericeDispozitivele periferice se împart în

mai multe categorii după destinaţia acestora:în dispozitive periferice de intrare-ieşire de uzgeneral (tastatură, monitor, mouse,


55/85


III.1.1 . Dispozitive periferice de intrare/ieşire de uz general Cu foarte rare excepţii toate calculatoarele sunt înzestrate cu un minim de dispozitive

periferice de intrare/ieşire de uz general. Dispozitivul standard de intrare/ieşire esteconsiderată a fi consola (CON) care este alcătuită dintr -o tastatură (keyboard) ca dispozitiv deintrare şi un tub catodic alb-negru sau color (display) ca dispozitiv de ieşire. În general, dacă

utilizatorul nu specifică altceva, marea majoritate aaplicaţiilor consideră ca dispozitiv de intrare/ieşireimplicit, consola.Tastatura (keyboard)

În prezent există mai multe variante detastaturi, cele mai frecvent utilizate fiind cele

pr ezentate în figura 3.2. Tastatura este alcătuitădintr- un set de taste alfanumerice (litere şi cifre), unset de taste pentru punctuaţie (punct, virgulă,ghilimele, etc.) şi un set de taste speciale (tastelefuncţie, tastele cu săgeţi, tastele de control,etc).

Prezentăm în continuare funcţiile generaleale tastelor speciale:

Alt (Alternate). Această tastă reprezintăo a doua tastă de control;

(săgeţi). Aceste taste permit


56/85


Tastatura se conectează la controlerul de tastatură printr -un conector cu cinci pini(figura 3.3).

Monitorul (display)Ca dispozitiv de ieşire consola utilizează în mod obişnuit tubul catodic. O secţiune

printr- un astfel de tub este prezentată în figura 3.4. Tubul catodic CRT (Cathode Ray Tube) împreună cu circuitele de comandă ale

acestuia şi circuitele de prelucrare ale semnalelor furnizate de calculator, formează unechipament numit generic monitorvideo (display) sau mai scurt monitor.

Modul în care se formeazăimaginea pe tubul catodic se poatevedea în figura 3.4. Semnalul deimagine furnizat de controlerul video alcalculatorului modulează în intensitatefasciculul de electroni emis de tunulelectronic prin intermediul grilelor decomandă ale acestuia. Poziţiafasciculului de electroni pe suprafaţatubului este comandată de bobinele dedeflexie care realizează o baleiere asuprafeţei ecranului începând din partea


57/85


se obţine frecvenţa pe orizonatlă. Fiecare linie desenată pe ecran este formată la rândul ei deun anumit număr de puncte (dot pitch). Valoarea rezultată din înmulţirea numărului de punctede pe o linie cu numărul de linii dintr -un cadru şi cu numărul de cadre dintr -o secundăfurnizează valoarea frecvenţei maxime a semnalului video (pixel rate) ce poate fi aplicat laintrarea monitorului. Numărul de linii pe un cadru influienţează rezoluţia imaginii obţinuteiar numărul de cadre pe secundă influienţează intensitatea luminoasă a imaginii obţinute şisenzaţia de pâlpâire a imaginii (fliker).

Explorarea ecranelor monitoarelor poate fi făcută în două moduri: întreţesut(interlaced) sau neîntreţesut (noninterlaced). În modul neîntreţesut (convenţional), fascicululde electroni baleiază ecranul pe linii, de sus până jos, linie cu linie, parcurgând întregul ecranîntr -o singură trecere. În modul întreţesut fasciculul baleiază ecranul tot de sus în jos, dar îndouă treceri, parcurgând nai întâi liniile impare şi apoi cele pare; fiecare trecere durează jumătate din timpul unei treceri complete din modul neîntreţesut. Din acest motiv, ambelemoduri reîmprospătează ecranul în acelaşi timp. Această tehnică redesenează ecranul mairepede şi produce imagini mai stabile.

În general pentru obţinerea unei imagini de bună calitate se recomandă monitoarele curezoluţie mare lucrând în modul neîntreţesut.

Standardele utilizate pentru tipurile de monitoare actualesunt prezentate în tabelul 3.1.

În tabelul 3.2 sunt prezentate caracteristicile unui monitorcu performanţe medii.

