Caracteristici tehnice si de exploatare a microcalculatoarelor - arhitectura unui microcalculator IBM sau compatibil IBM

Caracteristici tehnice si de exploatare a microcalculatoarelor - Arhitectura unui microcalculator IBM sau compatibil IBM

Microcalculatoarele sunt sisteme electronice de calcul ce au evoluat foarte rapid, ele avand o istorie relativ recenta. Caracteristicile tehnice si de exploatare, domeniile de utilizare si performantele inregistrate permit gruparea acestora in :

microcalculatoare personale - familiale de tipul 'home computer' (HC);

microcalculatoare profesionale (din generatia veche) pe 8 biti;

microcalculatoare personal profesionale (personal computer).

Microcalculatoarele personale au cunoscut un succes deosebit la sfarsitul anilor '70, inceputurile anilor '80 fiind destinate unor nevoi neprofesionale. Capacitatea memoriei interne era mica (maxim 64 KO), iar unitatile periferice, nu prea evoluate se limitau la unitatea de caseta magnetica ce utiliza o banda magnetica (asemanatoare unui casetofon obisnuit) cu doua piste apte pentru inregistrare, ecranul unui televizor color si tastatura. Microcalculatoarele HC erau utilizate in special pentru jocuri dar ele permiteau si prelucrari de date folosind in acest scop programe aplicative scrise intr-un limbaj de programare evoluat (BASIC sau PASCAL).

Microcalculatoarele profesionale pe 8 biti au aparut prin anul 1974 avand la baza microprocesoare de tipul INTEL 8080. Aceste sisteme electronice de calcul aveau urmatoarele caracteristici :

o memorie interna de minim 64 KO extinsa ulterior la 128,256 si chiar 640 KO;

sistem de operare pe 8 biti implementat pe un disc flexibil;

dispun de un sistem de magistrale separate;

s-au diversificat perifericele (cititoare de cartele perforate, cititoare de banda perforata, unitate de caseta magnetica, unitate de banda magnetica, unitate de discuri flexibile si imprimanta);

viteza de prelucrare era de pana la 0,1 milioane de instructiuni pe secunda.

La noi in tara s-au construit si utilizat microcalculatoare profesionale cum ar fi Felix-M18; Felix-M18B; Felix-M118; Cub-Z; Junior etc. care au fost repede inlocuite datorita aparitiei altor microcalculatoare mult mai performante.

Microcalculatoarele personal - profesionale sunt cele mai raspandite sisteme electronice de calcul. Ideea care a stat la baza construirii acestora a fost aceea de a elibera utilizatorul de dependenta sa fata de resursele de calcul oferite de minicalculatoare sau de calculatoarele mainframe.

In cadrul acestei subclase de microcalculatoare cunoscute si sub denumirea de 'Personal Computer' (PC) se deosebesc doua tipuri de sisteme :

tipul IBM si compatibile IBM;

tipul Apple/Macintosh;

Tipul de calculatore IBM sunt construite de catre firma americana cu acelasi nume care a adoptat o arhitectura deschisa. Astfel, pentru construirea unui microcalculator PC firma IBM a apelat la alte firme de la care a achizitionat circuite integrate, sisteme de operare, unitati periferice etc., pe care le-a asamblat intr-un sistem electronic de calcul foarte performant. Pornind de la experienta firmei IBM care devenise de altfel lidera mondiala in constructia de calculatoare, alte firme producatoare de tehnica de calcul au adoptat si chiar perfectionat ideile tehnologice ale acesteia, reusind sa produca microcalculatoare PC cu respectarea principiilor constructive ale firmei IBM. Aceste microcalculatoare poarta numele de microcalculatoare compatibile IBM-PC.

Spre deosebire de aceasta, firma Apple practica o arhitectura inchisa pentru producerea de microcalculatoare Macintosh, ceea ce presupune ca cea mai mare parte a componentelor acestui calculator sa fie produse de firma, iar daca se apeleaza si la alti producatori, acestia trebuie sa se conformeze unor standarde acceptate de firma mama.

Cele doua tipuri de microcalculatoare sunt in principiu incompatibile, in prezent anumite arhitecturi de microprocesoare permit utilizarea simultana a programelor PC si Macintosh pe acelasi calculator. De asemenea, marile firme producatoare de soft standardizeaza programele din punct de vedere al utilizatorului, atat pentru exploatarea pe microcalculatoare IBM cat si pe Macintosh existand niste programe speciale de conversie a informatiilor de pe un sistem pe altul.

Arhitectura unui microcalculator IBM sau compatibil IBM

Configuratia unui microcalculator pastreaza in general arhitectura generala a unui calculator. Astfel un microcalculator are urmatoarele componente fizice :

unitatea centrala de prelucrare si comanda;

unitatile periferice;

magistrala de comunicatie.

Unitatea centrala de prelucrare si comanda realizeaza memorarea datelor de prelucrat, a programelor aplicative pe baza carora se prelucreaza datele si a rezultatelor partiale sau totale obtinute din prelucrare, prelucrarea propriu-zisa a datelor, comanda si controlul intregului sistem de echipamente. Pentru a realiza aceste functii unitatea centrala de prelucrare si comanda se compune la randul ei din: microprocesor si memoria interna.

Un microcalculator PC este un sistem electronic de calcul construit in jurul unui microprocesor care constituie componenta de baza a unitatii centrale de prelucrare. Acesta contine, la randul sau, doua componente electronice de baza, indisolubil, legate intre ele din punct de vedere functional, si anume: unitatea aritmetica - logica si unitatea de comanda si control.

Din punct de vedere material, elementul de baza cu care lucreaza un microprocesor este registrul. Acesta nu este decat o mica memorie cu destinatie speciala utilizata de catre microprocesor intr-un mod particular. Registrele reprezinta un set de pozitii binare in care se pot stoca date (informatii) pe timpul cat procesorul lucreaza cu ele.

Unitatea de comanda si control are rolul de a analiza instructiunile dintr-un program aplicativ aflat in derulare si de a emite semnale de comanda catre celelalte echipamente, dirijand schimbul de date sau informatii.

Unitatea aritmetica - logica este acea componenta a microprocesoarelor care efectueaza operatiile aritmetice sau logice (dictate prin programul aplicativ) asupra datelor primite din memoria interna, in acest scop unitatea aritmetica - logica contine doua tipuri de circuite specializate in prelucrarea datelor si anume: dispozitive de lucru si dispozitive de stocaj intermediar.

Dispozitivele de lucru sunt niste registre care realizeaza operatiile aritmetice (adunare, scadere, inmultire, impartire) si logice asupra datelor primite din memoria interna.

Dispozitivele de stocaj intermediar sunt niste circuite sub forma de registre si memorii specializate de capacitate mica, care permit, pentru fiecare operatie aritmetica retinerea operanzilor (a datelor care intra in calcul) si a rezultatelor intermediare.