Structura unui sistem de calcul

Notiuni prezentate in acest capitol:

ce este calculatorul

hardware & software

pornirea & oprirea calculatorului

Scopul acestui capitol:

introducere in terminologia specifica domeniului,

recunoasterea componentelor de baza ale calculatorului,

pornirea si oprirea corecta a calculatorului.

Calculatorul este, in esenta, un ansamblu de componente cu functionare specifica avand ca scop prelucrarea datelor. Componentele ansamblului se impart in doua mari categorii:

hardware (aparatura propriu-zisa),

software (instructiuni, date care formeaza programe, aplicatii).

Calculatorul este o masina programabila, cu doua caracteristici:

raspunde intr-un mod bine definit la un set de instructiuni bine definite,

executa o secventa de instructiuni inregistrata (program).

Clasificarea calculatoarelor dupa marimi si putere duce la urmatoarele categorii, destinate unor activitati specifice:

calculatorul personal (Personal Computer, PC): un ansamblu de dimensiuni mici, destinat unui utilizator singular. Functionarea sa se bazeaza pe un microprocesor. Cuprinde urmatoarele componente minimale: unitatea centrala, tastatura pentru introducerea datelor, monitorul pentru vizualizare si un dispozitiv de stocare pentru salvarea datelor. Este utilizat pentru activitati curente care nu vehiculeaza cantitati mari de date si nu pretind o rapiditate deosebita.

statia de lucru (Workstation), este un calculator performant destinat unui utilizator singular. Este asemanatoare calculatorului personal, insa dispune de unul sau mai multe microprocesoare puternice si de un monitor performant. Este utilizata pentru proiectarea asistata de calculator, prelucrare grafica si dezvoltare de software, in general pentru aplicatii care necesita o putere de calcul si o viteza de lucru moderate, cu capabilitati grafice relativ mari.

minicalculatorul, destinat utilizarii multiple, este capabil sa deserveasca simultan un numar de pana la 200 de utilizatori.

mainframe, calculator destinat utilizarii multiple, este capabil sa deserveasca simultan un numar de utilizatori de ordinul miilor.

supercalculatorul, un calculator multiprocesor extrem de rapid, capabil sa execute sute de milioane de instructiuni pe secunda. Este utilizat pentru aplicatii care necesita un numar foarte mare de calcule matematice (de exemplu, grafica animata, calcule de dinamica fluidelor si propagari, previziuni meteorologice). Diferenta intre supercalculator si mainframe, respectiv minicalculator, consta in faptul ca acestea din urma sunt capabile sa execute mai multe programe in mod concurent (in acelasi timp), in timp ce supercalculatorul executa foarte rapid mai putine aplicatii.

Sub denumirea generica de hardware se regasesc toate componentele fizice ale calculatorului. In linii foarte mari, elementele calculatorului sunt cele care se vad:

unitatea centrala, care se prezinta sub forma unei carcase in care sunt continute componentele electronice: sursa de alimentare, procesorul, placa de baza, memoria RAM (pentru stocarea temporara a datelor), discul dur (hard disk) etc. Unitatea prezinta un panou frontal pe care se afla butoanele de pornire/oprire si reset, ledurile care semnaleaza functionarea sistemului si activitatea hard disk-ului si a retelei si dispozitivele de stocare permanenta a datelor pe suport magnetic extern (unitati de discheta (floppy), CD-ROM, tape-unit, si un panou in spate unde exista prizele de conectare pentru monitor, tastatura, mouse, imprimanta, retea etc.

echipamente de intrare a datelor: tastatura, mouse, joystick, tableta grafica, space ball, microfon, camera digitala (webcam) etc.,

echipamente de iesire a datelor: monitor, difuzoare de sunet,

alte periferice: scanner, imprimanta, unitati de stocare externe etc.

In functie de utilizarea ulterioara a calculatorului, se determina care din componentele hardware sunt necesare. Se aleg astfel: procesorul, placa de baza, memoria, placa video si unitatile de stocare de date, monitorul, tastatura, mouse-ul si carcasa, dupa criterii specifice. Pe langa acestea calculatorul poate fi dotat si cu hardware specific anumitor aplicatii, cum ar fi placi de achizitie de date, de prelucrare video, de sunet, de retea etc.

