Structura calculatoarelor CLASIFICAREA CALCULATOARELOR Sistemul de calcul primete

Structura calculatoarelor

CLASIFICAREA CALCULATOARELOR • Sistemul de calcul primește date pe care le prelucrează pentru a fi obți nute diverse rezultate ce pot fi transmise, stocate sau afișate • Se clasifica dupa anumite criterii, cum ar fi: viteza de calcul, marime, modalitati de operare si, nu în ultimul rând, de pret.

Microcalculatoare (Personal Computer - PC) • – sunt cele mai întâlnite masini de calcul având un microprocesor, cele mai mici preturi, dimensiuni reduse, posibilitati de conectare în retea si un mod de operare simplu. Cele mai cunoscute sunt:

Desktop • – carcasa este orizontala.

Tower • – carcasa este îngusta si înalta.

Laptop (notebook) • – calculator portabil, care poate functiona independent de reteaua de tensiune având baterii sau acumulatori inclusi. Sunt adaptate persoanelor care se deplaseaza frecvent fiind usor de transportat.

Palm PC (Palmtop sau Organizer) • – este bloc notes, agenda telefonica, calculator de buzunar, calendar. Poate fi conectat la un PC pentru transferul de date sau la Internet prin interfete speciale. Are dimensiuni foarte reduse, ceea ce face dificila operarea.

PDA (Personal Digital Assistent) • – asistent personal digital – dispozitiv foarte mic cu facilitati de calcul, telefon, fax sau retea care utilizeaza în locul tastaturii un stilou special prin care este preluat scrisul de mâna. Recunoaste în acelasi timp si vocea.

Minicalculatoare • -sunt specializate în anumite functii pe care le îndeplinesc datorita sistemului de intrare-iesire foarte dezvoltat. Pot opera în transmisii de date, în automatizari industriale, controlul masinilor unelte în sisteme cu multi utilizatori. Microprocesorul este complex si capacitatea de stocare este ridicata.

• - Mainfraime-uri sunt calculatoare complexe, foarte scumpe, care functioneaza continuu, la viteze mari, în sistem cu multi utilizatori (multiuser) si care gestioneaza un volum foarte mare de date. Atât procesorul cât si sistemul de intrare/iesire sunt foarte complexe iar volumul de stocare foarte mare. Pentru siguranta functionarii sunt conectate la reteaua electrica prin intermediul unor instalatii speciale, care genereaza curent electric în cazul lipsei alimentarii de la retea. Spitalele, bancile, institutiile administrative sunt principalii utilizatori ai acestora.

Supercalculatoare • sunt cele complexe sisteme de calcul, având costuri si performante foarte ridicate. Lucreaza în sistem multiprocesor (adica au mai multe procesoare), au viteze de calcul foarte mari si sunt utilizate în domenii ce prelucreaza complex datele: reactoare nucleare, proiectarea aeronavelor, seismologie, meteo, etc.

STRUCTURA UNUI CALCULATOR PERSONAL • Un calculator are doua parti componente: • Hardware, (pe scurt hard, partea vizibila): totalitatea componentelor care asamblate conduc la prelucrarea datelor de intrare pentru atingerea scopului propus. • Software, (pe scurt soft, partea logica): totalitatea programelor care controleaza functionarea corecta a componentelor hardware.

Functiile componentelor • functia de prelucrare a datelor, realizata prin intermediul Unitatii centrale de prelucrare (UCP). Aceasta, la rândul ei este împartita în doua: partea care realizeaza operatiile aritmetice si logice, numita, natural Unitate aritmetico-logica si partea care controleaza activitatea calculatorului, numita Unitatea de comanda si control • functia de memorare a informatiilor, realizata prin intermediul Unitatii de memorie • functia de transfer de comenzi si date, realizata prin intermediul Magistralelor de date si comenzi si porturilor (interfetelor) de intrare/iesire functia de intrare – iesire de date, informatii si comenzi, realizata prin intermediul Dispozitivelor periferice.

PROCESORUL • (Central Processing Unit, CPU) este considerat „creierul” calculatorului deoarece: – Realizeaza calcule aritmetice si operatii logice (Unitatea Aritmetico logica) – Controleaza componentele calculatorului (Unitatea de Comanda si control) Unitatea centrala de prelucrare se afla in interiorul carcasei calculatorului, pe placa de baza. La calculatoarele personale, este format dintr-un singur cip numit microprocesor.

