CONFIGURATIA UNUI PC COMPATIBIL IBM

Un "calculator" este un sistem specializat in prelucrarea datelor pe baza de program. El reuneste doua componente de baza: componenta hardware si componenta software.

Componenta hardware reprezinta ansamblul elementelor fizice care compun calculatorul electronic: circuite electrice, componente electronice si dispozitive mecanice, si alte elemente materiale ce intra in structura fizica a calculatorului electronic - intr-un cuvant partea materiala a calculatorului.

Componenta software cuprinde totalitatea programelor, reprezentand "inteligenta calculatorului", prin care se asigura functionarea si exploatarea sistemului de calcul. Prin componenta software, utilizatorul transmite calculatorului metodele de gestiune a resurselor, logica prelucrarii datelor, precum si metodele de structurare si redare sau stocare a acestora.

Configuratia oricarui sistem de calcul se inscrie intre limita inferioara, numita configuratia de baza care este definita de un minim necesar de componente pentru ca sistemul sa fie operational si limita superioara, determinata prin adaugarea de componente la configuratia de baza, atat cat admite unitatea centrala de prelucrare.

Un exemplu de configuratie de calcul ar fi determinat de urmatoarele componente: unitatea centrala de prelucrare, tastatura, mouse, monitor, imprimanta, floppy disk, hard disk, CD-ROM.

Un PC (Personal Computer) , produs dupa standardele IBM are in exterior vizibile doua module : towerul si monitorul . Se deosebesc apoi perifericcele care sunt tastaura , mouse-ul , boxe , joystick , modem extern .

Towerul la randul sau are drept rol a tine toate componentele intr-un loc , a le feri de praf , socuri ,etc . Este pur si simplu o cutie care la exterior prezinta o serie de butoane ce indeplinesc functii de baza : pornire/oprire , resetare si eventual buton pentru schimbarea frecventei ceasului intern . Ultimele doua butoane nu sunt intilnite la toate carcasele , la carcasele ATX butonul de reset nu mai este prezent in unele cazuri , restartarea revenind in sarcina sitemului de operare si a Bios-ului ; in schimb , butonul de schimbare a frecventei a disparut complet de pe carcasele noi , rolul sau fiind activ in cazul procesoarelor din familia i286 , i386 , i486 . Avea rolul de a injumatati frecventa de tact a procesorului sau dimpotriva de a o mari ; astfel frecventa putea fi setata la 66 sau 33Mhz , etc .

Inainte de a incepe prezentarea detaliata subliniez ca pentru buna functionare a unui calculator nu este responsabila o singura componenta ; fiecare componenta participa activ sau pasiv la realizarea unei functionalitati satisfacatoare .

a) PLACA DE BAZÃ

Placa de baza este principala placa electronica a unui calculator. Ea reprezinta componenta hardware care asigura interconectarea functionala (impreuna cu Sistemul de Operare) si fizica dintre toate componentele unui sistem de calcul.

Placa de baza contine conectori la care se pot atasa componente suplimentare. In mod obisnuit o placa de baza contine: porturi seriale sau paralele - la care se pot adauga periferice precum imprimante sau mouse-uri, numeroase porturi PS/2 sau USB necesare pentru cuplarea tastaturilor, mouse-ilor, camerelor web, imprimantelor si a altor periferice, un BIOS (basic input/output system) - o componenta hardware de memorie in care se gaseste un modul program ce asigura o conexiune minimala cu suportii de memorie externa. Acest program cauta pe suportii de memorie externa Sistemul de Operare si daca il gaseste, grosier il lanseaza in executie. La pornirea calculatorului se preia continutul din BIOS.

CMOS este o componenta hardware de memorie intretinuta de o baterie. In aceasta memorie se pastreaza date personale: parola, etc.

Ceasul este o componenta hardware care genereaza un numar de impulsuri intr-o perioada de timp. Un impuls generat de ceas reprezinta un TACT.

Memoria Cashe are functie de zona tampon.

Chipsetul este componenta de comanda si control a placii de baza. El are doua componente:

Northbridge: se refera la principalul circuit de control al magistralei cum ar fi memoria cache, memoria principala si controllerul magistralei PCI. Northbridge poate avea mai mult de un singur cip. Intregul ansamblu este denumit dupa numerele cipului principal. De exemplu "FW82439HX" caracterizeaza chipsetul Intel 430HX.

Southbridge: caracterizeaza controllerele periferice, ca EIDE sau porturi seriale. Soutbridge are de obicei un singur cip si are avantajul ca se poate folosi si cu alte tipuri de chipseturi.

Procesoarele rapide necesita circuite de control capabile sa le sustina. Specificatiile vitezei procesorului se fac folosind doi parametrii: viteza magistralei de memorie si multiplicatorul procesorului. Magistrala procesorului si magistrala memoriei conecteaza intre ele procesorul, setul de cipuri si memoria.

Magistralele sunt un sistem de conductori impreuna cu sistemul de transmisie a semnalelor prin sistem. Acestea sunt de mai multe tipuri: de conectare cu microprocesorul (magistrale de adrese din memoria interna si externa, magistrale de date), de conectare cu alte elemente.

Viteza magistralei de memorie este viteza "externa" a procesorului, viteza cu care comunica celelalte componente intre ele. Vitezele tipice ale magistralei pot fi 50, 60, 66, 75, 85 sau 100MHz.

Multiplicatorul reprezinta factorul cu care se multiplica viteza magistralei de memorie pentru a obtine viteza interna a procesorului. Multiplicatorul, la calculatoarele moderne poate fi de 1.5 ori, 2 ori, 2.5, 3, 4 putand merge pana si la 8 ori.

Magistrala de date (bus) este canalul de date prin care componentele din interiorul calculatorului comunica intre ele.

Magistrala procesorului este la cel mai inalt nivel fiind folosita la transferul de date intre chipset si procesor.

Magistrala memoriei cache are o arhitectura de nivel inalt (folosita la procesoarele Pentium II Pro si mai noi), implicand o magistrala dedicata pentru accesarea memoriei cache.

Magistrala de memorie este de nivel doi si conecteaza subsistemul de memorie cu chipsetul si procesorul.

Magistrala locala I/O este o magistrala rapida de intrare/iesire folosita pentru conectarea perifericelor importante la memorie, chipset si procesor.

Magistrala standard I/O conecteaza cele trei magitrale de mai sus fiind standardul cel mai vechi la sistemele actuale. Este folosita pentru periferice mai lente si pentru compatibilitate cu alte componente.

Alte componente aflate pe placa de baza sunt: unul sau doua socket-uri - locuri speciale pentru plasarea procesoarelor, slot-uri pentru amplasarea memoriei, slot-uri PCI (Peripheral Component Interconnect) sau AGP (Accelerated Graphics Port) special construite pentru amplasarea placilor de sunet, a placilor video, placilor de retea etc.

Intr-un sistem de calcul viteza de prelucrare este data de cel mai lent element.

Se pare ca o pondere din ce in ce mai mare a pietei este ocupata de procesoarele Celeron si, in ultimul timp, in special de cele tip PPGA (e normal, cele cu layout de slot nu se mai fabrica de ceva vreme).

