bazele informatici

8/7/2019 bazele informatici

1/58

Facultatea de marketing i afaceri economice

internaionale

ANUL I Semestrul I

BAZELE INFORMATICIISemestru I:

Codul cursului MkMk 1109

Credite: 6 credite

Semestru II:

Codul cursului MkMk 1210

Credite: 4 credite

Manuale recomandate:

Vasilescu O. Bazele informaticii Ed. Fundaiei Romnia de mine, ncurs de apariieMare M.D. .a. Office XP, Ed. Fundaiei Romnia de mine, 2004

Obiectivul cursului

Disciplina Bazele informaticii asigur pregtirea studenilor n domeniul

analizei, proiectrii, implementrii i utilizrii produsului MS Office 2000 cu

aplicabilitate n conducerea activitilor din domeniul marketing.

. n semestrul nti se prezint arhitectura calculatoarelor personale, noiuni de baz

privind sistemele de operare i limbajele de programare. La laborator se prezint editorul

de texte WORD.

Problemele teoretice i practice sunt prezentate echilibrat astfel nct dup parcurgerea

acestui semestru studenii s poat utilize editorul de texte WORD.

Modul de stabilire al notei finale

La forma de nvmnt ZI pentru proiect, activitate la laborator seacord 1 punct n plus la examen

Consultaii pentru studeni:

Conf.univ.dr.ing. Vasilescu Ofelia Miercurea orele 12-13.30

E_mail; [email protected]


2/58

Conf. dr.ing. Ofelia Vasilescu Bazele informaticii

2

Titularii cursului: Conf.univ.dr.ing. Vasilescu Ofelia

Anul I ZI Seria A

Anul I FR Seria A

Anul I FR Seria B

Anul I FR Seria C

Anul I FR Seria D

Coninutul tematic al cursului:

Semestrul 1

1. INTRODUCERE

1.1. Evoluia sistemelor de calcul

1.2. Structura von Neumann a sistemelor de calcul secveniale1.3. Generaii de sisteme de calcul

1.4. Verificare

1.5. Teste

2. ARHITECTURA SISTEMELOR DE CALCUL

2.1. Structura calculatoarelor personale

2.2. Unitatea central de prelucrare (UC)

2.2.1. Microprocesorul (P)

2.2.2. Microprocesorul Pentium2.2.3. Microprocesorul Merced (P7)

2.2.4. Microprocesorul Pentium IV

2.3. Memoria intern

2.4. Memoria secundar

2.5. Dispozitive periferice de intrare / ieire

2.5.1. Dispozitive periferice de intrare

2.5.2. Dispozitive periferice de ieire

2.5.3. Dispozitive periferice mixte (de afiare)

2.6. Verificare

2.7. Teste

3. SISTEME DE OPERARE

3.1. Definiia i funciile sistemelor de operare

3.2. Evoluia sistemelor de operare

3.3. Conceptele sistemului de operare


3/58

Conf. de.ing. Ofelia Vasilescu Bazele informaticii

3

3.4. Clasificarea sistemelor de operare

3.5. Sistemul de operare Windows

3.6. Verificare

3.7. Teste

4. LIMBAJE DE PROGRAMARE4.1. Scurt prezentare a limbajelor de programare

4.2. Calsificarea limbajelor de programare de nivel nalt

4.3. Limbaje i maini virtuale

4.4. Calculatoarele actuale calculatoare multinivel

4.5. Verificare

4.6. Teste

Semestrul 25. REELE DE SISTEME DE CALCUL

5.1. Apariia reelelor de calculatoare

5.2. Definirea reelelor de calculatoare

5.3. Avantajele reelelor de calculatoare

5.4. Organizarea i principiul de funcionare al reelelor de calculatoare

5.5. Nivelurile unei reele de calculatoare

5.6. Tipuri de reele de calculatoare

5.7. Reele locale LAN

5.8. Topologii de reele locale LAN

5.9. Reeaua WAN

5.10. Rememorare

5.11. Verificare

5.12. Teste

5.13. Rspunsurile testelor

6. INTERNET6.1. Interconectarea la INTERNET

6.2. Servicii INTERNET6.3. Serviciul de pot electronic (E-mail)

6.3.1. Comunicarea prin pot electronic

6.3.2. Ataarea fiierelor la E-mail

6.4. Serviciul Wold Wide Web (WWW)

6.4.1. Prezentare Wold Wide Web


4/58


4

6.4.2. Proiectarea Wold Wide Web

6.5. Rememorare

6.6. Verificare

6.7. Teste

6.8. Rspunsurile testelor7. Limbajul HTML

7.1. Istoric

7.2. Trsturile limbajului HTML

7.3. Marcajele HTML

7.4. Structura unui program

7.4.1. Seciunea de antet

7.4.2. Sectiunea BODY

7.4.2.1. Fontul unui text

7.4.2.2. Blocuri de text

7.4.3. Liste

7.4.4. Referine (link-uri)

7.4.4.1. Referine externe

7.4.4.2. Ancore

7.4.5. nserarea imaginilor

7.4.6. Inserarea fiierelor audio

7.4.7. Cadre (frame)7.5. Rememorare

7.6. Verificare

7.7. Teste

7.8. Rspunsurile testelor

Bibliografie obligatorie:

Vasilescu O. Bazele informaticii Ed. Fundaiei Romnia de mine, n curs deapariie

Mare M.D. .a. Office XP, Ed. Fundaiei Romnia de mine, 2004


5/58


5

1. INTRODUCERE

1.1. Evoluia sistemelor de calcul

Sistemele de calcul au evoluat i evolueaz odat cu dezvoltarea tehnologiei de

realizare a circuitelor electronice. Totui performanele unui sistem de calcul pot fimbuntite, fr schimbarea tehnologiei, doar prin modificarea arhitecturii sistemului.

Arhitecturadefinete modul de organizare, de interconectare a unitilor (blocurilor)constitutive ale sistemului, precum i unitile nsi. Ea reprezintun concept diferit de

cel al schemei bloc;schema bloc reprezintun mod particular de realizare hardware, n

timp ce arhitectura definete doar din punct de vedere funcional unitile componente

ale sistemului.Un sistem de calcul(SC) este un sistem fizic care prelucreaz automat informaia

codificat sub form de valori discrete, conform unui program ce indic o succesiune

determinatde operaii aritmetice i logice.Un sistem de calcul este un ansamblu alctuit din dou componente principale: componenta hardware (echipamentele fizice componente); componenta software (programele i structurile de date).

Un sistem de calcul modern este cu adevrat un ansamblu de procesoare, memorii,uniti funcionale, reele de interconectare, dispozitive periferice, canale deinterconectare precum i compilatoare, sisteme de operare, limbaje de programare,programe utilitare i de aplicaie.

1.2. Structura von Neumann a sistemelor de calcul secveniale

Structura de baza calculatorului secvenial, cu program memorat, stabilit de Johnvon Neumann n 1945, este reprezentat n figura 2.1 i cuprinde cinci uniti funcionale:

unitatea de intrare ( UI ); unitatea de memorare ( M ); unitatea de ieire ( UE ); unitatea aritmetico-logic( UAL ); unitatea de comand ( UC ).

Modelului lui John von Neumann de construcie a calculatoarelor s-a impus de la nceputurile mainilor de calcul electronic i este pn n prezent singurul modelfuncional. Acest model definete calculatorul ca pe un ansamblu format din doucomponente centrale: unitatea de comandi memoria intern.

Unitatea de memorie reprezint unitatea funcional a unui calculator n care sestocheaz informaia (date i programe). Memoria unui calculator este format din:


6/58


6

memoria intern (principal) pstreaz programele i datele ce se utilizeaz laun moment dat i este realizat cu circuite electronice de memorie;

memoria extern (secundar) pstreaz toate celelalte programe i date cetrebuie s se afle la dispoziia sistemului de calcul, iar implementarea

memoriei externe se face prin echipamente fizice (periferice) de memorie,cum ar fi de exemplu banda magnetic, discuri magnetice de diferite tipuri,uniti de caset magnetic.

Figura 2.1. Structura von Neumann

Unitatea de comand (UC) este cea responsabil cu administrarea i prelucrareainformaiilor n timp ce memoria intern servete la depozitarea acestora.

Unitatea aritmetico-logic (UAL) realizeaz prelucrarea informaiei preluate dinmemorie, iar rezultatele se depun din nou n memorie sau sunt furnizate n exterior. UALrealizeaz dou categorii de operaii:

aritmetice (adunare, scdere, nmulire, mprire);

logice ( I logic, SAU logic, SAU-EXCLUSIV, NEGAIE ).

Acest ansamblu unitate de comand plus memorie intern comunic cu exteriorul prin

intermediul unitilor de intrare i de ieire.Unitatea de intrare permite introducerea informaiei n calculator. Acestea sunt

furnizate de dispozitivul periferic de intrare i transferate spre unitatea comand, prinintermediul tastaturi, cititor de cartele. UI realizeaz totodat conversia reprezentriiinformaiei din forma extern accesibil omului (numere, texte, imagini) n format internbinar. Formatul intern este rezultatul utilizrii n construcia calculatoarelor a circuitelor

UI UE

M

UAL

UC

Flux de date i instruciuniFluxul de comenzi i stri


7/58


7

electronice care prezint la ieire numai dou stri stabile (niveluri de tensiune).Convenional cele dou stri se reprezint prin cifrele binare (bii) 0 i 1. Ca exemplude uniti de intrare se pot enumera: tastatura, cititor de cartele, cititor de band de hrtie,cititor optic de caractere, etc.

Unitatea de ieire realizeaz trimiterea, n exteriorul sistemului de calcul, arezultatelor prelucrrilor efectuate de unitatea de comand. n cazul n care rezultatelesunt destinate:

utilizatorului uman, unitatea de ieire execut conversia din format intern(binar) n format direct accesibil omului (cifre, texte, grafice, imagini);

acionrii unor echipamente, unitatea de ieire, prin intermediul unor circuitespeciale numite convertoare numeric-analogice genereaz semnale necesareacionrii de echipamente.

1.3. Generaii de sisteme de calcul

n timpul dezvoltrii sistemelor de calcul s-au remarcat cteva caracteristici care audeterminat clasificarea acestora n cteva grupuri numite generaii, n perioade de timpcare nu sunt strict delimitate i se suprapun.

Clasificarea sistemelor de calcul n generaii este determinat de tehnologia folosit,arhitectura sistemului, modul de prelucrare a datelor i limbajele utilizate. Acestegeneraii de calculatoare sunt urmtorele:

Generaia I - tuburile cu vid (1945-1955) se caracterizeaz prin: calculatoare cu relee electromagnetice i tuburi electronice interconectate cu

fie, tuburi ce implicau un consum mare de putere;

cablaj prin fire;

structura de tip serie;

set de 10-20 de instruciuni simple;

periferie redus (lector/perforator de band);

o singurmemorie lenti de capacitate mic(tambur magnetic pentru 1000-4000 cuvinte);

viteza de calcul mic (sute-mii de operaii pe secund) iar raportul ntre timpulpentru o nmulire i timpul pentru o adunare era tnmulire/tadunare =20/1

prelucrarea datelor pe bii (bit cu bit), utilizarea limbajelor binare deprograme programele fiind scrise direct n cod main.

