Structura unui calculator secvential cu program memorat a fost dezvoltata de Von Newman în anul 1945. Aceasta cuprinde 5 unitati:

- unitati de intrare UI (input)

- unitatea aritmetico-logica UAL sau ALU

- unitatea de comanda UC

- unitatea de memorare (memorie)

- unitati de iesire UE (output)

Unitatea aritmetico-logica si unitatea de comanda sunt vazute ca unitatea centrala.

Pot exista unitati combinate de intrare si iesire (i/o)

flux de date si instructiuni

flux de comenzi si stari

Un sistem de calcul este format din hardware si software.

Hardware-ul reprezinta totalitatea circuitelor integrate, a dispozitivelor electronice, a echipamentelor de intrare si iesire, memorii, cabluri si carcase.

Software-ul reprezinta totalitatea programelor care ruleaza pe un calculator. Software-ul este împartit în:

- software de baza - rutinele existente în BIOS

- sistemul de operare

- compilatoare

software de aplicatii, reprezentat de programele elaborate de firme specializate sau de catre utilizator.

Unitatea de intrare asigura introducerea informatiilor în calculator si realizeaza conversia acestora de la forma exterioara, accesibila omului (text, imagine, sunet, etc), într-o forma interna, specifica calculatorului.

exemple: tastatura, mouse, microfon, scaner, creion optic, cititoare de banda, interfete specializate în achizitia de date

Memoria are rolul de stocare a informatiei sub forma de date si programe. Unitatea de masura pt memorie este octetul sau byte-ul.

1octet=1byte=1B=8bit (1bit=o cifra binara)

Memoria unui calculator este formata din:

- memoria interna sau principala, care pastreaza programele si datele care se utilizeaza la un moment dat . Este accesata direct de unitatea centrala, vazuta ca o reuniune a UC si UAL. Cu exceptia unor mici zone (BIOS - Basic Input/Output System = sistem primar pt i/o), memoria interna este volatila, fiind dependenta de alimentarea cu energie electrica (RAM - volatila, ROM - fixa). Are o capacitate limitata chiar de caracteristicile unitatii centrale, fiind un suport de memorare scump.

- memoria externa pastreaza toate celelalte programe si date ce trebuie sa se afle la dispozitia sistemului de calcul. Apare ca un spatiu de stocare masiva si îndelungata a informatiei. Este obtinuta prin utilizarea unor echipamente periferice de memorare.

exemple: hard disk, CD-ROM (capacitate 650 - 800MB sau 74min), floppy disk, banda magnetica.

Salvarea este procedeul de transfer a datelor din memoria interna în cea externa.

Unitatea aritmetico-logica realizeaza prelucrarea informatiei preluate din memoria interna, iar rezultatele se depun din nou în memorie. Aceasta unitate executa operatii aritmetice (adunare, scadere, etc.) si logice (sau, si, negare, etc.).

Dispozitivele de iesire realizeaza trimiterea în exteriorul sistemului a informatiilor din memoria interna. Executa pt utilizator conversia din format binar într-un format accesibil omului. Acolo unde este necesar genereaza semnale necesare actionarii unor echipamente cu comanda numerica.

exemple: display, imprimanta, dispozitive audio/video, plotter, interfata pt retea, convertoare si interfete specializate

Unitatea de comanda controleaza activitatea tuturor echipamentelor din sistem pe baza unei secvente de instructiuni sau a unui program memorat. Pt executia unei instructiuni UC parcurge etapele:

citirea în memoria interna a instructiunii curente.

decodificarea instructiunii, indentificarea operatiunilor ce trebuiesc executate, si daca este o instructiune de salt o executa.

aducerea din memorie a operanzilor.

executarea operatiilor citite, comandând în acest scop UAL.

daca exista rezultate, acestea sunt depuse în memoria interna, apoi se trece la urmatoarea instructiune.

