3. Arkitektura e Kompjuterit

Tiranë, 2011

2

Përmbajtja

3.1 Hyrje

3.2 Veprimet bazë të kompjuterit

3.3 Njësitë funksionale

3.4 Sistemi i pajisjeve rezervuese

3.5 Portat

3.6 Pajisjet hyrje – dalëse

3.7 Tipet e kompjuterave

3

3.1 Hyrje

Kompjuteri personal, ose PC, përbëhet nga një numër komponentësh fizikë, që ndryshe quhen harduer i kompjuterit.

Do të paraqesim një pamje të përgjithshme të kompjuterit

Si janë organizuar pjesët përbërëse të kompjutërit

Si realizohen detyrat specifike nga pjesët përbërëse të kompjuterit

Ndërtimi i brendshëm ndryshon nga gjenerata në gjeneratë por nga ana funksionale proceset mbeten të njëjta

4

3.2 Veprimet bazë të kompjuterit

Kompjuteri kryen pesë procese bazë:

1. Pranon të dhëna ose urdhëra nga pajisja hyrëse

2. Rezervon të dhëna

3. Përpunon të dhënat siç kërkohet nga përdoruesi

4. Jep rezultatet në një nga pajisjet dalëse

5. Kontrollon të gjitha veprimet brënda në kompjuter

5

Pamja e jashtëme e një PC

6

Skema e funksionale e kompjuterit

7

3.3 Njësitë funksionale

Me qëllim që të kryejë pesë proceset bazë kompjuteri e shpërndan punën ndërmjet dy njësive funksionale: - Njësia arithmetiko-logjike (Arithmetic Logical

Unit - ALU) - Njësia e kontrolit (Control Unit - CU) Kur i referohemi në përgjithësi, këto njësi quhen me një emër të vetëm Njësia Qëndrore e Përpunimit (Central Processing Unit - CPU)

8

CPU

9

Skema funksionale e CPU-së

Proçesori

Njësia e Njësia Kontrollit Aritmetike Logjike

Regjistrat

Kujtesa Kryesore

Pajisjet e Hyrjes

Kujtesa Sekondare

Pajisjet e Daljes

10

Njësia arithmetiko-logjike

Njësia arithmetiko-logjike përmban qarqet elektronike që kryejnë përpunimet e të dhënave

Përpunimet kryesore të kryera nga ALU-ja janë:

Arithmetike si mbledhja, zbritja, shumëzimi, pjestimi,

Logjike si krahasimet, zhvendosjet, etj

Të dhënat e nevojshme ALU-ja i gjen në regjistrat e CPU-së. Rezultatet e përpunimit dërgohen po në regjistrat e CPU-së

Komandimi i punës bëhet nga Njësia e kontrollit

11

Njësia e kontrollit

- Njësia e kontrollit përmban qarqet elektronike të nevojshëm për koordinimin e aktivitetit të kompjuterit

- Njësia e kontrollit drejton kryerjen e veprimeve të përcaktuara në programin e regjistruar në pajisjen e rezervimit

- Transferimi i informacionit nga Pajisja rezervuese ne regjistra behet nga Njësia e kontrollit.

- Interpretimi i instruksioneve dhe lëshimi i sinjaleve për njësitë e tjera kryhen nga Njësia e kontrollit

12

Njësia e kontrollit (2)

- Njësia e kontrollit shërben gjithashtu si një operator në se një kompjutër lejon akses për të punuar njëkohësisht disa përdorues

- Njësia shërben si koordinatore për punën e pajisjeve të transmetimit të të dhënave në kompjuter dhe të afishimit të të dhënave nga kompjutëri

- Njësia e kontrollit është “menaxheri” i të gjitha operacioneve të përmendura më parë

13

Regjistrat

- Për të kryer punën në CPU janë vendosur disa qarqe elektronike që quhen Regjistra

- Regjistrat shërbejnë për rezervim të përkohshëm të informacionit (të dhëna dhe instruksione) që përpunohen nga CPU-ja

- Mbajnë përkohësisht të dhënat që do të përpunojë ALU-ja

- Mbajnë përkohësisht rezultatet që ka përpunuar ALU-ja

14

Shpejtësia e punës së CPU-së

CPU-ja e organizon punën saj nën ritmin e një ore elektronike të brendshme vetiake të saj

Shpejtësia e orës (clock rate) përcaktohet si numëri i pulsimeve në një sekonde të gjeneruara nga ora dhe shprehet aktualisht në GigaHertz (GHz) (miliarda pulse në sekondë)

CPU-ja kërkon një numër të vogël pulsimesh (clock cycles) për të ekzekutuar çdo instruksion

Cikli Makinë – Koha që duhet për ekzekutimin e një instruksioni (MIPS)

P.sh procesori Intel 486 harxhon vetëm një pulsim për të kryer një shumëzim

15

3.4 Sistemi i pajisjeve rezervuese

Sistemi i pajisjeve rezervuese përbëhet nga:

- regjistrat e procesorit

- kujtesa e fshehtë (cache memory)