Generaia II - tranzistoarele (1955-1965), fiind determinat de o tehnologie i ostructur organizatoric nou, ceea ce a condus la mrirea performanelor. Principalelecaracteristici sunt:


8/58


8

calculatoare cu diode i tranzistoare cu Si i Ge interconectate prin cablajimprimat; prin nlocuirea tuburilor electronice cu dispozitive semiconductoare(diode i tranzistori) calculatoarele au dimensiuni mult mai mici, putereadisipat este mai mic, sigurana n funcionare este mai mare i astfel seelimin fenomenele de radiaie i cuplajele parazite;

construirea memoriilor cu ferite (n anul 1959); acestea ofereau un timp de

acces de 2-12s (de 1000 de ori mai repede dect tamburul magnetic);

raportul tnmulire/tadunare =10/1; tipizarea circuitelor, ceea ce a uurat activitatea de organizare i ntreinere; echipamente periferice simple: tambur magnetic, banda magnetic, disc

magnetic, dispozitive de imprimare, echipamente de trasare i echipamente deafiare pe tub catodic;

prelucrarea datelor pe loturi (batch)i utilizarea limbajelor de programaremai evaluate cum era FORTRAN i COBOL,

Generaia III -circuitele integrate (1965-1980) avea urmtoarele caracteristici: utilizarea circuitelor integrate pe scarsimpl (pn la 10 tranzistoare pe cip)

SSIi MSIconectate pe circuite imprimate pe mai multe niveluri (straturi); utilizarea memoriilor semiconductoare, cu timp de acces pentru memoria

intern de 0.5-1.75s;

crete viteza de calcul, astfel tnmulire/tadunare =2.5; memorii externe de mare capacitate, reprezentate prin discuri de mas

(capaciti mai mari de 1Moctet); dezvoltarea perifericelor a avut dou tendine, prima a fost de a perfeciona

perifericele existente i a doua de a realiza echipamente noi, n special pentruprelucrarea de date din documente primare (la nceput pentru operaii bancare);

spre sfritul acestei perioadfe s-a remarcat aa numita generaie 3.5 careutiliza circuite integrate pe scar larg (MSI), memorii cu circuite integrate,microprocesoare pe 8-16 bii, microprogramare. Apar astfelminicalculatoarele;

utilizarea limbajelor de programare evaluate, utilizarea multiprocesrii

(separarea programelor n task-uri i operaii de I/O), apariia sistemelor deoperare i a memoriilor virtuale.

Generaia IV- circuite VLSI (1980-1990) a crei principale caracteristici sunt: utilizarea circuitelor integrate pe scar larg LSI (Large Scale Integration)

i a circuitelor integrate pe scar foarte larg VLSI (Very Large ScaleIntegration), n care un cip conine mii de tranzistori pe un cm3 de siliciu, cu

timpi de comutare de 1-5 ns i timpi de acces de 10ns; a nceput eracalculatoarelor personale;

noi tipuri de memorii MOS, bule magnetice, holografice;


9/58


9

dezvoltarea de noi echipamente periferice legate de sesizarea primar a datelor;

utilizarea microfilmelor pentru nregistrarea afiajelor de pe tuburileelectronice;

dac minicalculatoarele fceau posibil existena unui calculator n fiecaredepartament al unei companii, microcalculatoarele au fcut posibil ca fiecare

individ s aib propriul lui calculator; cele mai puternice calculatoarepersonale utilizate n afaceri, universiti sau instituii guvernamentale suntuzual numite workstation; de obicei ele sunt interconectate n reele pe zonegeografice ntinse;

are loc o ntreptrundere ntre industria de calculatoare i cea detelecomunicaii;

apariia calculatoarelor pipe-line i a sistemelor multiprocessor, apariia

supercalculatoarelor;

utilizarea limbajelor de programare de nivel nalt orientate pe prelucrarea

vectorilor de date; apariia conceptelor de multimedia i de programare orientatpe obiecte.

S-a constatat c sistemele de calcul cu organizare convenional prezint performanemodeste fa de cerinele impuse de prelucrarea datelor nenumerice (propoziii,simboluri, vorbire, informaie grafic, imagini). De asemenea componentele au atinsviteza limit de funcionare. Au aprut o serie de dificulti n elaborarea software-ului desistem i a celui de aplicaie n diferite domenii. A aprut astfel necesitatea realizrii uneinoi generaii de calculatoare.

Generaia V- prelucrare masiv paralel (dup 1990) are urmtoarele caracteristici:

grad mare de modularizarei densitate ridicat de integrare i mpachetare;utilizarea circuitelor realizate n tehnologie ULSIi 3D;

evoluia procesoarelor ia un avnt puternic, frecvena de lucru crete de la100MHz lapeste 3 GHz, arhitectura microprocesorului este mbuntitprinspecializare, memorie cache, paralelism (pipe-line), optimizarea

algoritmilor;

prelucrare masiv paralel;

sisteme multiprocessor, apariia microprocesoarelor specializate (de exempluprelucrarea digital a semnalelor);

apariia i dezvoltarea serviciului www (Wold Wide Web) iniiat deLaboratorul CERN din Geneva n colaborare cu mai multe universiti

americane; interactivitatea serviciului www este asigurat prin introducerea tehnologiei

Java. arhitectura de baza acestor calculatoare cuprinde trei componente:


10/58


10

1. interfaa inteligent permite dialogul pe baz de limbaj natural, voce,imagini, informaie grafic;

2. componenta pentru rezolvarea de probleme(inferen) realizeazraionamente logice cu ajutorul crora descoper cunotinele utile noi irelevante, construind astfel o secven a raionamentului ce conduce la

soluia problemei;3. baza de cunotine cu un volum imens n care cutarea se va face extrem

de rapid.Actual se lucreaz la punerea la punct a unor calculatoare ultrarapide, maini pentru

traducere automat, dispozitive perfecionate pentru extragerea i memorarea imaginilor.Calculatoarele vor fi conectate la reele locale, conectate la rndul lor n reele globale,formnd un adevrat sistem informaional cu aspectul unei reele telefonice.

1.4. Verificare

1. Indicai prin ce metod se pot mrii performanele unui SC, fr a se modificatehnologia.

2. Care sunt cuvintele cheie din cadrul definiiei unui SC?3. Enumerai n ordine cronologic primele instrumente i maini de calcul.4. Indicai unitile funcionale din cadrul structurii de baz a calculatoarelor secven-

iale, stabilit de John von Neumann.5. Enumerai circuitele pe baza crora au fost construite calculatoarele din cadrul fie-

crei generaii.6. Enumerai caracteristicile generaiei III i a generaieIV de calculatoare.

1.5. Teste

1. Indicai care dintre conceptele urmtoare defineste modul de organizare i deinterconectare a unitilor (blocurilor) constitutive ale sistemului:a) schema bloc;b) arhitectura;c) uniti funcionale;d) componenta hardwaree) componenta software.

Rspuns corect : b.Arhitectura definete modul de organizare, de interconectare a unitilor (blocurilor)

constitutive ale sistemului, precum i unitile nsi.


11/58


11

2. Care dintre afirmaiile urmtoare, referitoare la un sistem de calcul, este incorect:a) sistem fizic care prelucreaz automat informaia;b) informaia ntr-un sistem de calcul este codificat sub form de valori discrete,

conform unui program;c) sistem fizic care prelucreaz informaia att manual ct i automat;

d) programul indic o succesiune determinat de operaii aritmetice i logice.Rspuns corect : c.

Un sistem de calcul este un sistem fizic care prelucreaz automat informaiacodificat sub form de valori discrete, conform unui program ce indic o succesiunedeterminat de operaii aritmetice i logice. Prin urmare varianta incorect este c) ntructprelucrarea nu se face manuali automat, ci doar automat.

3. Structura John von Neumann a unui calculator secvenial conine cinci uniti

funcionale. Indicai care dintre unitile de mai jos nu exist n structura stabilitde John von Neumann.a) unitatea de intrare;b) unitatea de memorare;c) unitatea de ieire;d) unitatea aritmetico-logic;e) unitatea de comandi control;f) unitatea de comand.

.Rspuns corect : e.

Structura de baz a calculatorului secvenial, cu program memorat, stabilit de Johnvon Neumann n 1945, conine cinci uniti funcionale: unitatea de intrare, unitatea dememorare, unitatea de ieire, unitatea aritmetico-logic i unitatea de comand. Prinurmare varianta incorect este d, deoarece pe atunci nu era unitate de comandi control.

4. Indicai n ce generaie calculatoarle sunt realizate cu diode i tranzistoare cu Si iGe interconectate prin cablaj imprimat.a) generaia 1;

b) generaia 2;c) generaia 3;

d) generaia 4;Rspuns corect : b.


12/58


12

2. ARHITECTURA SISTEMELOR DE CALCUL

2.1. Structura calculatoarelor personale

Componenta central a unui calculator personal (PC), numit i creierul acestuia,

este microprocesorul(P). Microprocesorul a fost inventat n anul 1971 de ctre ing. M.F. HOFFde la firma INTEL i a produs o adevarat revoluie n domeniul

calculatoarelor i al informaticii, avnd un impact deosebit n toate domeniile tiinifice,economice i sociale.

Microprocesorul (P) mpreun cu memoria (M) formeaz unitatea central de

prelucrare (UC) (Central Processing Unit) care din punct de vedere hardware, constituiecomponenta central a unui calculator personal, dup cum se poate vedea n figura 2.1.

Figura 2.1. Structura unui calculator personal

Memoria secundar(extern)

Dispozitive

deintrare

Dispozitive

deieireMemoriaintern

UC

Unitate

aritmetico logic

Unitate decomandi

control

P


13/58


13

Pentru realizarea serviciilor sale un PC este nzestrat cu dispozitive de

intrare/ieire(I/O), unele fiind doar de intrare, altele fiind doar de ieire, iar altele mixtefiind i de intrare i de ieire.

Dispozitivele mixte cu funcii i de intrare i de ieire sunt:

unitatea de hard disk (HD) - dispozitiv de memorare cu acces rapid la

informaii, ncorporat n PC, i care conine programele sistemului deoperare (SO) i programe specializate (PS) n concordan cu preferineleutilizatorului;

unitatea de floppy disk (FD) - dispozitiv de memorare cu acces lent lainformaii i care permite utilizarea unei dischete (de regul, de dimensiune3,5 inch) ce conine un disc flexibil de memorare care poate sstochezei spstreze pe timp nelimitat informaii sub form de programei date;

CD-RW - dispozitiv de memorare de mare capacitate cu acces rapid lainformaii i care stocheaz, n vederea scrierii i citirii, programe i fiiere

de volum foarte mare. monitorul - dispozitiv de afiare (display) ; afiarea poate fi alfanumerici

graficalb/negru i color ; monitorul este o interfagraficn dialogul om-calculator.