Pentru multi, placa de baza este o misterioasa componenta a sistemului. Mult prea des, mainboard-ul este ales la intamplare sau conform unui criteriu ca pretul, in ideea ca toate sunt cam la fel. Aceasta perceptie este foarte normala, dat fiind faptul ca placa de baza nu pare sa aiba o functionalitate foarte clara: nu face nici un fel de operatii matematice, nu executa instructiuni, nu stocheaza date, nu afiseaza nimic De fapt, singurul lucru evident pe care il face o placa de baza este sa asigure conexiuni intre diferite elemente ale sistemului cum ar fi procesorul si harddisk-ul. Prima intrebare care apare pe buzele unui necunoscator este "La ce imi trebuie performanta cand viteza electricitatii prin contactele de pe motherboard este constanta?". In relitate nu este deloc asa, placa de baza este o componenta foarte importanta a sistemului si are un impact foarte mare asupra performantei. Orice componenta a sistemului are nevoie sa comunice cu un controller care transfera date din si in memoria sistemului, unde procesorul are acces la date. Asta include tot ce se afla inauntrul si in exteriorul carcasei: mouse-ul, imprimanta, floppy disk-ul, harddisk-ul, CD-ROM-ul, placa video, placa de sunet si lista poate continua mult si bine. Placa de baza este de fapt un ansamblu de controller-e (pe care la randul lui il putem numi cipset) care determina intr-o mare masura compatibilitatea si performanta intregului sistem.

Mai exista pe placa de baza sloturile in care se pot introduce placi de extensie (modemuri , placi video, laci de retea , placi de sunet , etc). Sloturile pot fi diferentiate in functie de diferentele constructive : VL-BUS , ISA , EISA , PCI ,PCMCIA, AGP . Interfata VL-BUS este depasita , interfata ISA este inca folosita cu success , fiind prezenta pe majoritatea placilor de baza de generatie noua . PCI este cea mai folosita interfata , oferind rate de transfer mari la preturi rezonabile in prezent . A fost introdusa cu 5 ani in urma standardului EISA . PCMICA este destinat utilizatorilor de calculatoare portabile , oferind conectivitate rapida , autoconfigurarea . Aceste placi sunt extraordinar de mici (si de scumpe), fiind de marimea unei cartele telefonice , duble ca grosime .

Interfata AGP este ultimul venit pe ring , cel mai nou, destinat placilor grafice, in secolul acceleratiei este destnat acceleratoarelor grafice de mare vitezi, facand o legaturi directa intre processor si placa grafici, oferind rate de transfer de pina la 3Gb/sec .

Toate aceste tipuri de sloturi difera intre ele , exista totusi sloturi PCI/ISA shared in care se pot introduce placi PCI sau placi ISA .

Porturile seriale sunt destinate conectarii in exterior a deviceurilor care sunt cam putine: modem/mouse. Versiunile noi poseda cache si o interfata ce 'gindeste' singura degrevand procesorul (UART 16550) .

Porturile paralele sunt destinate conectarii imprimantelor sau altor dispozitive ce functioneaza pe acest tip de port (scannere, placi de acizitie, etc)

Placa de baza  este un dizpozitiv 'de baza', un 'pamant' pe care 'se planteaza' celelalte componente . Este componenta pe care se implanteaza procesorul , pe care se afla sloturile de extensie , pe care se afla memoria cache L2 . Pe langa aceasta functie , de support pentru celelalte componente , are rolul de a regla si distribui tensiune procesorului si celorlalte componente . O placa de baza de calitate are variatii mici al intensitatii curentului 'livrat' si mai multe valori ale tensiunii pe care o poate furniza . Pe o placa de baza se afla urmatoarele componente :.soclul pentru processor(interfata) - un 'socket' in care se introduce procesorul .

Socket 1 - 169 pini , lucreaza la tensiunea de 5V suporta procesoarele 486 DX2 si DX4

Socket 2 - o minora imbunatatire facuta de intel pentru a suporta si procesoarele Pentium Overdrive(processor de upgrade) 238 pini

Socket 3 - alta interfata de la Intel 237 pini 3,3V-5V , suporta procesoarele 586

Socket 4 - trecerea la procesoare Pentium , suporta doar procesoare Pentium 60 si 66

Socket 5 - 3,3V 320 pini , suporta iPentium 75-133Mhz

Socket 6 - 3,3V 235 pini , destinat procesoarelor 486 , un Socket 3 mai avansat

Socket 7 - cel mai popular , 2,5-3,3V 321 pini suporta procesoare 75-200Mhz, procesoare Pentium MMX, K5, K6, 2x86, 6x86MMX .

Socket 8 - 3,1-3,3V 387 pini destinat doar procesoarelor PentiumPro

· Slot 1 - 2,8-3,3V , o schimbare radicala, procesorul se introduce in slot ca o placa obisnuita , 242 pini , este folosita doar de Intel , fiind o alegere buna pentru sistemele biprocessor ,

b)          MICROPROCESORUL

Procesorul, numit si simplu CPU (abreviere de la central processing unit) este creierul unui calculator. Cand ne referim la puterea sau performanta unui calculator, procesorul este componenta cea mai importanta din acel calculator. Viteza de calcul a procesorului se masoara in MHz sau GHz iar cele mai perfomante ating valori de peste 3 GHz.

Cracteristici:

Viteza de lucru

-Fiecare procesor are predefinit un numar de instructiuni (complexe). Fiecare instructiune complexa este realizata printr-un algoritm transmis printr-un set de instructiuni elementare. -O instructiune elementara se efectueaza la un tact de ceas.

-Tipul constructiv este dat de o clasificare, el vizeaza partea logica dar si cea fizica.

-Marimea cuvantului reprezinta capacitatea de memorie direct adresabila.

-Setul de instructiuni cu care este predefinit: CISC, RISC.

CISC implementeaza in decodorul de functii peste 400 de instructiuni care se descompun in microinstructiuni.

RISC implementeaza in decodorul de functii cat mai putine instructiuni dar in acest fel se optimizeaza functia pentru cea mai rapida executie. RISC este cu 50% pana la 70% mai rapid decat CISC.

Sistemele RISC sunt posibile si in prelucrarea paralela a mai multor operatii.

Piata procesoarelor se indreapta intr-o directie clara. Cum planurile Intel si AMD sunt in cea mai mare parte publice, se stiu multe despre cum va arata aceasta piata 'previzibila'. Exista insa un singur amanunt pe care nu il putem afla din roadmaps: performanta adevarata a procesoarelor viitoare. Nici macar producatorul nu poate estima performanta unui procesor fara o mostra de laborator; ne pot spune multe despre performanta teoretica (performanta bruta masurata in numarul de operatii pe secunda), dar nu se poate estima rezultatul unui benchmark. Echipa de marketing prezinta avantajele oferite de procesor, dar omite intotdeauna sa ne spuna si dezavantajele. Orice schimbare arhitecturala sau imbunatatire a nucleului atrage o lista lunga de dezavantaje: compatibilitate scazuta, performanta mai redusa cu software-ul vechi, alte placi de baza, compilatoare noi, etc. In acest moment exista pe piata trei producatori cunoscuti de procesoare x86: Intel, AMD si VIA. Totusi exista diferente intre aceste companii: primele doua sunt foarte bine cunoscute si nu au nevoie de alte prezentari, insa VIA nu este cunoscuta datorita procesoarelor produse. Un procesor este mai mult decat un chipset si implica un design si un proces de fabricatie mult mai complicate si chiar daca VIA a surprins cu chipset-urile bune, nu inseamna ca procesoarele lor au mostenit aceleasi caracteristici. Linia de pocesoare VIA C3 nu a reusit sa impresioneze prea multi utilizatori din cauza performantei scazute. Insa oficialii de la VIA sustin ca aceste procesoare de mica putere au alte arii de aplicatie, iar utilizatorii ar trebui sa le ia in considerare si pe acestea.

