Download - Leksioni 3_Arkitektura e Kompjuterit
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