Dispozitivele de intrare (de citire) (I) ce pot exist n configuraia unui PC sunt: tastatura (keyboard) - dispozitiv cu taste numerice i alfanumerice pentru

introducerea de comenzi i date ce vor fi prelucrate de programele SOi PS; CD-ROM - dispozitiv de memorare de mare capacitate cu acces rapid la

informaii i care stocheaz -n vederea citirii- programe i fiiere de volumfoarte mare;

mouse - dispozitiv mobil care prin intermediul unui cursor graficreprezentat pe monitor poate s indice selectarea unor simboluri grafice saubutoane logice ce vor avea ca efect executatea unor operaii specificeprogramelor SOi PS;

scanner - dispozitiv pentru preluarea (memorarea) de imagini de pe suporthrtie, memorarea realizndu-se n fiiere sub form de hri (bitmap) depuncte (pixeli);

digitizor- dispozitiv pentru preluarea (memorarea) de coordonate ale unorpuncte ce reprezint hri, scheme, planuri, etc. n vederea prelucrrii lor de

ctre diverse programe care s genereze imagini ce urmeaz apoi a fiprocesate;

camera TV- dispozitiv pentrupreluarea pe suportfilm a unor imagini realei care urmeaz a fi prelucrate.


14/58


14

Dispozitivele de ieire (de scriere)(O) ce pot exista n configuraia unui PC sunt:

imprimanta grafic - dispozitiv ce utilizeaz suport hrtie sau folie deplastic pentru realizarea de reprezentri grafice;

plotter - dispozitiv tip mas de desen sau planet pentru realizarea dedesene;

film - dispozitiv pentrupreluarea de imagini din memoria unui calculator; boxe audio - dispozitive pentru redarea sunetelor(dispozitive multimedia).

2.2. Unitatea central de prelucrare (UC)

Funcii : - operaii de de prelucrare a informaiilor i controlul comunicaiilor;- operaii de citire/scriere de informaii din/n memoria principal;- operaii de coordonare i control pentru dispozitivele I/O.

Componente: componenta de memorare (memoria intern- M); realizeaz memorarea

datelor (D), instruciunilor ( programelor- P), rezultatelor intermediare(de lucru-L), rezultatelor finale (R);

componenta de execuie (unitatea aritmetico-logic - Ual); realizeazcalcule aritmetice i logice cunoscute din matematic;

componenta de comand- control (Ucc) ; realizeaz prelucrareaordonat a instruciunilor programelor i coordoneaz funcionareacelorlalte componente, inclusiv a dispozitivelor I/O.

Performan: Orice sistem de calcul are puterea de procesare funcie de memoria

intern i de microprocesorul (P) cu care este nzestrat, acesta fiind constituit dinunitatea de comand-control (Ucc)i unitatea de execuie(Ual).

2.2.1. Microprocesorul (P)

Componenta central din cadrul unui calculator personal, actual, este

microprocesorul (P), denumit i creierul calculatorului. El a fost inventat de ing.M.F. Hoff de la firma INTEL i este cel care realizeaz operaiile de prelucrare i decalcul.

Microprocesorul este vzut caun calculator n miniatur format din:

1. UCC - unitate de comand i control ce urmrete ordinea de execuie ainstruciunilor unui program i controleaz ntreaga activitate a unitii centrale

2. UAL - unitate de execuie a operaiilor aritmetico-logice.


15/58


15

3. MP - memorie proprie format din 14 registre interne utilizate de primele

dou componente (UCCi UAL ) cu urmtoarea structur:

2 pentru comandi control;

4 pentru date;

8 pentru adrese.

Un registru este un element esenial n procesul de prelucrare a informaiilorprovenite din activitatea de execuie a programelor aflate n memoria intern acalculatorului. Acesta reprezint o unitate de adresare a memoriei interne n cadrul

procesului de adresare a coninutului memoriei interne, proces prin intermediul cruiaare loc accesarea informaiilor stocate n memorie. Unitatea de adresare se numetecuvnt de memorie.

Registrele interne pot fi :

de uz general pentru a stoca valorile intermediare ale calculelor ; cu destinaie specific contorul de program ce indic adresa noii

instruciuni care urmeaz a fi executat precum i adresa instruciunii curentecare se execut.

Rolul P este de a executa programele stocate n memoria principal (intern),execuie realizat n trei etape:

1. extragerea instruciunilor;2. decodificarea instruciunilor;3. executarea propriu-zis.Timpul necesar executrii unei instruciuni se numete ciclu instruciune.Execuia unei instruciuni se realizeaz pe parcursul a opt etape :1. ncrcarea instruciunilor din memorie n registrul de instruciuni ;2. actualizarea contorului de program pentru a indica urmtoarea instruciune care

urmeaz a fi executat ;3. decodificarea instruciunii din registru de instruciuni ;4. localizarea n memorie a eventualelor date utilizate de instruciune ;5. ncrcarea datelor, n cazul n care este necesar, n registrele interne aleP;6. execuia efectiv a instruciunilor ;7. stocarea rezultatelor la destinaia corespunztoare din memorie ;

8. ntoarcerea la etapa 1 pentru executarea altei instruciuni.Din punct de vedere al comunicaiilor informaiilor n funcionarea unui sistem de

calcul, figura 2.2, se disting 3 tipuri de informaii (magistrale-trasee de cupru ce

genereaz informaii binare i prin care se realizeaz comunicarea P cu celelalte

componente ale SC):

informaii ce reprezintvalori (date; pe 16 bii);


16/58


16

informaii ce reprezint adrese (coduri; pe 20 bii);

informaii ce reprezintcontrol (comenzi).

Figura 2.2. Comunicarea informaiilor n sistemul de calcul

Microprocesorul i exercitfunciile, i anume prelucreaz programele aflate nmemoria intern, prin utilizarea, coordonareai controlul:

memoriei interne;

dispozitivelor rapide (HD, FD, CD);

dispozitivelor auxiliare ( diverse dispozitive I/O).Performanele microprocesorului sunt funcie de:

organizarea i reprezentarea informaiilor; organizarea i capacitatea memoriei interne;

tehnica de adresare a memoriei interne;

metodele de execuie a operaiilor n procesarea informaiilor;

viteza de lucru (frecvena de lucru) n execuia operaiilor.

UAL

Registre Memorie

internHard

disk

Imprimant

P

Ma istrala de date 16 bi i

Magistrala de adrese (20 bii)

Ma istrala de control

Ma istrala sistemului de calcul


17/58


17

Formal,memoria intern este considerat o structur liniar(mi)i.>0, mi fiind 0 sau 1cu semnificaia stins, respectiv aprins i reprezint o poziie binar, numit bit(binary digit). Prin urmare, o succesiune de bii poate fi utilizat pentru stocarea deinformaii convertite n poziii binare. Unitatea de masur pentru memorie este byte-ul(octet-ul) i reprezint o succesiune de 8 poziii binare, de exemplu 0 1 0 1 0 1 1 1 .

1b = 8 bii sau 1o = 8 bii. Multiplii byte-ului sunt:1 Kb = 1024 b = 210 b ; 1 Mb = 1024 Kb =220b ; 1 Gb = 1024 Mb = 230b.

Sistemele de numeraie folosite pentru a reprezenta informaiile ntr-un sistem decalcul sunt trei i anume :

sistemul binar al crui alfabet este format doar din dou numere 0 i 1, esteutilizat pentru a reprezenta informaiile n calculator. Aceste numere poartnumele de cifrebinare iar poziia pe care o ocup n cadrul irului binar se

numetepoziie binar. sistemul octalal crui alfabet este format din opt cifre 0, 1,2,3,4,5,6, i 7. sistemul hexazecimalal crui alfabet este format din aisprezece cifre i litere

0, 1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D i F. Literele sunt folosite pentru a reprezentacifra printr-un singur simbol, astfel n loc de 10 vom avea A, n loc de 11 vomavea B, n loc de 15 vom avea F.

Tabloul de adevr pentru aceste sisteme este prezentat n continuare :

Sistemul binar

Corespondent

sistem

zecimal

Tabloul

de adevr

0 0 0

1 0 1

2 1 0

3 1 1


18/58


18

Sistemul octal

Sistemul hexazecimal

Corespondent

sistem

zecimal

Tabloul de

adevr

0 0 0 01 0 0 1

2 0 1 0

3 0 1 1

4 1 0 0

5 1 0 1

6 1 1 0

7 1 1 1

Corespondent

sistem

zecimalTabloul de adevr

0 0 0 0 0

1 0 0 0 1

2 0 0 1 0

3 0 0 1 1

4 0 1 0 0

5 0 1 0 1

6 0 1 1 0

7 0 1 1 1

8 1 0 0 0

9 1 0 0 1

A 1 0 1 0

B 1 0 1 1

C 1 1 0 0

D 1 1 0 1

E 1 1 1 0

F 1 1 1 1


19/58


19

Din punct de vedere logic, memoria intern a unui calculator este organizat n

blocuri de memorie, 1 bloc = 64 Kb, aceste blocuri avnd destinaii precise n stocareainformaiilor pentru buna funcionare a calculatorului sub un sistem de operare adecvat.

Un rol important n utilizarea memoriei interne i n procesul de prelucrare ainformaiilor are conceptul de cuvnt de memorie (word), acesta fiind de fapt o unitate demasur (unitate de adresare) a memoriei interne avnd o anumit organizare logic, deexemplu n blocuri.

n evoluia sistemelor de calcul, capacitatea cuvntului de memorie a fost variabilia determinat o cretere a performanelor acestora, n acest sens este cunoscutclasificarea microprocesoarelor n generaii funcie de capacitatea cuvntului dememorie utilizat:

1 cuv. = 4 bii; 1 cuv. = 8 bii = 1 b;

1 cuv. = 16 bii = 2 b; 1 cuv. = 32 bii = 4 b.

n acest sens, pn n prezent sunt cunoscute urmtoarele generaii demicroprocesoare:

generaia 1 - P tip 4004, 8008, 1w = 4 bii (dupa anul 1971);

generaia 2 - P tip XT 8080, 1w = 8 biti (dupa anul 1974);

generaia 3 - P tip AT 8088, 8086, 80186,80286, 1w = 16 bii (dupa anul

1978; in 1981 apare PC; in 1982 apar 80186, 80286);

gen. 4 - P tip AT 80386, 1w = 32 bii ( anul 1985 );

gen. 4,5 - P tip 80486, 80586(Pentium), 80860, RISC-I860, etc.,

1w = 32 bii (dup anul 1989; 80486 nglobeaz i coprocesorulmatematic 80387; iar n 1993 apare 80586).

Caracteristicile microprocesoarelor din fiecare generaie sunt prezentate n tabeluldin figura 2.3.

