Arhitectura calculatoarelor

ARHITECTURA CALCULATOARELOR

1.1 Scurt istoric

Evolutia sistemelor informatice cuprinde cinci perioade distincte, fiecare perioada reprezentand o generatie.

Prima generatie cuprinde gama calculatoarelor electronice realizate pana in anul 1955, care au urmatoarele elemente constructive de baza:

tuburile electronice;

utilizarea cartelelor sau a benzilor perforate pentru introducerea datelor;

programarea in limbaj cod masina, bit cu bit;

viteza de lucru mica;

Generatia a doua (1959-1965) este marcata de aparitia tranzistorului. In aceasta perioada apar si minicalculatoarele.

Generatia a treia (1965-1970) este marcata de aparitia circuitelor integrate.

Aceasta generatie a stat sub semnul firmei IBM (System/360 ). Caracteristicile acestei generatii sunt:

cresterea considerabila a vitezei de lucru si a capacitatii de stocare a datelor;

utilizarea unei game extinse de limbaje evoluate si echipamente periferice;

cresterea gradului de miniaturizare;

fiabilitate sporita si cost redus;

Generatia a patra incepe in anul 1970, se bazeaza pe "Teoria laserului" si a dus la realizarea memoriei laser la (NASA). La sfarsitul anilor '70, IBM introduce conceptul de memorie virtuala. In anul 1977 se infiinteaza compania APPLE. Apar CD-urile. Se dezvolta retelele de calculatoare (LAN, WAN, etc.). Calculatoarele se caracterizeaza prin:

viteza mare de calcul;

limbaje de programare ce permit tratarea vectoriala;

se raspandesc foarte rapid calculatoarele personale utilizate in special in economie.

Generatia a cincea incepe cu anii '90 caracterizata printr-o conceptie tehnologica, cat mai ales a software-lui. Caracteristicile sunt:

extinderea utilizarii microprocesoarelor;

tendinta de schimbare a conceptiei hardware si software prin lansarea pe piata a unor noi tipuri de calculatoare (familia MACHINTOSH).

1.2 Arhitectura unui calculator personal

A.Unitatea centrala:

Din punct de vedere functional, calculatorul este compus din unitatea centrala si echipamente periferice.

Placa de baza: contine toate componentele electronice importante ale calculatorului: microprocesorul, circuitele de suport, memoria, iar uneori poate contine circuitele care asigura functiile video si audio. Orice alte componente ce urmeaza sa se adauge se vor conecta in sloturile de extensie de pe placa de baza.

Primele placi de baza pentru PC-uri au fost cele folosite de calculatorul personal IBM realizat de firma IBM, care stabileste si standardul pentru majoritatea placilor fabricate timp de peste un deceniu.

11,2 inci

	Microprocesor

8,2inci

Socluri pentru memorie

Sloturi pentru extensie

	Gaura de prindere optionala

Placa de baza Mini ATX

In acest model, costul materialelor este redus cu aproape 30% fata de o placa ATX obisnuita si aceasta datorita reducerii dimensiunii acesteia, conectorii pentru porturi putandu-se monta direct fara cabluri.

Dintre modelele predecesoare acestei placi de baza putem enumera: placa de baza AT, Mini -AT, LPX, Mini-LPX.

Microprocesorul este o unitate de prelucrare miniaturizata la care se cupleaza memoria interna si echipamentele periferice. Viteza de lucru a microprocesorului este determinata de:

tipul constructiv al microprocesorului;

dimensiunea registrelor interne si a magistralei de date;

frecventa ceasului sistemului (timpul in care se incarca si se executa instructiunile);

dimensiunea memoriei cache.

Un registru este un circuit secvential sau dispozitiv destinat memorarii si prelucrarii unui sir de caractere binare.

Pentru realizarea functiei complexe de executie a programelor de prelucrare a datelor, microprocesorul dispune de un ansamblu de registre.

Un registru functioneaza atat ca o celula de memorie, cat si ca un loc de lucru. In registrii sunt pastrate modelele de biti pana sunt prelucrate sau transmise in exterior. Microprocesoarele pot avea un numar diferit de registrii, iar registrii pot avea diferite dimensiuni. Microprocesoarele actuale au registrii pe 32 sau 64 de biti. Dimensiunea registrilor are un efect important asupra performantelor microprocesorului.

Partile functionale ale unui microprocesor sunt: unitatea de intrare/iesire, unitatea de control si unitatea aritmetica si logica. Combinatia acestor parti functionale determina puterea si performantele microprocesorului.

Unitatea de intrare/iesire face legatura intre microprocesor si restul circuitelor din calculator. Microprocesoarele utilizate in PC-uri folosesc doua tipuri de conexiuni externe la unitatile de intrare/iesire: primul tip de conexiune formeaza magistrala de adrese, iar al doilea formeaza magistrala de date. Dimensiunea magistralei de date (se masoara in biti) a microprocesorului influenteaza direct viteza cu care sunt transportate informatiile. Ultimele microprocesoare Pentium si Pentium Pro au magistrale pe 64 de biti. Numarul de biti disponibili pe magistrala de adrese influenteaza cantitatea de memorie pe care o poate adresa microprocesorul. Ultimele microprocesoare au magistrale de adrese de 64 de biti.

Unitatea de control a unui microprocesor controleaza functionarea microprocesorului ca sistem.

Aceasta unitate primeste instructiunile de la unitatea de intrare/iesire si le converteste intr-o forma care poate fi inteleasa de unitatea aritmetica si logica.

Unitatea aritmetica si logica va efectua calculele matematice si functiile logice, preluand instructiunile decodificate de unitatea de control.

Modelele mai vechi de microprocesoare lucreaza secvential (microprocesorul citeste o instructiune din memorie, o executa, apoi trece la urmatoarea instructiune). O tehnica mai avansata presupune ca microprocesorul sa citeasca o instructiune, sa inceapa prelucrarea ei, apoi, inainte de a o termina, sa citeasca o alta instructiune, tehnologie numita "pipeling" (prelucrare paralela). Unul dintre cele mai rapide microprocesoare ale firmei Intel, Pentium Pro, foloseste in super-prelucrarea paralela un canal cu 12 niveluri.

Cele mai puternice microprocesoare actuale adopta o tehnologie numita "logica de predictie a ramurilor" (atunci cand umple canalul de prelucrare paralela, microprocesorul incearca sa ghiceasca ramura de program pe care va continua executarea, apoi executa instructiunile mai probabile).

O alta tehnologie folosita in executarea instructiunilor unui microprocesor este "arhitectura scalara", care imbunatateste calitatile functionale ale microprocesorului, mai mult decat o face cresterea incrementala a vitezei. Daca programele au doua sau mai multe cai de executare, un microprocesor superscalar va putea prelucra simultan doua sau mai multe parti ale programului. Indiferent cat de bine utilizeaza un program logica unui microprocesor superscalar, este putin probabil ca fiecare canal de prelucrare paralela sa primeasca un numar egal de sarcini de indeplinit. Chiar daca logica cipului ar fi de a trimite canalului ce are mai putin de prelucrat o alta instructiune, este posibil ca urmatoarea instructiune sa depinda de rezultatul instructiunii care se afla in curs de executare, in celalalt canal de prelucrare paralela, astfel puterea microprocesorului fiind irosita.