Piata procesoarelor este impartita in prezent intre Intel si AMD, cu o cota de aproximativ 85 respectiv 15% din volumul total (mondial) al vanzarilor.

Avantajele Intel:

. renume, marketing urias, punct de referinta, confort psihologic;

. lipsite de probleme de supraincalzire;

. pot fi cuplate cu chipseturi fabricate tot de Intel, pentru o stabilitate optima;

. disponibilitatea in versiune BOX (cooler original inclus) la noi in tara;

. overclockabilitate mai mare.

Dezavantajele Intel:

. pret de multe ori nejustificat de mare;

. performante mai mici decat procesoarele AMD la aceeasi frecventa (numai seria AMD K7 Athlon);

. placile de baza cu chipset Intel sunt de asemenea mai scumpe.

Avantajele AMD:

. cel mai bun raport performanta/pret;

. pret intotdeauna mai mic decat un echivalent Intel.

Dezavantajele AMD

. prejudecata fondata pe unele experiente neperformante sau neplacute in trecut;

. disipare mai mare de caldura, fiind necesara o solutie de racire performanta;

. predispozitia la mici probleme de instabilitate datorate chipset-urilor altor producatori (SiS, VIA, NVIDIA) in anumite configuratii.

Dupa cum stiti, atat Intel cat si AMD se afla intr-o cursa contra cronometru pentru lansarea primelor lor procesoare cu doua nuclee candva in anul viitor. Atat AMD cat si Intel au prezentat noile lor procesoare iar acum se afla in stadiul rezolvarii problemelor cu acestea, cele mai importante fiind cele legate de productie si de caldura disipata.

Intel are in plan lansarea in trimestrul III al anului 2005 a trei procesoare cu cate doua nuclee: seria x20 (2,8GHz), seria x30 (3,0GHz) si seria x40 (3,2GHz). Dupa cum se observa, viteza va fi mai mica decat a procesoarelor cu un singur nucleu de la Intel din momentul respectiv (Pentium 4 Prescott 3,8GHz), cel mai probabil din cauza caldurii degajate. In mare se poate vorbi despre doua procesoare Prescott unite, ceea ce va duce la o caldura degajata de doua ori mai mare.

Un detaliu interesant este acela ca viitoarele serii x20, x30 si x40 nu vor dispune de functia HyperThreading activata. Acestea vor include insa tehnologia EM64T (suport pentru instructiuni pe 64 de biti) si vor functiona la o magistrala de 800MHz. Folosirea magistralei de 800MHz poate constitui un alt dezavantaj dat fiind ca spre deosebire de arhitectura AMD64, procesoarele de la Intel partajeaza o singura magistrala in cazul folosirii mai multor nuclee/procesoare, asa ca s-ar fi impus poate folosirea mai rapidei magistrale de 1066MHz. Intel are insa se pare probleme cu adoptarea acestei magistrale in cazul procesoarelor sale Prescott.

Componenta ce are rolul de a dirija celelalte dispozitive , de a imparti sarcini fiecareia , de a coordona si verifica executia sarcinilor primite . Un calculator nu poate functiona fara procesor . Deloc . Procesoarele au avut evolutie rapida de la 8088,8086.80486 , productia fiind asigrata in principal de firma Intel , printre primii producatori de procesoare destinate utilizatorilor privati . Alte firme producatoare sunt AMD , Cyrix , ITD . Procesoarele produse de AMD si Cyrix sunt mai ieftine decat cele produse de Intel si au o arhitectura compatibila cu cele produse de Intel , insa se dezvolta separat .

Procesorul i386 a fost primul processor care a inclus 6 faze de executie paralela , la procesorul 80486 s-a dezvoltat mai mult paralelismul executiei prin expandarea unitatilor de decodificare a instructiunii si de executie intr-o banda de asmblare (pieline) cu cinci nivele , astfel ajungandu-se la 11 faze paralele . In plus , procesorul 486 are un cache intern de date si instructiuni de nivel L1 de 8Ko pentru a mari procentul instructiunilor ce pot fi executate la viteza de o instructiune pe impuls de tact . La acest processor a fost pentru prima data integrata unitatea de calcul in virgula flotanta (coprocesorul) in acelasi cip cu CPU-ul .

Amd a lansat in aceeasi perioada procesorul 486 DX5 cu frecvente pina la 133 , fara prea mult success. Surprinzator , dupa 486 nu a urmat 586 , decat pentru Cyrix si AMD . Intel a decis sa schimbe formatul numelui trecand la Pentium .

Procesorul Pentium a adaugat o a doua banda de asamblare pentru a obtine performante superioare (cele doua benzi de asmblare (U,V) pot executa doua instructiuni pe un impuls de tact); memoria cache s-a dublat , existand un cache de 8 Ko pentru cod si unul similar pentru date . Pentru imbunatatirea executiei ramificatiilor din programe s-a implementat conceptul de predictie a salturilor, introducandu-se un tabel pentru memorarea adreselor cele mai probabile la care se fac salturile . Registrele principale au ramas pe 32 de biti , caile interne fiind pe 128 sau 256 de biti , magistrala de date externa - 64 biti . Procesorul Pentium are integrat un controller de intreruperi avansat (APIC) folosit in sistemele multiprocessor .

Amd a lansat intr-o perioada intermediara procesorul 586 , apoi K5 . dupa 586 pentru Cyrix urmand 6x86 .

Amd si Cyrix au ramas multa vreme intr-un con de umbra al lui Intel , mai ales ca procesoarele intel Pentium (lansate la frecvente de 75Mhz) s-au dezvoltat rapid , de la frecventa de 166 Mhz fiind adaugate instructiunile MMX (-un set de 57 noi instructiuni , patru tipuri noi de date si un nou dst de registrii pentru a accelera performantele aplicatiilor multimedia si de comunicatii ; MMX se bazeaza pe o arhitectura SIMD (Single Instruction,Multiple Data) , permitand imbunatatirea performantelor aplicatiilor ce folosesc algoritmi de calcul intensivi asupra unor mari siruri de date simple (procesoare de imagini 2D/3D) . Dupa Pentium urmeaza Pentium Pro care are o arhitectura superscalara pe trei cai- poate executa trei instructiuni intr-un impuls de tact avand un cache L2 de 256 Kb strans legat de CPU printr-o magistrala dedicata pe 64 de biti. Procesoarele Pentium si Pentium Pro au fost dezvoltate pana la frecvente de 233 Mhz , urmatorul pas fiind Pentium II (este un PentiumPro cu MMX) si Pentium III.