Unitati de masura

bit-ul (BInary digiT), este cea mai mica unitate de informatie. Termenul a fost utilizat pentru prima oara in 1946 de catre John Tucky, statistician si consilier a cinci presedinti americani. Un bit poate avea doua valori logice: 0 si 1. Informatia semnificativa se obtine prin combinarea bitilor in unitati  de informatie mai mari. Bitul este utilizat pentru masurarea vitezei de transfer a datelor (biti/secunda).

byte-ul (BInary TErm), sau octetul (simbolizat prin B), este format din 8 biti consecutivi, este unitatea de informatie care stocheaza un caracter. Byte-ul este utilizat la masurarea capacitatii de stocare (KB, MB, GB).

Multiplii byte-ului sunt:

kilobyte-ul (1KB = 1024B),

megabyte-ul (1MB = 1024KB),

gigabyte-ul (1GB = 1024MB)..

Placa de baza

Placa de baza (Printed Circuit Board, PCB) este placa principala a unui calculator, pe care se afla circuite, conectori pentru placi aditionale, procesorul, BIOS-ul (Basic Input/Output System), memoria, interfata cu dispozitivele de stocare de date, porturile (paralel, serial), slot-urile pentru placile de extensie, controlerele pentru periferice (monitor, tastatura, unitatea de disc). Toate aceste cipuri de pe placa de baza poarta numele colectiv de cipset.

Se pot defini trei categorii de placi de baza, in functie de complexitate:

placile integrate sunt alegerea potrivita pentru utilizatorii care nu doresc sa se confrunte cu probleme de compatibilitate intre componente si care doresc sa foloseasca sistemul pentru rularea de aplicatii de nivel mediu. Aceste placi au de obicei controlerele video si de sunet si modem-ul integrate.

a doua categorie de placi este cea de nivel mediu, fara controler video integrat. Alegerea placii video se face de catre utilizator. Placile au controler audio integrat, care poate fi dezactivat in cazul in care se apeleaza la o placa de sunet specializata.

a treia categorie este constituita din placile destinate aplicatiilor profesionale.

Procesorul

Procesorul (Central Processing Unit, CPU) este „creierul” calculatorului. Pe calculatoarele personale este format dintr-un singur cip numit microprocesor.

Cele doua componente tipice ale microprocesorului sunt :

unitatea aritmetica si logica (efectueaza operatiile aritmetice si logice),

unitatea de control (extrage instructiuni din memorie, le decodifica si apeleaza unitatea aritmetica si logica atunci cand este necesar).

Analiza: Aplicatii - nnmodel Referat: Tabele de dispersie

Microprocesoarele difera intre ele dupa urmatoarele caracteristici:

setul de instructiuni care pot fi executate,

latimea de banda (numarul de biti procesati intr-o singura instructiune),

frecventa (ciclul de ceas, tactul) masurata in MHz, mai nou in GHz (cate instructiuni poate sa execute respectivul microprocesor intr-o secunda).

Pentru ultimele doua caracteristici, cu cat este mai mare valoarea, cu atat este mai puternic procesorul. De exemplu, un procesor pe 32 de biti care lucreaza la 50MHz este mai puternic decat unul de 16 biti care lucreaza la 25MHz.

In ceea ce priveste prima caracteristica, in functie de complexitate, procesoarele pot fi cu instructiuni complexe (Complex Instruction Set Computer, CISC) sau reduse (Reduced Instruction Set Computer, RISC). Procesoarele RISC sunt mai rapide, instructiunile din setul respectiv sunt mai putine si mai simple. De asemenea, procesoarele RISC sunt si mai ieftine si mai usor de executat din punct de vedere tehnologic.

Memoria

Memoria calculatorului desemneaza modul fizic de stocare interna a datelor pe cipuri electronice.

Exista mai multe tipuri de memorii :

ROM (Read Only Memory), memorie care permite doar citirea, nu si scrierea datelor. Toate calculatoarele contin memorie ROM, in care sunt scrise instructiunile de pornire a calculatorului.

RAM (Random Access Memory), memoria cu acces aleator. Acest tip de memorie permite atat citirea cat si scrierea de date. La oprirea calculatorului, datele din memoria RAM care nu au fost salvate pe disc se pierd. Accesul la datele stocate se face aleator, nu succesiv, oricare celula de memorie poate fi apelata independent. Exista si memoria de tip SAM (Serial Access Memory), cu acces serial sau secvential, ca o banda magnetica.