Modelul de proiectare RISC (Reduced Instruction Set Computer) are urmatoarele caracteristici:

majoritatea instructiunilor sunt executate intr-un singur ceas sau chiar mai rapid datorita prelucrarii paralele;

canalul de prelucrare al unui microprocesor RISC functioneaza cel mai bine daca toate instructiunile au aceeasi lungime;

accesul la memorie genereaza adeseori intarzieri in timpul executarii unei instructiuni deoarece memoria RAM nu poate fi accesata la viteza microprocesorului;

sistemele RISC depind de programe speciale, numite compilatoare cu optimizare, care analizeaza etapele pe care le genereaza, incercand sa reorganizeze aceste instructiuni astfel incat sa corespunda mai bine cerintelor canalului de prelucrare paralela;

cheia proiectarii microprocesoarelor RISC este simplitatea.

Modelul de proiectare CISC (Complex Instruction Set Computers) se bazeaza pe un microcod cu un set mare de instructiuni, ce nu este la fel de eficient ca modelul de proiectare RISC.

Proiectantii de microprocesoare au inceput sa exploateze posibilitatile oferite de operarea la tensiuni mai mici de 5 volti.

Modelul de proiectare MMX (MultiMedia Extensions) introduce o noua clasa de instructiuni adaugata la setul de comenzi al microprocesorului. Datele sunt impachetate pe 64 de biti, iar aceasta abordare imbunatateste modul de manipulare a datelor grafice si audio.

Ultimele microprocesoare Pentium proiectate pentru echipamente portabile opereaza la 2,9 volti sau chiar mai putin. Majoritatea arhitecturilor de magistrala accepta numai nivelul de 3,3 volti, deoarece acesta nu impune modificari esentiale de proiectare.

In ianuarie 1997, firma Intel a lansat primul microprocesor Pentium MMX care la inceput opera la viteze de 166 sau 200 Mhz.

Pentium Pro este cel mai puternic microprocesor Intel, bazat pe o arhitectura proprie. Acesta renunta la arhitectura clasica CISC in favoarea vitezei oferite de arhitectura RISC. Microprocesorul Pentium Pro este superscalar si foloseste prelucrarea paralela. Pentru a optimiza legatura dintre microprocesor si memoria cache, microprocesorul Pentium Pro contine memoria cache secundara de 256 KB si un controller propriu pentru aceasta. Memoria cache secundara se conecteaza la nucleul logic al microprocesorului printr-o magistrala dedicata de 64 de biti, numita magistrala interna, separata si distincta de magistrala externa de 64 de biti care leaga microprocesorul de memoria principala.

Microprocesorul Pentium II prezinta avantajul ca poate executa simultan doua instructiuni MMX prin "canalele" separate de prelucrare paralela.

Dintre produsele anterioare ale firmei Intel putem enumera urmatoarele familii de microprocesoare: 8080, 8086, 80286, 80386, 80486.

Pentru a tine pasul cu produsele oferite de firma Intel, firmele AMD si Cyrix scot urmatoarele produse AMD K6 si Cyrix M2, care includ capacitati MMX, ceea ce le plaseaza pe aceeasi treapta cu microprocesoarele Intel, dar nu si al performantelor.

Dintre produsele anterioare ale firmei AMD (Advanced Micro Devices) si Cyrix putem enumera: AMD 5_x86, AMD K5, Cyrix 5x86, Cyrix MediaGX, Cyrix 6x86.

In afara cantitatii de memorie pe care o aveti instalata pe calculator, un alt aspect important este viteza cu care microprocesorul poate sa scrie date in memorie sau sa extraga date din aceasta.

Viteza microprocesorului este exprimata sub forma unei frecvente in megahertzi (Mhz), in timp ce microprocesoarele de memorie sunt evaluate in nanosecunde.

Dimensiunea registrelor interne si a magistralelor se masoare cu ajutorul bit-ului (este cea mai mica unitate de informatie).

Memoria cache este mai apropiata de microprocesor decat memoria interna, evitandu-se astfel toate acele operatiile intermediare.

Pentru microprocesoarele de mare performanta, cea mai cunoscuta tehnica de accelerare a vitezei sistemului de memorie este utilizarea cache-ului. Un circuit special, numit controller cache, incearca sa alimenteze continuu memoria cache cu instructiunile si datele de care este cel mai probabil sa aiba nevoie microprocesorul in continuare. Daca informatiile cerute de microprocesor se afla deja in memoria cache, acestea pot fi obtinute fara stari de asteptare.

Aspectele esentiale ale unei memorii cache sunt: dimensiunea, organizarea logica, localizarea si modul de operare.

Dimensiunea cache cea mai utilizata este de 256 KB.

Cache-urile pot fi interne sau externe microprocesoarelor pe care de deservesc. Cache-ul intern este integrat pe cipul microprocesorului. Cache-ul extern foloseste cipuri de memorie si circuite de control externe.

Cea mai eficienta cale de a face memoria mai rapida este folosirea microprocesoarelor mai rapide.

Coprocesorul matematic este un procesor specializat in operatiile pe date cu caracter matematic. Cand microprocesorul trebuie sa execute o astfel de operatie, apeleaza la coprocesor si va primi rezultatul final. Microprocesorul 80486 si cele realizate ulterior contin si coprocesorul matematic incorporat.

Intre componentele calculatorului, microprocesor, memoria interna si periferice circula trei categorii de informatii: instructiuni de program, comenzi efective si date. Aceste categorii de informatii circula pe circuite electrice care alcatuiesc o magistrala sau un "bus".

Magistrala, din punct de vedere fizic, reprezinta trasee de cupru pe o placa de circuit imprimat.

Pe magistrala de comenzi circula comenzile, iar pe magistrala de date circula datele transferate intre diferitele componente ale calculatorului.

Echipamentele periferice sunt cuplate la magistrala prin intermediul unei componente fizice numita "controller".

Referat: Contabilitatea tertilor Referat: Structurarea elementelor de activ si pasiv dupa criterii financiare

Controllerul urmareste, comanda si controleaza intregul trafic de informatii intre periferice, unitatea de hard disc, unitatile floppy disc si memoria interna. Acest transfer direct se executa fara implicarea unitatii centrale. Sarcina controlului, transferului de informatii intre memorie si unitatile de discuri magnetice revine unei componente numita DMA (Direct Memory Acces).

Degrevarea unitatii centrale de sarcina controlului acestor operatii de intrare/iesire directe cu memoria interna, permite folosirea acesteia pentru efectuarea altor operatii, in paralel, asigurandu-se astfel cresterea corespunzatoare a vitezei de prelucrare a calculatorului.