Monitorul se conectează la controlerul video printr -unFig. 3.6. Conectorul


58/85


TABELUL 3.1.Standard video Rezoluţia

(puncte afişate) Numărul culorilor afişate simultan

VGA (Video Graphics Array) 640x480 16320x200 256

SVGA (Super Video GraphicsArray)

800x600 161024x768 256

1280x1024 2561600x1200 256

TABELUL 3.2.Mod VGA SVGA

Rezoluţie 640x350 720x400 640x480 800x600Frecvenţa

maxima deintrare

25,175 MHz 28,324 MHz 25,175 MHz 36 MHz

Intreţesere Nu Nu Nu NuFrecvenţa pe

orizontală 31,468 kHz 31,332 kHz 31,468 kHz 35,156 kHz

Frecvenţa peverticală

70,087 Hz 69,782 Hz 59, 94 Hz 56,25 Hz


59/85


În figura 3.7 este prezentată o imprimantă cu ace. Imprimantele actuale sunt complet automatizate, având posibilitatea de autodiagnostic

şi de dialog cu unitatea centrală. Intervenţia utilizatorului este foarte redusă, marea majoritatea imprimantelor funcţionând complet autonom.

Faţă de cele prezentate până acum ar mai trebui amintite două dispozitive de intrarecare în ultimul timp sunt folosite din ce în ce mai mult, în unele aplicaţii devenind chiarindispensabile: dispozitivul de tip mouse (figura 2.1) şi dispozitivul de tiptrackball . Acestedispozitive de intrare sunt esenţiale în aplicaţiile grafice şi rolul lor a crescut foarte mult odată cu dezvoltarea programului Microsoft Windows.

În figura 3.8 este prezentată structura internă a unui dispozitiv de tip mouse.Principiul de funcţionare al acestui dispozitiv este foarte simplu: atunci când bila centrală seroteşte din cauza deplasării dispozitivului mouse pe o suprafaţă se rotesc simultan cu aceastaşi două discuri perforate.


60/85


plane. Acest dispozitiv este larg răspândit la calculatoarele portabile pentru a permite lucrulcu acestea în orice condiţii.

III.1.2. Dispozitive de memorare de mare capacitateDintre dispozitivele de memora re de mare capacitate în prezent se folosesc pe scară

largă: unitatea de disc flexibil (FD- floppy disc), unitatea de hard disc (HDD), unitatea CD-ROM, unitatea de bandă magnetică.

Unitatea de disc flexibil (floppy disc) Unitatea de disc flexibil reprez intă cea mai răspândită şi cea mai ieftină modalitate de

stocare a informaţiilor. O unitate de discflexibil este formată dintr -un dispoxitivelectromecanic capabil să citească pisteînregistrate pe suport magnetic. Suportulmagnetic este realizat sub form ă de disc(numit în mod curent dischetă sau discflexibil), care datorită faptului că esteamovibil permite transportul informaţieimemorate de la un calculator la altul.

În figura 3.10 este prezentată unitateade citire a discului flexibil. În această unitatesunt citite dischetele care sunt realizate dintr-Fig. 3.10. Unitatea de citire a discului flexibil de


61/85


Principiul accesului direct faţă de cel secvenţial este prezentat în figura 3.12. În modulde acces secvenţial, pentru citirea înregistrăriiD trevuie citite succesiv înregistrările A,B,C, pe când la accesul direct poziţionarea capului decitire se face direct pe înregistrarea dorită. Ladiscurile flexibile se pot utiliza atât modul deacces dir ect cât şi cel secvenţial ceea ce permitesimularea funcţionării benzii magnetice cuajutorul discului.

Pe un disc flexibil informaţia estememorată într -un mod specific în aşa fel încât să poată fi regăsită cu uşurinţă. În acest scop un discflexibil est e împărţit în mod virtual în piste şisectoare. O pistă reprezintă un cerc imaginar pedisc, fiecare pistă fiind numerotată începând de lacentrul discului spre extremitate. La rândul ei, o pistă este împărţită în mai multe sectoare carereprezintă un arc de cerc. Înainte de memorarea datelor pe disc se marchează pe disc pistele şisectoarele prin scrierea unor informaţii prealabile pe disc. Acest proces se numeşteformatare şi se face foarte simplu printr -o comandă de sub sistemul de operare. Trebuie menţionat aicică operaţia de formatare duce la pierderea informaţiei stocate anterior pe disc şi deci eatrebuie făcută cu prudenţă. După formatare informaţia utilă se memorează pe disc întreinformaţiile înscrise la formatare. Formatarea discului permite accesul direct şi deci regăsirea

Fig. 3.12. Accesul direct şi accesulsecvenţial


62/85


Funcţionarea fizică de bază a unei unităţi de hard disc este asemănătoare cu cea a uneiunităţi de flopy disc: unitatea de hard disc are discuri care se rotesc şi capete care se mişcădeasupra discurilor, înregistrând informaţiile pe piste şi sectoare.

