1. ARHITECTURA SISTEMELOR DE CALCUL
Proiect realizat de:
Cioclei Costinel-Lucian

2. Cuprins 1.Definitie 2.Structura unui sistem de calcul
3.Clasificarea sistemelor de calcul
4.Arhitectura unui sistem de calcul
5.Memoria interna unui sistem de calcul

3. SISTEM DE CALCUL – 1.DEFINITIE
Un dispozitiv care lucrează automat, sub controlul unui program memorat, prelucrând date în vederea producerii unor rezultate ca efect al procesării.
Dispozitiv care efectuează calcule, în special o maşină electronică programabilă care execută operaţii aritmetice, logice sau care asamblează, stochează, corelează sau efectuează un alt tip de procesare a informaţiei, cu viteză ridicată (The American Heritage Dictionary of the English Language, 2000).

4. 2.STRUCTURA UNUI SISTEM DE CALCUL
hardware - partea de echipamente:
unitatea centrală de procesare (Central Processing Unit – CPU);
memoria;
dispozitivele periferice;

5. software - partea de programe:
soft sistem (aplicaţii destinate sistemului de calcul şi sistemului de operate);
soft utilization (restul aplicaţiilor);
firmware - partea de microprograme

6. 3.CLASIFICAREA SISTEMELOR DE CALCUL
Supercalculatoare - sisteme de calcul considerate la momentul apariției drept cele mai performante din lume în ceea ce privește viteza de procesare a datelor;
Mainframe-uri - mașini multiprocesor, de asemenea cu putere mare de procesare, neorientate însă spre un anumit task precis ci mai degrabă aplicațiilor critice, prelucrărilor simple asupra unui volum mare de date, salvarea și backup-ul acestor date;
Caracteristicile supercalculatoarelor: masini multiprocesor, de obicei dotate cu sute sau mii de procesoare vectoriale, ce lucreaza in paralel. In ultima perioada, se observa o tendinta de a construi supercalculatoare prin clusterizarea mai multor sisteme de calcul cu putere de procesare mai mica (nivelul de paralelizare se muta de la nivelul arhitecturii hardware la nivelul software-ului). De obicei construite si destinate unor scopuri bine definite (cu tinta precisa), spre exemplu: predictia meteo, miscarile scoartei terestre, jocul de sah (Deep Blue).
Mainframe-uri: masini multiprocesor, de asemenea cu putere mare de procesare, neorientate insa spre un anumit task precis ci mai degraba aplicatiilor critice, prelucrarilor simple asupra unui volum mare de date, salvarea si backup-ul acestor date (destinate in special sistemelor bancare, burselor, altor institutii financiare, etc). De obicei in productia de serie a anumitor companii (IBM, HP), un supercalculator fiind de obicei produs la comanda.
Minicalculatoare (deprecated): termen folosit in anii 60 si 70 pana la aparitia microcalculatoarelor. Sisteme de calcul low cost (relativ, ) - tot ce era inferior unui mainframe si unui supercalculator, atat ca putere de procesare cat si ca dimensiune fizica, destinate universitatilor, ramuri ale industriei, etc. Multe dintre minicalculatoare permiteau accesul mai multor utilizatori prin intermediul asa numitor terminale virtuale (dump terminals). Au dus la aparitia sistemelor de operare moderne (interactive, multiutilizator).
Microcalculatoarele: sisteme de calcul bazate pe folosirea unui microprocesor (de unde si numele), aparute la sfarsitul anilor 70, inceputul anilor 80, low cost, destinate in principal home and office user-ului. Cererea crescanda de astfel de calculatoare, dezvoltarea industriei IT, a dus la dezvoltarea lor si la eliminarea totala a minicalculatoarelor (la mijlocul anilor 80 puterea unui microcalculator era mai mare decat puterea unui minicalculator vechi de cativa ani). Termenul de microcalculator a evoluat in cel de Personal Computer (PC). Desi la inceput auveau o putere de procesare redusa, astazi microcalculatoarele se carcterizeaza printr-o putere de procesare si capabilitatilor grafice ridicate.

7. Minicalculatoare (deprecated): termen folosit în anii 60 și 70 până la apariția microcalculatoarelor. Sisteme de calcul low cost (relativ) - tot ce era inferior unui mainframe și unui supercalculator, atât ca putere de procesare cât și ca dimensiune fizică, destinate universităților, ramuri ale industriei, etc;

8. Microcalculatoarele - sisteme de calcul bazate pe folosirea unui microprocesor (de unde și numele), apărute la șfârsitul anilor 70, începutul anilor 80, low cost, destinate în principal home and office user-ului.

