Architektura komputera – odnosi się do tych atrybutów systemu, które są widzialne dla programisty. Atrybuty te mają istotny wpływ na wykonanie programu. Organizacja komputera – odnosi się do jednostek„operacyjnych” i ich połączeń, które stanowią realizację specyfiki typu architektury. Architektura Von Neumana - Maszyna, wykorz. pamięć do magazyn. zbioru instrukcji, skł. się z 2 jednostek: arytmetyczno-logicznej, kontrolnej, pamięci, wejścia-wyjścia. Te elementy spina magistrala (bus). Elementy funkcji komputera – procesor, pamięć operacyjna, urządzenia wejścia-wyjścia, urządzenia sterujące Założenia logiczne – pamięć uporządkowana sekwencyjnie, instrukcje i dane przechowywane w tej samej pamięci, instrukcje wyk. sekwencyjnie. Nomenklatura – Procesor (CPU – central processing Unit= ALU – jednostka arytmetyczno logiczna + Central Unit – jednostka sterująca), Pamięć operacyjna (Random Access Memory - RAM), urządzenia wejścia/wyjścia (Input/Output – I/O), Płyta główna (Motherboard - MB), Układ sterowania płyty głównej

(Chipset), jednostka zmiennoprzecinkowa (Floating point unit - FPU), ROM (Read Orly Memory – tylko do odczytu) Chipset – układ zarządzający komunikacją między procesorem, pamięcią, magistralami, dołączającymi urządzenia I/O. Magistrala – zespół linii I/O, przesyłających dane i linie sterujące (ISA – starsze urządzenia, PCI – współczesne komputery, USB, Porty równoległe i szeregowe) Urządzenia I/O – pamięci masowe (dyskietki TDD, dyski twarde HDD, dyski optyczne CD-ROM, DVD, napędy taśmowe – streamery, pendrivy) urządzenia wskazujące (klawiatura, mysz monitor, touchpad, tablet), karta graficzna, modemy, karty sieciowe. Algebra Boole’a - to działania na obiektach, które moga przyjmowac tylko 2 wartosci. Są to „prawda” lub „fałsz”, ale moze być dowolna para wartosci. Ze wzgledu na fakt, ze budowa komputera jest oparta o układy dwustanowe, przyjmiemy, ze układy cyfrowe mogą byc w stanach reprezentowanych przez wartosci „0” i „1”, interpretowane jako fałsz i prawda. Operatory Boole’a to: AND koniunkcja (iloczyn logiczny) OR alternatywa (suma logiczna) NOT negacja. A And B =A·B, A OR B = A+B, NOT A= ¯A.

A	B	NOT A	A AND B	A OR B	Ax OR B
0	0	1	0	0	0
0	1	1	0	1	1
1	0	0	0	1	1
1	1	0	1	1	0

Realizacja funkcji Boole’a:

A	B	C	F	ABC	ABC	ABC
0	0	0	0	0	0	0
0	0	1	0	0	0	0
0	1	0	1	1	0	0
0	1	1	1	0	1	0
1	0	0	0	0	0	0
1	0	1	0	0	0	0
1	1	0	1	0	0	1
1	1	1	0	0	0	0