Revenind la AMD , a lansat procesorul Amd K6 ce avea in plus 32kb cache level 1 fata de K5 . Urmatorul pas a fost AMD K6-2 , care a dat o replica MMX-ului de la Intel cu un set de instructiuni numite !3D NOW ; trebuie amintit ca si procesoarele K6 au inglobat instructiuni MMX frecventa maxima atinsa fiind de 500Mhz . AMD K6-3 inglobeaza 256kb level 1 cache ceea cea aduce un spor de viteza substantial

Cyrix a ramas in urma , unui 6x86 la 200Mhz corespunzandu-i un Pentium la 150Mhz , pe cand la AMD seria K6 -K62 a fost extrem de reusita , depasind pe alocuri procesoarele Intel la frecvente echivalente .

Fiecare processor din seria x86 este compatibil fizic cu placa de baza , astfel procesoarele se introduc intr-un soclu de pe placa de baza , ce are un numar standard de pini (321) . Pentru a descuraja concurenta , Intel a schimbat modul de conectare a procesoarelor Pentium II-III , conectarea la mainboard facandu-se printr-un nou tip de soclu - Sec - Slot 1 ; Intel nu a dat drept de productie (licenta) a acestui soclu firmelor AMD si Cyrix. Ca replica , AMD a conceput procesorul AMD K7 , ce concureaza direct Pentium II prin frecvente de pana la 900Mhz si cache level 2 -512Ko,pentru un nou tip de soclu - Slot A .

Succesul pe piata al procesoarelor Intel a fost datorat faptului ca fiecare nou procesor ingloba functiile precedentului (astfel un Pentium II este capabil de executa cod scris pentr 386) , caracteristici intalniti rar la inceput (1980) . Procesoarele Sparc , Alpha , Dec , Risc sunt extrem de scumpe , incompatile cu codul x86 , ele fiind in proiectate pentru aplicatii paralele , volum mare de calcul, sisteme multiprocessor . Firma SPARC a lansat de curind procesorul pe 64 biti UltraSparc la 1,5 Ghz .

Trebuie amintit ca un calculator poate avea unul sau mai multe procesoare . Placile de baza 'normale' permit prezenta unui singur processor , insa sunt producatori ce ofera optiunea de 'dual processor' . Astfel in sistemele produse de Digital , HP se pot intalni intre 2-8 procesoare . Problema este ca numai anumite sisteme de operare stiu sa foloseasca multiprocesarea (Linux , SunOs , Unix , WindowsNT) . Astfel in Windows 9x prezenta unui processor suplimentar nu va influenta cu nimic performanta sistemului . Sistemele multiprocessor sunt folosite in servere sau in statii de lucru cu flux mare de date (CAD , GIS , etc) . Un alt motiv de a folosi un sistem multiprocessor este securitatea oferita . Astfel in cazul unei defectiuni produse la unul din procesoare conducerea va fi luata de celalalt .

c)              MEMORIA RAM

Memoria RAM (Random Acces Memory) - este memoria la care accesul este permis atat pentru citire cat si pentru scriere.

Timpul de acces al memoriei se defineste ca fiind intervalul de timp dintre momentul furnizarii adresei de catre procesor si momentul obtinerii informatiei de la acea adresa din memorie.

Memoria RAM este o memorie neremanenta (adica la scoaterea de sub tensiune a calculatorului informatiile scrise in aceasta memorie se pierd). Ea pastreaza programele sistemului de operare si ale utilizatorului.

Capacitatea memoriei interne se refera la aceasta memorie RAM. Este o caracteristica importanta a unui calculator deoarece de ea depinde lungimea maxima a unui program care poate fi incarcat in memoria interna si executat de catre procesor. O capacitate mica a memoriei interne limiteaza performantele calculatorului pentru ca nu permite folosirea oricarui software.

Programele ruleaza in memoria interna a calculatorului, adica instructiunile si datele pe care le folosesc acestea sunt incarcate in memoria interna, instructiunile sunt executate de catre procesor, iar rezultatele obtinute de procesor in urma executarii lor sunt depuse in memoria interna. Numarul de biti din memoria interna este constant.

Cand un program este memorat intr-o zona a memoriei interne, comutatoarele din aceasta zona sunt configurate ca sa reprezinte instructiuni, date sau biti care nu sunt folositi si care nu reprezinta nimic. In memorie, in aceeasi zona, la momente diferite, vor fi rulate programe diferite, iar bitii vor avea utilizari diferite. Astfel, daca ruleaza un program, bitii din acea zona pot reprezenta date, iar daca ruleaza alt program, aceiasi biti pot reprezenta instructiuni.

Bitii sunt transferati in si in afara memoriei calculatorului prin intermediul procesorului. Acesta executa doua operatii: depoziteaza secvente de biti in memorie (store) si extrage secvente de biti din memorie (fetch).

Depozitarea secventelor de biti in memorie se face prin schimbarea starii comutatoarelor astfel incat sa reprezinte noile valori. Vechile valori vor fi sterse. Operatia este similara cu stergerea unui mesaj de pe hartie si rescrierea unui alt mesaj in acelasi loc.

Extragerea secventelor de biti din memorie inseamna copierea acestor biti in registrele procesorului. Operatia nu modifica starea comutatoarelor din memorie si este similara cu citirea unui mesaj scris pe hartie, ori de cate ori dorim.

In configuratia unui sistem de calcul intalnim doua mari tipuri de memorii - RAM si ROM. Memoria este spaliul de lucru primar al oricarui calculator . Lucrand in tandem cu CPU (procesorul) are rolul de a stoca date li de a procesa informatii ce pot fi procesate imediat si in mod direct de catre processor sau alte dispozitive ale sistemului . Memoria este de asemenea legatura dintre software si CPU .

Din punct de vedere intern memoria RAM este aranjata intr-o matrice de celule de memorie , fiecare celula fiind folosita pentru stocarea unui bit de date (0sau1logic) . Datele memorate pot fi gasite aproape instantaneu (timp de ordinul zecilor de ns) prin indicarea randului si coloanei la intersectia carora se afla celula respectiva . Se deosebesc doua tipuri de memorie :

SRAM(Static Ram) si DRAM(Dynamic Ram) .

Tehnologia DRAM este cea mai intalnita in sistemele actuale , trebuind sa fie reimprospatata de sute de ori / secunda pentru a retine datele stocate in celulelede memorie (de aici vine si numele) ; fiecare celula este conceputa ca un mic condensator care stocheaza sarcina electrica .

Este prezenta sub doua tipuri de module : SIMM-urile si DIMM-urile . SIMM-ul a fost dezvoltat cu scopul de a fi o solutie usoara pentru upgrade-uri . Magistrala de date este pe 32 biti , fizic modulele prezentand 72 sau 30 de pini . DIMM-ul a fost folosit intai la sistemele MacIntosch dar a fost adoptat pe PC-uri datorita magistralei pe 64 de biti , avand 128 pini .