Totalitatea instructiunilor pe care le poate realiza unitatea de comanda formeaza limbajul masina (specific fiecarei UC - tip de µP), iar programele scrise în acest limbaj se numesc programe în cod masina. Limbajul masina este o reprezentare prin valori numerice a setului de operatii simple pe care stie sa le execute UC. Un program scris în cod masina este o secventa de cod binar, care daca se afla în memoria interna poate fii rulata direct (program executabil).

Firmware este software-ul inclus în dispozitivele electronice în momentul fabricatiei acestora.

Marimile electrice cel mai utilizate în calculatoare sunt

nivele de tensiune: 5V, 12V si mai nou 3.3V date de o sursa de alimentare livrata cu sistemul de calcul, având puteri cuprinse între 200w si 300w. Sursele pot fii AT sau ATX.

frecventa F=1/T, frecventa centrala (66MHz, 100MHz, etc.) având un factor de multiplicare. FSB = frecventa frontului magistralei de date (front site bus).

Reprezentarea interna a informatiei La nivel intern informatia este stocata în sistem binar ("1" si "0")

1octet=1 byte= 1B =8 bit

1KB=2¹⁰B=1024bit

1MB=2¹⁰KB=2¹⁰*2¹⁰B=2²⁰B

1GB=2³⁰B

1TB=2⁴⁰B

hexazecimal 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F urmate de "h".

Reprezentarea informatilor nenumerice se face folosind codul ASCII. Codul ASCII extins utilizeaza 8biti pt memorarea unui caracter, codifica caracterele alfabetice mici sau mari, caracterele numerice, semnele de punctuatie, caracterele de control (neafisabile, sub 36).

Realizarea unei aplicatii care sa poata fi executata pe un calculator trebuie sa parcurga etapele:

specificarea problemei prin formularea efectiva si stabilirea datelor de i/o

proiectarea algoritmului, transpunerea problemei în algoritm si reprezentarea ei în pseudocod sau schema logica

codificarea algoritmului în limbaj de programare, acesta depinzând de natura aplicatiei.

Un algoritm este un procedeu de rezolvare a unei probleme, el apare ca un set de reguli ce descriu secventa de instructiuni sau operatii ce trebuie executate de calculator pt rezolvarea unui tip specific de probleme. Algoritmul trebuie sa aiba urmatoarele proprietati:

generalitate

marginire în timp

rigurozitate

eficienta exprimata în timp de executie

memorie ocupata

Limbajul de programare cuprinde un vocabular si o sintaxa. Categorii:

cod masina - reprezentat prin valori numerice a setului de operatii simple pe care stie sa le execute UC

cod de asamblare - transcrierea în forma mnemonica a limbajului masina, fiecarei instructiuni din codul masina îi corecpunde o instructiune în limbaj de asamblare (cuprinde instructiuni si operanzi)

limbaj de nivel înalt (avansat) - este apropiat de utilizator, continând enunturi proprii limbajului uman, cu atât mai evoluat cu cât se apropie mai mult de limbajul natural si cu cât permite cu mai multa usurinta accesul la resursele fizice ale calculatorului. Unei instructiuni scrise în acest limbaj îi corespunde un grup sau o secventa de instructiuni în cod masina, rezultând un cod portabil.

exemple  Pascal, C, C++, Delphi, Visual basic

Tipuri de calculatoare personale compatibile IBM (IBM PC) :

desktop - PC pt birou, fixe

laptop - PC portabile, comparabile ca performante cu desktop PC

notebook - PC portabile cu functii limitate (editare de texte, agenda, etc.)

Dupa tipul sursei de alimentare si a carcasei acesteia:

AT (Advance Technology) AT, mini AT, midi AT, maxi AT, big AT

ATX (Advance Technology Extended) ATX, mini ATX, midi ATX, maxi ATX, big ATX

Dupa tipul carcasei

tower - pozitie verticala

desktop - pozitie orizontala

LPX (Low Profile Extended) - slim desktop