Układy kombinacyjne: Półsumator, Pełny sumator, Dekoder, Multiplexer, Jednostka ALU Logika kombinacyjna wykorzystywana jest przy budowaniu układów zawierających podstawowe operatory boolowskie, dane wejściowe i dane wyjściowe. W układach kombinacyjnych dane wyjściowe są zawsze oparte tylko i wyłącznie na podanych danych wejściowych. Wynik układu kombinacyjnego jest wiec funkcja danych wejściowych i w każdej chwili jest całkowicie zależny od ich wartości. Dekoder układ o pewnej liczbie linii wyjścia, z kt. w danym momencie tylko jedna ma stan ﺎ wybieranych w zależności od kombinacji sygnału na liniach wejściowych. Jest w pewnym sensie przeciwny do Multiplexera. Multiplexer wybiera informacje z wybranej na podstawie stanu wejść kontrolnych jednej z wielu linii wejściowych i kieruje je do pojedynczej linii wyjściowych. Układy sekwencyjne: Zegary, Przerzutniki, Przykładowe układy sekwencyjne. Dane wyjściowe układu sekwencyjnego powstają na podstawie funkcji bieżących i poprzednich danych wejściowych. Wynik operacji zależy wiec od przeszłych danych wejściowych. Układy sekwencyjne musza zawierać pewnego rodzaju element pamiętający dane - przerzutnik. Zegar jest układem wysyłającym serie impulsów o dokładnie określonej szerokości i odstępie po miedzy następującymi po sobie impulsami. Odstęp nazywany jest cyklem zegarowym. Przerzutnik to układ dwustabilny, istnieje w jednym z 2 stanów i bez sygnałów wejściowych zachowuje swój stan. Ma 2 wyjścia, które zawsze dopełniają się wzajemnie. Może działać jako 1-bitowa pamięć. Rejestr urządzenie przechowujące dane zapisane w postaci binarnej, zbiór przerzutników z oddzielnym torem dla każdego bitu. POINT TO POINT jedna ścieżka łącząca każde 2 rejestry, które biorą udział w danej procedurze. System operacyjny to program kontrolujący pracę komputera. zadania: Wspomaganie tworzenia i wykonywania programów, Umożliwienie dostępu do urządzeń wejścia-wyjścia, Dostęp do plików i jego kontrola, Kontrola dostępu do systemu operacyjnego, ładowanie programów użytkowych do pamięci, usuwanie programów z pamięci.

DOS (Disk Operating System) Dyskowy System Operacyjny firmy Microsoft. System działa w trybie tekstowym. Wszystkie polecenia wydaje się za pomocą klawiatury. CISC – complex instructions set computer, odpowiednia ilość instrukcji procesora od odpowiedniej ilości instrukcji języka wysokiego poziomu. Rejestry słuzą do tymczasowego przechowywania wyników, charakt. Model procesora 2K+, język asembler Kass, notacja ISP, dominują instrukcje dwuargumentowe.

RISC – Reducet instructions set computer, duży zestaw rejestrów, instrukcje trójargumentowe. 3 zasadnicze typy danych – skalarne (jakościowe wyliczenia, indeksują cechy obiektu, dyskretne, pseudorzeczywiste), strukturalne (zestawy, wektory i tablice, rekordy), wskaźnikowe (skalarne, strukturalne – wektorowe, deskryptowe).

Zadania realizowane przez procesor – pobieranie rozkazów, interpretowanie ich, pobieranie danych, przetwarzanie ich, zapisywanie wyników. Główne zespoły procesora – ALU, jednostka sterująca, rejestry, wewnętrzna magistrala. Rejestry widziane dla programisty – uniwersalne, danych, adresowe i znaczniki stanu – kody warunkowe. Rejestry sterowania i stanu – licznik programu lub instrukcji, rejestr rozkazu, rejestr adresowy pamięci i buforowy pamięci. Przetwarzanie potokowe – pobieranie rozkazu (FI), dekodowanie rozkazu (DI), obliczanie argumentów (CO), pobieranie argumentów (FO), wykonanie rozkazu (EI), zapisanie argumentu (WO). Polega ono na wzajemnym przeplataniu się kolejnych rozkazów tak, że kolejne elementy cyklu rozkazowo są wykonywane wg schematu czasowego. Działanie magistrali PCI – przesyłanie danych odbywa się w formie transakcji między inicjatorem transmisji a celem, inicjator określa typ transakcji do przeprowadzenia wysyłając jeden z rozkazów PCI.Kodowanie obrazów –dzielimy obraz na punkty, każdemu przedzielamy wartość określoną, stopień nasycenia, składowe kolorów, 2 systemy CMYK i RGB, wiele formatów zapisu: TIFF, GIF, PNG, JPEG, BMP.