Microprocesorul • • Când dorim sa alegem un calculator, trebuie sa stim ca microprocesoarele pot fi mai scumpe sau mai ieftine, diferenta fiind date de caracteristici specifice, din care amintim: • setul de instructiuni care pot fi executate simultan, • latimea de banda (numarul de biti procesati într-o singura instructiune), • frecventa (ciclul de ceas, tactul) care arata câte instructiuni poate sa execute respectivul microprocesor într-o secunda. Se masoara în MHz (103 Hertz) si, mai nou în GHz (106 Hertz) Numele calculatorului este dat de microprocesor, de exemplu vorbim de un calculator Intel Pentium IV, iar viteza de lucru este determinata de: • Frecventa de tact – frecventa la care lucreaza procesorul, de exemplu 3 GHz (Giga Hertz); • Latimea magistralei de date si comenzi - numarul de biti pe care îi prelucreaza simultan într-un tact procesorul (8, 16, 32, 64, 128, 256 de biti transmisi în paralel). Evident, cu cât frecventa de tact si latimea magistralei sunt mai mari, cu atât calculatorul este mai rapid.

PLACA DE BAZA (MAINBOARD)

Placa grafica (Placa Video) Are rolul de a afisa pe monitor datele prelucrate de calculator. Placa video este înzestrata cu microprocesor propriu numit accelerator grafic si cu memorie proprie numita memorie video. Imaginea care apare pe monitor este formata din puncte luminoase numite pixeli. Fiecare pixel reprezinta o anumita culoare iar numarul de pixeli care se afiseaza pe ecran se numeste rezolutie. Cu cât numarul de pixeli este mai mare, cu atât rezolutia este mai buna iar imaginea este mai aproape de ceea ce vedem în viata de zi cu zi. Placile video bune ofera o calitate superioara a imaginii ce reduce riscul aparitiei afectiunilor oculare.

Placa audio (Sound Blaster) • Este utilizata pentru memorarea, prelucrarea si redarea sunetelor pe calculator. Aceasta se realizeaza cu ajutorul unui limbaj de programare specializat, numit interfata MIDI (Musical Instrument Digital Interface). În ultimul timp placile audio vin încorporate în placa de baza, ceea ce creste fiabilitatea calculatorului.

Placa modem • modem intern, care se monteaza in interiorul Unitatii Centrale, pe unul din sloturi, sau este situat în placa de baza, la ultimele generatii de computere • modem extern, care se monteaza in exteriorul calculatorului. Prezinta avantajul de a avea caracteristici superioare de viteza si stabilitate dar este, evident, mai scump.

Placa de retea • – conecteaza calculatoarele în sisteme complexe numite retele, care dispun de resurse pe care le utilizeaza în comun. Placile de retea pot fi conectate prin legaturi fizice, de exemplu cabluri sau prin legaturi de radiofrecventa, numite wireless sau fara cablu.

UNITATEA DE MEMORIE

Memoria • Memoria calculatorului este de doua feluri: -Memoria interna, memoria ce se afla situata pe placa de baza -Memoria externa, ce este situata în afara placii de baza, fie în interiorul Unitatii Centrale, fie în exteriorul acesteia.

MEMORIA INTERNA • - ROM (Read Only Memory) – este o memorie permanenta, accesibila numai la citire, care nu se sterge la întreruperea alimentarii calculatorului. Ea este inscriptionata de catre producator si are capacitate redusa. Contine programe esentiale care se încarca la pornirea calculatorului. Memoria ROM este în general utilizata pentru a stoca BIOS-ul (Basic Input Output System) unui PC. BIOS-ul este un program de marime mica (<2 MB) fara de care computerul nu poate functiona, acesta reprezinta interfata între componentele din sistem si sistemul de operare instalat (SO). - RAM (Random Access Memory) Este o memorie volatila (depinde direct de alimentarea cu energie), stergându-se la oprirea calculatorului. Reprezinta locatia unde se pastreaza datele si programele în curs de executie si poate fi atât scrisa cât si citita. Aceasta este utila pentru prelucrarea tempoarara a datelor, dupa care este necesar ca acestea sa fie stocate (salvate) pe un suport ce nu depinde direct de alimentarea cu energie pentru a mentine informatia. Un exemplu de memorie RAM este memoria cache, o memorie de mare viteza, care stocheaza datele ce se transfera între microprocesor si memoria interna, marind performantele calculatorului. Se afla pe pastila microprocesorului sau pe placa de baza, obtinându-se astfel un timp de efectuare al operatiilor redus.

MEMORIA EXTERNA • reprezinta locatia din exteriorul placii de baza unde sunt stocate fizic datele si informatiile salvate. Dispozitivele utilizate pentru stocarea datelor sunt : – Hard disk, – CD, – Disc ZIP, – disc JAZ, – discheta, – DVD, – memorii Flash.