Etapele parcurse pentru functionarea unui calculator sunt:

microprocesorul depune pe magistrala de date o valoare din registru;

microprocesorul depune pe magistrala de comenzi comanda necesara pentru citire din memorie;

memoria interna primeste comanda si preia de pe magistrala de date valoarea, cauta adresa corespunzatoare, preia continutul locatiei respective si depune valoarea citita pe magistrala de date;

memoria interna depune pe magistrala de comenzi comanda de incheiere a citirii;

microprocesorul primeste mesajul memoriei interne de incheiere a citirii si citeste valoarea depusa de pe magistrala de date.

Seturile de cipuri dintr-un calculator indeplinesc urmatoarele functii:

Controllerul de sistem care are rolul de a asigura semnalele de sincronizare necesare microprocesorului, memoriei si celorlalte componente ale calculatorului, de a gestiona intreruperile hardware, de a supraveghea dirijarea semnalelor in calculator, precum si indeplinirea functiei de controlller DMA (Direct Memory Access), ceea ce presupune vegherea transferului de date la si de la memorie, independent de microprocesor, lasand microprocesorului functia de prelucrare a datelor.

Controller-ul de intreruperi, care gestioneaza semnalele de intrerupere si stabileste ordinea in care sunt deservite acestea.

PC-urile echipate cu sisteme de operare moderne ofera posibilitatea alocarii unui numar de 15 intreruperi. In toate sistemele, patru intreruperi nu pot fi folosite pentru dispozitivele de extensie. Acestea sunt: IRQ0 -  folosita de contorul de timp, IRQ1 - folosita pentru controllerul de tastatura, IRQ2 - folosita ca intrare in cascada pentru intreruperile cu numere mai mari (redirectata la intreruperea 9) si IRQ8 - folosita pentru ceasul de timp real.

Daca aveti un dispozitiv important, puteti sa ii alocati intreruperea disponibila cu nivelul cel mai ridicat de prioritate, respectiv IRQ10. Intreruperea pe care o alocati unui anumit dispozitiv nu este critica atata timp cat alocarea se face in mod unic si atat dispozitivul hardware cat si rutina de deservire (driverul software) cunosc ce intrerupere s-a ales.

Controllerul pentru accesul direct la memorie (DMA) se va ocupa cu transferarea octetilor de pe hard-disc prin controllerul de hard-disc, in memoria principala, de unde pot fi folositi de microprocesor. Operatiile DMA pot fi folosite si pentru transferarea datelor intre dispozitivele de intrare/iesire si memorie.

Controllerul pentru dispozitive periferice asigura posibilitatile de conectare, creand interfetele necesare celorlalte dispozitive pentru conectarea la microprocesor, cum ar fi: interfata cu magistrala, interfata cu hard-discul, interfata cu unitatile de dischete, controllerul de tastatura, controllerul pentru porturile de intrare/iesire.

Controllerul de memorie asigura manipularea memoriei principale.

Memoria

Fiecarei informatii ce trebuie stocata i se atribuie o locatie de memorie, numita adresa. Cantitatea de date stocate in fiecare locatie de memorie depinde de unitatea de stocare de baza, care variaza in functie de modelul calculatorului. In general, fiecare locatie contine numarul de biti pe care calculatorul ii poate prelucra la un moment dat.

Memoria interna este cea mai importanta si costisitoare componenta fizica.

Caracteristicile cele mai importante ale memoriei interne sunt:

dimensiunea;

timpul maxim de raspuns (depinde de tehnologia de constructie a cip-urilor de memorie).

Din punct de vedere functional, memoria interna a unui calculator personal este alcatuita din doua componente: memoria RAM si memoria ROM.

Memoria ROM (Read Only Memory) poate fi citita, dar nu poate fi scrisa de catre utilizator. Sunt memorate in ROM programe specifice sistemului de operare. Este nevolatila. Programele preluate din ROM sunt transferate in RAM de unde apoi sunt executate.

Se intalnesc diverse tipuri de memorii ROM:

Memoria PROM (Programmable Read Only Memory)

Cipurile PROM sunt fabricate si livrate ca elemente fuzibile intacte. Cipul este apoi adaptat unei anumite aplicatii folosind un programator de PROM-uri pentru arderea elementelor fuzibile, conform cerintelor software care trebuie codificat in cip. Efectele arderii unui cip PROM sunt ireversibile.

Memoria EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) poate fi stearsa si cipul poate fi refolosit pentru alte date sau programe. Memoria este stearsa prin iluminarea cu raze ultraviolete, ce patrund printr-o fereastra a acestuia.

Memoria EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) ofera un avantaj important - cipurile EEPROM pot fi sterse si reprogramate fara sa fie scoase din socluri. In locul unei surse puternice de umina ultravioleta, memoriile EEPROM au nevoie pentru stergere doar de o tensiune mai mare decat cea normala. Dezavantajul acestor memorii il reprezinta faptul ca acestea pot fi modificate de un numar finit de ori.

Memoria flash este asemanatoare memoriei EEPROM, cu deosebirea ca in cazul stergerii memoriei va fi folosita tensiunea normala din interiorul calculatorului.

Memoria RAM (Random Acces Memory) este memoria propriu-zisa, la care ne referim in mod uzual si cu care opereaza toate programele utilizatorilor. Ea reprezinta un spatiu temporar de lucru unde se pastreaza datele si programele pe toata durata executiei lor. Programele si datele se vor pierde din memoria RAM dupa ce calculatorul va fi inchis, deoarece memoria este volatila, pastrand informatia doar cat calculatorul este sub tensiune. De aceea programele si rezultatele trebuiesc salvate pe dischete sau pe hard disc.

Mai exista un tip de memorie numita CMOS care este o memorie de tip RAM, cu deosebirea ca aceasta consuma mai putina energie electrica decat celelalte tipuri de RAM. Un calculator are un mic acumulator atasat ce va alimenta in permanenta aceasta memorie, chiar si atunci cand acesta este oprit, pentru a putea pastra informatiile din CMOS timp de 2-3 ani in cazul in care calculatorul nu se deschide. Altfel, acest acumulator se va reincarca. Ea foloseste la memorarea informatiilor necesare BIOS-ului: capacitatea memoriei interne, tipul unitatilor de disc flexibil, tipul si capacitatea discului hard, configuratia calculatorului, precum si ora curenta, data curenta.

Memoria pe care calculatorul crede ca o are, dar care nu exista in realitate se numeste memorie virtuala. Majoritatea PC-urilor moderne folosesc tehnica numita "paginare la cerere", implementata de microprocesoarele Intel, care au posibilitatea sa urmareasca continutul memoriei in timp ce acesta este transferat intre disc si memorie in blocuri de 4 KB. Dupa ce memoria reala se umple, sistemul de memorie virtuala copiaza continutul uneia sau mai multor pagini pe disc, atunci cand este nevoie de mai mult spatiu in memorie. Cand sistemul are nevoie de datele continute in blocurile copiate pe disc primele pagini utilizate folosite sunt copiate pe disc si, in locul lor, sunt aduse pe disc paginile invocate de calculator. Numele acestei tehnici este "paginare la cerere", deoarece comutarea datelor se face numai atunci cand microprocesorul incearca sa obtina accesul la o adresa care nu este disponibila in memorie.