Spre deosebire de unităţile de disc flexibil, unităţile de hard disc au de obicei maimulte discuri, montate unele p este altele într -un pachet de discuri, fiecare disc având douăfeţe pe care se pot înregistrainformaţiile. Pistele care au aceeaşi poziţie faţă de axul pachetului dediscuri, de fiecare faţă a a câte unuidisc, luate toate la un loc, formeazăîmpreună uncilindru . Unitatea de harddisc are câte un cap de scriere/citire pentru fiecare din feţele unui disc, toatecapetele fiind montate solidar pe undispozitiv comun.

Datoriă faptului că pachetele dediscuri sunt închise ermetic şiinamovibile, densitatea pistelor poate fifoarte mare. În figura 3.14 este prezentată o unitate de hard disc. Înultimul timp unităţile de hard disc audevenit cele mai importante dispozitive de stocare de masă datorită capacităţilor mari,

Fig. 3.14. Structura unei unităţi hard disc


63/85


Unităţi de disc optic (CD-ROM)Unităţile CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory) sunt destinate citirii

discurilor optice (CD – Compact Disc). Discurile optice sunt elemente de stocare a datelor până la 1Go, capacitatea uzuală a acestora fiind de 630Mo. În principiu discurile optice suntînscrise cu ajutorul unor dispozitive speciale după care ele nu mai pot fi reînscrise ci doar

citite în unităţile de tip CD-ROM similarmemoriilor ROM. În figura 3.16 este

prezentat modul de scriere a unui discoptic. Discul optic este realizat dintr-unsuport (policarbonat) acoperit la suprafaţăcu un strat metalic cristalin (aliaj dealuminiu). Stratul metalic este protejat larândul lui cu o peliculă transparentă. Înmod normal, la un disc neinscripţionatsuprafaţa metalică reflectă aproape înîntregime lumina. Prin inscripţionare orază laser topeşte (arde) local zone alesuprafeţei metalice care prin răciredevine amorfă şi va reflecta lumina într -omăsură mult mai mică decât zonelecristaline. Inscripţionarea discului opticse face similar cu cea a discurilor

Fig. 3.16. Principiul inscripţionării discului optic(CD)


64/85


Avantajul principal al acestui mecanism de stocare de date este reprezentat de faptulcă uzura suportului pe care este memorată informaţia (discul optic) este nulă indiferent denumărul de utilizări. Degradarea discului optic se datorează în general numai fenomenului deîmbătrânire care duce la modificarea structurii cristaline a suprafeţei metalice.

Unităţile care nu au decât funcţia de citire a discurilor optice se mai numesc şi CD-ROM Player.

În ultimul timp sunt tot mai accesibile unităţile CD-R (Compact Disc – Recordable)care pot să citească sau să înscrie discuri optice. Din această categorie fac parte unităţile detip CD- R într -o singură sesiune la care este obligatoruiu ca întregul disc optic să fie înscris osingură dată, eventualele zone neînscrise nemaiputând fi scrise mai târziu şi unităţi CD-Rmultisesiune la care discul optic poate fi înscris la mai multe momente de timp diferite (înmai multe sesiuni de scriere diferite).

De regulă un disc optic nu poate fi înscris decât o singură dată ceea ce îl face foarteasemănător cu memoriile ROM. Prin tehnologiile actuale se pot realiza discuri o ptice care aumai multe straturi metalice la suprafaţă ceea ce permite inscripţionarea lor de mai multe ori.

Unităţile de citire a discurilor optice se conectează la aceleaşi controlere ca şi harddiscurile funcţionând similar cu acestea.

Unitatea de ban dă magnetică Spre deosebire de sistemele de stocare a informaţiei prezentate până acum, unitatea de

bandă magnetică este singura la care accesul la informaţie se face în mod secvenţial. Dinacest motiv regăsirea informaţiei necesită un timp mai lung, ceea ce constituie un dezavantaj


65/85


JoystickEste un dispozitiv de int rare cu funcţii similare dispozitivului de tip mouse utilizat în

special în aplicaţii multimedia şi ocazional în aplicaţii de tip CAD (Computer AidedDesign)/CAM (Computer Aided Manufacturing). În figura 3.18 este prezentat un mod derealizare a unui joyst ick. Poziţionarea cursorului pe ecran se face cu ajutorul elementului

mobil care se poatedeplasa pe două axe iarcu butoanele de comandăse pot da diferitecomanzi în funcţie de

programul rulat. {i acestdispozitiv prezintăavantajul că nu necesităo supr afaţă pe care să fiemanevrat aşa cumnecesită dispozitivul detip mouse.