Hard Disk (HDD - disc fix) • Disc magnetic de mare capacitate pe care se pot memora date într-un calculator. • Exista si Hard disk-uri externe, care pot fi conectate si deconectate utilizând interfetele de intrare/iesire ale calculatorului. Caracteristicile hard disk-urilor sunt: • capacitatea de stocare. Capacitatea de stocare a crescut într-un timp foarte scurt de la câtiva MB la TB în prezent. • viteza de rotatie. Pe piata exista discuri care lucreaza la turatii de 4500, respectiv 10000 de rotatii pe minut. • viteza de transfer a datelor (o valoare orientativa: 6, 5 MBps).

Floppy disk (discheta) • – Discheta (floppy disc-ul) este cel mai portabil si ieftin mediu de stocare de date, cu capacitatea limitata la 1, 44 MB. Accesul la date de pe unitatea floppy a calculatorului este mai lent decât în cazul hard disk-ului. Datorita capacitatii reduse de memorare si a fiabilitatii scazute, acestea sunt din ce în ce mai putin utilizate.

CD (discul optic) • Discul compact (Compact Disc – CD), numit și disc optic, poate memora între 650– 900 MB de date, deci permite stocarea de documente, imagini sau melodii. • CD‑ul prezintă dezavantaje datorate timpului de acces mai mare și ratei de transfer mai mici. Există mai multe variante de CD‑uri: CD‑R (Recordable), folosite de către utilizator pentru o singură înregistrare și CD‑RW (Re‑Writable) – discuri care pot fi înregistrate de mai multe ori.

DVD (Digital Video Disk) • Discul digital (Digital Video Disk – DVD) este un dispozitiv de stocare optic care vine ca un succesor al CD‑ului, cu o capacitate de aproape 7 ori mare, 4, 7 GB– 15 GB, care permite stocarea de jocuri, pachete de programe și filme. • Spre deosebire de CD, un DVD poate avea două fețe pe care să se înregistreze informație.

Discul Blu-ray • Discul Blu-ray este un disc optic de mare densitate, folosit pentru a stoca în special înregistrări video de înaltă rezoluție. Denumirea din limba engleză, blue = albastru și ray = rază, provine de la culoarea albastru‑violet a razei laser cu care se face citirea și scrierea datelor. • Discul are o capacitate de memorie de 25 GB pe fiecare strat, ceea ce echivalează cu aproximativ 9 ore de video în format HD (High Definition) sau 23 de ore de video în format SD (Standard Definition).

Memoriile flash • Memory stick sau memory flash este o memorie externă nevolatilă; datele persistă și fără alimentare cu energie electrică. Are capacitatea de memorare de ordinul GB, iar principalul său avantaj îl reprezintă portabillitatea.

• Conectarea dispozitivelor externe la unitatea centrală se face prin canale de comunicație numite porturi. • Transferul datelor între microprocesor, memorie și dispozitivele de stocare este asigurat prin căi de comunicație numite magistrale de date. Caracteristica principală a unei magistrale este lățimea de bandă. Deoarece pe o bandă circulă un bit, se poate vorbi despre lățimi convenabile de 32 biți, 64 biți, 128 biți etc. • Aceste magistrale sunt bidirecționale: pe ele intră și ies date, astfel, dispozitivele de stocare a informației se mai numesc și dispozitive periferice de intrare/ieșire.

DISPOZITIVE PERIFERICE • Sunt componente si echipamente prin intermediul carora transfera informatii din mediul extern, care sunt convertite în format binar, accesibil calculatorului si catre mediul extern, rezultate ale procesului de prelucrare. • Practic avem trei tipuri de dispozitive, adecvat functiei pe care o îndeplinesc: - dispozitive periferice de intrare, prin intermediul carora sunt preluate date externe si transformate într-un format specific calculatorului; - dispozitive periferice de iesire, care transpun întro forma accesibila rezultatele prelucrarii datelor de catre calculator; - dispozitive periferice de intrare-iesire, care îndeplinesc ambele functii.

Dispozitivele periferice de intrare • – convertesc formatul extern al informatiilor în format intern, binar si sunt utilizate pentru introducerea datelor în calculator. Cele mai cunoscute sunt: – – – – – tastatura, mouse-ul, joystick-ul, microfonul, scannerul, camera video. Trackball Touchpad-ul Light pen Microfon

Tastatura • dispozitiv cu ajutorul caruia se introduc (tasteaza) datele în calculator. Pe tastatura exista 5 categorii de taste: alfanumerice, de deplasare a cursorului, functionale si speciale.

Mouse-ul

Touchpad • – este o suprafata plana marginita de doua sau trei butoane, pe care deplasarea cursorului se realizeaza folosind degetul, pe care de obicei o utilizeaza tot calculatoarele portabile.