Kodowanie dźwięków – próbkujemy z określoną częstotliwością, każda próbka konwertowana z postaci analogowej do cyfrowej z określoną dokładnością, powstały strumień jest zapisywany wraz z dodatkową informacją w określony sposób (WAV, AU) Tryby pracy systemu graficznego – Tryb tekstowy (wartości poszczególnych bajtów pamięci są przypisywane określone symbole alfanumeryczne wyświetlane na ekranie wg tzw. tablicy kodowej) tryb graficzny (obraz jest budowany z punktów- pikseli, których parametry są określane przez zawartość od jednego do kilku bajtów tzw. Pamięci obrazu). Reprezentacja barw – paleta predefiniowanych kolorów, reprezentacja barw podstawowych RGB, reprezentacja barw w programach graficznych na wydrukach CMYK, HSV.

Akceleratory graficzne – specjalizowane układy przejmujące od procesora główne zadania przeliczania parametrów geometrycznych i kolorystycznych wyświetlanego obrazu. Inicjalizacja systemu BIOS umieszczonego w ROM – testowanie podst. Elementów komputera (POST – Power on self test), rozpoznanie konfiguracji sprzętowej, odnalezienie urządzenia startowego (boot device), załadowanie programu ładującego (loader) z pierwszego sektora urządzenia (boot sector), ładowanie systemu operacyjnego przez leader.Przerwanie – asynchroniczna sygnalizacja sprzętu zdarzeń zachodząca na zewnątrz komputera do obsługi przerwań są przeznaczone specjalne podprogramy zwane obsługą przerwań. Przerwania mogą być maskowane. Dla przerwania ustala się priorytety czyli ważność która decyduje o kolejności wykonań w przypadku wystąpienia kilku przerwań jednocześnie. Cykl rozkazowy – F(pobranie kodu rozkazu z pamięci), D(dekodowanie rozkazu), R(odczyt argumentów z pamięci), E(wytworzenie wyniku), W(zapamiętanie go w pamięci lub rejestrze procesora). Elementy rozkazu maszynowego – kod operacji, odniesienie do argumentów źródłowych, odniesienie do wyniku i do następnego rozkazu. Rodzaje rozkazów – przetwarzanie danych(arytmetyczne i logiczne), przechowywanie danych(pamięciowe), ruchy danych (I/O), sterowanie(testowanie i rozgałęzienie).Rodzaje argumentów – liczby, znaki, dane logiczne i adresy. Rodzaje danych – ogólne(bajt, słowo, podwójne słowo), całkowite(ze znakiem), porządkowe(bez znaku), BCD(binarnie kodowana dziesiątka), upakowana BCD, wskaźnik bliski(32 bity), pole bitowe, łańcuch bajtów, zmiennopozycyjne. Wskaźnik – odniesienie do adresu.Rodzaje operacji – transfer danych, arytmetyczne, logiczne, konwersji, I/O, sterowania systemowego, przekazania sterowania. Trybem adresowania nazywamy sposób określenia miejsca przechowywania argumentów rozkazu. Wyróżniamy tryby: natychmiastowy(argument rozkazu zawarty jest w kodzie rozkazu, nie potrzeba tu żądania odniesienia do pamięci, zaś mały rozmiar pola adresowego w rozkazie), bezpośredni (kod rozkazu zawiera adres komórki pamięci, w której przechowywany jest argument rozkazu, nie ma tu żadnych obliczeń, nieprzenaszalność programu i ograniczenie przestrzeni adresowej), pośredni(możliwe wykorzystanie pamięci o małych adresach, często stosowane w systemach mikroprocesorowych), rejestrowy(w kodzie rozkazu zawarty jest rejestr, w którym przechowywany jest argument, dzięki czemu pole adresowe odnosząc się do rejestru może mieć od 3 do 6 bitów długości), rejestrowy pośredni (kod rozkazu zawiera określenie rejestru bądź rejestrów, w których znajduje się adres komórki pamięci zawierającej argument), z przesunięciem(adres argumentu przechowywanego w pamięci obliczany jest jako suma zawartości rejestru określonego w kodzie rozkazu i wartości umieszczonej w kodzie rozkazu, zwanej przesunięciem), stosowy(stos określa blok pamięci, ma adres domyślny i w rozkazie nie koduje się żadnego adresu).