arkitektura e kompjuterit

I. Shkenca e kompjutërave

Kapitulli 1: Shkenca e kompjutërave

1.1 Informacioni dhe paraqitja e tij

1.2 Kompjutëri

1.3 Arkitektura e kompjutërit

1.4 Gjuha e kompjutërit 1.5 Sistemet e operimit

Informatikë.

Tiranë, 2008 3

1.3 Arkitektura e kompjutërit

1.3.1 Hyrje

1.3.2 Objektivat e leksionit

1.3.3 Veprimet bazë të kompjutërit 1.3.4 Njësitë funksionale

1.3.5 Sistemi i pajisjeve rezervuese 1.3.6 Pajisjet hyrje-dalëse

1.3.1 Hyrje

 Do të paraqesim një pamje të përgjithshme të

kompjutërit,

 Si janë organizuar pjesët përbërëse të

kompjutërit

 Si realizohen detyrat specifike nga pjesët

përbërëse të kompjutërit

 Ndërtimi i brendshëm ndryshon nga gjenerata

në gjeneratë por nga ana funksionale proceset mbeten të njëjta

Informatikë.

Tiranë, 2008 5

1.3.2 Objektivat e leksionit

 Të kuptohet organizimi bazë i kompjutërit

 Të kuptohet roli i Njësisë Arithmetike, Njësisë

së Kontrollit dhe Njësisë Qëndrore të Përpunimit

 Përcaktimi i kujtesës së kompjutërit

 Të kuptohet ndryshimi ndërmjet kujtesës

primare dhe asaj sekondare. Të kuptohet

ndryshimi ndërmjet rezervimit primar dhe atij sekondar

 Të kuptohen pajisjet e ndryshme të

1.3.3 Veprimet bazë të kompjutërit

Kompjutëri 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 kompjutër

Informatikë.

Tiranë, 2008 7

Procesi i Hyrjes së të dhënave

 Procesi me anë të të cilit të dhënat fillestare dhe programi i përpunimit të tyre

transmetohen nga mbartësa të jashtëm në

brendësi të sistemit kompjutërik quhet Hyrje e të dhënave (input)

 Të dhënat duhet të jenë të organizuara në një formë të përshtatshme për t’u përpunuar

 Kompjutëri, një makinë elektronike, merr të dhëna si çdo lloj makine tjetër, për të qenë i aftë që të shprehë aftësitë e tij

Informatikë.

Tiranë, 2008 9

Procesi i Rezervimit të të dhënave

 Procesi i mbajtjes së të dhënave dhe

instruksioneve në kompjuter quhet rezervim

(storage)

 Të dhënat dhe programet duhet të futen në

kompjuter para se të fillojë përpunimi

 Arsyeja e këtij përqëndrimi paraprak është fakti

që Njësia Qendrore e Përpunimit ka shpejtësi shumë të madhe pune dhe nuk ka kuptim të lihet në pritje të të dhënave

Procesi i Rezervimit të të dhënave(2)

 Të dhënat dhe programet rezervohen në

Njësinë e rezervimit për të patur një akses dhe përpunim të shpejtë

 Njësia e rezervimit është një hapsirë për

rezervim të dhënave dhe të urdhërave (programit)

 Funksionet e Njësisë së rezervimit janë:

1) Të gjitha të dhënat dhe programet regjistrohen në të para dhe pas përpunimit

Informatikë.

Tiranë, 2008 11

Procesi i Përpunimit të të dhënave

 Detyra për të kryer veprime të tilla si

veprimet arithmetike dhe krahasuse (logjike) quhet perpunim (processing).

 Përpunimi kryhet nga Njësia Qëndrore e

Përpunimit

 Njësia e Përpunimit merr urdhërat dhe të

dhënat nga Njësia e Rezervimit, kryhen të gjitha llogaritjet e caktuara nga urdhërat në ambjentet e saj dhe dërgon rezultatet në Njësinë e Rezervimit

Procesi i afishimit të rezultateve

 Procesi, i cili rezultatet e përpunimit të kryera

nga Njësia Qendrore, i paraqet në letër, ekran ose në ndonjë medium tjetër quhet afishim i

rezultateve (output)

Informatikë.

Tiranë, 2008 13

Procesi i kontrollit

 Procesi, që ndjek drejton dhe mbikqyr kryerjen

e proceseve hyrjes se të dhënave, përpunimit të tyre dhe të afishimit të rezultateve quhet procesi i

kontrollit (control)

1.3.4 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 përgjithsi, këto njësi

quhen me një emër të vetëm Njësia Qëndrore e Përpunimit (Central Processing unit - CPU)

Informatikë.

Skema funksionale e CPU-s

ë

Njesia arithmetiko logjike Regjistrat Njesia e kontrollit

Informatikë.