Performana microprocesorului este dat i de viteza de lucru (frecvena de lucru-impulsuri la intervale foarte mici de timp), masurat n MHzi care determin realizareaunei viteze de execuie de cteva milioane de instructiuni/secund. Dac primele

microprocesoare aveau frecvena de lucru de 4MHz (P 8088), 8MHz (P 80186),

16MHZ (P 80286), 30 MHz (P 80386) , astzi microprocesoarele actuale lucreaz cu

o frecven de ordinul 400/500 MHz sau 700/900 MHz, aceasta datorndu-se faptului cmodernizarea lor este tot timpul n atenia proiectanilor i fabricanilor demicroprocesoare, dar i pentru c acestea ncorporeaz aa-numitul coprocesormatematicce mrete viteza de lucru la execuia operaiilor aritmetice cu numere reale.

Performana microprocesorului este determinati de spaiul de memorie internpecare il poate adresa. Dac primele microprocesoare erau construite s adreseze un spaiude memorie de 256Kb, 640Kb, sau 1Mb, astzi exist microprocesoare ce sunt proiectatesa adreseze un spaiu de memorie de 32Mb, 64Mb.


20/58


20

Gen TipulP Coprocesor

matematic

Anul

apariiei

Lungimea

cuvntului

Frecvena

de lucru

Nr. tran-

zistoare

4004, 8008 1971 4 bii

XT 8080 1976 8 bii

1

AT 8088, 8086 1978-81 16 bii 4 MHz 29 000

AT 80186 1982 8 MHz2

AT 80286 80287 1984 16 bii 16 MHz 134 0003 AT 80386 80387 1987-88 32 bii 30 MHz 275 000

SX fr4 AT 80486

DX inclus

1990-92 32 bii 50-66 MHz 1 200 000

Pentium 66-100

MHz

5

AMD K5

inclus 1995 32 bii

75-133

MHz

3 100 000

Pentium Pro1996 150-200

MHz

5 500 000

Pentium II 1997 233,266,300MHz

7 500 000

Pentium II Pro 1998 500 MHz 9 300 000

6

AMD K6-3

inclus

1998

32 bii

266-300,400

MHz

8 800 000

Merced 1999 1 GHz 20 000 000

AMD K7 2000 1 GHz 22 000 000

Pentium IV 2000 2,53 3,063,4 GHz

25 000 000

7

Athlon 2400 +Athlon 2600+

inclus

2002

64 bii

2,13GHz 27 000 000

Figura 2.3. Caracteristicile microprocesoarelor

Concluzie.Performana microprocesoarelor este determinat de: viteza de lucru (frecven a de lucru) care este determinat la

rndul ei de: lungimea cuvntului de memorie - reprezint numarul

de bii ce poate fi prelucrat la un moment dat; viteza ceasului - reprezint numarul de impulsuri

elecronice produse de ceasul intern ntr-o secundi semasoar n MHz.

spaiul de memorie intern adresabil determinat de lungimeacuvntului de memorie.


21/58


21

2.2.2. Microprocesorul Pentium

Unitatea de virgule mobil, organizat sub forma unei conducte ( pipe line),execut hardware operaiile de adunare, nmulire i mprire. Pentium execut operaiile

cu numere reale de dou ori mai rapid dect procesorul I80486 cu toate c nu are vitezaunui coprocesor matematic.

Coprocesorul matematic este tot un sistem pipe line, deosebit de puternic, legat cuprocesorul printr-o magistral de 64 de bii.

Memoria cache (nivelul 1) este de 16KB, adic de dou ori mai mare dect aprocesorului I80486 i este divizat n dou module:

8 KB pentru instruciuni (Write Back) folosit pentru memorarea coduluiprogramului (instruciunilor) i a comenzilor; aceast memorie se mai numetei cache de cod (code cache);

8 KB pentru date (Write Through) utilizat pentru memorarea datelor, numiti cache de date (data code).

Memoria cache secundar (nivelul 2) este instalat opional, este tot de 16KB darformat din cip-uri SRAM (Static Random Access Memory).

Circuitele de interfa sunt integrate n procesor i au rolul s descompun programulcare urmeaz s se execute n cuvinte de cod pe care le depune n memoria cache pentruinstruciuni i cuvinte de date puse n memoria cache pentru date. Prin existena celordou module de memorie este posibil ca introducerea datelor prin intermediul interfeei

magistralei s se fac simultan cu citirile efectuate de unitatea de execuie.Aceste dou module de memorii cache difer doar prin modul de rescriere a

informaiilor. Instruciunile din memoria chache pentru cod nu pot fi modificate (resrise)direct ci doar printr-un acces suplimentar la memoria DRAM (Dinamic Random AccessMemory). n schimb datele din memoria cache pentru date pot fi modificate direct.

Magistrala de adrese are 32 de bii ceea ce nseamn c ofer un spaiu de memorie

adresabil de 322 octei, adic 4GB.

Magistrala de date (extern)este de 64 de bii i este posibil un transfer dublu de

date fa de magistrala de adrese.Bufferul de decodificare anticipat a instruciunilor are rolul de a testa codul pentru

a sesiza din timp eventualele instruciuni de salt nainte ca acestea s fie transferate pemagistral. Decodificarea instruciunilor se realizeaz anticipat urmnd ca dup aceea sfie transmise unitii de execuie.


22/58


22

Transmiterea are loc pe o magistral de 256 de bii. Dimensiunea mare a magistraleiface posibil aducerea secvenelor de instruciuni cu o vitez mai mare chiar dect acapacitii de procesare.

Unitatea de anticipare a salturiloreste o unitate logic de predicie BTB (Branch

Target Buffer) care accelereaz operaiile de citire a instruciunilor. Aceasta ncearc s ncarce anticipat ntr-un buffer instruciunea de la adresa la care se face saltul pn laexecuia efectiv.

Etapele de execuie simultan a dou instruciuni se desfoar pe parcursul a cincietape:

1. ncrcarea instruciuni din memoria cache pentru cod n buffer-ul dedecodificare anticipat;

2. decodificarea unei instruciuni i calculul adresei;3. decodificarea urmtoareai instruciuni i calculul adresei;

4. executarea instruciunilor;5. depunerea rezultatelor execuiei instruciunilor n memoria pentru date.

Pe parcursul execuiei acestor faze pot apare stri conflictuale pe pipe line ca:

blocarea pe magistral a unei instruciuni pn la terminarea execuieiinstruciunii anterioare; aceasta nseamn c execuia unei instruciuni depindede terminarea execuiei a celei precedente;

execuia unei instruciuni de salt la o instruciune care nu se gsete ncrcat pemagistral ceea ce provoac blocarea magistralei pn la ncrcarea acesteia.

Caracteristica principala prin care se difereniaz microprocesorul Pentium decele I80486 anterioare este dat de modificarea structurii acestuia prin apariia a douuniti aritmetico-logice UAL1 i UAL2. Diferena fundamental este deci dat de celedou canale de procesare pipe line notate Ui Vcare sunt specializate astfel:

canalul Ueste folosit pentru procesarea instruciunilor care folosesc numerentregi i n virgul mobil;

canalul Veste folosit pentru procesarea instruciunilor care folosesc numerentregi i a unui numr foarte mic de instruciuni speciale care folosescnumere n virgul mobil.

Datorit acestui paralelism oferit de cele dou UAL existente pe cip pot fi executate idou instruciuni ntr-un singur ciclu de ceas ceea ce face ca structura microprocesorului

Pentium s fie denumitstructursuperscalar.

Memoria cache este i ea mai rapid i mai eficient datorit divizrii ei n doumodule care lucreaz simultan, cnd unul este scris, cellalt este citit.


23/58


23

2.2.3. Microprocesorul Merced (P7)

Acest microprocessor aprut n 1999 are la rndul lui o structur diferit fa demicroprocesoarele anterioare (de la 8086 la Pentium II). Dintre caracteristicile acestuiaamintim:

aduce un spor de vitez considerabil prin mrirea vitezei de tact care ajunge

la 1GHz; extinderea arhitecturii de 32 de bii la 64 de bii; organizarea fluxului de informai, mult mai performant, se face diferit

procesorul fiind frnat cnd alege calea greit; un element esenial al arhitecturii este utilizarea tehnologiei EPIC (Explicitly

Parallel Instruction Computing); numrul unitilor pentru numere ntregi ivirgul mobil a fost mrit fiind disponibil n acest sens 128 de registre; codulsurs nu mai este procesat pas cu pas, compilatorul citete iniial ntreg codul,dup care l divizeaz n mai multe ramuri de execuie care pot fi executatesimultan n unitile sale funcionale

sarcina optimizrii irului de instruciuni revine de data aceasta compilatoruluii nu mai este fcut n timpul execuiei ca la microprocesoarele din generaiaa asea, P6.

2.2.4. Microprocesorul Pentium IV

Procesorul Intel Pentruim IV disponibil de la 2,53GHz este urmtorul pas n evoluiatehnologic a procesoarelor. Prin depirea pragului de 3GHz ajungnd la 3,4GHz setrece la un nou palier al performanei.

Acest procesor se bazeaz pe tehnologia numit Hyper-Threading, care permiterularea mai multor aplicaii n acelai timp i mult mai eficient ca nainte.

Procesorul Intel Pentruim IV este conceput s ofere performane serioase pentrumuzica digital, jocurile 3D, imaginile digitale i video. El ofer posibilitatea de a

ncorpora DVD i MPEG-4 video.

2.3. Memoria intern

Memoria reprezint componenta sistemului de calcul n care se stocheaz programele(instruciunile) i datele. Microprocesorul are capacitatea de a memora datele care


24/58


24

urmeaz a fi prelucrate i rezultatele intermediare. Rolul su este de a memora i de atransmite informaiile. El ia instruciunile i datele din memorie i tot aici pune rezultateleprelucrrilor sale ntruct capacitatea sa de memorare este mici nu poate stocaprogramele.

Memoria unui sistem de calcul poate fi mprit n dou categorii: memoria principal sau intern format din cip-uri de memorie RAM

(Random Access Memory) iROM(Read Only Memory); memoriile secundaresau externe formate din discuri magnetice sau optice i

benzi magnetice.Memoria principalsau interna unui calculator este organizat ca n figura 2.4.Din punct de vedere funcional memoriaROMdifer de ceaRAMprin faptul c este

mai lent iar coninutul ei rmne neschimbat spre deosebire ceaRAMi poate schimbaconinutul.

Memorii extinse

ROM-BIOS

Rezervat

Memorie expandat

Memorie video

Memorie convenional

Figura 2.4. Organizarea memoriei interne

Memoria convenional conine o parte de memorieRAMi una deROMcuurmtoarea organizare structural:

la adresele joase avem: baza de dateROM-BIOS;

zona de comunicaiiDOS; nucleulDOS; driver-ele interne; intrri definite de config.sys; partea rezident command.com;

partea principal de memorie RAM ce reprezint memoria disponibil pentruutilizator;

Pn la 16MB pt. 286 i

4GB pt. 386, 486

1024KB

960KB

832KB

786KB

640KB

0KB


25/58


25

partea tranzitiv din command.com , dac este necesar, se ncarc de pe disc.Intruct vitezele la care lucreaz microprocesorul sunt extrem de mari n comparaie

cu vitezele de stocare a informaiilor cerute de microprocesor, n system s-a introdus ocomponent foarte rapid n livrarea informaiilor, numit memorie de lucruRAM.

