Embedded Files
Ce este calculatorul și cum funcționează el?
În era digitală în care trăim, calculatoarele au devenit piloni fundamentali ai societății moderne. De la dispozitivele personale la infrastructurile complexe ale companiilor și guvernelor, aceste mașini inteligente ne înconjoară și ne influențează viața în moduri profunde. În acest articol, vom explora funcționarea calculatoarelor, de la componentele lor de bază până la procesele complexe de calcul și interacțiune cu utilizatorii.
Vom dezvălui misterele din spatele ecranului și vom înțelege cum aceste mașini remarcabile transformă instrucțiuni logice în acțiuni tangibile. Prin urmare, să începem o călătorie fascinantă în lumea calculatoarelor și să dezvăluim secretele care stau la baza tehnologiei care ne definește viața modernă.
Aici veți găsi:
Schema funcţională a calculatorului
Formatul instrucţiunilor
Tipuri de instrucţiuni
Limbajul cod-calculator şi limbajul de asamblare
Resursele tehnice şi resursele programate ale calculatorului
Memorii externe pe benzi şi discuri magnetice
Memorii externe pe discuri optice
Vizualizatorul şi tastatura
Imprimantele
Clasificarea calculatoarelor
Microprocesorul
Tipuri de instrcțiuni
Instrucţiunile unui calculator se împart în patru grupe:
Instrucţiunile unui calculator se împart în patru grupe:
– instrucţiuni operaţionale, care efectuează operaţii aritmetice şi logice asupra datelor specificate prin operanzi;
– instrucţiuni de transfer, care deplasează informaţia între registre şi/sau locaţii fără a modifica informaţia transferată;
– instrucţiuni de salt, care în urma verificării unor condiţii modifică analiza şi execuţia secvenţială a instrucţiunilor din program;
– instrucţiuni de intrare-ieşire care permit comunicarea calculatorului cu exteriorul.
Ce este un limbaj cod-calculator?
Translatarea constă în înlocuirea mnemonicii instrucţiunii şi a adreselor simbolice prin şirurile binare respective. Această înlocuire este făcută de un program special, denumit program de asamblare sau asamblor.
Programele reprezentate în formă de succesiuni binare direct executabile de calculator se numesc programe în limbaj cod-calculator sau programe în limbaj maşină.
Elaborarea programelor în limbaj cod-calculator este un lucru extenuant şi ineficient. Pentru a simplifica procesul de elaborare a programelor, s-a convenit ca instrucţiunile să fie scrise într-un limbaj simbolic, denumitlimbaj de asamblare.
În acest limbaj codurile instrucţiunilor se reprezintă printr-un grup de caractere astfel ales, încât să sugereze cât mai bine natura operaţiei. Acest grup de caractere, de regulă trei, este cunoscut sub numele mnemonica instrucţiunii.
În general, există o corespondenţă directă între scrierea instrucţiunii în limbajul de asamblare şi scrierea în limbajul cod-calculator, ceea ce face uşoară translatarea (traducerea) limbajului de asamblare în limbajul cod-calculator.
Limbajele cod-calculator şi de asamblare sunt limbaje dependente de calculator. Această dependenţă constă în faptul că formatul, codurile şi mnemonica instrucţiunilor exprimă structura internă a calculatorului.
Resursele tehnice şi resursele programate ale calculatorului
Numărul total al instrucţiunilor unui calculator depinde, în primul rând, de capacitatea lui.
Este efectuată cu ajutorul unei succesiuni de alte instrucţiuni existente. Operaţiile efectuate intern de componentele electronice ale calculatorului sunt cunoscute ca operaţii implementate prin echipamente, pe când operaţiile efectuate cu ajutorul unei secvenţe de instrucţiuni sunt cunoscute ca operaţii implementate prin program.
Bine de știut că...
Bine de știut că...
În literatura de specialitate resursele tehnice uneori sunt denumite prin cuvântul englez hardware („produse de metal”), iar resursele programate – prin cuvântul software („produse moi”). Respectiv, implementarea prin echipamente se numeşte implementare prin hardware, iar implementarea prin program – implementare prin software.