Tipurile de memorie DRAM sunt : FPM (Fast Page Mode) , EDO(Extended Data Out) , SDRAM (Synchronous DRAM) . Cele mai rapide sunt SDRAM-urile , fiind si cele mai noi , oferind timpi de acces mici (8ns) .

Tehnologia SRAM foloseste tot un system matricial de retinere al datelor , dar este de cinci ori mai rapida , de doua ori mai scumpa si de doua ori mai voluminoasa decat memoria SRM . Nu necesita o reimprospatare constanta , elementul central al unei celule fiind un circuit basculant bistabil . SRAM este folosit pentru memoriile cache datorita vitezei mari .

d) PLACA VIDEO

Din totalul informatiei acumulate in descursul vietii de catre om, covarsitorul procent de 80% provinde pe cale vizuala. De asemenea, dintre toate mediile de comunicare a informatiei, imaginile trasmit omului cea mai mare cantitate de informatie in timpul cel mai scurt.

Aceste motive au contribuit, in decursul rapidei istorii a tehnicii de calcul, la aparitia si evolutia a ceea ce astazi numim "Interfata Video" - mijlocul aproape exclusiv prin care calculatorul trasmite informatia direct spre utilizator.

Ceea ce intelegem noi prin ''calitate video'' este redarea imaginilor 2D si 3D in timp real. Pentru ca acest lucru sa se realizeze cu succes, placa video trebuie sa primeasca o multitudine de informatii tehnice pe care apoi sa le decodifice. Motorul CineFX 3.0 este de asemenea indragit de catre cunoscatori, acesta impresionand prin efectele de cinema mult peste puterea imaginatiei.

Notiuni de baza

In principiu, toate placile de baza moderne sunt construite in acelasi mod, inima acestora fiind procesorul, cunoscut si sub numele de Graphic Processing Unit (GPU). Actualele GPU-uri contin pana la 222 milioane de tranzistori. Din aceasta cauza, in vederea realizarii unei raciri sunt montate coolere de dimensiuni impresionante pe actualele placi video. Progresul tehnic nu se manifesta atat de clar in nici o componenta de PC asa cum se intampla in cazul placilor video. Datorita cerintelor din ce in ce mai mari ale gamerilor, producatorii fac eforturi sa mareasca varietatea functiilor si frecventele GPU-urilor. In general dureaza 2 ani pana cand noile versiuni ale programelor 3D sunt disponibile tuturor.

Sunt dotate cu memorie (VRAM) intre 512k(Trident) si 96Mb(ElsaG). Reprezinta o componenta importanta a sistemului, viteza sa influentand in mare parte pareformanta sistemului. In functie de cantitatea de memorie existenta pe placa video rezolutiile la care poate lucra sunt 640x480,800x600,1024x764,etc . Placile video bune ofera si o rata de reimprospatare a imaginii optima ce reduce riscul aparitiei afectiunilor oculare .

Functiile placii video:

1. Shader

GPU-urile placilor video moderne contin doua tipuri de unitati Shader. Vertex Shader este format din mai multe poligoane de obiecte 3D pozitionate in spatiu si care contin efecte de lumina. Pixel Shader determina culoarea si transparenta fiecarui pixel in parte in cadrul unui obiect 3D in ideea redarii unei imagini cat mai exacte a lumii abstracte. nVidia foloseste pentru noua generatie de cipuri Geforce 6800 modelul Shader 3.0 (alias ''Cine FX 3.0 Engine''). Pe de alta parte, ATI se bazeaza tot pe specificatiile 2.0 la noile Radeon X800 (XT). Intrebarea este urmatoarea: Care este mai bun? Avantajul standardului 3.0 consta in flexibilitatea sa nelimitata. In timp ce Pixel Shader 2.0 poate schimba de exemplu doar culori standard, predefinite, pentru poligoane, colegul sau - 3.0 face acest lucru dinamic. De exemplu, dintr-un unghi de iradiere pentru o sursa de lumina, gama de culori va fi practic infinita. Totusi, singurul soft capabil sa foloseasca modul 3.0 este DirecX9.0c si abia la sfarsitul anului 2004 va fi complet optimizat. Aditional, codul soft-ului 3D trebuie sa suporte posibilitatile dinamice pe care le ofera modelul Shader-ului 3.0 iar acesta este un mic dezavantaj (pentru scurt timp). Acest tip de tehnologie este, in prezent, destul de rar intalnit pe piata. Ne bazam pe faptul ca incepand cu anul viitor programatorii 3D vor dezvolta si optimiza modelul Shader-ului 3D astfel incat sa fie disponibil pentru toti posesorii de PC-uri.

2. Pipelines and display buffers

Unitatea Shader-ului sta evident si la baza pipeline-urilor placii video. Aceste procese realizeaza practic imaginea, specificand culoarea si pozitia fiecarui pixel in parte in matricea grafica. Procedura dureaza o fractiune de secunda si ilustreaza performanta impresionanta a GPU-urilor, care de altfel sunt dezvoltate mai complex decat procesoarele normale ale PC-urilor. Cu ajutorul controller-elor de buffer, imaginile ajung in prima faza in memoria RAM a placii video pentru ca apoi sa fie trimise catre monitor. Regula generala: Cu cat este mai mare frecventa procesorului si numarul pipeline-urilor, cu atat se face mai rapid redarea imaginilor de catre cipul grafic. De asemenea, cu un ''Memory Bus'' marit si o capacitate de stocare mare, controlerele de memorie pot procesa mai rapid informatia video.

3. Alpha Blending

Aceasta functie serveste la reprezentarea corecta a transparentei obiectelor, cum ar fi ferestrele sau suprafetele de apa. Valoarea culorii unui pixel primeste o alta valoare alfa care defineste gradul de transparenta.

4. Anisotropic filtering

Este o functie filtru care modifica distanta texturilor fata de obiectele 3D. In functie de tipul placii video, exista mai multe tipuri de calitate, de la 2x pana la 16x. si aici se aplica aceeasi regula: cu cat performantele aritmetice ale GPU-ului sunt mai bune, cu atat creste si calitatea imaginii.

5. AntiAliasing

Prin modelarea contururilor, aceasta functie indeparteaza efectele de ''distorsionare'' a unui obiect. Exista doua tipuri: conturarea de tip AntiAliasing doar a marginilor a doua poligoane alaturate intr-o textura sau Full Screen AntiAlising (FSAA) care lucreaza cu intreaga imagine. Calitatea si modul in care se realizeaza procedura, depind de puterea procesorului placii voastre video.

6. Bump Mapping

Functia produce un efect tridimensional pe suprafetele plate prin adaugarea de umbre si furnizarea de informatii despre structura obiectului 3D respectiv.

7. Clipping

Organizeaza modul de lucru al placii grafice, astfel incat inaintea reprezentarii grafice a unui model 3D, aceasta functie calculeaza suprafata poligoanelor care nu sunt vizibile. Datorita acestei tehnologii, se pot reduce mult resursele consumate ale GPU-ului si memoriei.

8. Displacement Mapping

Programatorii folosesc acest tip de textura pentru a crea un peisaj 3D in inaltime si profunzime. Suprafata texturii se adapteaza dupa tipul mediului, putand astfel sa isi schimbe dinamic forma si marimea. Modelul Shader-ului 3.0 permite aceasta actiune in timp real.