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

10. O "ALTFEL" DE CLASIFICARE A SISTEMELOR DE CALCUL
Stații de lucru (workstations) - de obicei calculatoare din familia microcalculatoarelor (calculatoarele personale spre exemplu) cu putere de procesare medie, capabilități grafice și multimedia ridicate, de obicei conectate la Internet;
Microdispozitive (embedded devices) - dispozitive cu putere de calcul relativ redusă, dotate cu un procesor și cu o functionare dedicate unui anumit scop. Exemple: telefoane mobile, PDA, MP3 player-e, GPS-uri, DVD player-e, etc. Aproximativ 80% din procesoarele produse în acest moment sunt dedicate microdispozitivelor.
Odata cu evolutia industriei IT atat din punct de vedere software cat si din punct de vedere hardware, dar in acelasi timp data fiind si evolutia retelei Internet, putem localiza astazi un sistem de calcul in una dintre urmatoarele categorii:
Statii de lucru (workstations) - De obicei calculatoare din familia microcalculatoarelor (calculatoarele personale spre exemplu) cu putere de procesare medie, capabilitati grafice si multimedia ridicate, de obicei conectate la Internet.
Servere - ofera diferite servicii statiilor (clientilor). Din punct de vedere hardware un server poate rula atat pe un microcalculator (calculator personal) cu putere de procesare mai ridicata cat si pe arhitecturi hardware dedicate acestui scop (mainframe-uri sau supercalculatoare). Ca observatie, prin server intelegem in functie de context, atat masina server (sub forma ei fizica) destinata scopului de a deservi clientii, cat si procesul server ce deserveste un proces client.
Microdispozitive (embedded devices) - dispozitive cu putere de calcul relativ redusa, dotate cu un processor si cu o functionalitate dedicata undue anumit scop. Exemple: telefoane mobile, PDA, MP3 player-e, GPS-uri, DVD Player-e, etc. Aproximativ 80% din procesoarele produse in acest moment sunt dedicate microdispozitivelor.

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

12. ARHITECTURA UNUI SISTEM DE CALCUL
Se referă la acele atribute ale sistemului care sunt vizibile programatorului şi care au un impact direct asupra execuţiei unui program:
setul de instrucţiuni maşină;
caracteristicile de reprezentare a datelor;
modurile de adresare;
sistemul de intrare / ieşire (I/O).

13. ARHITECTURA UNUI SISTEM DE CALCUL
Unitatea Aritmetică-Logică
Magistrala CPU internă
I/O 1
Regiştri .
Unitatea de Comandă şi Control
Magistrala de date
Magistrala de adrese
Magistrala de control
CPU
I/O n
Memoria cache (CPU-memoria principală)
Memoria secundară
Memoria principală
Magistrala sistem

14. Memoria interna a unui sistem de calcul

15.  Din punct de vedere fizic, memoria aflată pe placa de bază a unui calculator este constituită din câteva cipuri de capacitate 4Mb, 8Mb, 16Mb, 32Mb sau maxim 64Mb ce reprezintă memoria principala a sistemului de calcul, ce include o memorie de bază de 640Kb de tip RAM. Oricare ar fi tipul de memorie, aceasta este considerată constituită din celule de memorie (bytes), celula fiind cea mai mică parte a memoriei ce poate fi adresată direct şi care reprezintă unitatea de masură a memoriei, 1 celulă = 1 byte = 1 octet= 8 biţi.
         Celulele de memorie sunt folosite pentru stocarea diferitelor tipuri de informaţii (numerice, alfabetice, grafice, sunete, etc.). Evident, în funcţie de natura informaţiei , pentru un tip de informaţie, se utilizează una sau mai multe celule de memorie. De exemplu, pentru reprezentarea în memorie a numerelor reale se utilizează 4, 6, 8 sau 10 celule (bytes), în cazul limbajului de programare Borland Pascal, determinând utilizarea mai multor domenii de valori reale: Single, Real, Double şi Comp, Extended, domenii ce se deosebesc prin precizia de calcul pe care o oferă în acest mod. Prin urmare, limbajele de programare oferă metode şi tehnici diferite pentru reprezentarea informaţiilor, determinând precizii de calcul diferite, utilizatorul fiind acela care va decide, în funcţie de precizia de calcul dorită, limbajul de programare ce trebuie folosit sau programul de calcul ce trebuie apelat. Initial, în standardul Pascal era cuprins doar domeniul Real, celelalte au fost cuprise în convenţia  IEEE (Institute for Electrical and Electronics Engineers).