Tiranë, 2008 17

Nj

ë

sia 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

Njësia e kontrollit

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

- Njësia e kontrollit drejton kryerjen e veprimeve të përcaktruara 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

Informatikë.

Tiranë, 2008 19

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

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

Informatikë.

Tiranë, 2008 21

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

 P.sh procesori Intel 486 harxhon vetëm një

Informatikë.

Tiranë, 2008 23

1.3.5 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, …)

Sistemi i pajisjeve rezervuese (1)

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 mamory,

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,

Informatikë.

Tiranë, 2008 25

Kujtesa ROM

 Kujtesa ROM (Read Only Memory) përmban

disa programe të furnizuara nga konstruktori i

kompjutërit 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)

Informatikë.

Tiranë, 2008 27

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 shpejtesisë 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)

Kujtesa qëndrore

 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 nënështrohen përpunimit

Informatikë.

Tiranë, 2008 29

Kujtesa qëndrore

 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 kompjutërat personale (PC)

kapaciteti normal është 256-512 MB

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

Informatikë.

Tiranë, 2008 31

Informatikë.

Tiranë, 2008 33

Disku magnetik

 Informacioni regjistrohet në pjata të holla dhe

e sheshta alumini të mbuluara me një shtresë aliazh kobalti

 Pjatat janë të fiksuara në një bosht që

rrotullohet me shpejtësi të madhe

 Në diskun magnetik të dhënat regjistrohen me

anë të magnetizimit të materialit ferromagnetik sipas një drejtimi për të paraqitur një bit

Disku magnetik (1)

 Dy koka leximi për çdo pjatë, të vendosura në

një krah që lëviz horizontalisht, dedektojnë magnetizimin ose jo të sipërfaqes

 Prezenca e magnetizimit paraqet 1 ndërsa

mungesa paraqet 0.

 Regjistrimi në sipërfaqen e mbuluar bëhet

sipas zonave rrethore të quajtura pista

 Çdo pistë ndahet në nënzona të quajtura

sektorë

Informatikë.

Tiranë, 2008 35

Disku magnetik (2)

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

Informatikë.

Tiranë, 2008 37

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

Informatikë.

Tiranë, 2008 39

Disku optik (1)

 CD, DVD janë disqe që e kanë diametrin e

jashtëm 120 mm, prej një materiali reflektues që mbulohet me një shtresë mbrojtese vinili.

 Informacionet regjistrohen me anë goditjes me

anë të rrezes lazer duke krijuar gropëza të

vogla mbi sipërfaqen reflektuese të cilat mund të lexohen po me anë të rrezes që kontrollon shregullimet në CD ndërsa ajo rrotullohet.

 Tranformimi në 0,1 është një proces jo i

Disku optik (2)

 Të dhenat mbi diskun optik memorizohen sipas

sipas një piste të vetme që qarkullon në sipërfaqen e diskut të vinilit sikur të jetë një brazdë.

 Pista në disk formon një spirale nga ana e brendshme deri në atë të jashtmen.

 Kjo pistë ndahet në njësi të quajtura sektorë, i cili ka shenjat e veta të identifikimit dhe kapaciteti i sektorit është 2KB. Në këtë madhësi mund të

regjistrohen aq informacion sa gjenerohet nga 1/75 sekondë muzikë, në rastin e regjistrimit audio.

Informatikë.

Tiranë, 2008 41

Disku optik (3)

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 deri

1.3.6 Pajisjet e Hyrje-daljes

 Një kompjuter është i dobishëm kur komunikon

me ambjentin e jashtëm

 Paisjet e hyrjes transmetojnë të dhënat në

kompjutër

 Paisjet e daljes nxjerin rezultatet nga

kompjutëri

Informatikë.

Tiranë, 2008 43

Paisjet e hyrjes

 Paisjet e hyrjes shërbejnë për konvertuar të

dhënat që do t’i transmetohen kompjutërit në një formë të kuptueshme (sinjale elektrike)

 Si paisje tipike hyrëse përmendim:  Tastierën (keyboard)

 Miun (mouse)

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

Informatikë.

Tiranë, 2008 45

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)

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

Informatikë.

Tiranë, 2008 47

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)

Ekrani

 Afishimi grafik ose tekstor  Karakteristikat baze

 Madhësia e matur në diagonale

 15”

 17”

 19”

 Tipi

 Ekran me rreze katodike  Ekran LCD

Informatikë.

Tiranë, 2008 49

Printeri

 Shtyp në letër rezultatet  Teknologjia:

 Lazer

 Sprucim boje (Ink jet)  Me gjëlpëra

 Mënyra e printimit

Informatikë.

Tiranë, 2008 51