- kujtesa ROM

- kujtesa qëndrore RAM

- kujtesat sekondare (disk magnetik, diskete,…)

- kujtesat terciare (CD, DVD, flash, …)

16

Ndarja funksionale

Nga pikpamja funksionale pajisjet rezervuese

ndahen në:

a) pajisje që mbajnë të dhënat që po përpunohen: regjistrat

b) Pajisje për të mbajtur të dhënat që do të duhen në një kohë shumë të afërt: cache memory, RAM

c) Pajisje për të mbajtur të dhënat që do të duhen pas pak kohe ose pas shumë kohe ose asnjëherë: disku magnetik, disqet optike, shiriti magnetik,

17

Hiearkia e paisjeve rezervuese

18

Kujtesa ROM

Kujtesa ROM (Read Only Memory) përmban disa programe të furnizuara nga konstruktori i kompjuterit që shërbejnë për të startuar disa nga pajisjet e lidhura me kompjutërin ROM aksesohet vetëm për lexim nga procesori ROM është kujtesë e tipit read ROM e mban përgjithmonë informacionin (non-

volatile memory)

19

Kujtesa qëndrore RAM

Kujtesa qëndrore, RAM, aksesohet drejtpërsëdrejti nga procesori

Funksioni kryesor i kujtesës RAM është që gjatë një seance pune:

i) të rezervojë bashkësinë e urdhërave të përpunimit të të dhënave të quajtur program (software)

ii) të rezervojë të dhënat që i nënshtrohen përpunimit

Rezervimi në RAM është i përkohshëm

20

RAM

Çdo qelizë e RAM është e aksesueshme

Çdo qelizë aksesohet me të njëjtën kohë

RAM është kujtesë e tipit read/write

Informacioni në RAM zhduket në se ndërpritet energjia elektrike (volatile memory)

Kapaciteti i kujtesës shprehet në Bytes

Aktualisht për kompjuterat personale (PC) kapaciteti normal është afersisht 512 MB - 2 GB

21

Një kujtesë RAM

22

Cache memory

Kujtesa e tipit cache është një kujtesë e shpejtë e tipit RAM por më e shtrenjtë

Është krijuar për të zbutur ndryshimin e madh ndërmjet shpejtësisë së punës procesorit dhe kohës së leximit të informacionit nga RAM

Cache memory mban të dhënat që përsëriten shpesh

Rradha e kërkimit të informacionit nga CPU është: regjister-cache-RAM

Kur nuk e gjen në një kujtesë kalon tek tjetra

Aktualisht për kompjutërat personale (PC) kapaciteti normal për cache është 1 - 2 MB

23

Disku magnetik

Disku magnetik është aktualisht rezervuari i të dhënave në një kompjutër

Lejon akses të drejtpërdrejtë tek të dhënat e regjistruara

Është një medium rezervimi non-volatile

Njihet me emrat: hard drive, hard disk, fixed disk drive

Janë futur në përdorim në vitin 1956 në një kompjutër IBM

Të dhënat në disk regjistrohen nëpërmjet magnetizimit

24

Skica e një disku magnetik

25

Disku magnetik

Disa të dhëna për një disk tipik aktual për PC:

Kapaciteti: 120 – 300 GB

Shpejtësia e rrotullimit: 7200 rrot/min

Shpejtësia mesatare e transferimit të të dhënave: 1 Gbit për sekondë

26

Disku optik

Në kategorinë e disqeve optikë futen: CD (Compact disc) DVD (Digital Versatile Disc) BD (Blu-ray)

Është një medium rezervimi non-volatile Në treg CD, që nga 1982 Fllimisht CD u fut si një vazhdim i pllakave të gramafonit dhe më vonë u bë mjet rezervimi për të dhënat DVD u fut ne treg ne vitet 1995 Blu-ray ne fund të 2007

27

Mekanizmi i brendshëm i DVD-Drive

28

Disku optik

Kapaciteti i disqeve optike:

ne versionin CD kapaciteti perfshihet ndërmjet 600 dhe 700 MB,

ne versionin DVD kapaciteti mbrin deri në 17 GB

ne versionin Blu-ray kapaciteti mbrin

50 GB – 100 GB.

Të dhënat në disqet optike regjistrohen nëpërmjet djegies me reze lazer

29

Paisje të tjera

Flash drive

Kartat e memorjes

Hard-disqet e jashtëme, etj

Njësitë matëse të kujtesës

30

PREFIX POWER of 10 UNITS NUMBER OF BYTES

kilo- 3 thousands 1,024

mega- 6 millions 1,048,576 1024 kilobytes

giga- 9 billions 1,073,741,824 1024 megabytes

tera- 12 trillions 1,099,511,627,776 1024 gigabytes

peta- 15 quadrillions 1,125,899,906,842,620 1024 terabytes

exa- 18 quintillions 1,152,921,504,606,840,000 1024 petabytes

zetta- 21 sextillions 1,180,591,620,717,410,000,000 1024 exabytes

yotta- 24 septillions 1,208,925,819,614,620,000,000,000 1024 zettabytes

31

3.5 Portat në kompjuter

Çdo kompjuter është i përshtatur për një numër periferikësh si brenda dhe jashtë tij.