PROM (Programmable ROM), memorie in care se poate stoca un program. Ca si memoria ROM, si PROM este ne-volatila (datele inscrise in ea nu se pot sterge).

EPROM (Erasable PROM), este un tip special de PROM care se poate sterge prin expunerea la ultraviolete.

EEPROM (Electrically EPROM), este un tip special de PROM care se poate sterge prin expunerea la sarcina electrica.

DRAM (Dynamic RAM), construita din perechi de tranzistori si condensatori, fiecare astfel de pereche  formand o celula de memorie care reprezinta un bit. Condensatorul stocheaza informatia in una din cele doua stari posibile, 0 sau 1, iar tranzistorul permite citirea sau schimbarea starii condensatorului. Starea condensatorului nu este permanenta, el se mentine incarcat doar cateva milisecunde, dupa care se descarca. Pentru pastrarea informatiei, condensatorul trebuie reincarcat periodic, de unde si numele de memorie dinamica.

SDRAM (Synchronous DRAM), memorie capabila a se sincroniza cu frecventa de tact a procesorului.

RDRAM (Rambus DRAM), cu magistrala de date de mare viteza numita canal Rambus, varianta mai scumpa, utilizata in prezent la acceleratoarele grafice.

DDR-SDRAM (Double Data Rate-SDRAM), care primeste si transmite date atat pe alternanta pozitiva a ciclului procesorului cat si pe cea negativa, ceea ce conduce la dublarea ratei de transfer a datelor fata de SDRAM.

Se numeste rata de transfer de date viteza cu care se transmit datele de la o componenta la alta. Unitatea de masura este Bps (Bit Per Second), cu multiplii kBps, MBps, GBps.

Alaturi de puterea procesorului, cantitatea de memorie este un factor la fel de important in cresterea performantei sistemului. Pentru un sistem pe care urmeaza sa ruleze aplicatii de birou, 128MB de memorie RAM se vor dovedi suficienti. Pentru jocuri sau prelucrari grafice s-ar impune un minim de 256MB.

Placa video

Placa video este cea care asigura capacitatea de afisare a datelor pe ecranul calculatorului. Standardele cele mai comune sunt IBM si VESA.

Placa video ofera doua moduri de lucru:

modul text, in care se pot reprezenta numai caractere ASCII,

modul grafic, in care se reprezinta imagini.

Placile video moderne au memorie proprie, astfel incat memoria RAM a calculatorului nu va mai fi folosita pentru vizualizarea grafica. Pentru prelucrarea profesionala a imaginilor grafice exista placi video care au coprocesor incorporat. Acestea poarta numele de acceleratoare grafice.

Caracteristicile placilor video:

calitatea afisarii, data de rezolutie si rata de reimprospatare (refresh) a imaginii. Rezolutia determina finetea detaliilor si numarul de culori si nuante care pot fi afisate. Rata de reimprospatare este importanta pentru sanatatea ochilor utilizatorului. Se considera ca minimul acceptabil este de 70Hz, valoarea optima fiind mai mare sau egala cu 85Hz.

calitatea generarii imaginii (viteza de prelucrare a informatiei grafice bi sau tridimensionale si calitatea detaliilor).

Hard Disk-ul

Hard disk-ul este un echipament fomat din discuri magnetice pe care se stocheaza informatie.

Un hard disk este format de obicei din mai multe discuri rotunde, fiecare prevazut cu doua capete de citire/scriere, cate unul pe fiecare fata. Toate aceste capete sunt conectate la un singur brat de actionare, astfel incat sa nu se poata misca independent. Fiecare disc are acelasi numar de piste, si acelasi numar de sectoare pe pista. Pistele egal departate de centru de pe toate discurile formeaza cilindrii.

In general, hard disk-urile se monteaza in carcasa calculatorului, dar exista si unitati portabile. 

Caracteristicile hard disk-urilor sunt:

dimensiunile. Majoritatea hard disk-urilor se monteaza in carcasa calculatorului intr-un locas de aproximativ 10x15x3 cm.

capacitatea de stocare. Capacitatea de stocare a crescut intr-un timp foarte scurt de la cativa MB la 135GB in prezent.

interfata de transfer.

viteza de rotatie. Pe piata exista discuri care lucreaza la turatii de 4500, respectiv 7200 de rotatii pe minut.

viteza de transfer a datelor (o valoare orientativa: 6,5MBps),

timpul de acces (orientativ: 12,5 milisecunde),

memoria tampon (cache), cu rolul de a eficientiza transferul de date, cu valori care pot merge pana la 512kB.