9. Environment Bump Mapping

Aceasta functie adauga o textura aditionala pe obiectele 3D, in care mediul inconjurator se reflecta fizic corect. Exemple de aplicatii: apa sau sticla.

10. High dynamic rank

Face posibila marirea calitatii dinamicii in timpul reprezentarii intr-un spatiu cu luminozitati diferite. De exemplu, daca cel care priveste se afla intr-o regiune intunecata si deodata apare o unda foarte luminoasa, atunci mediul inconjurator nu va mai fi negru ci va primi culori de intensitati gradate din ce in ce mai deschise.

11 Lens Flares

De exemplu, daca raza unei surse de lumina intalneste lentila telescopica a unui sistem optic, aceasta functie va reda fizic corect cercul de lumina sau steaua luminoasa ce rezulta din acest efect.

12. Mip Mapping

Cu ajutorul acestei tehnologii, anumite texturi sunt prezentate in diferite clase de calitate. Un obiect 3D se observa foarte clar si detaliat daca este in plan apropiat, pe cand obiectele la distante foarte mari se observa din ce in ce mai neclar pana dispar.

13. Morphing

Cu acest efect special un obiect 3D poate fi convertit intr-o alta forma.

14. Motion Blur

Este folosit la reprezentarea obiectelor 3D care se misca repede, usor, intr-un spatiu difuz. Calea acestora si lumea materiala este simulata.

15. Multitexturing

In locul texturilor simple, de suprafata, se foloseste functia Multitexturing pentru obiectele 3D. De exemplu, la un butoi de metal in prima faza se construieste o textura tipica, apoi se adauga o textura care simuleaza stratul de rugina iar in a treia faza, apare reflectia caracteristica formata din combinatia celor doua texturi anterioare.

16. Perspective Correction

Vederea in ansamblu a unei suprafete tridimensionale apare distorsionata (daca privim in detaliu). Functia Perspective Corection copiaza acest efect redand imaginea ''compilata'' gresit, dar in perspectiva corect.

17. Procedural Texturing

Acest tip de textura este ideala pentru reprezentarea obiectelor 3D a caror forma se schimba constant, cum ar fi mediul apei. In acest caz nu exista texturi ''prefabricate'' iar suprafata se schimba dinamic, in timp real.

18. Material time Shadows

Obiectele care lasa umbre confera lumii virtuale o viziune mult mai realista. In cazul timpului material umbrele apar natural in functie de unghiul surselor de lumina. Placa video adauga umbra unui obiect la scurt tip dupa crearea imaginii principale. Aceasta functie coreleaza aparitia umbrelor astfel incat acestea sa apara in timp real.

19. Texture

Transforma un model 2D in scopul folosirii acestuia pe o suprafata 3D.

20. Texture compression

Cu cat este mai mare disolutia unei texturi, cu atat pare mai realist obiectul 3D. Cu cat se pot incarca mai multe asemenea texturi in memoria virtuala a placii video, cu atat accesul acestora se realizeaza mai usor. Programele 3D moderne folosesc adesea functii de comprimare a texturilor. Totusi GPU-ul si DirectX trebuie sa suporte procedura de comprimare. Noile S3TC si DXTC folosite cu predispozitie de placile Radeon X de la ATI sunt cele mai eficiente tipuri de compresie a texturilor. Din pacate nu sunt suportate inca de DirectX 9.0c.

21. Ultra Shadow I and II

Tehnologia de redare a umbrelor in timp real, dezvoltata de nVidia, salveaza performantele aritmetice prin calcularea umbrelor lasate de obiecte si care se vad pe ecran. Astfel, umbrele ''ascunse'' din spatele obiectului nu mai sunt incarcate in memoria placii video si nici nu sunt luate in calcul de catre GPU. Ultra Shadow II extinde versiunea I prin detalii ''inteligente'', programatorii implementand desenarea unor margini virtuale de culoare a caror sursa de lumina este determinata de umbrele obiectului.

22. Z-Buffering

Aceasta functie compara informatiile tuturor pixelilor care se afla in aceeasi pozitie intr-un spatiu bidimensional. Astfel, se pot inlatura cu succes pixelii din spatiul 3D al obiectului care nu sunt vizibili, inainte de reprezentarea grafica de pe monitor. Asadar, sper ca acest articol impreuna cu ''quick testul'' de la sectiunea ''Hardware'' si cu ''Pulsul pietei'' sa va fie un ghid folositor in achizitionarea unei placi video de ultima generatie.

e)              PLACA DE SUNET

Placile de sunet sunt dispozitive ce au rolul de a reda informatia binara sub forma de sunet, sau de a converti sunetele in format .bin. Astfel o placa de sunet se conecteaza la slotul ISA/PCI, apoi la CD-ROM printr-un cablu separat.

Placile de sunet de la Creative sunt dotate cu memorie in care sunt inregistrate sunete originale de instrumente, fiind utile compozitorilor . Atat Creative cat si Aureal au lansat recent o tehnologie de redare spatiala a sunetului .

Este o placa ce se monteaza in interiorul calculatorului si care se leaga prin magistrala la procesor. Placa multimedia este un dispozitiv de intrare-iesire care asigura conversia informatiei din binar in alte formate, utilizate de alte echipamente, si invers, conversia in binar a informatiilor preluate de la aceste echipamente: sunetele reale preluate de la microfon sau casetofon si redate prin difuzoare sau banda audio a casetofonului, cat si informatii MIDI (Musical Instrument Digital Interface) generate de sintetizatoare si claviaturi electronice.

Sunetul este o caracteristica relativ noua oferita de calculatoarele personale, caracteristica pe care nimeni nu a luat-o in considerare in toata complexitatea ei la momentul proiectarii primului PC. Calculatoarele compatibile IBM au fost gandite ca unelte de lucru si nu ca sisteme multimedia. Singurul sunet necesar era reprezentat de acel "beep" folosit pentru avertizarea utilizatorului in diferite situatii.

Componentele audio sunt componente multimedia care ajuta la o mai buna comunicare intre calculator si utilizator dar si la realizarea aplicatiilor multimedia complexe. Astfel putem intelege mai bine mesajele calculatorului. Sistemul audio este format in principal din urmatoarele componente: placa de sunet, boxele si microfonul.

Placile mai vechi, cum ar fi SoundBlaster 16 de la Creative Labs, au 16 voci, ceea ce inseamna ca putem reproduce, in acelasi timp, 16 sunete. Unele placi de sunet, de exemplu SonicVortex2 produse de VideoLogic, pot oferi pana la 64 de voci.

Aici ar mai fi o problema de ceea ce se numeste wavetable, care reprezinta o tabela cu fragmente de sunete inregistrate in prealabil si care se afla stocata in memoria ROM de pe placa de sunet. Aceasta facilitate era oferita inainte doare de partea hardware, insa placile mai noi folosesc si sunete create cu ajutorul softului. De exemplu, o placa TerraTec Xlerate Pro ofera 64 de voci prin hardware si 256 cu ajutorul software-ului, in timp ce un SoundBlaster Live de la Creative poate produce pana la 512 voci soft. Cu toate acestea, nu este recomandabila o placa ce foloseste doar wavetable soft.