Sistemul de operare Windows foloseste un sistem de paginare bazat pe algoritm de tip "cel mai putin recent folosit", aceasta insemnand ca gestionarul de memorie virtuala din Windows (VMM - Virtual Memory Manager) stabileste ce date vor fi transferate pe disc in functie de momentul in care au fost folosite acestea de sistem. Sistemul Windows VMM pastreaza si o tabela cu paginile de memorie virtuala, care specifica ce pagini sunt folosite de fiecare aplicatie, ce pagini sunt stocate in memoria reala si ce pagini sunt stocate pe disc.

Fisierul folosit pentru memoria virtuala este numit fisier de schimb, deoarece este folosit pentru transferarea datelor de pe disc in memorie si din memorie pe disc, in functie de necesitatile sistemului de operare.

Un fisier de schimb permanent isi rezerva spatiu pe disc si il ocupa indiferent daca se ruleaza sau nu sistemul de operare Windows.

Erorile de memorie care pot aparea intr-un calculator sunt grupate in doua categorii: erori soft si erori hard.

Atunci cand o parte a unui cip de memorie se defecteaza, rezultatul este o eroare hard. Aceasta poate aparea, de exemplu, din cauza unui impuls electric puternic care poate sa afecteze mai multe celule de memorie sau datorita rularii memoriei la viteze mai mari decat cele pentru care a fost proiectata. Datorita unei erori hard de memorie, sistemul se poate bloca sau poate furniza rezultate gresite. In cazul unei erori hard, cipul sau modulul care a generat eroarea trebuie sa fie inlocuit.

In general, calculatorul verifica fiecare bit de memorie in vederea detectarii erorilor hard de fiecare data cand calculatorul porneste sau se face o reincarcare la rece.

O eroare soft va fi observata atunci cand o locatie de memorie contine altceva decat ar trebui, deci, in cazul erorilor soft, erorile apar in date nu in componentele hardware. Solutia ramane inlocuirea sau refacerea datelor pentru ca sistemul sa continue sa lucreze in conditii normale. Erorile soft constituie una dintre cele mai bune justificari "salvati mai des ceea ce lucrati".

Interfata este dispozitivul prin intermediul caruia doua componente ale calculatorului pot comunica. Toate informatiile din sistemul de stocare trebuie sa treaca prin interfata pentru a ajunge la microprocesor sau la memorie.

De cele mai multe ori, viteza interfetelor moderne este masurata in megaocteti pe secunda.

Cele mai cunoscute interfete folosite pentru hard-discurile calculatoarelor, AT Attachment si SCSI, implica, de obicei, timpi suplimentari diferiti.

Unele interfete au denumiri particulare:

adaptor video = interfata monitorului;

driver de disc = interfata de disc.

Interfetele pot fi proiectate la doua niveluri: la nivel de dispozitiv si la nivel de sistem.

O interfata la nivel de dispozitiv este proiectata pentru a asigura legatura intre un anumit tip de dispozitiv si sistemul gazda.

O interfata la nivel de sistem asigura conexiunea la un nivel mai ridicat, dupa ce toate semnalele generate de dispozitiv au fost convertite in forma folosita de sistemul gazda.

Interfata AT Attachment a aparut ca un singur standard, dar necesitatea obtinerii unor viteze mai mari, a condus la necesitatea revizuirii standardului, rezultand urmatoarele interfete actuale: ATA-2, ATAPI, EIDE, Fast ATA, Fast ATA-2 si Fast ATA-3.

Semnul distinctiv al interfetei AT Attachment este simplitatea. Conectarea discurilor ATA necesita un cablu de semnale si un cablu de alimentare.

Conexiunea ATA ofera cea mai mare rata de transfer oferita de schemele de interfata ale hard-discurilor pentru calculatoarele personale.  Standardul AT Attachment accepta doua categorii de transferuri: Programmed Input/Output (PIO) - Intrari/Iesiri programate si Direct Memory Access (DMA) - Acces direct la memorie. Diferenta dintre aceste doua moduri este data de felul cum sunt folosite resursele PC-ului.

Modul DMA ofera posibilitatea obtinerii unor performante mai bune prin controlul magistralei (bus mastering), transferurile DMA oferind un grad de prelucrare paralela, avantaj observabil incepand cu folosirea sistemului de operare Windows 98.

Pentru obtinea ratelor de transfer maxime este recomandat un sistem bazat pe magistrala PCI.

Folosirea modului PIO presupune ca microprocesorul sa controleze direct fiecare octet transferat prin interfata.

Modelele ATA actuale permit conectarea unor discuri cu capacitati pana la opt gigaocteti.

Specificatiile ATA-3 includ standarde pentru gestionarea energiei. O parte din aceasta standardizare reprezinta definirea a patru moduri de consum electric care permit calculatoarelor sa economiseasca energie: activ (active), cu activitate redusa (idle), in asteptare (standby) si adormit (sleep).

Standardul AT Attachment permite doua tipuri de parole: User si Master.

Parolele utilizator (User passwords) sunt parolele stabilite de utilizator pentru limitarea accesului la disc. De obicei, manipularea parolelor se face prin BIOS, prin sistemul de operare sau prin aplicatii, care fac legatura cu sistemul de securitate al discului prin intermediul interfetei ATA.

Parolele Master (Master passwords) sunt stabilite la fabricarea unitatii de disc. Daca alegerea a fost securitatea normala, producatorul discului poate sa foloseasca parola master pentru a citi datele sau pentru a dezactiva vechea parola. Daca optati pentru securitatea maxima, parola master nu permite producatorului decat sa stearga discul, readucandu-l in starea originala: gol si fara nici o parola.

Interfata SCSI este o interfata la nivel de sistem care ofera o magistrala completa de extensie pentru conectarea echipamentelor periferice.

Sistemul SCSI actual este o ierarhie pe trei straturi. Nivelul superior este o structura de comanda care permite PC-ului sa controleze toate componentele hardware SCSI. Acesta este nivelul driverului software din interiorul PC-ului. Nivelul de mijloc include protocolul, structura software folosita pentru transportul comenzilor prin sistemul SCSI catre dispozitivele SCSI. Nivelul inferior este format din componentele hardware - porturile, cablurile si conectorii care leaga impreuna dispozitivele SCSI.

Versiunile ulterioare standardului SCSI sunt: SCSI-2, SCSI-3, Advanced SCSI Architecture, Ultra SCSI, ultimul model folosind o interfata paralela SCSI cu o conexiune pe 32 de biti.

Interfata pentru unitatea de dischete foloseste doua semnale pentru selectarea unitatii (Drive Select). Doua semnale ale interfetei controleaza pozitia capetelor citire/scriere pentru fiecare dintre unitatile de dischete atasate.

Semnalul Step Pulse (impuls de pas) cere motorului sa faca inca un pas (ceea ce inseamna exact o pista) catre centrul sau marginea discului.