MemoriaROMfiind o memorie permanent ea conine urmtorele componentesoftware:

sistemul de program starter sau ROM-ul de start prin care se asist i secontroleaz pornirea calculatorului; acesta conine mici rutine care realizeazurmtoarele aciuni: execut testele de funcionalitate ale tuturor componentelor ataate

hardware; iniializeaz toate componentelor ataate calculatorului; iniializeaz tabela vectorilor de ntrerupere;

verific alte extensii adic periferice ataate calculatorului; ncarc n memorie de pe disc sistemul de operare.

ROM-BIOS (Basic Input Output System) este o parte a memoriei ROMcare vaasigura toate procesele i serviciile necesare activitii calculatorului, precum igestiunea perifericelor. BIOS-ul este elemental de legtur sau interfaa directdintre partea hardware i cea software prin care se realizeaz hardware cererilesoftware ale programelor. Practic orice program acceseaz partea hardware prinintermediulBIOS-ului dup cum se observ n figura 2.5.

Programe de aplicaie

Sistemul de operare

ROM - BIOS

hardware

Figura 2.5. MemoriaBIOS de pe placa de baz

2.4. Memoria secundar

Sistemele de calcul au principalul rol de a prelucra date i informaii, de a asista icontrola diferite procese i de a furniza rezultate. Pentru a putea lucra cu software-ul


26/58


26

acesta trebuie stocat la fel i rezultatele calculelor pentru a putea fi folosite ulterior.Aceste medii de stocare trebuie s fie de mare capacitate, permanente (adic s pstrezeinformaia i dup decluplarea calculatorului).

Principalele medii de stocare masiv sunt:

discul flexibil: floppy disk discul rigid: hard disk discul optic: CD-ROM

Discul flexibil: floppy disk este un echipament periferic care folosete ca suport dememorare discheta. Floppy discul este compus dintr-un disc flexibil de celuloid saumaterial plastic pe care este depus un strat foarte subire de ferit de bariu. Acesta esteintrodus ntr-o carcas rigid de material plastic cu caracteristici antistatice pentru apreveni pierderile de informaii prin fenomene electrice i magnetice. Discul se roteteliber n aceste carcase cu o vitez de 350 rotaii/minut.

Floppy disk-ul poate fi nregistrat:

pe o fa SS (Single Sided), pe dou fee DS (Double Sided)

i n diferite formate de densitate:

densitate simpl SD (Simple Density), densitate dubl DD (Double Density), densitate mare HD (High Density).

Capacitatea unei dischete HD este de 1.44MB. Pentru a putea fi folosit discheta

trebuie supus unei operaii de formatare prin care discul se structureaz n piste isectoare.

Discul rigid: hard disk este cel mai folosit mediu de stocare a unor volume mari dedate. Pentru a putea fi folosit trebuie supus unor transformri:

formatarea primar sau de nivel sczut (low level) n care se stabilete itraseaz structura de piste precum i structura i poziia sectoarelor pe disc;

partiionarea discului, process n care discul este mprit n mai multe unitilogice care sub sistemul de operare MS-DOS sunt vzute separate ca nitediscuri reale, uniti care se numesc partiii;

formatarea logic sau de nivel nalt (high level), process n care suntgenerate zonele de ncrcare (boot), tabela de alocare a fiierelor FAT (FileAlocation Table) i directorul rdcin sau principal root.; tot n cadrulacestui process sunt marcate pe disc i sectoarele defecte care nu vor mai fifolosite n operaiile de scriere.

Parametri principali ai unui hard disk sunt:


27/58


27

capacitatea (sute de GB);

timpul de acces reprezint timpul necesar unei uniti de disc pentru aciti/scrie un octet (byte) pe disc;

rata de transfer este cantitatea de informaie vehiculat spre i de la memoriade lucru RAM.

Discul optic: CD-ROMcuprinde dou tipuri de sisteme n funcie de caracterulnregistrrii permanent sau temporar:

discuri reversibile cu coninut alterabil; discuri ireversibile cu coninut nealterabil, adic discuri care o dat

nregistrate nu mai pot fi dect citite.Denumirea de disc optic vine de la procedeele de scriere/citire, procedee n care se

folosesc tehnici laser combinate cu diferite efecte optice. Pista discului este mprit nsectoare de 2048 octei.

2.5. Dispozitive periferice de intrare / ieire

Ansamblu unitate de comand plus memorie intern comunic cu exteriorul prinintermediul unor dispozitive periferice. Dispozitivele periferice pot fi de intrare sau deieire n funcie de direcia n care se mic datele. Exist i dispozitive mixte deintrare/ieire cum sunt unitatea de hard disk, unitatea de floppy disk i monitorul utilizatepentru memorarea extern a informaiilor.

Vom prezenta principalele echipamente utilizate pentru introducerea de date, livrarea

de date, precum i o serie de periferice mai importante.

2.5.1. Dispozitive periferice de intrare

Dispozitivele periferice de intrare, pe care le vom prezenta n continuare, sunttastatura, mouse-ul , scanner-ul i creion optic.

Tastatura (keyboard) este elemental de legtur direct ntre om i calculator ieste principalul periferic de introducere a datelor i a comenzilor prelucrate ulterior desistemul de operare i programele specializate. Ea este un dispozitiv cu taste numerice i

alfanumerice n numr de 101 sau 104 taste.Configuraia tastaturii cu 101 taste conine patru seciuni: zona de tastare care cuprinde caracterele ASCII i cifrele de la 0 la 9, tastele

speciale Shift, Control (Ctrl), Alt, Backspace, Tab, Space, Caps Lock i Enter; mintastatura numeric utilizate pentru introducerea datelor numerice; aceasta

poate fi activat n modul editare cifre prin apsarea tastei Num Lock


28/58


28

tastele pentru controlul cursorului i al ecranului cuprinde tastele sgei , tastelede deplasare pagin cu pagin, nserare i tergere n cadrul unui text;

tastele funcionale (F1-F12) care pot fi redefinite software de utilizator.Microsoft a elaborate specificaia pentru tastatura Windows care are un set nou de

taste i de combinaii de taste n numr de 104. Cele trei taste adugate sunt tasta

Aplication i cele dou taste Windows din partea stng i din cea dreapt a tastaturii.Acestea sunt folosite n cadrul unor combinaii de taste care genereaz comenzi pentrusystem sau pentru aplicaii, n mod asemntor tastelor Ctrl i Alt.

Funcionarea tastaturii. Tastatura utilizeaz funciile unui microprocessor specializatINTEL 8048 sau INTEL 8049 care la apsarea unei taste, pe baza tipului de semnalprimit genereaz un cod de tast de 16 bii ce reprezint o combinaie binar a coduluicaracterului apsat. Acest cod este un numr cuprins ntre 1 i 101 sau 104.

Mouse-uleste un dispozitiv simplu, mobil, care ne permite indicarea unor regiuni aleecranului cu ajutorul unui cursor. Apariia sa s-a datorat mediului Microsoft Windows i

el devine un periferic rspndit mult n cadrul calculatoarelor personale. O dat cuapariia Microsoft Windows apare i necesitatea creterii vitezei de operare n special nparcurgerea ferestrelor i a meniurilor sale fa de metoda clasic de utilizare a tastelor.Dirijarea cursorului i chiar executarea funciilor ataate tastelor se realizeaz mult maisimplu cu ajutorul mouse-ului. Astfel, mouse-ul devine un dispozitiv perifericindispensabil n special n mediile i aplicaiile ce utilizeaz interfee grafice. Cu mouse-ul se poate selecta un text, activa un meniu, se pot muta sau copia informaii.

Mouse-ul este alctuit din: carcas pe care se ine mna i care se deplaseaz pe o suprafa ntins

numit pad aferent mouse-ului; bil de cauciuc care semnaleaz sistemului micrile; dou sau trei butoane pentru selecie aflate n partea superioar a carcasei n

dreptul degetelor utilizatorului; cablu de conectare a mouse-ului la sistem;

conector de interfa pentru ataarea mouse-ului la sistem.La baza carcasei se gsete o bil realizat dintr-un material cauciucat care se rotete

pe msura deplasrii mouse-ului pe suprafaa de lucru. Micrile bilei sunt transformate n semnale electrice care se transmit sistemului prin intermediul cablului. Unele tipuri

mai noi folosesc un senzor optic n loc de bil care citete deplasarea relativ la o reea depe suprafaa de lucru.

Mouse-ul poate fi de mai multe tipuri: mecanic, mecano-optic, optic, acusto-mecanici analogic. Cel mai utilizat a fost ns cel mecano-optic iar recent lundu-i locul cel optic.

Scanner-ul este un echipament periferic prin care se transform imaginile nreprezentri binare. El este plasat n categoria dispozitivelor pentru achiziii de date, cuajutorul cruia, prin intermediul unui mecanism de mare finee cu laser sau cu o lamp cu


29/58


29

halogen, este posibil culegerea unei imagini prin digitizare, imagine care urmeaz a fitransferat pe sistem i, eventual, prelucrat.

Tehnica de scanare presupune lansarea unui spot laser cu energie constant,cunoscut, asupra fiecrui punct care alctuiete imaginea i captarea spotului reflectat,ale crei proprieti vor fi modificate fa de cel incident. Modificrile depind de culoarea

punctelor pe care cade raza incident, n sensul c energia razei reflectate va fi mai miccu un anumit procent care depinde de proprietile de absorie ale culorii n cauz. n finalva rezulta o valoare numeric, codificat pe un anumit numr de bii, pentru culoareaacelui punct.

Rezoluia standard la care se pot scana imagini sunt 300, 600, 800, 1200, 1600 i2400 dpi (dots per inch puncte pe inch). Cu ct rezoluia la care se scaneaz o imagineeste mai mare, cu att rezultatul va fi mai aproape de imaginea de baz.

n funcie de modul de citire al documentului, exist trei tipuri de scanner: scanner cu tamburrealizeaz deplasarea documentului, prin intermediul unei

rotie de transport, spre zona cu senzori care vor prelua imaginea; aceasttehnic este utilizati de aparatele de fax, citirea efectundu-se alb-negru saunuane de gri cu o rezoluie de 200 dpi;

scanner cu acionare manual n care utilizatorul deplaseaz dispozitivul decitire ct mai uniform deasupra documentului;

scanare pe pagin sau flatbed n care utilizatorul aeaz documentul naparat (similar unui copiator) pe o poriune transparent sub care sedeplaseaz o sanie care conine prile electronice de citire.