Nu trebuie confundate numarul de voci si polifonie. Aceasta din urma este legata de calitatea sunetului produs de placa pe 16 biti, desi exista si placi care pot opera pe 32 biti.

f)              PLACA DE RETEA

Facand parte din categoria placilor de extensie, placa de retea este echipamentul instalat pe un PC pentru a realiza conectarea acestuia la o retea.

In aceasta epoca a calculului distribuit, retelele sun prezentate in aproape toate mediile de lucru. O retea este un mecanism care permite calculatoarelor distincte si utilizatorilor acestora sa comunice si sa partajeze resurse. In ciuda utilizarii lor pe scara larga, retelele raman cele mai misterioase dintre tehnologiile informationale.

Tehnologia Ethernet este cea mai raspandita in cadrul retelelor locale. Dezvoltata initial de Xerox, tehnologia Ethernet a fost inbunatatita mai departe de Xerox, DEC si Intel. De obicei sistemele sunt ecipate cu placi Ethernet sau de tip 10 Base-T ceea ce inseamna ca sunt capabile sa transfere pana la 10Mbps. In cazul in care este necesara o viteza de transmisie mai mare, se apeleaza la placi de retea de tip Fast Ethernet sau 100 Base-T10, capabile de transmisii de date la viteze de 100Mbps sau la placi de tip Gb Ethernet ce pot transfera un Gbps. Aceste ultime doua tipuri sunt folosite in general pentru servere-le firmelor ce sustin retele formate din statii de lucru echipate cu placi de retea 10 Base-T.

Cuplarea unui fir la o placa de retea se face prin intermediu unor conectori speciali.

Retelele locale cu conectori de tip BNC sunt cele mai raspandite, iar costurile realizarii lor sunt mai mici decat pentru cele cu conectori UTP, fiind realizate cu cablu coaxial. Cele mai indicate modele de palci de retea sunt cele care ofera atat conectare BNC, cat si conectare UTP.

g)              MODEMUL

Modemul (MODular/DEModular) este echipamentul care permite unui calculator sa comunice ce altul prin intermediul liniilor telefonice. Modemul converteste semnalul digital venit de la calculator in semnal analogic pentru circuitele telefonice conventionale pe baza de sarma sau fibra optica, precum si cele prin unde radio sau prin cablu video si invers, adica primeste semnal analogic si il converteste in semnal digital.

Semnalul de la portul serial al unui PC preluat de modem, este transformat in semnal analogic modular care apoi este transmis pe linie telefonica la un alt modem. Acest al doilea modem demoduleaza semnalul primit, il trasforma in semnal digital si apoi in formatul interfetei RS 232 si il trimite prin capul de modem la portul serial al calculatorului la care este conectat.

Modemurile sunt dispozitive destinate conectarii intre calculatoare cu ajutorul liniei telefonice . Pot fi de doua tipuri constructive : . interne si m. externe . Modemurile interne se instaleaza intr-un slot PCI sau ISA avand integrate portul serial propriu , Ofera conectari la viteze cuprinse intre 600bps si 56700bms . Unele versiuni ofera si capabilitati fax si voice , viteza maxima de primire/trimitere a unui fax fiind de 14400bps . Exista un numar mare de protocoale de corectie si compresie pentru modemuri , ce au rolul de a pastra integritatea datelor transmise (V32/V42,K5Flex,etc) .

h)              Tipuri de modem

Dupa modul de conectare la sistem. Modemurile sunt interne sau externe. Exista doua argumente pro si contra pentru ambele tipuri. Un modem intern costa ceva mai putin si nu ocupa loc pe birou, dar va ridica mai multe probleme de instalare. De asemenea, va ocupa un slot pe placa de baza. De partea cealalta, un modem extern este mai usor de mutat de la un calculator la altul, dar costa ceva mai mult.

Biti si bauzi

Pentru ca modemul sa moduleze semnalul digital primit de la calculator intr-unul care consta din tonuri analogice si care sa fie trasmis prin linia telefonica, el trebuie sa aiba o metoda de a varia in amplitudine, frecventa si faza tonurile pe care le trimite. Numarul schimbarilor de stare ale unei astfel de linii intr-o secunda poarta numele de viteza in bauzi (baud rate).

Termenul baud este utilizat pentru a reprezenta starile unice ale liniei care pot exista. Fiecare stare unica a liniei este numita si simbol in majoritatea documentatiilor moderne. Fiecare dintre aceste simboluri este capabil sa reprezinte un anumit sablon de biti de informatie. Reprezentarea sablonului de biti este numita de obicei jeton (token). Termenul viteza in bauzi a fost adoptat in onoarea inventatorului francez Emile Baudit, care a creat in 1875 un cod de cinci biti pentru a reprezenta alfabetul. Fiecare sablon de cinci biti este un jeton reprezentand o anumita litera a alfabetului.

In zilele de inceput ale trasmisiunilor prin modem, termenii biti pe secunda si viteza in bauzi erau considerati de majoritatea persoanelor ca fiind sinonimi. Daca fiecare baud dintr-un mesaj reprezinta un singur bit de informatie trasmis, atunci viteza in bauzi este egala cu numarul de biti pe secunda.

Pentru a trimite mai mult de un bit de informatie pe baud, au fost dezvoltate schemele de modulare care permit rate bps mai ridicate. Pentru a trimite datele prin circuitul telefonic, modemurile utilizeaza utilizeaza de obicei o frecventa a purtatoarei undeva la mijlocul benzii vocale si suprapun datele la acea frecventa prin modularea lor corespunzatoare. Rezultatul procesului de modulare trebuie sa aiba un spectru asemanator portiunuii trunchiate a intregului spectru vocal care se incadreaza in largimea de banda telefonica.

h)              FLOPPY DISKUL

Pe placa de baza exista si un controller de floppy disk, care poate fi de 3,5' sau 5,25', modelele mai vechi nu prea mai sunt suportate. Astfel disketele sunt folosite cu unitatea floppy avand capacitate neformatate de 2Mb, prin formatare MS DOS-1,44Mb. Exista unitati de diskette care suporta diskette de mare densitate de 100-200Mb, nestandard (Sony , Travan) si care pot citi si disketele de 3,5'; interfata este separata pentru acest tip de unitati de diskette .

Floppy Diskul este un suport de memorie externa conectata la calculator prin intermediul unei interfete. In unitatile de disc se introduc discuri flexibile.

Un disk de 3,5" cu formatul DS-HD are structura: 2 fete, 80 de piste pe fata, 18 sectoare pe pista, capacitate 1,44MB.

Partile componente ale unei unitati de floppy disk:

-Capetele de citire/scriere. In mod normal unitatile de floppy-disk moderne au doua capete de citire/scriere, ceea ce le confera calitatea de unitati "dubla fata", astfel incat discheta poate fi scrisa sau citita pe ambele fete.

-Dispozitivul de actionarea al capului foloseste un motor electric si realizeaza miscari ale capului inainte si inapoi pe suprafata dischetei. Acesta este un motor de tip special si se numeste motor pas-cu-pas, putant efectua in ambele sensuri miscari care sa reprezinte o turatie completa sau mai putin.