Semnalul Write Select determina fata dischetei care urmeaza sa fie folosita. Daca semnalul este activ, unitatea de dischete foloseste capul de deasupra, altfel, este folosit celalalt cap.

Semnalul Write Protect (protectie la scriere) este generat de un senzor care detecteaza prezenta sau absenta capacului de protectie la scriere.

Pentru scrierea pe discheta sunt folosite doua semnale: Write Date (date pentru scriere) si Write Enable (activare scriere). Cel de-al doilea semnal este folosit ca o masura de siguranta impotriva scrierii accidentale peste date valoroase.

O interfata este cuplata la unitatea centrala printr-un punct care se numeste port.

Port-ul este punctul prin intermediul caruia unitatea centrala realizeaza schimburi de informatii cu exteriorul ei. Port-urile pot fi de intrare sau de iesire, in functie de perifericul la care facem referire.

Un PC are de obicei o interfata paralela (LPT1) prin care este conectata imprimanta si doua interfete seriale (COM1 sau COM2) prin care se conecteaza mouse-ul.

Tastatura si mouse-ul se cupleaza prin porturi seriale, monitorul si unele modele de imprimante se cupleaza prin porturi paralele.

Echipamentele periferice rapide: hard-discul, unitatile de floppy-disc si CD-ROM, se cupleaza direct la placa controller-ului dedicat.

Interfata paralela permite transmisia celor 8 biti ai unui octet prin intermediul a opt fire plus unul de comenzi, spre deosebire de interfata seriala care beneficiaza de un singur fir pe care transmite succesiv fiecare bit al unui octet.

Memoria externa:

Floppy discul are ca principiu de functionare: un mecanism de antrenare ce roteste floppy discul cu o viteza constanta, iar scrierea/citirea se realizeaza cu ajutorul a doua capete de citire/scriere care se pozitioneaza pe informatiile plasate pe piste. Dischetele pot fi de 5,25 inci sau 3,5 inci.

Noile PC-uri sunt echipate doar cu unitati de dischete de 3,5 inci.

Componentele principale ale unei unitati de dischete sunt un motor obisnuit care roteste discul si un motor pas cu pas care pozitioneaza capetele de citire/scriere.

Dischetele de 3,5 inci folosesc un butuc metalic, cu un orificiu central patrat de antrenare care se potriveste cu axul unitatii de dischete. Taietura dreptunghiulara din butuc permite mecanismului unitatii de dischete sa determine fara ambiguitati alinierea radiala a discului si serveste ca referinta mecanica pentru pozitia datelor pe disc.

Toate unitatile de dischete actuale folosesc doua capete de citire/scriere, care prind la mijloc discul si citesc sau scriu date pe oricare dintre cele doua fete ale dischetei.

Acest tip de discheta contine si o clapeta de protectie la scriere care permite ca discheta sa fie transformata intr-un mediu cu acces numai la citire.

Viteza de rotatie a unei dischete de 3,5 inci este de 300 RPM, rata de transfer a datelor este de 500 Kbps, iar numarul pistelor este 80.

Hard-discul (disc fix, disc Winchester) este incorporat in cutia care contine unitatea centrala.

Principalele caracteristici ale hard-discului sunt:

capacitatea de stocare a informatiilor (PC Data Handling);

timpul de cautare (seek time);

rata de transfer a sistemului gazda;

rata de transfer a hard-discului (media rate);

numarul de rotatii pe minut;

cantitatea de memorie cache.

Un hard-disc este format din unul sau mai multe discuri ce se rotesc unitar pe un singur ax, numit dispozitiv de antrenare (spindle), care este conectat direct la un motor.

Exista doua metode de inregistrare a datelor: inregistrare la viteza unghiulara constanta si inregistrare cu viteza liniara constanta.

Lungimea sectoarelor variaza in cazul vitezei unghiulare constante, dar ramane aceeasi in cazul vitezei liniare constante. Numarul de sectoare este acelasi pentru toate pistele in cazul vitezei unghiulare constante, dar se modifica in cazul vitezei liniare constante.

Inregistrarea cu viteza liniara constanta este folosita pentru medii de capacitate mare pentru care nu este important accesul aleatoriu rapid, de exemplu compact-discul.

Hard-discurile actuale folosesc un compromis intre inregistrarea cu viteza unghiulara constanta si inregistrarea cu viteza liniara constanta.

Noile hard-discuri se rotesc cu viteze de 5400 sau 7200 RPM (rotatii pe minut), ceea ce ar presupune un timp de asteptare ce poate ajunge la 5,6 milisecunde.

Viteza de rotatie a hard-discului influenteaza si viteza cu care pot fi citite continuu datele de pe disc. Rata de transfer a datelor se masoara in megaocteti pe secunda.

Pentru fiecare fata a discurilor este folosit un cap de citire/scriere. Atat timp cat discurile se rotesc, capetele de citire/scriere se afla la o distanta de cateva milionimi de inci de suprafata discului.

Discurile sunt supuse la deteriorari cauzate de caderea capetelor de citire/scriere in momentul opririi. Pentru majoritatea hard-discurilor exista o zona dedicata de aterizare (landing zone), pe care nu sunt stocate date.

Parcarea capului (head parking) presupune activarea unei comenzi software pentru aducerea si blocarea capului de citire/scriere in zone de aterizare pana la oprirea discului, evitandu-se in acest fel deteriorarea mediului de stocare.

De fiecare data cand discul efectueaza o rotatie completa, capul traseaza un cerc complet pe suprafata acestuia, cerc ce poarta denumirea de pista.

O stiva verticala de piste poarta denumirea de cilindru.

Numarul de cilindri ai unei unitati de hard-disc este egal cu numarul pistelor de pe fiecare disc. Acest numar este stabilit de producatorul hard-discului in timpul fabricarii.

Majoritatea sistemelor de discuri impart fiecare pista in arce mai scurte, numite sectoare. Sectorul este unitatea de baza pentru cantitatea de informatii stocata pe un disc.

Sistemul de operare DOS foloseste ca unitate de masura pentru fisierele stocate pe disc clusterul, care este format din unul sau mai multe sectoare.

Raportul dintre lungimea unui sector si distanta dintre inceputul a doua sectoare succesive din punct de vedere logic se numeste factor de intretesere (interleave factor). De exemplu, daca se sare peste patru sectoare inainte de a se ajunge la sectorul cautat, factorul de intretesere este 1:5 sau 5. Un disc in care nu se sare peste nici un sector are un factor de intretesere 1:1.

Deoarece stabilirea unui factor de intretesere prea mic afecteaza grav performantele, cea mai buna valoare ar fi 1:2 pentru calculatoarele echipate cu microprocesoare mai rapide.

Adresa fizica a fiecarui sector de pe disc este data de cele trei valori: cilindrul, capul si sectorul.

Pentru adresarea datelor de pe un disc, se foloseste adresarea pe blocuri logice (logical block addressing). Conform schemei LBA, fiecare sector de pe disc este numerotat.