Utilizarea tehnicii de calcul este posibilă numai în prezenţa atât a echipamentelor, denumite resurse tehnice, cât şi a programelor respective, denumite resurse programate. Resursele tehnice ale unui sistem de calcul modern includ procesorul, memoria internă, unităţile de memorie externă, echipamentele de intrare-ieşire etc. Resursele programate vor include subprogramele care realizează operaţiile implementate prin program, programele care simplifică accesul la unităţile de intrare-ieşire, asambloarele, editoarele de texte, compilatoarele limbajelor algoritmice şi, evident, programele elaborate de fiecare utilizator.
Memorii externe pe benzi şi discuri magnetice
Cap magnetic pentru înscrierea şi citirea informaţiei
Capul constă dintr-un miez, de regulă, din tole (foiţe) de permalloy foarte subţiri (0,05 mm) şi o înfăşurare.
Principiul de funcţionare a memoriilor examinate constă în înregistrarea informaţiei pe un strat magnetic aflat în mişcare. Stratul magnetic este depus pe un suport neutru, acesta fiind, de regulă, o bandă de material plastic sau un disc de aluminiu. Înregistrarea sau citirea informaţiei se efectuează cu ajutorul unui cap magnetic .
Principiul de funcţionare a memoriilor examinate constă în înregistrarea informaţiei pe un strat magnetic aflat în mişcare. Stratul magnetic este depus pe un suport neutru, acesta fiind, de regulă, o bandă de material plastic sau un disc de aluminiu. Înregistrarea sau citirea informaţiei se efectuează cu ajutorul unui cap magnetic .
Memorii externe pe discuri optice
Principiul de funcţionare a memoriilor pe discuri optice constă în înregistrarea informaţiei pe un strat reflectorizant aflatîn mişcare.
În funcţie de modul de scriere şi citire a informaţiei, deosebim:
1) Discuri optice numai pentru citire. Informaţia pe astfel de discuri se înscrie de fabricant şi nu poate fi modificată de utilizator. Abrevierea engleză a acestor discuri este CD-ROM (Compact Disc-Read Only Memory).
2) Discuri optice inscriptibile. Informaţia pe astfel de discuri se înscrie de utilizator o singură dată, în continuare discul fiind disponibil numai pentru citire. Abrevierea engleză a acestor discuri este CD-R (Compact Disc-Recordable).
3) Discuri optice reinscriptibile. Discurile în cauză permit mai multe cicluri de scriere/ştergere a informaţiei. Abrevierea acestor discuri este CD-RW (Compact Disc-ReWritable).
Structura discului optic CD-ROM:
a – poziţionarea pistelor pe disc
b – secţiune a discului perpendiculară pe piste
Citirea discurilor optice
Parcurgând pistele respective, fasciculul laser este reflectat când stratul reflectorizant se află în punctul de focalizare şi nereflectat în caz contrar.
Parcurgând pistele respective, fasciculul laser este reflectat când stratul reflectorizant se află în punctul de focalizare şi nereflectat în caz contrar.
În unităţile de disc optic moderne sursa de lumină – laserul şi celula fotosensibilă – fotodioda se realizează într-un dispozitiv integral, denumit cap optic de citire.
Înregistrarea informaţiei se realizează cu ajutorul unui fascicul laser foarte puternic care înnegreşte porţiunile respective ale stratului de înregistrare.
În cazul discurilor reinscriptibile, materialul din care este format stratul de înregistrare devine din nou transparent dacă este încălzit până la o temperatură specială, denumită temperatură critică.
În prezent, în calculatoarele personale de uz general, discurile optice şi, uneori, chiar şi cele rigide, sunt înlocuite cu memorii de tip flash. În aceste memorii informaţia este stocată cu ajutorul unor circuite electronice, ce asigură scrierea, citirea şi ştergerea datelor la viteze cu mult mai mari.
Vizualizatorul şi tastatura
Ce este vizualizatorul?
Ce este vizualizatorul?
Vizualizatorul este un dispozitiv de ieşire prin intermediul căruia informaţia este prezentată utilizatorului pe ecranul unui tub catodic.