Eficienta comunicarii intre hard disk si placa de baza este un factor important in functionarea calculatorului si se defineste prin mai multi parametri care descriu viteza cu care functioneaza diferitele subansamble care participa la acest transfer. Interfata de transfer utilizata este E-IDE. Rata maxima de transfer este de 133MBps. Pentru a putea atinge viteza de 133MBps este necesar ca atat discul hard cat si controlerul sa fie capabile sa comunice cu aceasta viteza. Dispozitivul cu rata maxima de transfer cea mai mica limiteaza viteza de comunicare.

Unitatea CD-ROM/DVD-ROM

Compact Discul (CD) este un disc din material plastic (policarbonat) cu mai multe straturi, folosit ca mediu de stocare externa a informatiei. In prezent exista doua tipuri de CD-uri, dupa utilizare: ca suport de inregistrari muzicale (CD) si de aplicatii pentru calculator (CD-ROM).

Formatul CD-ROM foloseste un sistem de o acuratete mult mai mare decat cel utilizat pentru CD-urile audio. Capacitatea totala a unui CD este de 644,5MB, rotunjita pentru simplificare la 650MB. Prin cresterea densitatii sectoarelor de pe disc s-au obtinut discuri de 700MB, acestea fiind cele mai folosite in acest moment.

CD-urile pentru calculator sunt de mai multe tipuri :

CD-R, inscriptibile („read-only”), de pe care o data inregistrata, informatia nu va mai putea fi stearsa. Scrierea unui disc CD-R aduce modificari permanente suprafetei suport. Datele sunt inscriptionate folosind o raza laser mai puternica decat cea utilizata pentru a citi un disc. Raza laser incalzeste puternic stratul suport, lasand o urma intunecata. La citire, urma intunecata reflecta mai putin lumina.

CD-RW (CD-ReWritable), care pot fi rescrise. Discurile CD-RW stocheaza informatia folosind o tehnologie cu totul diferita, numita „schimbare de faza”. Mediul re-inscriptibil este acoperit cu o substanta care incalzita la o temperatura mai mica decat cea de inscriptionare, revine la structura initiala (respectiv la gradul de reflexie initial). Prin folosirea unei raze laser de scriere cu doua nivele de putere, suprafata stratului suport poate fi modificata in mod repetat.

Unitatile CD-ROM au aparut pe piata in 1997. Ele citesc datele de pe CD-R si CD-RW. Pentru scrierea CD-urilor sunt necesare unitati speciale.

Viteza de citire/scriere se exprima in multipli ai vitezei de citire a CD-urilor audio care este de aproximativ 150kBps. Aceasta rata de transfer a datelor este identificata prin „x” sau „viteza de citire a unui CD audio”. Unitatile de citire a discurilor CD-ROM sunt clasificate dupa viteza maxima de transfer a datelor (masurata in multipli ai ratei de transfer pentru CD-uri audio) astfel: „12x” inseamna de 12 ori 150kBps, sau 1800kBps, „40x” inseamna de 40 de ori 150kBps, adica 6000kBps (6MBps). Aceasta valoare se refera la viteza maxima de transfer.

DVD-ul (Digital Versatile Disc, Digital Video Disc) este un tip nou de CD cu capacitatea de 4,7GB pe o fata (destul pentru stocarea unui film artistic, comprimat in format MPEG-2). Exista medii care permit utilizarea ambelor fete, capacitatea de stocare a DVD-ului ajungand astfel la 9GB. Vitezele de transfer variaza intre 600kBps si 1,3MBps.

Unitatile DVD-ROM citesc orice tip de CD si DVD. Exista unitati inscriptibile si reinscriptibile DVD (-R, -RW, RAM, +RW). Pentru rescrierea DVD-urilor se foloseste aceeasi tehnologie ca si in cazul CD-urilor, variantele diferind intre ele dupa densitatea de scriere, ceea ce determina astfel cantitatea datelor stocate pe DVD. Exista si unitati combo, capabile sa citeasca atat CD-uri cat si DVD-uri si sa scrie/rescrie CD-uri.

