Din punct de vedere structural:

Echipamentele fizice (partea materială) - HARDWAREProgramele şi datele (partea logică) - SOFTWARE

HARDWARE-UL - reprezintă echipamentele fizice din care este alcătuit un sistem de calcul, în care circuitele electronice prelucrează automat informaţiile şi asigură comunicarea între utilizator şi sistem.

VON NEWMANN a stabilit că hardware-ul trebuie să asigure următoarele funcţii:

1. funcţia de memorare;2. funcţia de comandă şi control;3. funcţia de prelucrare;4. funcţia de intrare-ieşire.

1. FUNCŢIA DE MEMORARE asigură memorarea datelor şi a programelor şi are ca suport memoria internă şi memoria externă. În memoria internă sunt stocate programele şi datele care sunt în lucru la un moment dat. În memoria externă sunt stocate toate programele şi datele de care poate avea nevoie, în diferite situaţii, sistemul de calcul.

2. FUNCŢIA DE COMANDĂ ŞI CONTROL asigură: extragerea instrucţiunilor din memoria internă; analiza instrucţiunilor; comanda de executare a unei operaţii; extragerea datelor de intrare din memoria internă; aranjarea datelor de ieşire în memoria internă.

3. FUNCŢIA DE PRELUCRARE asigură efectuarea operaţiilor aritmetice (adunare, scădere, înmulţire şi împărţire) şi logice (AND, IF, NOT). Funcţia este realizată de Unitatea Aritmetică Logică.

4. FUNCŢIA DE INTRARE-IEŞIRE asigură introducerea datelor şi a programelor în memoria internă şi furnizarea rezultatelor.

ARHITECTURA unui calculator defineşte un set de reguli prin care subansamblele hardware sunt conectate fizic, fără să se ţină cont de amplasarea lor.

Subansamblele sunt definite după funcţia asigurată:

unitatea de comandă şi control; unitatea aritmetică-logică; unitatea de memorie internă unitatea de memorie externă unităţile de intrare-ieşire.

Structura unui calculator secvenţial

• cu linie continuă: fluxul de date şi instrucţiuni;

• cu linie întreruptă: fluxul de comenzi şi stări.

UNITATEA DE INTRARE (UI)

Unitatea de intrare a unui calculator are următoarele funcţii: asigură introducerea informaţiei în calculator; realizează conversia datelor de la forma externă accesibilă omului

(numere, texte, imagini etc.) la forma internă (binar).

Exemple:• Tastatura• mouse-ul• creionul optic• scanner-ul• cititorul de bandă de hârtie• cititorul optic de caractere• interfeţele specializate pentru achiziţii de date.

UNITATEA DE MEMORIE (UM)

Unitatea de memorie stochează informaţiile (date şi programe). Unitatea de măsură pentru memorie este octetul (byte) şi conţine 8 biţi.

Memoria unui calculator este formată din:

MEMORIA INTERNĂ (PRINCIPALĂ), care păstrează programele şi datele ce se utilizează la un moment dat şi care:- este accesată direct de unitatea centrală;- cu excepţia unor zone mici, este volatilă, fiind dependentă de alimentarea cu energie;- este realizată cu circuite electronice rapide de memorie;- este un suport de memorare scump;- are o capacitate limitată chiar de caracteristicile unităţii centrale.

MEMORIA EXTERNĂ (SECUNDARĂ) - păstrează toate celelalte programe şi date ce trebuie să se afle la dispoziţia sistemului de calcul şi care:

- este un spaţiu de stocare îndelungată a informaţiei;- este obţinută prin utilizarea unor echipamente fizice periferice de memorare:

Exemple:• banda magnetică;• discuri magnetice de diverse tipuri;• casete magnetice;• compact discuri;• memorii optice;• CD-uri;• DVD-uri;• Memorii flash; etc.

UNITATEA ARITMETICĂ - LOGICĂ (UAL)

Unitatea Aritmetică - Logică realizează prelucrarea informaţiei preluate din memorie, iar rezultatele se depun din nou în memorie (în unele situaţii, puţine la număr, rezultatele sunt înscrise direct în mediul extern).

UAL execută: • operaţii aritmetice (adunare, scădere, înmulţire, împărţire); • operaţii logice (ŞI, SAU, SAU-EXCLUSIV, NEGAŢIE).

Pentru executarea operaţiilor, unitatea aritmetică-logică dispune de o memorie proprie, de dimensiuni reduse, organizată sub formă de REGISTRE.

SUBSISTEMUL DE IEŞIRE (UE) Subsistemul de Ieşire are următoarele funcţii: • realizează trimiterea în exteriorul sistemului de calcul a

informaţiei din memoria internă (date iniţiale şi rezultate ale prelucrărilor);

• execută, pentru utilizatorul uman, conversia din formatul intern (binar) într-un format accesibil omului (cifre, grafice, texte, imagini);

• acolo unde este cazul, generează prin intermediul unor circuite speciale (numite convertoare numeric-analogice) semnale necesare acţionării unor echipamente cu comandă numerică.

Exemple:• display-ul• imprimanta• plotter-ul• interfaţa de reţea de calculatoare• dispozitive audio - video specializate• convertoare şi interfeţe specializate.

UNITATEA DE COMANDĂ (UC)

Unitatea de Comandă controlează activitatea tuturor echipamentelor din sistem, pe baza unei secvenţe de instrucţiuni (programul memorat).

Pentru execuţia unei instrucţiuni, UC parcuge următoarele etape: • citirea din memoria internă a instrucţiunii curente;• decodificarea instrucţiunii (identificarea operaţiilor ce trebuiesc

executate) şi dacă este o instrucţiune de salt, o execută prin trecerea directă la instrucţiunea menţionată;

• aducerea din memorie a operanzilor; • executarea operaţiilor cerute de instrucţiune, comandând în acest

scop unitatea Aritmetico - Logică; eventual, dacă există rezultate, depunerea acestora în memoria internă;

• trecerea la instrucţiunea următoare.

Instrucţiunile reprezintă codificarea comenzilor de operaţii pe care trebuie să le execute calculatorul.

Calculatorul este o maşină cu DOUĂ STĂRI ==> aceste instrucţiuni vor fi şiruri de cifre binare, iar codul folosit se numeşte COD MAŞINĂ.

Setul de instrucţiuni pe care microprocesorul îl înţelege şi îl execută se numeşte LIMBAJ MAŞINĂ.