Descrierea cursului de AC
Cursul de Arhitectura Calculatorului și Sisteme de Operare explorează fundamentele tehnologiilor moderne printr-o abordare integrată a componentelor hardware și software. Începe cu o incursiune în istoria fascinantă a calculatoarelor, pornind de la primele modele mecanice și electronice până la sistemele complexe din zilele noastre. Se pune un accent deosebit pe arhitecturile Von Neumann și Harvard, care stau la baza tuturor calculatoarelor moderne.
Un capitol fundamental este cel dedicat algebrei booleene și circuitelor logice, care formează nucleul procesării datelor digitale. Prin înțelegerea funcțiilor logice de bază și a modului în care acestea sunt implementate în circuitele combinaționale și secvenționale, studenții dobândesc instrumentele necesare pentru a analiza și proiecta sisteme logice simple și complexe. De la multiplexoare și decodoare la registre și contoare, acest segment al cursului oferă o privire detaliată asupra mecanismelor care permit funcționarea calculatoarelor.
Microprocesoarele, adesea denumite „creierul calculatorului”, sunt un alt subiect central. În această parte a cursului, se analizează arhitectura internă a unui procesor, de la unitatea aritmetică și logică (ALU) la registre și unitatea de control. Se discută diferențele dintre arhitecturile CISC și RISC, explicând avantajele fiecăreia și aplicațiile lor în diferite tipuri de sisteme informatice. Tot aici sunt introduse concepte avansate, precum pipelining-ul și paralelismul, esențiale pentru performanțele ridicate ale calculatoarelor moderne.
Placa de bază, considerată scheletul unui calculator, este explorată în detaliu, cu accent pe conexiunile interne și externe care leagă procesorul, memoria și perifericele. De asemenea, sunt abordate magistralele de date și interfețele moderne precum PCIe, USB și SATA, punând în evidență rolul lor în performanța sistemului. Partea teoretică este completată de activități practice, care implică identificarea și analiza componentelor reale.
Memoria, atât primară, cât și secundară, este un alt pilon al acestui curs. Studenții învață despre RAM, ROM, memoria cache și mecanismele memoriei virtuale. Sunt abordate tipurile moderne de stocare, cum ar fi SSD-urile, și modul în care sistemele de operare gestionează resursele de memorie. Acest segment include și o discuție despre avantajele și limitările tehnologiilor de memorie actuale.
Un capitol esențial este cel dedicat BIOS-ului și UEFI-ului. Aici se analizează rolul acestor sisteme în inițializarea hardware-ului și încărcarea sistemului de operare. Sunt explicate diferențele dintre BIOS și UEFI, avantajele noului standard și modul în care configurarea acestuia influențează performanțele sistemului. Această secțiune include și explorarea memoriei CMOS și a modului în care setările hardware sunt salvate și gestionate.
Unitățile de intrare-ieșire și sursa de alimentare completează perspectiva asupra componentelor hardware. De la tastaturi și monitoare la imprimante și boxe, studenții învață cum sunt integrate și gestionate aceste dispozitive. Sursa de alimentare este analizată în detaliu, inclusiv aspecte legate de eficiența energetică și protecția componentelor.
Cursul atinge, de asemenea, partea software prin explorarea fluxului de boot al unui calculator. Sunt explicate procesele de pornire, inclusiv testarea POST, inițializarea hardware-ului și încărcarea sistemului de operare. Studenții descoperă cum se poate gestiona secvența de boot pentru a permite rularea mai multor sisteme de operare pe același calculator.
MS-DOS, un sistem de operare clasic, este analizat în profunzime, punând accent pe comenzi esențiale și pe scripturile batch. Se trece apoi la Windows, unde se explorează linia de comandă prin CMD și PowerShell, evidențiind aplicațiile practice în configurarea și gestionarea sistemului.
În final, cursul introduce studenții în perspective moderne, cum ar fi utilizarea Linux, virtualizarea și cloud computing-ul. Aceste subiecte reflectă tendințele actuale din domeniu și oferă o bază solidă pentru înțelegerea tehnologiilor emergente.
Această abordare integrată, care combină teoria cu exercițiile aplicate și experimentele practice, îi pregătește pe studenți să înțeleagă și să contribuie la dezvoltarea continuă a tehnologiei informației.
- Teacher: Nicolae Balcanuta