Majoritatea unitatilor de CD si DVD se monteaza in carcasa calculatorului intr-un locas de 5,25 inch. Interfetele de transfer utilizate sunt IDE, SCSI.

Unitatea Floppy

Discheta (floppy disk-ul) este cel mai portabil si ieftin mediu de stocare de date, cu capacitatea limitata la 1,44MB. Accesul la date de pe unitatea floppy a calculatorului este mai lent decat in cazul hard disk-ului. Au existat tendinte de evolutie spre dischete cu capacitatea de 2,88MB, dar fara un impact prea mare. O alta tendinta de evolutie a fost unitatea Zipp, care se mai foloseste si astazi fara a se generaliza si care utilizeaza dischete speciale cu capacitatea de 250MB in format comprimat.

Placa de retea/Modem-ul

Scopul placii de retea este de a realiza conexiunea dintre un calculator si o retea locala la care acesta este conectat. Placa de retea reprezinta legatura fizica dintre cablul de retea si magistrala interna a sistemului. Exista trei variante de placi disponibile pe piata: 8-bit, 16-bit si 32-bit. Cu cat este mai mare numarul de biti pe care se face transferul de date, cu atat viteza de transmisie suportata de placa de retea este mai mare. Majoritatea placilor din acest moment suporta transfer de 10/100MBps, viteza de transmisie fiind determinata automat in functie de capabilitatile placii de retea de la celalalt capat al conexiunii.

Termenul „modem” este o prescurtare a expresiei „MOdulator-DEModulator”, care desemneaza operatiile efectuate de acest dispozitiv. Scopul unui modem este de a transmite informatii in format digital prin intermediul liniilor telefonice. Modemul, la transmiterea datelelor in exterior (linia telefonica), moduleaza informatiile intr-un format compatibil cu linia telefonica, in timp ce la primirea datelor din exterior demoduleaza semnalul pentru a obtine forma initiala a datelor. Modemurile fara cablu convertesc informatiile digitale in semnale radio si invers.

Viteza de transmisie suportata de primele modele de modemuri era de 300Bps (echivalenta cu transmiterea a 30 de caractere pe secunda, ceea ce depaseste viteza de tastare). In momentul in care au inceput sa fie transferate cantitati mai mari de date (imagini, de exemplu), viteza de 300Bps nu mai putea fi suficienta. In interval de cativa ani viteza de transmisie a modemurilor a cunoscut o evolutie spectaculoasa, ajungand in 1998 la 56kBps.

Componentele retelelor de calculatoare si functionarea lor sunt descrise in capitolul separat consacrat retelelor.

Placa de sunet

Placa de sunet, alaturi de boxe (difuzoare) si microfon, face parte din sistemul de sunet al calculatorului.

Placa de sunet este componenta raspunzatoare de toate sunetele pe care le scoate calculatorul (avertizari, muzica, recunoastere vocala). Ea poate indeplini si roluri precum: amplificator audio (de putere mica) sau corector de sunet prin elemente de filtrare. Pe placa de sunet se afla conectori pentru una sau mai multe intrari si iesiri audio si diferite prize de conectare cu alte echipamente.

Microfonul are rolul de a face conversia sunetelor receptionate in semnal electric, in vederea transmiterii ulterioare a acestora catre calculator. Se utilizeaza doar in cazul unor inregistrari neprofesionale sau aplicatii de tip „chat”.

Sistemul de boxe reprezinta modul prin care calculatorul reda sunete. Modelele existente incep de la clasicul sistem stereo format din doi sateliti si merg pana la cel mai nou standard acceptat in domeniu, modelul 5.1 (utilizat mai ales in cazul DVD-urilor).

Scopul in care se utilizeaza calculatorul determina si alegerea placii de sunet. In aplicatiile de birou, unde nu sunt cerinte multimedia deosebite, se prefera o placa de sunet integrata pe placa de baza.

Carcasa

Carcasa reprezinta spatiul in care se asambleaza componentele calculatorului.

Caracteristicile exterioare ale carcasei:

forma, poate fi asimilata unui paralelipiped vertical (tower) sau orizontal (desktop).

dimensiunea, determina spatiul in care se vor amplasa componentele.

designul, relativ limitat de forma.