Fiecărui punct al ecranului îi corespunde o locaţie în memoria video a vizualizatorului. Locaţiile conţin informaţii referitoare la culoarea şi luminanţa punctelor respective. Dispozitivul de comandă citeşte locaţiile memoriei video în ordinea parcurgerii punctelor de pe ecran.
Vizualizatorul poate funcţiona în unul dintre cele două regimuri: alfanumeric sau grafic.
În regim alfanumeric ecranul este împărţit în zone convenţionale, numite zone-caracter. De regulă, aceste zone formează 25 de linii cu 80 de caractere pe linie.
În regim grafic utilizatorul poate controla afişarea pe ecran a fiecărui punct. Numărul de puncte pe orizontală şi verticală determină rezoluţia vizualizatorului.
În prezent, datorită realizărilor tehnologice din ultimii ani, ecranele cu tuburi catodice au fost înlocuite cu ecrane plate. Ecranul plat este alcătuit dintr-o matrice (un tablou) de celule emiţătoare de lumină, câte o celulă pentru fiecare din microzonele imaginii digitale furnizate de calculator.
Ce este tastatura?
Tastatura este un dispozitiv de intrare care transformă acţionarea unei taste într-un cuvânt binar, accesibil echipamentelor calculatorului.
Partea electronică a unei tastaturi constă dintr-un codificator. La intrările codificatorului se aplică semnalele logice provenite de la taste. La ieşire se furnizează cuvintele unui cod binar, de obicei standard (ISO, ACSII, UNICOD etc.).
Tastatura dispune de următoarele grupe de taste: alfanumerice, funcţionale şi speciale. Grupul de taste alfanumerice include tastele cifrelor zecimale, tastele caracterelor alfabetului englez, tastele simbolurilor matematice şi ale semnelor de punctuaţie.
În calculatoarele de performanţă, vizualizatorul şi tastatura pot forma un echipament periferic unitar, denumit consolă. Consola utilizată de operator pentru dirijarea proceselor de calcul se numeşte monitor.
Clasificarea calculatoarelor
În funcţie de aceste date, calculatoarele moderne se clasifică în categorii.
Caracteristica generală a unui calculator include următoarele date:
– viteza de operare;
– capacitatea memoriei interne;
– componenţa, capacitatea şi timpul de acces ale unităţilor de memorie externă;
– componenţa şi parametrii tehnici respectivi ai echipamentelor periferice;
– parametrii de masă şi gabarit;
– costul.
Ce este microprocesorul?
Microprocesorul este un circuit integrat care implementează funcţiile unităţii centrale de prelucrare a informaţiei, şi anume – extragerea şi executarea instrucţiunilor.
De regulă, un microprocesor conţine un dispozitiv aritmetic şi altul de comandă, un grup de registre destinate păstrării temporale a datelor frecvent utilizate, magistrale şi circuite de comandă aferente.
Microprocesorul interacţionează cu unităţile de memorie şi echipamentele periferice prin intermediul a trei magistrale: Date, Adrese şi Comenzi. Traficul de informaţii prin magistrale este controlat de circuitul Comandă de magistrală.
Extragerea şi executarea instrucţiunilor are loc sub controlul dispozitivului central de comandă. Pentru aceasta, prin magistrala de adrese se indică adresa locaţiei memoriei interne, iar prin magistrala de comenzi se transmit semnalele necesare de scriere sau citire. Datele citite sau scrise se transmit prin magistrala de date.
Cum se aprecează microprocesorii:
Cum se aprecează microprocesorii:
1.Lungimea cuvântului reprezintă numărul de biţi ai succesiunilor binare care pot fi memorizate în registre şi prelucrate de dispozitivul aritmetic al microprocesorului.
2.Frecvenţa ceasului de sistem reprezintă numărul de impulsuri pe secundă pe care le produce generatorul de impulsuri de tact din componenţa dispozitivului de comandă.
3.Capacitatea magistralei reprezintă numărul de biţi ai succesiunilor binare transmise prin magistrală.
4.Capacitatea magistralei de adrese determină spaţiul de adrese care pot fi accesate direct de microprocesor.
Page updated
Google Sites
Report abuse