O dată cu dezvoltarea spectaculuasă a aplicaţiilor multimedia cum ar fi simulatoarele, jocurile, programele educaţionale, etc. s-au dezvoltat şi dispozitivele de tip joystick cu celemai diferite forme şi funcţii care să acopere cerinţele aplicaţiilor respective. Astfel dedispozitive sunt utile şi în cazul în care operatorul nu are disponibilă decât o mână pentruoperarea la calculator. Dispozitivul de tip joystick se conectează laun port destinat special

Fig. 3.18. Joystick


66/85


PlotterulPloterul este un dispozitiv de ieşire cu ajutorul căruia se obţin desene de înaltă

calitatate. Modul de realizare a un ui plotter este prezentat în figura 3.20. Plotterul esteconstruit dintr-unsistem de acţionare pedouă axe caredeplasează un cap dedesenare cu cerneală.Cu ajutorul acestuisistem se pot obţinedesene de dimensiunimari de foartă bunăcalitate. În afară de plottere pentru hârtieexistă o serie de

plottere speciale care pot desena pe altesuporturi, de ezemplu

pe film fotografic(fotoplottere).

Scannerul

Fig. 3.20. Principiul cnstructiv al unui plotter


67/85


III.1.4 . Dispozitive periferice pentru comunicaţii Modemul

Modemul (MOdulator- DEModulator) este un periferic destinat comunicaţiilor. Cuajutorul acestui dispozitiv periferic se pot face schimburi de date între echipamentelenumerice . Simplificând lucrurile, legătura prin intermediul modemului lucrează similar cu

legătura serială. Din acest motiv olegătură directă între două echipamentenumerice direct prin interfaţa serială senumeşte legătură demodem nu l .

Datorită faptului că transmitereadatelor sub formă numerică nu se poateface în siguranţă pe distanţe mari(lungimea maximă recomandată pentruo legătură numerică fiind de 15m), pecanalele de comunicaţie uzuale (line

telefonică, aer, etc.), în cazul în care este necesară transmiterea datelor la echipamente aflatela depărtare, semnalele numerice trebuie convertite în semnale analogice. Procesul deconversie a unui semnal numeric într -un semnal analogic se numeştemodulare . Procesulinvers, de transformare a unui semnal analogic într -un semnal numeric, se numeştedemodulare . Modemul îndeplineşte ambele funcţiuni reprezentând de fapt o interfaţă întremediul digital şi canalul de comunicaţie analogic. În figura 3.22 este prezentat modul de

Fig. 3.22. Conectarea unui calculator la o linietelefonică in scopul transmiterii de date


68/85


TABELUL 3.3Protocolul Viteza maximă de transmisie Modul duplexBell 103 300 bps FullCCITT V.21 300 bps FullBell 212A 1,200 bps FullITU V.22 1,200 bps HalfITU V.22bis 2,400 bps FullITU V.29 9,600 bps HalfITU V.32 9,600 bps FullITU V.32bis 14,400 bps FullITU V.34 36,600 bps FullITU V.90 56,000 bps Full

Caracteristicile principale pe care le prezintă un modem, din punct de vedere a

utilizatorului sunt:

viteza de transmisie; modul de comunicaţie; voce/date (voice/data ) - în modul “voce” modemul funcţionând ca un

telefon obişnuit, permiţând calculatorului să desfăşoare activităţi de tiprobot telefonic (răspuns automat, înregistrări de mesaje, etc.) iar în modul“date” modemul permiţând transmisia de date;


69/85


III.2 . Reţeaua Internet

Din punct de vedere tehnic, Internetul s- ar putea defini ca fiind o reţea de reţele, osuper- reţea, cea mai mare reţea de calculatoare de pâna acum, din lumea întreagă. Din

punctul de vedere al utilizatorilor, ar putea fi definit ca o comunitate de oameni care folosescşi dezvoltă aceste reţele, iar din punct de vedere informaţional ar putea fi definit ca fiind ocolectie de resurse (baze de date) ce poate fi accesată de oriunde din lume. Fiecare din

membrii acestei reţele poate accesa oricare din resursele puse la dispoziţie de calculatoarelece o compun, precum şi o serie largă de servicii specifice. În plus, mai există o serie deutilizatori care beneficiază de serviciile Internet, chiar dacă nu sunt parte integrantă a acesteimari reţele.

Internetul este o reţea în creştere, o creştere rapidă, reprezentând o adevarată explozieinformaţională fiind analoagă cu evoluţia explozivă a tehnicii de calcul din anii '90.