Interiorul carcasei cuprinde sursa de alimentare si elementele de prindere a componentelor. Sursa de alimentare furnizeaza energie tuturor componentelor prin intermediul cablurilor (in numar variabil, cu diferiti conectori adaptati componentelor pe care le vor lega). Numarul conectorilor este in general corelat cu puterea oferita de catre sursa. Forma conectorilor este standardizata si nu permite introducerea decat intr-o singura locatie. Sursa poate fi de tip AT sau ATX (conditionata de modul de alimentare al placii de baza). Carcasa trebuie sa fie suficient de mare pentru a permite o asamblare aerisita a tuturor componentelor si, in cazul in care exista mai multe elemente generatoare de caldura (procesorul central, procesorul grafic, hard disk-uri si CD-ROM-uri cu o viteza de rotatie mare, elemente mari consumatoare de energie care solicita sursa de alimentare si duc la incalzirea ei), introducerea unor ventilatoare suplimentare.

Monitorul

Dintre toate echipamentele periferice de iesire, monitorul este de departe cel mai utilizat. Majoritatea monitoarelor calculatorelor de birou folosesc un tub catodic (Cathode Ray Tube - CRT), in timp ce sistemele portabile incorporeaza ecrane cu cristale lichide (Liquid Crystal Display - LCD).

Caracteristicile principale ale monitoarelor sunt:

Tehnologia utilizata. Introdusa in 1987, tehnologia VGA (Video Graphics Array) este folosita si astazi, desi de-a lungul anilor a suferit o serie de imbunatatiri. In 1990 a fost prezentata tehnologia XGA (eXtended Graphics Array) care suporta o rezolutie de 800x600 pixeli in 16,8 milioane de culori sau 1024x768 pixeli in 65536 de culori. Majoritatea monitoarelor folosesc tehnologia UXGA (Ultra XGA). Aceasta ofera suport pentru 16,8 milioane de culori cu rezolutii de pana la 1600x1200 pixeli, depinzand de dimensiunea memoriei placii grafice. Un adaptor UXGA preia informatia in format digital si o transforma in semnal analog prin intermediul unui convertor (Digital-to-Analog Converter - DAC). Odata trecuta in format analog, informatia este trimisa catre monitor prin intermediul cablului VGA. Procesul de convertire a informatiilor din format digital in format analog conduce la o diminuare a calitatii. Pentru a evita aceasta pierdere a fost conceput un nou standard: Digital Video Interface - DVI. Astfel, informatia este transmisa catre monitor direct in format digital.

Suprafata vizibila, determinata de proportia laturilor si dimensiunea diagonalei. Marea majoritate a monitoarelor prezinta o proportie a laturilor de 4/3, ceea ce inseamna ca raportul dintre dimensiunea latimii si cea a inaltimii ecranului este de 4 la 3. Cele mai intalnite dimensiuni ale diagonalei sunt de 15, 17, 19 si 21 inch. Diagonalele ecranelor de la sistemele portabile sunt mai mici si variaza intre 12 si 15 inch. De notat ca o diagonala de 15 inch pentru un ecran LCD echivaleaza cu o diagonala de 17 inch pe un ecran CRT. Dimensiunea suprafetei vizibile afecteaza in mod direct rezolutia folosita. Aceeasi rezolutie va asigura o imagine mai bine conturata pe un monitor cu diagonala ecranului mai mica, deoarece acelasi numar de pixeli este distribuit pe o suprafata mai mica. Cele mai populare monitoare astazi sunt cele CRT de 17 inch.

Rezolutia maxima. Rezolutia se refera la numarul de pixeli (puncte individuale de culoare) afisati pe suprafata ecranului. Exprimarea rezolutiei folosite se realizeaza prin identificarea numarului de pixeli de pe axa orizontala si cea verticala, cum ar fi 640x480. Suprafata vizibila a ecranului, rata de reimprospatare a imaginii si distanta dintre doi pixeli alaturati determina rezolutia maxima suportata de monitor.

Distanta dintre pixeli (dot pitch) este cu atat mai buna cu cat este mai mica. Micsorarea acestei distante conduce la obtinerea unor rezolutii din ce in ce mai bune. De exemplu, un ecran cu pixelii asezati pe 1280 de randuri si 1024 de coloane va suporta o rezolutie maxima de 1280 x 1024 pixeli.