PC-urile se asteapta ca sectoarele hard-discurilor sa aiba dimensiunea de 512 octeti. Aceasta dimensiune limiteaza capacitatea discurilor cu interfete ATA si SCSI la 8 GB.

Majoritatea PC-urilor stocheaza parametrii hard-discurilor in memoria CMOS de configurare. Controllerul citeste parametrii din memoria CMOS si ii foloseste pentru accesul corect la disc.

Prin divizarea discului in mai multe partitii, posibilitatile logice de adresare a unui disc pot creste de patru ori, in limitele adresabilitatii fizice.

Viteza de acces si rata de acces sunt probleme de proiectare, dar limitele sunt determinate de probleme mecanice. Cea mai buna cale de depasire a acestor bariere mecanice este folosirea unui cache. Cache-urile sunt clasificate in doua categorii - software si hardware. Cache-urile software folosesc o parte a memoriei principale a calculatorului. Cache-urile hardware folosesc memorii proprii, dedicate. Cache-urile software au un avantaj de performanta prin faptul ca opereaza dupa interfata de disc si magistrala de extensie, pe cand informatiile pastrate in cache-ul hardware, chiar daca sunt disponibile imediat, sunt incetinite prin interfata si prin magistrala de extensie.

De exemplu, sistemul de operare Windows 95 permite stabilirea cantitatii de memorie dedicata cache-ului.

Este recomandat a se folosi un cache hardware mare pentru un server de disc partajat de mai multi utilizatori.

In legatura cu comprimarea datelor, sistemele de comprimare pentru discuri folosesc tehnologiile de comprimare a datelor pentru cresterea capacitatii aparente a discurilor. Acestea functioneaza prin crearea unui disc virtual cu capacitate marita, cu care se poate lucra ca si cum ar fi un disc obisnuit. Sistemul de comprimare asigura automat comprimarea si decomprimarea datelor in timpul lucrului. Informatiile sunt stocate pe discul fizic intr-o forma comprimata, dar aceasta este invizibila pentru utilizator. Raportul de comprimare reprezinta o comparatie intre spatiul de stocare necesar pentru informatiile comprimate si spatiul necesar pentru datele necomprimate.

Unitatile AV au fost construite in scopul stocarii datelor audio si video. Aceste unitati au capacitati foarte mari, dar cel mai important lucru este viteza de acces. Spre deosebire de hard-discurile obisnuite, care permit accesul instantaneu la date aleatorii, unitatile AV sunt optimizate pentru accesul secvential la viteze foarte mari.

Compact-discul a fost creat la inceputul anilor 1980. CD-urile reprezinta inima tehnologiilor multimedia, reprezentand totodata elementul central pentru digitizarea si automatizarea sistemelor fotografice.

La baza sistemelor CD-ROM sta tehnologia optica. Pentru cresterea spatiului de stocare disponibil pe un disc, sistemul CD foloseste inregistrarea cu viteza liniara constanta. Discul se roteste mai repede pentru pistele din interior decat pentru cele din exterior, astfel ca, viteza de rotire a discului variaza de la 400 RPM (rotatii pe minut) pentru pistele din interior la 200 RPM pentru pistele din exterior.

Capacitatea de stocare a CD-urilor este impartita in sectoare, un CD avand aproximativ 315.000 de sectoare (pentru 70 de minute de muzica).

O sesiune este un segment unic inregistrat pe un CD si poate contine mai multe piste. Orice sesiune poate contine date, secvente audio sau imagini.

Un compact disc poate contine pana la 99 de piste, iar o pista poate contine numai una dintre formele de stocare (audio, video sau date). Fiecare pista este formata din cel putin 300 de cadre  mari (4 secunde de redare audio).

Compact discurile pot fi de mai multe tipuri: CD-Digital Audio, CD- ROM (CD- Read Only Memory), CD-Recordable, CD-Erasable, Photo CD si DVD.

Discul CD-DA contine aproximativ 70 de minute de muzica stereo, cu un domeniu de frecvente echivalent cu al statiilor radio FM - limita superioara este putin peste 15 MHz iar limita inferioara apropiata de zero.

Discul CD-ROM livreaza date din alte surse catre calculator. Datele de pe un CD-ROM nu mai pot fi modificate dupa stantare. Adanciturile pentru stocarea datelor sunt definitive.

Unitatile CD-ROM folosesc alte circuite de corectare a erorilor decat echipamentele stereo.

Spre deosebire de unitatile CD-DA, in care erorile sunt corectate in cadrele mici, in unitatile CD-ROM erorile sunt corectate in cadrele mari (98 de cadre mici sunt grupate pentru a forma un cadru mare). Pentru a cauta datele necesare de pe un compact disc este nevoie de o interfata, care, de cele mai multe ori, este SCSI sau ATAPI. In schimb, nici una dintre interfete nu este necesara in cazul unui sistem de redare audio.

Pentru majoritatea recorderelor CD, fluxul de date nu poate fi intrerupt dupa ce operatia de scriere a inceput. O intrerupere in fluxul de date poate genera erori de inregistrare. Pentru folosirea capacitatii maxime posibile ale unui CD, este de dorit a se reduce numarul de sesiuni in care se imparte un disc, deoarece fiecare sesiune iroseste cel putin 13 MB pentru zonele de introducere (lead-in) si de incheiere (lead-out). Este recomandat ca orice program rezident aflat in memorie (programele de protejare a cranului (screen savers), alarmele (popup reminders) si programele de comunicatii) sa fie descarcat, astfel incat, PC-ul sa se ocupe numai cu procesul de scriere. Inainte de scrierea CD-ului este recomandat sa se verifice faptul ca fisierele ce se doresc a fi transferate pe CD nu sunt fragmentate.

Programul de creare a CD-ului organizeaza datele in vederea scrierii pe disc. Pe masura ce trimite informatiile catre unitatea CD-R, programul adauga si informatiile de control necesare pentru crearea formatului corespunzator al discului. La terminarea scrierii, programul finiseaza operatia de inregistrare, astfel incat discul sa poata fi redat.

Pentru prevenirea pierderii discurilor din cauza insuficientei datelor, majoritatea programelor pentru producerea discurilor CD-R master efectueaza o testare a sesiunii de inregistrare inainte de a scrie datele pe disc.

CD-Erasable seamana mai mult cu un hard-disc decat cu o unitate CD-R, deoarece tabelul de continut poate fi actualizat in orice moment, astfel incat se pot adauga fisiere si piste fara sa fie necesare informatiile suplimentare ale unor noi sesiuni.

Discurile Photo CD sunt folosite ca sisteme de stocare pentru imaginile vizuale. Ultimele echipamente Photo CD au fost modificate, astfel incat sa poata reda si discuri audio.

Aparatele Photo CD sunt proiectate la fel ca echipamentele audio - ele reproduc imaginea, fara sa o manipuleze. Elementele de control cele mai avansate permit oprirea la o anumita imagine sau parcurgerea discului in cautarea unei imagini.