Istoricul InternetuluiInterentul are originea în SUA în anii '60 când Departamentul American al Apărării

(American Department of Defence) prin Agen ţia de Cercetare pentru Proiecte Avansate(Advanced Research Projects Agency - ARPA), de unde şi numele din acea perioadă aInternetului - ARPANet), a pus bazele reţelelor de calculatoare legate printr -o nouătehnologie, cunoscută sub numele de "comutare de pachete" (packet switching), care permite mai multor calculatoare, respectiv utilizatori, să comunice folosind în comun o singură liniede comunicaţie.


70/85


În 1975, ARPAnet intră sub controlul Departamentului de Apărare ale SUA,tehnologia ARPA fiind adoptată ca bază pentru programul Defence Data Network.

În 1977 Universitatea Wisconsin adaugă reţelei servicul de e-mail iar în 1979 intră înfuncţiune USENET o reţea virtuală de ştiri pe Internet, servicii de larg interes nunumai pentru specialiştii în tehnica de calcul, fapt ce a dus la creşterea considerabilă a ariei deutilizare a reţelei.

În anii '70 au fost dezvoltate o serie de reguli (protocoale) pentru transferul datelor

între diferite reţele de calculatoare. Aceste protocoale Internet (de la "internetworking") aufacut posibilă dezvolatrea de astăzi a Internetului. Actul de naştere al Internetului s-ar puteaspune că se situează în 1983 când protocolul TCP/IP a devenit protocolul standard pentruInternet, protocol ce a creat premisele pentru trecerea de la interconectarea de calculatoareautonome la interconectarea de reţele, fie ele locale (LAN- Local Area Network) sau reţelede arie larga (WAN -Wide Area Network).

O bună perioadă de timp, Internetul a fost privilegiul academiilor şi Instituţiilor decercetare. Particularii aveau foarte greu acces, asta în cazul în care aflau de existenţa lui şi până când nu a fost extins de guvernul SUA, folosirea Internetului în scopuri comerciale erainterzisă. Reţele între organizaţii comerciale existau, unele cu o funcţionalitate similară cucea a Internetului, fara însă a fi interconectate. Dimensiunea Internetului însă a crescut şi s-arenunţat la administrarea sa centralizată, această sarcină fiind încredinţată unor organizaţiiregionale, rămănând totuşi un organism central cu sarcina de a coordona activitatea.

În anii '90 Internetul a cunoscut o dezvoltare explozivă. Apar servicii noi: serviciul deinformare Gopher în 1991 şi serviciul Worl-Wide- Web în 1992.


71/85


poate fi: bacau.ub.ro unde bacau este numele serverului iar ub numele subdomeniul dincadrul domeniului ro )

De la începuturile Internetului, specialiştii au dezvoltat mijloace care să-i ajute săcomunice mai uşor în cadrul reţelei. De fapt, utilizatorii nu folosesc Internetul, aşa cum unşofer nu foloseşte drumul, ci maşina. Utlizatorii folosesc diferite unelte, pentru a îndeplinidiferite sarcini (exemplul anterior sugerează de ce Internetul a mai fost numit şi "autostradăinformaţională"). Uneltele şi serviciile Internet mai importante sunt urmatoarele:

e-mail sau poşta electronică (electronic-mail); newsgroups (grupuri de ştiri, numit şi USENET) ; telnet, remote login, secure shell şi altele de acest tip, care permit lucrul pe

calculatoarele aflate la distanţă ca şi cum s-ar lucra pe calculatorul propriu; ftp (file transfer protocol -p rotocolul de transfer al fişierelor de pe un calculator pe

altul); Worl Wide Web sau pe scurt Web servicii de căutare şi informare: gopher, archie, veronica, wais, etc.

În plus, în ultima perioadă s-au dezvoltat servicii noi: jocuri pe internet, IRC (InternetRelay Chat, un serviciu care permite comunicarea în timp real între unul sau mai mulţiutilizatori), transmisii fax şi chiar servicii de telefonie, emisiuni radio şi televiziune on-line şioff-line iar intr- o fază incipientă servicii de tip televiune prin cablu.


72/85


fi trimise simultan în mai multe direcţii (un exemplu în acest caz fiind listele de discuţii, încare mesajele expediate ajung la toţi cei înscrişi în aceste li

Date post:	07-Aug-2018
Category:	Documents
Upload:	soreanu-dumitru-paul
View:	247 times
Download:	1 times

Curs Arhitectura Sistemelor de Calcul IFR V4

Documents