arkitektura e kompjuterit

I. Shkenca e kompjutërave

Tiranë, 2008

Informatikë. Tiranë, 2008

2

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


3

1.3 Arkitektura e kompjutërit

1.3.1 Hyrje1.3.2 Objektivat e leksionit1.3.3 Veprimet bazë të kompjutërit1.3.4 Njësitë funksionale1.3.5 Sistemi i pajisjeve rezervuese1.3.6 Pajisjet hyrje-dalëse


4

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


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 Hyrje-Daljes


6

1.3.3 Veprimet bazë të kompjutërit

Kompjutëri kryen pesë procese bazë:1. Pranon të dhëna ose urdhëra nga pajisja

hyrëse2. Rezervon të dhëna 3. Përpunon të dhënat siç kërkohet nga

përdoruesi4. Jep rezultatet në një nga pajisjet dalëse5. Kontrollon të gjitha veprimet brënda në

kompjutër


7

Skema e funksionale e kompjutërit


8

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


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


10

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 përpunimit2) Rezultatet ndërmjetese përsëri regjistrohen në të


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


12

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)


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)


14

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 ePërpunimit (Central Processing unit - CPU)


15


16

Skema funksionale e CPU-së

Njesia arithmetiko

logjike

Regjistrat

Njesia e kontrollit


17

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


18

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


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


20

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


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 pulsim për të kryer një shumëzim


22

Ligji i Moore


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, …)


24

Sistemi i pajisjeve rezervuese (1)

Nga pikpamja funksionale pajisjet rezervuese ndahen në:a) pajisje që mbajnë të dhënat që po përpunohen:

regjistratb) Pajisje për të mbajtur të dhënat që do të duhen

në një kohë shumë të afërt: cache mamory, RAMc) 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,


25

Hiearkia e paisjeve rezervuese


26

Kujtesa ROM

Kujtesa ROM (Read Only Memory) përmban disa programe të furnizuara nga konstruktori ikompjutërit 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)


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)

kapaciteti normal për cache është 1 - 2 MB


28

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

Rezervimi në RAM është i përkohshëm


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


30

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


31

Një kujtese RAM


32

Skica e një disku magnetik


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


34

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

Kapaciteti i çdo sektori është i njëjtë


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

dhënave: 1 Gbit për sekondë


36

Një disk i formatuar


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


38

Mekanizmi i brendshëm i DVD-Drive


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 drejpërdrejtë


40

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.


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 50 GB.


42

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

Paisjet e hyrje-daljes quhen paisje periferike


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) Skanerin (scanner)


44

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


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)


46

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


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) Printeri (printer)


48

Ekrani

Afishimi grafik ose tekstor Karakteristikat baze Madhësia e matur në diagonale

15” 17” 19”

Tipi Ekran me rreze katodike Ekran LCD


49

Printeri

Shtyp në letër rezultatet Teknologjia:

Lazer Sprucim boje (Ink jet) Me gjëlpëra

Mënyra e printimit Me ngjyra Bardhë & zi


50

Skema funksionale e një kompjuteri


51

Pamja e jashtëme e një PC


52

Pllaka mëmë (motherboard)

arkitektura e kompjuterit

Documents

ram sht

nj form

disku optik

disku magnetik

njsia arithmetiko

pajisje pr

kujtesa qndrore

cache memory