Computer: Un computer este o combinație de hardware și software care se integrează și oferă diverse funcționalități utilizatorului. Hardware-ul sunt componentele fizice ale unui computer, cum ar fi procesorul, dispozitivele de memorie, monitorul, tastatura etc., în timp ce software-ul este setul de programe sau instrucțiuni necesare pentru ca resursele hardware să funcționeze corect.
Există câteva componente de bază care ajută ciclul de lucru al unui computer, adică ciclul Intrare-Procesare-Ieșire, și acestea sunt numite componente funcționale ale unui computer. Acesta are nevoie de o anumită intrare, procesează acea intrare și produce ieșirea dorită. Unitatea de intrare preia intrarea, unitatea centrală de procesare procesează datele, iar unitatea de ieșire produce ieșirea. Unitatea de memorie păstrează datele și instrucțiunile în timpul procesării.
Computer digital: Un computer digital poate fi definit ca o mașină programabilă care citește datele binare transmise ca instrucțiuni, procesează aceste date binare și afișează un rezultat digital calculat. Prin urmare, computerele digitale sunt cele care lucrează cu date digitale.
Detalii ale componentelor funcționale ale unui computer digital
- Unitatea de intrare: Unitatea de intrare constă din dispozitive de intrare care sunt atașate la computer. Aceste dispozitive preiau intrarea și o convertesc în limbaj binar pe care computerul îl înțelege. Unele dintre dispozitivele de intrare comune sunt tastatura, mouse-ul, joystick-ul, scannerul etc.
- Unitatea Centrală de Procesare (CPU): Odată ce informația este introdusă în computer de către dispozitivul de intrare, procesorul o procesează. CPU-ul este numit creierul computerului deoarece este centrul de control al acestuia. Mai întâi preia instrucțiuni din memorie și apoi le interpretează pentru a ști ce trebuie făcut. Dacă este necesar, datele sunt preluate din memorie sau dispozitivul de intrare. Apoi, CPU-ul execută sau efectuează calculul necesar și apoi fie stochează rezultatul, fie îl afișează pe dispozitivul de ieșire. CPU-ul are trei componente principale care sunt responsabile pentru funcții diferite – Unitatea Aritmetică și Logică (ALU), Unitatea de Control (CU) și Registrele de Memorie.
- Unitatea Aritmetică și Logică (ALU): ALU, așa cum sugerează și numele, efectuează calcule matematice și ia decizii logice. Calculele aritmetice includ adunarea, scăderea, înmulțirea și împărțirea. Deciziile logice implică compararea a două elemente de date pentru a vedea care este mai mare, mai mic sau egal.
- Unitatea de Control: Unitatea de Control coordonează și controlează fluxul de date în și din CPU și controlează, de asemenea, toate operațiunile ALU, registrele de memorie și unitățile de intrare/ieșire. Este, de asemenea, responsabilă pentru executarea tuturor instrucțiunilor stocate în program. Decodifică instrucțiunea preluată, o interpretează și trimite semnale de control către dispozitivele de intrare/ieșire până când operațiunea necesară este efectuată corect de ALU și memorie.
- Registrele de Memorie: Un registru este o unitate temporară de memorie în CPU. Acestea sunt utilizate pentru a stoca datele care sunt utilizate direct de procesor. Registrele pot avea dimensiuni diferite (16 biți, 32 biți, 64 biți etc.) și fiecare registru din CPU are o funcție specifică, cum ar fi stocarea datelor, stocarea unei instrucțiuni, stocarea adresei unei locații din memorie etc. Registrele utilizatorului pot fi folosite de un programator de limbaj de asamblare pentru a stoca operanzi, rezultate intermediare etc. Acumulatorul (ACC) este registrul principal în ALU și conține unul dintre operanzii unei operațiuni care urmează să fie efectuată în ALU.
- Memoria: Memoria atașată la CPU este folosită pentru stocarea datelor și instrucțiunilor și este numită memorie internă. Memoria internă este împărțită în multe locații de stocare, fiecare dintre acestea putând stoca date sau instrucțiuni. Fiecare locație de memorie are aceeași dimensiune și are o adresă. Cu ajutorul adresei, computerul poate citi orice locație de memorie ușor, fără a trebui să caute în întreaga memorie. Când un program este executat, datele sale sunt copiate în memoria internă și sunt stocate acolo până la sfârșitul execuției. Memoria internă este, de asemenea, numită memorie primară sau memorie principală. Această memorie este numită și RAM, adică Memorie cu Acces Aleatoriu. Timpul de acces al datelor este independent de locația sa în memorie, de aceea această memorie este numită Memorie cu Acces Aleatoriu (RAM).
- Unitatea de ieșire: Unitatea de ieșire constă din dispozitive de ieșire care sunt atașate la computer. Aceasta convertește datele binare venite de la CPU într-o formă inteligibilă pentru oameni. Dispozitivele de ieșire comune sunt monitorul, imprimanta, plotterul etc.
Interconectarea componentelor funcționale
Un computer constă dintr-o unitate de intrare care preia intrarea, un CPU care procesează intrarea și o unitate de ieșire care produce ieșirea. Toate aceste dispozitive comunică între ele printr-un bus comun. Un bus este o cale de transmisie, formată dintr-un set de fire conductoare peste care datele sau informațiile sub formă de semnale electrice sunt transmise de la o componentă la alta într-un computer. Bus-ul poate fi de trei tipuri – Bus de Adrese, Bus de Date și Bus de Control.
Bus-ul de adrese transportă locația adresei datelor sau instrucțiunii. Bus-ul de date transportă datele de la o componentă la alta, iar bus-ul de control transportă semnalele de control. Bus-ul de sistem este calea comună de comunicare care transportă semnale către/de la CPU, memoria principală și dispozitivele de intrare/ieșire. Dispozitivele de intrare/ieșire comunică cu bus-ul de sistem prin circuitul de control care ajută la gestionarea diferitelor dispozitive de intrare/ieșire atașate la computer.