Calitatea unui scanner se definete prin capacitatea acestuia de a distinge mai multe

nuane de gri sau de culoare prin intermediul caracteristicii adncime de culoare(AC)msurat n numr de bii n modul urmtor:

AC = 1 bitdisting 2 nuane alb i negru; AC = 4 bii disting 16 nuane de gri; AC = 16 bii disting 256 nuane de gri.

Creionul optic asemntor unui creion, avnd la unul din capete o celulfotoelectric. Se poate selecta i activa o comand prin atingerea cu varful creionului aecranului.

2.5.2. Dispozitive periferice de ieire

n cadrul dispozitivelor periferice de ieire vom prezenta n continuare imprimanta iplotter-l.

Imprimanta este un dispozitiv care permite tiprirea rezultatelor prelucrrilorefectuate de calculator. Cuplarea acesteia la calculator se face printr-un cablu conectat la


30/58


30

portul serial sau paralel. Cuplarea prin intermediul interfeei seriale se utilizeaz mai rardeoarece transmiterea n acest caz este mult mai lent fa de cuplarea prin interfaaparalel. ntruct se vehiculeaz, de obicei, un volum de date foarte mare la imprimareatextului sau a imaginii se prefer cuplarea prin intermediul interfaei paralele.

Imprimantele dispun de o memorie proprie:

de tip RAM cu rol de buffer, n care se stocheaz datele cu privire la textulsau imaginea de imprimat;

de tip ROM divizat n :

ROM de baz (BIOS), funcioneaz similar cu BIOS-ul calculatorului;acesta conine rutinele BIOS necesare gestionrii hardware aimprimantei, asigurarea protocolului de comunicaie ntre calculator iimprimanti conine o serie de fonturi standard utilizate la tiprirea nmod text;

ROM sub forma cartuelor de fonturi interne (internal font

cartridge), colecii standard de fonturi care vin n completareaseturilor dinBIOS-ul de baz.

Imprimantele, n funcie de modul de tiprire, pot fi de mai multe tipuri:

matriceale (cu ace);

ink-jet(cu jet de cerneal);

laser

termice.

Parametri unei imprimante sunt:

viteza de imprimare, reprezinta numarul de pagini tiprite ntr-un minut; ea

este masurat n centimetri pe secund la imprimantele matriceale n mod texti pagini pe minut pentru imprimantele ink-jet i laser;

rezoluia de imprimare, reprezint numarul de puncte tiprite, msurat npuncte pe inch este definitorie doar pentru imprimantele din acelai tip.

dimensiunea maxima a hartie, poate fi pe format A4 sau A3. numarul de culori- tiprirea se poate face cu o singur culoare (negru) sau

color.Ploter-ele sunt dispozitive periferice care, cu ajutorul unor creioane speciale, pot

desena imagini de complexiti diferite pe o suprafa.

2.5.3. Dispozitive periferice mixte (de afiare)

Dintre dispozitivele periferice de afiare vom prezenta n continuare consolele imonitoarele.


31/58


31

Console(terminale) pot fi :

alfanumerice unde ecranul este controlat la nivel de caracter; pentru fiecarecaracter este nevoie de doi octei, unul pentru tipul caracterului i altul pentruatributul acestuia care poate fi inversat, subliniat, etc.

grafice unde ecranul este controlat la nivel de pixel (element de imagine);

standardula actual este cel SVGA de 640 x 480, 800 x 600, 1024 x 768, 1600x 1200 puncte (pixeli) fiecare cu cte 4 bii (16 culori), 8 bii (256 culori),16bii (high Color) sau 32 bii (True Color).

Monitoruleste principalul dispozitiv de afiare ce permite vizualizarea informatiilorprelucrate de calculator. Aceste informaii apar sub form de litere, cifre, semne depunctuaie, simboluri grafice sau desene oarecare ntr-o varietate mai mare sau mai micde culori. Informaia de pe ecran se pierde odat cu redesenarea acestuia.

Monitorul funcioneaz n principiu ca un televizor n sensul c modul de umplere aecranului cu o imagine nu se produce instantaneu, prin proiectarea ntregii imagini pe

ecran, ci progresiv, prin baleerea ecranului linie cu linie. Viteza de umplere a ecranuluieste suficient de ridicat astfel nct ochiul s nu sesizeze umplerea progresiv aecranului cu o imagine.

Modul n care spotul electronic baleaz ecranul, afind imagini, genereaz ocaracteristic principal a monitoarelor, numit factor de ntreesere (FI). Acest factorpoate fi:

FI = 1, mod de afiare nentreesut care presupune parcurgerea succesiv aliniilor care formeaz imaginea;

FI = 2, mod de afiare ntreesut, n care imaginea este afiat prin baleiaj

alternativ, din dou n dou linii, pentru umplerea ecranului fiind necesaredou baleeri ale ecranului; la prima trecere se afieaz liniile impare, iar la adoua cele pare.

n ceea ce privete rata de afiare numit i rata de refresh a monitorului, trebuiespecificat c imaginea afiat pe ecran nu este staionar, ea este generat de cteva zecide ori pe secund. Cu ct viteza de regenerare este mai mare, cu at ochiul umansesizeaz mai puin acest fenomen periodic.

Monitoarele au dou moduri distincte de afiare a datelor pe ecran:

n modul textadaptorul primete codul caracterului de la programul executat

care urmeaz a fi afiat, urmnd ca el s scrie punctele care vor compunecaracterul pe ecran;

n modul grafic programul este acela care deseneaz caracterele pe ecran; nacest mod pot fitrasate curbe, histograme sau desene realizate de programespecializate.


32/58


32

Caracteristicile unui monitor:

marimea diagonalei, de obicei, este: 14,15, 17, 21 inch;

rezolutia reprezinta numarul de puncte de pe ecran;

definitia se intelege distanta dintre dou puncte ale ecanului;

numarul de culori pe care l poate suporta variaz de la 2, 16, 256...;

rata de improspatare; tipul monitorului poate fi EGA, VGA, SVGA.

Monitorul nu poate lucra singur, el are nevoie de o plac video. De placa videodepinde claritatea, numarul de culori, mrimea i viteza ecanului. Semnalul pentrumonitor vine de la placa video. Placa video se mai numeste adaptor video sau placagrafica. Importanta pentru o placa video este memoria.

2.6. Verificare

1. Enumerai componentele unui calculator personal.2. Descriei componentele unitii centrale de prelucrare.3. Facei o comparaie ntre caracteristicile microprocesorului I80486 i

caracteristicile microprocesorului Pentium.

4. Clasificai dispozitivele periferice de intrare / ieire.

2.7. Teste

1. Indicai care dintre definiiile de mai jos reprezint definiia datelor:

a) numere (n diferite formate) sau simboluri (alfanumerice) considerate necorelatentre ele i care nu au o anumit semnificaie sau structur precizat;

b) colecie de date corelate ntre ele printr-o relaie sau structursintactic;c) colecie de date corelate ntre ele printr-o relaie sau structursemantic;d) corelaii de informaie la care se adaug un neles sintactic;e) corelaii de informaie la care se adaug un neles semantic;f) corelaii de cunotine.

Raspuns: a.

2. Indicai n care concept, dintre cele prezentate mai jos, exist o corelaie bazat peo relaie sau structur sintactic:

a) date;


33/58


33

b) informaie;c) cunotine;d) inteligen;

Raspuns: b.

3. Indicai care descriere caracterizeaz diviziunea n timp, dintre urmtoarelevariante:

a) programele ce urmeaz s fie executate sunt trecute pe band magnetic ntr-unfiier cu extensie .bati executate secvenial;

b) intercalarea operaiilor UC cu operaiileI/O pentru mai multe programe;c) mprirea timpului de execuie al UCntre toate procesele active ale sistemului de

calcul.Raspuns: c.

3. SISTEME DE OPERARE

3.1. Definiia i funciile sistemelor de operare

Componenta software a unui calculator are rolul de a stoca, procesa i regsiinformaiile i ea este divizat n:

programe de sistem sau sistemul de operare (SO) programe de aplicaie care rezolv problemele utilizatorilor.

Definitie. Un sistem de operare este un sistem de programe care gestioneaz

resursele hardware din cadrul unui SC i realizeaz suportul de baz pe care

programele de aplicaie pot fi scrise i executate folosind eficient resursele SC(memoria,

P, dispozitivele I/O).SO este o colecie de programe (sistem de programe) care are dou componente

principale: nucleul sau programele de baz se ncarc de pe HD n memoria intern la

pornirea SCi realizeaz :

legtura cu rutinele BIOS, legtura ce cererile programelor de aplicaie i gestioneaz resursele SCnecesare n timpul executrii programelor

de aplicaie ale utilizatorilor ; comenzile / programele utilitare sunt cele care realizeaz servicii pentru

utilizarea eficient a resurselor SC.


34/58


34

Deosebirea dintre aceste dou componente ale SO este cnucleul se execut n modsupervizor cu privilegii extinse asupra memoriei i a celorlalte resurse, n timp ce

programele utilitare se execut n mod utilizator cu privilegii reduse la fel ca i unprogram de aplicaie.

Funcia de baz a SO este ascunderea complexitii hardware prin furnizarea unui

set de instruciuni mult mai accesibil i degrevat de detalii pentru comanda dispozitivelorperiferice.

Funciile generale a unui sistem de operare sunt urmtoarele: funcia de comandi control a execuiei programelor utilizatorilor; funcia de gestiune a memoriei evideniaz resursele de memorie utilizate,

realizeaz alocarea/dealocarea memoriei i asigur un sistem de protecie adatelor i programelor;

funcia de gestiune a procesorului analizeaz i decide ce proces va utilizaprocesorul realiznd alocarea i ulterior dealocarea acestuia la expirarea

cuantei de timp sau la finalizarea execuiei programului, prelucreaz imodific starea fiierelor i programelor;

funcia de gestiune a dispozitivelor periferice, iniializeaz i verific starearesurselor SC, formateaz HD (hard disk), formateaz FD (floppy disk),definete structura sistemului de fiiere i gestioneaz (asigur partajarea)resurselor SC;

Locul sistemului de operare n cadrul unui SCeste prezentat n figura 3.1.

Figura 3.1. Locul sistemului de operare n cadrul unui SC

Componenta hardware:

UC- unitate central(P, memorie intern)

Memorie extern Dis ozitive de I/O

Componenta software (logic): Programe de baz -sistem de operare

nucleu comenzi / programe utilitare

Medii de programare Programe specializate (E-mail, Internet)

SISTEM DE CALCUL


35/58


35

3.2. Evoluia sistemelor de operare

Vom prezenta caracteristicile SO din cadrul fiecrei generaii de calculatoare. Primele

SO au aprut n cadrul generaiei a doua de calculatoare.