Scanner • – un dispozitiv care preia textul direct de pe suportul extern: hârtie, film, fotografie si îl transforma în format binar, accesibil pentru calculator.

Joystick • – maneta utilizata de obicei în jocurile de pe calculator, a carei miscare determina deplasarea cursorului.

Light pen • (creion luminos) - dispozitiv asemanator unui pix, care transmite informatii sau selecteaza obiecte direct de pe un ecran prin atingere.

Microfon • – folosit pentru a înregistra sunete. Este utilizat la comanda vocala si în cadrul unor programe de discutii prin Internet.

Camera digitala • – utilizata pentru preluarea fotografiilor de catre calculator

Dispozitive periferice de iesire • – permit vizualizarea rezultatelor prelucrarii informatiilor si datelor într -un format accesibil utilizatorului. • Monitorul • Imprimanta • boxe

Monitorul

Alegerea monitorului • Caracteristici: – numărul de culori, care în prezent este de ordinul a zeci de milioane; – dimensiunea ecranului – reprezentată de lungimea diagonalei ecranului, exprimată în țoli. Dimensiunile variază de la un monitor la altul, însă uzuale sunt cele de 17" (inch) și 19" (inch); – rezoluția – reprezentată de numărul de pixeli afișați pe ecran sub formă de raport lățime/înălțime. Pixelul (PICture ELements) este elementul cel mai mic care intră în componența imaginilor grafice digitale; de exemplu, 1920 × 1080 reprezintă pixelii distribuiți pe o suprafață care se împarte în 1920 de coloane și 1080 de linii; – raportul de aspect – reprezentat de raportul dintre lungimea și lățimea ecranului; acesta poate fi standard 4: 3 (640 × 480) sau HD 1080 (Full High Definition) 16: 9 (1920 × 1080), folosit de monitoarele de ultimă generație destinate aplicațiilor multimedia, jocurilor pe calculator sau vizionării filmelor; – rata de refresh (reîmprospătare) – reprezintă numărul (frecvența) de imagini (cadre) afișate pe ecran într‑o secundă; se măsoară în herți (Hz). – timpul de răspuns – reprezentat de timpul necesar unui punct de pe display pentru a trece de la culoarea neagră la cea albă și înapoi, se măsoară în milisecunde (ms); este de preferat ca această valoare să fie cât mai mică; – raportul de contrast – reprezentat de raportul dintre luminozitatea celei mai strălucitoare, respectiv celei mai întunecate culori redate de monitor. Exemplu – caracteristicile unui monitor: contrast 1000: 1, rezoluție 1920 × 1080, timp de răspuns 4, diagonală 28, 3 inch, rată de refresh 60

Imprimanta • -face parte din categoria perifericelor de ieşire, aceasta fiind foarte utilă pentru transpunerea informaţiei din calculator pe hârtie (un document, o poză sau orice altfel de fişier grafic, un email, un articol etc. . . ); Tipuri de imprimante : -matriceale (cu ace / calitate scăzută) - folosită pentru documente de calitate scăzută, facturi fiscale, etc (în general documente tip), singurul model de imprimantă care permite imprimarea simultană a 2 sau 3 exemplare, folosind hârtie autocopiativă. • -cu jet de cerneală - calitate medie înspre ridicată - viteză medie - pentru documente + poze/fişiere grafice) • -laser (viteză rapidă / calitate ridicată/ - folosind un toner) • -cu imprimare termică - legitimaţii, carduri etc. Acestea pot imprima pe hârtie de dimensiuni diferite, de la A 0 - numai plottere (ploter imprimantă de dimensiuni mari folosită în general de firme pentru scheme CAD, afişe etc), până la plicuri, fotografii.

Boxele

Dispozitive periferice de intrare- iesire • Modem • Touch screen • Multifunctionale

Modem-ul • – dispozitiv utilizat pentru conectarea la Internet. Pe liniile telefonice informatiile se transmit sub forma de unde analogice în timp ce calculatorul opereaza cu informatii în format digital. Modem-ul transforma undele analogice de pe liniile telefonice în format digital, specific pentru calculator si converteste informatiile digitale utilizate de catre calculator în unde analogice, care vor fi transmise prin liniile telefonice catre alti utilizatori.

Touch screen • sau ecran afisare este un dispozitiv sensibil la atingere, iar activarea comenzilor se face prin apasarea cu degetul.

Multifunctionale • – dispozitive care pot executa mai multe functii: imprimare, scanare, transmisie fax si multiplicare documente. Pot fi cu jet de cerneala sau cu tehnologie laser, monocrome sau color. Datorita pretului accesibil sunt destul de utilizate înlocuind copiatoarele cu volum mic de copiere.