Të gjitha pajisjet lidhen me anë të portave të komunikimit.

Ndërfaqësit janë të tipeve të ndryshme në varësi të pajisjeve që do të lidhen, dhe shpejtësisë së transmetimit.

Portat janë të vendosura në motherboard ose në skeda zgjerimi.

32

Portat në kompjuter

33

3.6 Paisjet e Hyrje-daljes

Një kompjuter është i dobishëm kur komunikon me ambjentin e jashtëm

Paisjet e hyrjes transmetojnë të dhënat në kompjuter

Paisjet e daljes nxjerin rezultatet nga kompjuteri

Paisjet e hyrje-daljes quhen paisje periferike

34

Paisjet e hyrjes

Paisjet e hyrjes shërbejnë për konvertuar të dhënat që do t’i transmetohen kompjuterit në një formë të kuptueshme (sinjale elektrike)

Si paisje tipike hyrëse përmendim:

Tastierën (keyboard)

Miun (mouse)

Skanerin (scanner)

35

Tastiera

Paisja kryesore për hyrje të të dhënave

Tipi QWERTY

104 tasta

Tastat alfabetike, numerike, shenjat speciale

Tastat funksion (F1,…,F12)

Tastat Ctrl, Alt, Shift, Caps lock, Tab, Enter, Esc

Tastat e lëvizjes së kursorit

36

Mouse

Tipik për hyrje urdhërash në rastin e komunikimit me kompjutërin me një ndërfaqës grafik

Veprimet me mouse:

Klikim me të majtën

Klikim me të djathtën

Klikim i dyfishtë

Rëshkitje (drag)

37

Skaneri

Paisje optike tipike për dixhitalizimin e figurave

Formatet:

Magnetic Ink Character recognition (MICR) që përdoret kryesisht në banka për të lexuar çeqet

Optical Mark Reader (OMR) që për të lexuar testet e përgatitura nga studentët në provime

Optical Character Recognition (OCR) që përdoret për të lexuar karakteret tekst

Skaneri

38

39

Paisjet dalëse

Paisjet e daljes shërbejnë për konvertuar rezultatet që ka krijuar nga përpunimi kompjutëri në formatet që i përdor zakonisht njeriu

Si paisje tipike dalse përmendim:

Ekrani (monitor)

Printeri (printer)

40

Ekrani

Afishimi grafik ose tekstor

Karakteristikat baze

Madhësia e matur në diagonale

15”

17”

19”

Tipi

Ekran me rreze katodike

Ekran LCD

41

Printeri

Shtyp në letër rezultatet

Teknologjia:

Lazer

Sprucim boje (Ink jet)

Me gjilpëra

Mënyra e printimit

Me ngjyra Bardhë & zi

42

3.7 Tipet e kompjuterave

Një nga klasifikimet e mundshme të kompjutërave është ai që bazohet në: përmasat fizike të pajisjes, efikasitetin llogaritës, aftësinë rezervuese, numrin e përdoruesve që mund të punojnë

njëkohësisht në një makinë të vetme

43

Tipet e kompjuterave (2)

Mikrokompjuter (microcomputer)

Minikompjuter (minicomputer)

Meinfreim (mainframe)

Superkomputer (supercomputer)

44

Micro-computer

Janë më të vegjlit e kompjuterave përsa i përket shpejtësisë dhe kapacitetit rezervues,

Njësia e tyre e përpunimit është një mikroprocesor

Mikrokompjutërat e parë bazoheshin në një mikroprocesor që mund të adresonte 8-bit,

Quhen edhe kompjutëra personale (PC),

Mikroprocesorët aktuale të tyre janë të tipit 32 dhe 64 bit

45

Micro-computer

46

Mini-computer

Projektuar që të punojnë disa përdorues njëkohësisht

Aftësi rezervuese të madhe dhe shpejtësi veprimi të madhe

Përdoren në kompani që përpunojnë një volum të madh të dhënash

Përdoren edhe si servera në rrjeta lokale të kompjutërave

47

Mini-computer

48

Main-frame

Aftësi rezervuese shumë të madhe dhe shpejtësi veprimi shumë të madhe

Punojne disa njerez njëkohësisht

Përdoren si database të qendërzuara

Përdoren si nyje kontrolluese për rrjeta rajonale kompjutërash (Wide Area Networks-WAN)

Shembuj: IBM 3000, DEC, ICL

49

Main-frame

50

Super kompjuteri

Super kompjuteri është një makine me shumë procesore dhe me kujtesa të kapaciteteve të larta

Kërkime shkencore

Perdoret ne parashikimin e kohes

Kerkime molekulare

Etj

51

Super kompjuteri “Cray”

52

Super kompjuteri Cray XT5

Six-Core AMD Opteron Processors