Rata de reimprospatare (pentru monitoarele CRT) reprezinta numarul de imagini afisate pe ecran intr-o secunda. Daca monitorul ofera o rata de reimprospatare de 72 Hz, inseamna ca toti pixelii ecranului sunt reimprospatati de 72 de ori pe secunda. Rata de reimprospatare este extrem de importanta sub aspectul ergonomiei, putand afecta vederea utilizatorului care sa afla in fata calculatorului un numar mai mare de ore pe zi. Atunci cand rata de reimprospatare este mai mica de 72 Hz, ochiul uman va receptiona o palpaire continua a imaginii, ceea ce va conduce la obosire prematura si aparitia durerii de cap.

Adancimea de culoare. Combinatia dintre modurile de lucru suportate de placa video si monitor determina numarul de culori care pot fi afisate. De exemplu, un ecran care poate opera in modul SuperVGA (SVGA) poate afisa pana la 16777216 de culori, deoarece poate lucra cu o descriere pe cate 24 de biti pentru fiecare pixel. Numarul bitilor utilizati pentru descrierea unui pixel mai este cunoscut si sub numele de adancime de culoare. La o adancime de culoare de 24 de biti, 8 biti sunt alocati fiecarei culori primare - rosu, verde si albastru. Aceasta adancime de culoare este de asemenea cunoscuta sub numele de „true color” deoarece poate produce peste cele 10 milioane de nuante pe care ochiul uman este capabil sa le discearna. Afisarea in 16 biti de culoare poate produce doar 65536 de culori. Afisarea pe 8 biti produce 256 de culori sau nuante de gri, iar afisarea pe 1 bit este monocroma.

Tastatura/Mouse-ul

Tastatura este echipamentul principal de introducere a datelor in calculator. Se prezinta ca o colectie de taste  pentru litere, cifre si semne speciale precum si o serie de taste functionale, grupate ergonomic.

In functie de numarul de taste, exista in prezent mai multe tipuri de tastaturi:

varianta originala pentru calculatoare personale, cu 84 de taste,

tastatura AT, de asemenea cu 84 de taste,

tastatura extinsa, cu 101 taste.

Acestea difera intre ele in modul de amplasare a tastelor „Control”, „Return” si „Shift”.

Dispunerea standard a caracterelor pe tastatura poarta numele de „QWERTY”. Exista in prezent dispuneri diferite si seturi de caractere care sa acopere necesarul lucrului in orice limba. De exemplu pentru limba romana, care cere prezenta caracterelor diacritice,  dispunerea tastelor pe tastatura este prezentata in continuare :

tastele directe (Figura B.1),

tastele cu „Shift” (Figura B.2),

tastele cu „AltGr” (Figura B.3).

Figura B.1.

Figura B.3.

Figura B.3.

Mouse-ul a fost inventat in 1963, de catre Douglas Engelbart, cercetator la Stanford Research Center de pe langa Stanford University, California, SUA. Productia a inceput-o firma Xerox, in 1970. Mouse-ul este un moment de cotitura in ergonomia utilizarii calculatorului, pentru ca elibereaza utilizatorul de restrictiile impuse de tastatura, mai ales in lucrul cu interfete grafice. Este echipamentul care comanda miscarea cursorului pe ecran. In functie de tipul aplicatiilor care s-au rulat, au aparut diverse tipuri de mouse: cu doua sau trei butoane (configurabile in diferite aplicatii), cu rotita de derulare (pentru documente foarte lungi), cu rotita sau buton lateral (pentru a fi manevrat cu degetul mare) etc. Mecanismul de determinare a miscarii a evoluat si el, de la mouse-ul cu bila la mouse-ul optic cu tehnologie de urmarire IntelliEye (fara contact, poate fi utilizat pe aproape orice suprafata). Conectarea la desktop se poate face cu ajutorul unui cablu pe portul serial, pe portul PS2 sau pe portul USB. Exista si mouse-ul „cordless” (fara fir), care se bazeaza pe o comunicare cu calculatorul prin unde radio sau infrarosii.

Scanner-ul

Scanner-ul este un dispozitiv care „citeste” de pe hartie informatii tiparite (texte, imagini) si le converteste intr-o forma pe care calculatorul o recunoaste. Scanner-ul „digitizeaza” imaginea, adica o transforma intr-un caroiaj de puncte in care informatia este prezentata pe 1 bit (monocroma), pe 24 de biti (in 2²⁴=16,7 milioane de nuante de gri, respectiv culori). Aceasta matrice se numeste „bit map” (harta de biti). Se stocheaza intr-un fisier de tip „.bmp” („bitmap”) care poate fi recunoscut si prelucrat de software-ul de prelucrare grafica.