Firma Kodak a dorit sa poata oferi un catalog de imagini in miniatura si sa poata oferi imagini cu calitatea echivalenta a imaginilor TV, precum si stocarea imaginilor cu rezolutie inalta, fara sa se piarda timp pentru conversiile de la o rezolutie la alta. Solutia a fost stocarea pe disc a mai multor copii ale imaginii, la diferite rezolutii, astfel incat sistemul nu trebuie decat sa redea imaginea la rezolutia ceruta.

Pentru discurile Photo CD, rezolutia maxima a oricarei imagini este de 3072 pe 2048 de pixeli.

Deoarece sistemul Photo CD a fost proiectat pentru redarea prin intermediul televizorului, rezolutia pentru imaginea de baza este de 768 pe 512 pixeli.

Sistemul DVD (Digital Versatile Disc) ofera o capacitate de 4,3 gigaocteti. Avand ca destinatie initiala stocarea filmelor, formatul DVD accepta date numerice de orice tip, inclusiv produsele multimedia interactive. Ca si in cazul CD-urilor, fiecare aplicatie are un nume propriu: DVD-Audio, DVD-Video, DVD-ROM si DVD-RAM (un sistem de inregistrare asemanator cu sistemul CD-R).

Spre CD-urile obisnuite, discurile DVD sunt formate din doua discuri lipite, fiecare disc este inregistrat pe ambele parti, deci, discul rezultat are patru suprafete diferite de inregistrare.

Viteza de rotatie a discului variaza de la 600 RPM, pe marginea exterioara a discului, la 1200 RPM, pe marginea interioara a acestuia. Rata reala de transfer este de aproximativ 9,8 MB/s.

Interfata predominanta pentru unitatile CD si DVD este in prezent ATAPI.

B. Echipamente periferice:

Tastatura este elementul de legatura directa intre om si calculatorul personal, in sensul ca permite introducerea datelor si comenzilor pe calculator.

Unitatea de control a tastaturii cunoaste fiecare tasta datorita codului sau de identificare, cod care este un numar intre 1 si 101.

Tastatura calculatoarelor este impartita in cinci zone de taste:

tastele masinii de scris;

tastatura numerica redusa;

tastele pentru deplasarea cursorului;

tastele functionale;

tastele de control speciale;

Tastele masinii de scris constituie zona care contine tastele obisnuite, literele, cifre si caractere speciale. Putem sa setam tastatura pentru litere mici (LOWER CASE) sau litere mari (UPPER CASE) utilizand tasta CAPS LOCK sau SHIFT.

Tastatura numerica redusa este reprezentata printr-un grup de 9 taste cu dubla functionare care se seteaza utilizand tastele NUM LOCK sau SCROLL LOCK si anume:

introducerea de numere, apasand tasta NUM LOCK;

comenzi de deplasare a cursorului, daca se apasa tasta SCROLL LOCK;

Tastele pentru deplasarea cursorului sunt tastele pe care sunt desenate sagetile care indica sensul de deplasare al cursorului: sus, jos, stanga, dreapta.

Tastele functionale F1, F2 pana la F12. Aceste taste au o semnificatie diferita in functie de programul care se executa.

Tastele de control specifice sunt tastele care declanseaza o actiune speciala:

RETURN - determina terminarea liniei introduse de la tastatura si avansul pe randul urmator. Orice comanda se termina cu RETURN.

BACKSPACE - sterge primul caracter de la stanga cursorului, care se deplaseaza cu o pozitie spre stanga;

INSERT - selecteaza modul de lucru INSERT in locul modului de lucru EDIT.

In modul INSERT , caracterul tastat se insereaza in pozitia pe care se afla cursorul, sirul de caractere deplasandu-se cu o pozitie spre dreapta.

DEL - sterge caracterul din dreapta cursorului;

BREAK - suspenda temporar afisarea liniilor pe ecranul monitorului, care se poate relua prin apasarea oricarei taste;

ESC - suspenda executia programului si determina revenirea la pasul (ecranul) anterior;

PRINT-SCREEN - listeaza la imprimanta informatia existenta pe ecranul curent;

PgDn - determina saltul cursorului cu o pagina inainte;

PgUp - determina saltul cursorului cu o pagina inapoi;

HOME - pozitioneaza cursorul in coltul din stanga sus al ecranului;

END - determina pozitionarea cursorului la sfarsitul liniei curente;

SHIFT - apasata simultan cu o tasta afiseaza caracterele superioare existente pe taste sau literele mari;

CAPS LOCK - apasata o singura data determina afisarea literelor mari UPPERCASE; apasata a doua oara determina revenirea la litere mici, LOWERCASE.

CTRL - tasta CONTROL, apasata simultan cu o alta tasta determina schimbarea codului normal al tastei si generarea unui cod pentru comenzi speciale, diferite de la program la program.

Mouse-ul - a fost creat intre ani1957 si 1977 de catre Douglas C. Engelbart de la Institutul de Cercetare din Standford.

Mouse-ul mecanic a devenit un echipament periferic larg raspandit pentru cresterea vitezei de operare. Este un dispozitiv deosebit de comod si eficient, constituit dintr-o cutiuta de plastic cat mai ergonomic proiectata si realizata, cu 2-3 butoane deasupra si conectata la un port al calculatorului.

In interiorul mouse-ului, bila actioneaza doi senzori perpendiculari, care prin rotire, genereaza impulsuri electrice ce sunt trimise catre PC.

Mouse-ul este cuplat la unitatea centrala printr-un port serial. Intotdeauna este bine sa conectati mouse-ul la un port serial care foloseste o intrerupere nepartajata (de exemplu, COM1 daca sistemul are trei porturi seriale).

Unele calculatoare personale, cum ar fi calculatoarele Compaq au porturi de mouse integrate. Acest lucru permite conectarea mouse-ului fara nici o grija privind conflictele de intreruperi sau ocuparea unui port serial.

Monitorul poate avea diverse dimensiuni. PC-urile au un ecran cu 25 de linii si 80 de coloane. Pozitia pe ecran indicata de cursor poate fi o "liniuta" clipitoare, un "patrat" clipitor sau un dreptunghi. Forma si modul de afisare al cursorului se poate fixa de catre utilizator.

Sistemul de operare se interpune intre programe si memoria BIOS si captureaza caracterele pe care programele orientate spre text incearca sa le afiseze direct pe ecran.

O alta problema a display-urilor o constituie posibilitatea de a reprezenta culorile. Ambele facilitatii, regimul grafic si culorile sunt realizate de o componenta hardware numita adaptor.

Tipuri de adaptoare pentru monitoarele grafic-color: CGA, EGA, VGA, SVGA. Modul de cooperare dintre unitatea centrala si display se bazeaza pe alocarea unei zone de memorie RAM dedicata numai lucrului cu display-uri.

Display-urile echipate cu adaptor grafic considera ecranul in regimul de lucru grafic ca o matrice de puncte individuale numite "pixeli". Pixelii sunt cele mai mici blocuri constructive din care poate fi construita o imagine reala.