Generaia II avea urmtoarele caracteristici din punct de vedere software: pentru prima dat este o separaie clar ntre proiectare, construire, operare,

programare i ntreinere;

aceste calculatoare au nevoie de camere speciale cu aer condi ionat i un

operator profesionist care execut programele;

prelucrarea se face pe loturi batch processing i presupune formarea unui

fiier cu extensia .bat i lansarea lui; job-urile sunt citite pe band magnetic

dup care sunt executate succesiv;

apar primele limbaje evoluate de programare:o FORTRAN (FORmula TRANslation) n anul 1956 pentru probleme

tehnico-tiinifice

o ALGOL (ALGOrithmic Language) n 1958 pentru probleme

tiinifice, cu puine date iniiale, dar cu numeroase prelucrri

aritmetice i logice

o COBOL (Common Business Oriented Language) n 1959 pentru

calcule economice

Generaia a III avea urmtoarele caracteristici din punct de vedere software:

conine SO complex constituit din milioane de linii de limbaj de asamblarescrise de mii de programatori;

cea mai important tehnic aprut a fost multiprogramarea; de la citirea i

execuia job cu job utiliznd ineficient unitatea central, s-a trecut la o soluie

mai eficient partajarea memoriei cu job-uri diferite n fiecare partiie; un

sistem multiprogramat cu trei job-uri n memorie este:

Partiia 3: job 3

Partiia 2: job 2

Partiia 1: job 1

SO

Astfel, n acelai interval de timp pot exista mai multe programe active n SC,

concurnd pentru memorie, I/O i UC. Unele programe sunt orientate ctre

calcule (utiliznd intens UC), iar altele ctre citire/scriere a dispozitivelor I/O.


36/58


36

Se pot intercala cele dou clase de programe pentru a obine un timp de

prelucrare global ct mai bun. Intercalarea programelor permite utilizarea mai

eficient a resurselor SC prin suprapunerea operaiilor de I/O cu operaiile

UC. Acest mod de organizare este gestionat de SO ( programul de

supervizare).Multiprogramarea se poate defini ca intercalarea operaiilor UCcu operaiile I/O pentru mai multe programe. n cadrul multiprogramrii se

poate ntmpla ca un proces cu prioritate mare s ocupe UC un timp

ndelungat i n acest fel se mpiedic execuia altor procese. Neajunsul se

poate nltura folosind un SO cu divizare n timp.

aveau abilitatea de a citi job-urile de pe cartele perforate pe discuri magnetice;

astfel cnd un job era terminat SO putea ncrca un nou job de pe disc n

partiia liber pentru a-l executa; aceast tehnic se numete spooling (de la

Simulation Peripherical Operation On Line) i era de asemenea utilizat

pentru ieire;

timpul de rspuns ntre citirea unui job i afiarea rezultatelor rulrii, prin

utilizarea tehnicii de time sharing, ca variant a multiprogramrii, n care

fiecare utilizator are linia lui de terminal; ntr-un sistem time sharing,

unitatea central poate fi alocat ntre cele trei job-uri ncrcate n partiiile de

memorie, la un moment dat, iar serviciile oferite de SO se mparte ntre aceste

job-uri. Divizarea n timp (time sharing) reprezint mprirea timpului de

execuie al UC ntre toate procesele active (task-uri active) din SC. Cuantele

de timp alocate fiecrui proces pot fi inegale de la un proces la altul.Utilizarea diviziunii n timp a programelor (proceselor) n sistemele

monoprocesor creaz conceptul de procesor virtual sau sistem de calcul

virtual.

apar limbaje de programare de nivel nalt ca: PL/1, ALGOL60/68, FORTRAN

IV,V, COBOL, LISP etc

Generaia a IV avea urmtoarele caracteristici din punct de vedere software:

caracteristica principal o constituie interfeele user-friendly ceea ce

nseamn c pentru utilizatorii care nu tiu nimic despre aceste calculatoare i

nu au intenia s nvee, acestea sunt interfee prietenoase care-i ghideaz n

utilizarea calculatorului;

cele douSO care au dominat calculatoarele personale i staiile de lucru sunt:

o Microsoft MS-DOS

o UNIX


37/58


37

o dezvoltare interesant are loc la mijlocul anilor 1980 prin creterea reelelor

de calculatoare personale lucrnd cu reele de SOi SO distribuite;

n SO n reea utilizatorii pot copia fiiere de pe o main pe alta i pot

executa i lista programe de pe o main pe alta; fiecare main lucreaz cu

propriul ei SOi propriul ei utilizator; n contrast un SOdistribuiteste unul ceapare utilizatorilor si ca un sistem monoprocesor tradiional dar totui actual

el este compus din mai multe microprocesoare (multiprocesor) i funciile SO

sunt distribuite ntre acestea.

3.3. Conceptele sistemului de operare

Cteva dintre trsturile mai importante referitoare la SO sunt:

SO este o main virtual (extins), adic el transform operaiile de nivel

nalt efectuate de programator n operaii reale care in seama de detaliile de

programare a dispozitivelor hardware.

SO este administrator de resurse, el gestioneaz procesele, memoriile,

dipozitivele periferice, alocndu-le pe rnd programelor care sunt n

competiie pentru a le ocupa.

SO are o interfa cu programele utilizator realizat printr-o mulime de

instruciuni extinse (extended instructions) numite apeluri sistem

(system call) aparinnd SO. Cele dou concepte importante cu care

opereaz apelurile de sistem sunt: procesul

fiierul

Utilizatorii se situeaz deasupra SO i folosesc facilitile oferite de acesta pentru a-i

defini, realiza i exploata propriile programe de aplicaie.

Interfaa dintre SO i programele utilizator este definit de apelurile sistem prin

intermediul crora se pot crea, terge i utiliza diferite utilitare ale SO. Cele mai

importante sunt procesele i fiierele. Exemplificrile sunt orientate ctre MS-DOS i

UNIX.

Procesul

Conceptul de baz n orice SO este procesul. Un proces este un program n execuie

care conine:

programul executabil,

date i stiva,


38/58


38

program counter,

poiter de stivi ali regitri,

toate formnd informaia necesar execuiei unui program.

Pentru a nelege n mod intuitiv rolul proceselor este bine s ne gndim la sistemul

time-sharing. n acest sistem SO periodic decide s opreasc execuia unui proces ipornirea execuiei altui proces, de exemplu deoarece primului dintre ele i-a expirat cuanta

de timp alocat de unitatea central n secunda trecut. Cnd un proces este temporar

oprit, el va trebui mai trziu repornit din starea n care a fost oprit. Aceasta nseamn c

toate informaiile despre proces trebuie s fie salvate explicit pe durata suspendrii. De

exemplu dac procesul are cteva fiiere deschise, poziia exact din fiier unde era

procesul, trebuie s fie nregistrat undeva, astfel nct la restartare s se poat citi din el.

n multe SO aceste informaii despre proces, altele dect coninutul propriu spaiului de

adres, este memorat n tabela SO (table process), care este o arie sau list nlnuit de

structuri, una pentru fiecare proces curent existent n execuie.

Un proces poate crea la rndul lui alte procese formndu-se o structur arborescent.

n sistemele de operare de multiprogramare, cum este UNIX, este important s se

pstreze urma fiecrui proprietar utilizator de sistem. n fiecare sistem, fiecare utilizator

autorizat i este asignat un uid (user identification). Fiecare proces are asignat uid-ul

proprietarului. Simular, utilizatorii pot fi divizai n grupuri avnd cte un identificator de

grup gid (group identification). Uid i gid joac un rol n protecia informaiei.

FiiereleO alt categorie vast de apeluri sistem sunt legate de fiierele sistem. O funcie

major a SO este s ascund particularitilr hard disk-ului i a altor dispozitive

periferice. Apelurile de sistem sunt n mod evident necesare la crearea, schimbarea,

mutarea, citirea i scrierea fiierelor. nainte ca un fiier s poat fi citit, el trebuie deschis

i dup aceea el poate fi citit i ulterior nchis, aa c apelurile sunt provocate de aceste

operaii.

SO trebuie s suporte conceptul de director, ca un mod de grupare a fiierelor

mpreun. Apelurile de sistem sunt folosite pentru crearea, schimbarea i tergerea

directoarelor. Directoarele pot cuprind la rndul lor alte directoare i fiiere.

Ca i procesele fiierele sunt organizate ca arbori, dar similitudinea se oprete aici.

Ierarhia de procese, de obicei nu este foarte adnc (uzual maxim 3), n timp ce ierarhia

de fiiere poate fi mult mai adnc.


39/58


39

Fiecarefiier ntr-o ierarhie de fiiere este specificat prin nume mpreuncu numele

ci (path name) pornind din vrful ierarhiei de directoare care-i directorul rdcin

(rootdirectory).

Fiierele trebuie protejate, de exemplu la UNIX fiierele i directoarele sunt protejate

printr-un cod de protecie compus dintr-un cmp pentru proprietar, altul pentru grup ialtul pentru orice altceva. Fiecare cmp are un bit de acces la citire, scriere sau execuie.

Multe SO, inclusiv MS-DOS i UNIX, fac o abstractizare, permind utilizatorului s

execute operaii de I/O ca un fiier special. n acest mod pentru citirea i scrierea lor pot

fi utilizate aceleai apeluri sistem care sunt utilizate pentru citirea i scrierea fiierelor.

n MS-DOS i UNIX cnd un proces este startat, fiierul descriptor 0, numit fiier de

intrare standard (standard input) este ataat s refere terminalul de citire. Fiierul

descriptor 1, numit fiier de ieire standard (standard output) refer terminalul de

scriere. Fiierul descriptor 2, numit fiier de eroare standard (standard error) refer

terminalul de ieire, dar n mod normal este utilizat pentru scrierea mesajelor de eroare.

n final vom descrie relaia dintre procese i fiiere numit pipe. Un pipe este un

pseudo fiier scurt care este utilizat s conecteze dou fiiere ntre ele:

Cnd procesul A dorete s trimit date procesului B, el scrie n pipe la fel ca ntr-

un fiier de ieire. Procesul B poate citi datele de la pipe la fel ca dintr-un fiier de

intrare. Aceast comunicare dintre procese este privit ca fiier de citire/scriere obinuit.