Scanner-ele nu fac deosebirea intre imaginea grafica si text, asadar textul care a fost „scanat” nu se va putea edita direct. Acest lucru este posibil prin utilizarea unui sistem de recunoastere a caracterelor ASCII. Majoritatea scanner-elor se achizitioneaza impreuna cu acest sistem.

Caracteristicile scanner-elor:

rezolutia (densitatea punctelor din matrice), se masoara in „dots per inch” (puncte pe inch), prescurtat „dpi”. Cu cat aceasta este mai mare, cu atat harta este mai densa si imaginea mai fidela. Valorile uzuale sunt intre 72 si 600 dpi.

adancimea de culoare (numarul de biti necesari pentru reprezentarea unui pixel). Cu cat acest numar este mai mare, cu atat reprezentarea obtinuta este mai aproape de realitate.

forma si dimensiunile, scanner-ele pot fi manuale sau de birou sau proiectoare pentru imagini mari. Cele mai uzuale sunt scanner-ele de birou pentru formate A4.

Imprimanta

Imprimanta este echipamentul care permite tiparirea pe hartie a documentelor. Categorii:

imprimantele cu cap toroidal, din metal sau material plastic, pe care caracterele se prezinta in relief. Acest cap este presat pe ribon (panglica imbibata cu tus) si lasa urma caracterului respectiv pe hartie. Aceste imprimante tiparesc numai date de tip text, nu si imagini grafice.

imprimantele matriciale, creeaza caracterele cu ajutorul unor ace care lovesc ribonul. Fiecare ac produce un punct. Combinatii de astfel de puncte formeaza caracterele text si imaginile grafice. Tiparitura rezultata este alb-negru, imaginile se formeaza si ele prin combinarea de puncte.

imprimantele cu jet de cerneala, tiparesc prin proiectarea unui jet de cerneala neagra sau colorata pe hartie. Produc text si imagine de foarte buna calitate.

imprimantele laser, functioneaza dupa acelasi principiu ca si aparatele de copiat (de tip xerox). Produc text si imagine de foarte buna calitate.

imprimantele LCD, LED sunt similare cu imprimantele laser. Diferenta este ca in loc de laser, folosesc cristale lichide (Liquid Crystal Display, LCD) sau diode emitatoare de lumina (Light Emitting Diodes, LED) pentru producerea imaginii pe tambur.

imprimantele linie, care tiparesc mai multe randuri la o singura trecere. Sunt foarte productive, dar tiparitura este de calitate slaba.

imprimantele termice, functioneaza ca si aparatele tip fax, prin atingerea hartiei termosensibile cu ace incalzite.

Caracteristicile imprimantelor:

calitatea caracterelor, cu diferite grade intermediare, de la „letter”, cea mai buna (imprimante cu cap toroidal, jet de cerneala si laser), pana la „draft” (imprimante matriciale).

viteza de lucru, se masoara in caractere pe secunda (cps), respectiv pagini pe minut (ppm). Imprimantele cu cap toroidal sunt cele mai lente, la viteze de aproximativ 30cps. Imprimantele linie sunt cele mai rapide, cu viteza de pana la 3000 de linii pe minut. Imprimantele matriciale rapide merg pana la 500cps, iar cele laser tiparesc in intervalul 4-20ppm.

fontul (design-ul setului de caractere), imaginile grafice. Imprimantele laser si cele cu jet de cerneala sunt capabile sa tipareasca o varietate infinita de forme.

rezolutia (densitatea punctelor cu care se reprezinta un detaliu). Ca si in cazul scanner-ului, valoarea mai mare inseamna calitatea imaginii mai buna.

Imprimantele destinate utilizarii in grupuri mari de lucru si capabile sa tipareasca documente a caror complexitate se traduce intr-o cantitate mare de date sunt capabile sa lucreze in retele de calculatoare. Conectarea se realizeaza prin intermediul unui dispozitiv numit „print-server”. Pentru a putea tipari pe aceste imprimante este suficienta conectarea la reteaua respectiva prin intermediul unei placi de retea.