Numarul de "pixeli" ai ecranului determina "rezolutia" acestuia. In mod obisnuit, un caracter ASCII se reprezinta printr-o matrice de 8 x 8 puncte. Evident, cu cat rezolutia ecranului este mai mare, cu atat calitatea imaginii este mai buna. Numarul de pixeli creste direct proportional cu cantitatea de memorie necesara pentru stocarea lor.

Exista doua moduri de afisare a datelor pe ecran:

modul text;

modul grafic.

Unitatea de masura pentru claritatea imaginilor afisate pe ecran este puncte pe inci (dots-per-inch) si depinde atat de rezolutie, cat si de dimensiunea imaginii rezultate.

Limita maxima obisnuita pentru un sistem color este de 24 de biti, numite si sisteme true color (cu culori adevarate), deoarece pot memora suficiente informatii astfel incat sa codifice mai multe culori decat ar putea observa o persoana.

Unele sisteme grafice mai noi au si un mod de lucru color pe 32 de biti.

Toate modelele noi de adaptoare grafice au capacitatea de a afisa imagini tridimensionale (sunt placi 3D). Cea mai importanta caracteristica a placii 3D este functia de realizare a miscarii.

Tipurile de placi video actuale sunt:

placile SuperVGA, care respecta standardele VESA (Video Electronics Standarde Association) pentru rezolutii inalte, insa folosesc buffere de cadre de dimensiuni mici si nu include acceleratoare grafice;

placile acceleratoare grafice, care opereaza cu comenzi de desenare 2D si permit obtinerea unor rezolutii inalte;

placile acceleratoare 3D, care opereaza cu comenzi 3D.

Dintre toate cipurile de pe o placa video, acceleratorul grafic este cel mai important. Viteza de operare a acceleratorului determina rapiditatea cu care sistemul poate construi cadrele de imagini.

Fiecare accelerator grafic accepta trei rezolutii de baza: imagini VGA standard 640 pe 480 de pixeli, SuperVGA 800 pe 600 de pixeli si 1024 pe 768 de pixeli.

Pe o placa video, memoria inseamna in special bufferul de cadre. Cantitatea de memorie inclusa pe placa video este stabilita de producatorul placii.

Display-ul dispune de butoane pentru reglarea luminozitatii si a contrastului, precum si pentru centrarea imaginii.

O alta caracteristica a monitorului este dimensiunea diagonalei masurata in inci (1 inci=2,54cm).

Pentru a impulsiona reducerea consumului de energie al echipamentelor de calcul, Agentia pentru Protectia Mediului a lansat programul Energy Star, ce prevede trecerea intr-unul din modurile de operare: activ (on), in asteptare (standby), suspendat (suspend) si oprit (off).

Imprimanta este un dispozitiv care permite tiparirea pe hartie a unui document de tip text, obiecte grafice sau combinatii ale acestora.

Caracteristicile unei imprimante sunt:

mecanismul de tiparire si principiul de functionare;

viteza de tiparire;

dimensiunea liniei tiparite;

calitatea grafica a tiparirii;

memoria proprie;

fiabilitatea si costul.

Rezolutia unei imprimante se masoara in numarul de puncte e care le poate afisa imprimanta intr-un inch. Unitatea de masura este 1 d.p.i. (dots per inch).

Imprimantele pot fi: matriciale, cu jet de cerneala, laser, dispozitive plotter.

La imprimanta matriciala viteza de tiparire este exprimata in caractere pe secunda. Cea mai populara serie de imprimante matriciale este familia EPSON.

Imprimanta laser are la baza principiul xerox-ului. Viteza imprimantelor laser se masoara prin numarul de pagini tiparite pe minut. Rezolutia poate fi de cel putin 300 dpi (dots per inch), permitand o tiparire de calitate. O imprimanta laser tipareste aproximativ 4 pagini pe minut.

Daca imprimanta dispune de un interpretor de PostScript (este un limbaj folosit pentru codificarea de desene) atunci ea poate realiza desene de o calitate mai buna si o complexitate mai sporita.

Plotter-ul este un dispozitiv specific de desenare ce are atasat un numar de capete de scriere de tip ROTRING.

Scannerul poate converti orice imagine pe hartie intr-o forma electronica acceptata de calculator.

Daca pe calculator se afla instalat un program de recunoastere optica a caracterelor (OCR - Optical Character Recognition), textele citite de scanner ca imagini pot fi convertite in fisiere ASCII pentru un procesor de texte, o baza de date sau un sistem de editare a publicatiilor.

Caracteristicile unui scanner sunt:

posibilitatea de producere a imaginilor color;

viteza de scanare;

domeniul dinamic (domeniul de culori pe care le poate distinge un scanner);

rezolutia si posibilitatea de recunoastere a caracterelor de text, transformandu-le in caractere, nu in imagini.

Inainte de a incepe scanarea, trebuie stabilit formatul imaginii (alb-negru, nuante de gri sau color), rezolutia si formatul fisierului in care se salveaza imaginea. Apoi se va executa o scanare preliminara pentru determinarea suprafetei imaginii si a domeniului dinamic. In final, se va executarea scanarea finala.

PROBLEME PROPUSE

1.     Care sunt principalele componente ale unitatii centrale de prelucrare?

2.     Ce este memoria de baza si care e functia acesteia?

3.     Care este unitatea standard de iesire si rolul ei?

4.     Ce e placa de baza si care sunt principalele componente?

5.     Ce tipuri de imprimante cunoasteti si care sunt principalele caracteristici?

6.     Prezentati memoria cache si rolul ei.

7.     In ce moduri se poate realiza afisarea informatiei pe ecran si care sunt principale caracteristici ale fiecarui mod?

8.     Ce e memoria RAM si care sunt caracteristicile ei?

9.     Ce e memoria ROM si care sunt caracteristicile ei?

10.  Prezentati principalele caracteristici ale CD-ului.

11.  Cum se numeste operatia de pregatire a unui disc magnetic si ce informatii apar inscrise pe suprafata discului, ca urmare a efectuarii acestor operatii?

12.  Care este unitatea standard de iesire si rolul ei?

13.  Care sunt tastele folosite pentru pozitionarea cursorului?

14.  Care componenta hardware asigura facilitatile grafice si culorile monitorului?

15.  Care sistem de numeratie este folosit pentru reprezentarea datelor in memoria interna a calculatorului si pe ce considerente a fost ales?

16.  Ce unitati de memorie externa se pot gasi in configuratia unui PC?

17.  Ce reprezinta viteza de lucru a microprocesorului si in ce se masoara?

18.  Cum se numeste totalitatea pistelor de inregistrare situate pe aceeasi generatoare a discului fix, la aceeasi distanta fata de axul central pe care sunt montate placile hard-discului?

19.  Care sunt functiile echipamentelor periferice?

20.  Ce sunt magistralele si de cate tipuri?

21.  Prezentati rolul urmatoarelor taste: CAPS LOCK, DELETE, HOME, PAGE DOWN, NUM LOCK, END.