3.4. Clasificarea sistemelor de operare

Perfecionarea continu a componentelor hardware ale unui SC implic

perfecionarea i modificarea att a sistemelor de operare, ct i a componentelor

software instalate pe acel SC. n timp, aceste perfecionri i modificri au creat

dificulti n privina utilizrii unorprograme de pe un sistem de calcul pe altul, sau sub

diverse sisteme de operare. Din aceste motive, pentru un SO i n general pentru

produsele software, sunt importante urmtoarele atribute:

compatibilitatea - posibilitatea recunoaterii acestora de alte SO sau produse

software i invers;

portabilitatea - instalarea i execuia acestora pe diverse SC;

A B


40/58


40

SO pot fi clasificate dup structura intern n 4 grupe:

sisteme compacte ( monolitice) ( de exemplu CP/M, MS-DOS).Acest tip de

SO este o colecie de proceduri existente toate simultan i n care:

fiecare procedur poate apela orice alt procedur;

fiecare procedur are definit o interfa prin care comunic parametrii rezultatele altor proceduri;

orice procedur este vizibil pentru oricare alta(fapt esenial ntruct

nu exist niveluri ierarhizate), deci nu se aplic principiul ascunderii

informaiilor i al accesului controlat la date ca n cazul unor sistem

mai evoluate cum sunt cele ierarhizate;

Anumite SO monolitice prezint ns germenii unor structuri incipiente,

alctuite din 2 niveluri:

zona Kernel (nucleu) n care SO lucreaz n mod supervizor i care

conine o tabel de servicii;

zona user(utilizator) n care SO lucreaz n mod utilizator rulnd

programele de aplicaie, n care anumite operaii sunt interzise

sisteme ierarhizate (pe 5 sau 6 niveluri) cum ar fi spre exemplu:

nivelul 5: operator

nivelul 4: programe utilizator

nivelul 3: gestiunea intrrilor i iesirilor

nivelul 2: comunicarea ntre operator i procese

nivelul 1: gestiunea memorieinivelul 0; multiprogramare i alocare de procese

Organizarea unui SO pe niveluri ierarhizate reprezint o generalizare a

modelului monolitic. n aceast structur ierarhizat fiecare nivel prezint o

realitate virtual nivelului superior adiacent, furnizndu-i un set de servicii i

prelund de la nivelul adiacent inferior alt set de funcii.

SO pe maini virtuale Sunt sisteme bazate pe time-sharring care furnizeaz

concepte de:

Multiprogramare,

main extins (virtual) cu o interfa mai convenabil hardware.

SO pe model client-server Ideea de baz este mutarea de cod ct mai mult

pe nivelurile superioare pstrnd un nucleu minimal (rezident permanent n

memorie). Aceasta nseamn implementarea celor mai importante funcii ale

SO n procese utilizator. n afara proceselor utilizator care fac servicii SO i

care se mai numesc i executani sau servere (separate complet ntre ele) mai


41/58


41

exist n zona utilizator i procese utilizator de tip client. n zona kernel se

gestioneaz dialogul ntre client i server. Prin kernel circul mesajele ntre

client i server. Acest tip de SO este adaptabil structurilor distribuite, n care

clientul nu trebuie stie dac mesajul este preluat local sau la distan (pe un

alt calculator prin reea) i deci este permis prezena server-elor pe mainidiferite. Deci nucleul unui sistem distribuit gestioneaz tranzaciile pe reea

(schimbul de mesaje).

SO pot fi clasificaten funcie de modul de alocare al resurselor n:

cu resurse alocate;

cu resurse distribuite, se aloc distribuit resurse fiecrui proces;

SO se mai pot clasifica dup aria de aplicaii pe care o satisface:

SO pentru prelucrarae pe loturi (batch i time-sharing). Un sistem

secvenial (batch) execut la un moment dat un singur program, caretrebuie terminat nainte de a lua n considerare un alt program, cum este MS-

DOS. Un sistem time-sharing ofer la mai muli utilizatori accesul simultan

la facilitile unitii centrale. Un sistem time-sharing este de fapt un

calculator multiprogramat care permite mai multor utilizatori s foloseasc

simultan resursele sistemului, avnd impresia c fiecruia i se acord o atenie

deosebit.

Majoritatea tipurilor de SO recunosc programul ca cea mai mic unitate de

prelucrare, cruia i se poate atribui o identitate i pe care un utilizator o poate

prezenta spre execuie. Unele sisteme ofer n plus posibilitatea ca unprogram s fie considerat ca un ansamblu de sarcini (task) ale cror

execuie (inclusiv n paralel) contribuie la atingerea obiectivului urmrit de

acel program.

SO n timp real

SO pentru multiprogramare, acestea accept la un moment dat mai multe

programe n memoria central partajat care se pot afla n diverse stadii de

execuie. Execuia se realizeaz prin multiplexarea unitii cntrale. Acest

sistem poate s permit execuia secvenial (time-sharing) sau interactiv. SO pentru prelucrare paralel (multiprocesor) dispun de mai multe

procesoare, care pot s execute simultan unul sau mai multe programe.

Utilizarea efectiv a prelucrrii multiple necesit atributul de multiprogram.

Execuia simultan a unui singur program de ctre mai multe uniti

presupune existena posibilitii de a descompune acest program n mai multe

sarcini (multitasking)


42/58


42

SO se pot clasifica dup numrul de utilizatori care au acces la calculator n:

monoutilizator sistemele secveniale (MS-DOS) n care serviciile SO sunt

oferite-la un moment dat- doar unui singur utilizator;

multiutilizator - sistemele time-sharing (RSX-11M, UNIX) la care

serviciile SO sunt accesate simultan de aplicaii ale mai multor utilizatori.SO se pot clasifica dup modul de prelucrare n:

sisteme monotasking n care SO executla un moment datun singur program

(task, proces) ce nu poate fi divizat n uniti mai mici;

sisteme multitasking sau multiprocesor, SO executsimultan (n paralel) mai

multe programe (task-uri sau procese), de exemplu RSX-11M, UNIX.

SO se pot clasifica dup unitatea de prelucrare n:

sisteme care recunoscprogramul, ca cea mai micunitate de prelucrare, cruia

i se atribuie o identitate i pe care un utilizator o poate prezenta spre execuie;

de exemplu MS-DOS;

sisteme care ofer n plus posibilutatea ca un program s fie considerat ca un

ansamblu de sarcini - taskale cror execuie (inclusiv n paralel) contribuie la

atingerea obiectivului urmrit de acel program; de exemplu RSX-11M;

sisteme n care progranul este considerat ca un ansamblu de procese ce

lucreaz n paralel; de exemplu UNIX.

SO se mai clasificn funcie de reea n:

sisteme n care reeaua este instalat peste SO; de exemplu MS-DOS, RSX-

11M, UNIX; sisteme n care reeaua este nglobatn SO.

3.5. Verificare

1. Indicai care este locul sistemului de operare n cadrul unui SC2. Descriei prelucrarea pe loturi batch processing3. Dai definiia tehnicii de multiprogramare.4. Dai definiia tehnicii de time sharing.

5. Prezentai conceptele sistemului de operare.6. Indicai criteriile de clasificare ale sistemelor de operare.


43/58


43

3.6. Teste

1. Indicai care funcie a SO este incorect din lista urmtoare:

a) funcia de comandi control

b) funcia de gestiune a memorieic) funcia de prelucrare i verificare

d) funcia de gestiune a procesorului;

e) funcia de gestiune a dispozitivelor periferice;

Raspuns: c.

2. Indicai n ce generaie apare multiprogramarea.a) generaia 1;b) generaia 2;

c) generaia 3;d) generaia 3.5;e) generaia 4;f) generaia 5;

Raspuns: c.

3. Indicai n cadrul crei generaii interfeele user-friendly apare ca ocaracteristic principal.a) generaia 1;b) generaia 2;

c) generaia 3;d) generaia 3.5;e) generaia 4;f) generaia 5;

Raspuns:e.

4. Indicai n ce generaie apare utilizarea tehnicii de time sharing

a) generaia 1;b) generaia 2;

c) generaia 3;d) generaia 3.5;e) generaia 4;f) generaia 5.

Raspuns: c.


44/58


44

4. LIMBAJE DE PROGRAMARE

4.1. Scurt prezentare a limbajelor de programare

Calculatorul tie s execute un set de operaii simple, ca de exemplu operaiiaritmetice elementare (adunare, scdere, nmulire, mprire). Prin combinarea acestor

operaii simple se pot obine prelucrri complexe. Combinarea operaiilor se supune unor

reguli bine precizate. Studiul acestor reguli are la baz conceptul de algoritm. Conceptul

de algoritm este foarte vechi, nelesul mai larg fiind acela de procedeu, metod de

rezolvare a unei probleme. n programare, conceptul de algoritm are un rol fundamental

i se poate defini ca un set de reguli ce definete secvena de operaii ce trebuie executate

de calculator pentru soluionarea unui tip specific de probleme.

Pornind de la aceast definiie, rezult urmtoarele dou proprieti ale algoritmilor:

generalitatea algoritmul determin modul de rezolvare a unui tip de

problemi nu a unei probleme particulare;

mrginirea n timp execuia algoritmului trebuie s se termine ntr-un numr

finit de pai (operaii).

Algoritmi mai au i alte proprieti:

rigurozitatea impune ca fiecare pas al algoritmului s fie precis definit;

executabilitatea - impune ca fiecare pas al algoritmului s poat fi executat de

calculator;

eficiena se determin att din punct de vedere al timpului de execuie ct ial memoriei ocupate.

Rigurozitatea i executabilitatea algoritmilor sunt asigurate prin reprezentarea

acestora n limbaje de programare. Limbajul de programare, ca i limbajul matematic,

este un limbaj artificial, folosit pentru a comunica cu calculatorul. Putem acum defini

programul, ca fiind o reprezentare (codificare) a unui algoritm ntr-un limbaj de

programare.

Rezolvarea unei probleme cu calculatorul presupune parcurgerea urmtoarelor etape:

specificarea problemei ce const n formularea problemei i impune

specificarea datelor de intrare i a datelor de ieire (rezultatelor).

Exemplu: s se rezolve un sistem de n ecuaii cu n necunoscute, dndu-se ca date

de intrare matricea coeficienilor i vectorul termenilor liberi i furniznd ca

rezultat soluia sistemului, n cazul n care acesta este compatibil determinat, sau

un mesaj corespunztor n caz contar.


45/58


45

proiectarea algoritmului utiliznd diferite metode de reprezentare: pseudocodul,

organigrame.

Pseudocodul se folosete n general, pentru algoritmi ce vor fi implementai ntr-

un limbaj de programare de nivel nalt. Utilizarea organigramelor este mai

adecvat pentru implementarea unui algoritm n limbaj de asamblare. codificarea algoritmului ntr-un limbaj de programare sub forma unui program.

Alegerea limbajului de programare depinde de natura aplicaiei i de programator.

Marea majoritate a programelor sunt scrise n limbaje de nivel nalt. Anumii

algoritmi sunt implementai ns, n limbaj de asamblare. Principala diferen ntre cele

dou tipuri de limbaje este aceea c limbajul de asamblare specific operaii detaliate

corespunztoare arhitecturii calculatorului, n timp ce limbajul de nivel nalt specific

aciuni complexe, mai apropriate de raionamentul uman i nu de main.

Pentru rezolvarea unei probleme, utilizatorul trebuie s-i furnizeze sistemului de

calcul datele iniiale i etapele de parcurs, prin intermediul unui limbaj de programare, iar

rezultatele prelucrrilor vor fi furnizate n mediul extern ntr-o form specificat tot prin

intermediul limbajului de programare.

n acest mod, limbajul de programare realizeaz conexiunea n ambele sensuri ntre

universul problemei de rezolvat i universul sistemului de calcul.

Un limbaj

bazele informatici

Documents

Transcript of bazele informatici