-Motorul de antrenare a dischetei imprima dischetei o miscare de rotatie (300 rot/min).

-Placile cu circuite sunt folosite la comanda capetelor citire/scriere, a dispozitivului de actionare a capului, a motorului de antrenare a dischetei, a diferitilor senzori si a altor componente.

-Masca este o piesa din plastic care imbraca fata unitatii de floppy-disk.

-Conectori. Aproape toate unitatile de floppy-disk au cel putin doi conectori: unul de alimentare si altul pentru cablul care asigura transferul datelor si comenzilor catre si dinspre unitate.

i)              HARD DISKUL

O unitate de hard disk este un dispozitiv inchis ermetic, care stocheaza informatiile din sistem. Ce se ascunde in spatele acestei carcase ermetice? In primul rand mai multe discuri metalice acoperite cu un strat foarte subtire de substanta magnetica. Pentru fiecare fata a fiecarui disc exista un cap de scriere/citire care este plasat pe un brat si este separat de suprafata discului de un strat subtire de aer. Deoarece capul de scriere se misca radial, cu pasi foarte mici, discul este perceput de acesta ca o multime de piste concentrice.

Procesul de scriere/citire a datelor este asemanator cu inregistrarea/redarea muzicii pe un casetofon. Discul nu stocheaza numai datele pe care i le furnizeaza procesorul calculatorului ci si o multime de biti pentru corectia erorilor, care pot fi comparati cu bitii de paritate ai memoriei principale. Necesitatea unor capacitati tot mai mari a HDD a determinat micsorarea tot mai mult a 'bulelor magnetice' (care contin practic informatia) precum si spatiile dintre acestea.

Pentru rezolvarea problemelor de corectie ce s-ar putea ivi, HDD-urile sunt echipate cu un DSP -Digital Signal Processor-specializat in prelucrarea inteligenta a sirurilor de semnale care se succed rapid.

Sa urmarim impreuna cateva din schimbarile suferite de HDD in cei peste 15 ani de istorie a acestora:

- capacitatea maxima de memorare a crescut de la 10MB in unitatea de 5,25 inch (1982) la peste 19GB la acelasi tip de unitate in prezent.

O crestere foarte mare a capacitatii de stocare s-a inregistrat si la unitatile de 3,5 inch ajungandu-se azi la peste 12GB spatiu de stocare.

- vitezele cu care sunt transferate informatiile au crescut de la 102KB pe secunda, la modelele anului 1983, la aproape 66MB pe secunda, la cele mai rapide unitati din ziua de azi.

- timpul mediu de acces a scazut de la 85ms, la HDD-ul anului 1983, la mai putin de 8 ms la unele din cele mai rapide unitati de astazi.

- si pretul a scazut foarte mult - in 1982, pentru o unitate de 10MB, se platea mai mult de 1500 USD - ajungandu-se la 0,03$ pe MB in ziua de azi.

Diferitele tipuri de interfete pentru HDD prezinta niveluri de performante diferite in functionare. Performantele unui HDD sunt date de tipul interfetei folosite. Din multele modele care s-au utilizat, ne oprim asupra a doua dintre ele, care s-au impus: IDE si SCSI. Interfata IDE prezinta o serie de avantaje cum ar fi: pretul scazut, sporirea fiabilitatii unitatii, performante deosebite in functionare, dar si unele dezavantaje, din care amintim faptul ca unitatile IDE nu sunt potrivite pentru sistemele mari si foarte performante, care au nevoie de unitati de mare capacitate si inalta performanta. Incompatibilitatea, existenta intre standardele diferitilor producatori, face uneori dificila instalarea a mai mult de o unitate IDE intr-un singur sistem.

Hard disk-urile SCSI sunt preferate pentru sistemele profesionale care necesita capacitati mai mari de stocare, rate mari de transfer si functionarea in paralel cu alte device-uri SCSI. O singura magistrala SCSI poate accepta pana la 15 unitati fizice (unitati SCSI). Una dintre ele este placa adaptoare din calculator, iar celelalte sapte pot fi alte elemente periferice.

Intrucat interfetele IDE si SCSI sunt cele mai raspandite la ora actuala, vom incerca prezentarea lor in paralel pentru a sublinia avantajele si dezavantajele fiecareia.

Modul in care se desfasoara activitatea celor doua tipuri de unitati avantajeaza unitatile IDE atunci cand este vorba despre transferuri secventiale gestionate de un sistem de operare single-tasking.

Noul protocol de transfer al datelor denumit ULTRA DMA/33 a fost dezvoltat de Quantum in colaborare cu Intel, protocol care permite o rata de transfer in mod burst de 33MB/s, dublandu-l practic pe cel al clasicului FAST ATA-2, folosit de toate hard-disk-urile IDE de astazi. De asemenea, ULTRA DMA/33 asigura o integritate mai buna a datelor prin imbunatatirea marginilor de timp si prin folosirea unui nou sistem de verificare a protectiei datelor numit Cyclical Redundancy Check (CRC). Quantum a lansat in octombrie 1997 prima serie de hard-disk-uri ce folosesc aceasta interfata, seria Quantum Fireball ST, cu capacitati intre 1,6GB si 6,4GB, timpi medii de acces sub 10ms si rate de transfer interne de pana la 132Mbits/s, la o turatie de 5400 rotatii/min. Setul de chipset-uri de la Intel care sustine protocolul ULTRA DMA/33 trebuie sa fie cel putin un chipset TX sau mai nou. Proaspatul protocol ULTRA SCSI-3 care ofera rate de transfer in mod burst de 20MB/s (narow) si 40MB/s (wide) este deci pe jumatate depasit de cei 33MB/s ai lui ULTRA ATA.

Sistemele de operare multitasking sunt avantajate de proprietatile suplimentare ale interfetei SCSI, cum ar fi inteligenta magistralei, deci, pentru aceste cazuri, unitatile SCSI sunt mai performante (pot deservi simultan mai multe cereri de transfer). La ora scrierii acestui manual tehnologia a mai facut un salt - acceeasi firma Quantum a lansat o noua interfata - Ultra DMA66 - care creste rata de transfer la 66MB/s. Este practic o dublare a ratei de transfer!

Unitatile SCSI au, fata de unitatile IDE si fata de alte tipuri de unitati, avantaje majore legate de arhitectura lor. Deoarece fiecare unitate SCSI poate functiona independent fata de unitatea centrala, calculatorul poate trimite comenzi simultane catre fiecare unitate din sistem, acestea putand pastra comenzi simultane, intr-o coada de asteptare, si executa apoi comenzile simultan cu celelalte unitati din sistem.

Desi unitatile SCSI au nevoie si de o placa adaptoare la sistemul gazda, al carui pret contribuie la cresterea costului, exista din ce in ce mai multe calculatoare personale care au nevoie de unitate de banda, de unitate CD-ROM WRITER sau de unitate cu suport cu inregistrare optica, care nu pot lucra decat cu un adaptor SCSI. Trecerea oarecum fortata spre un adaptor SCSI a fost mult ameliorata prin integragrea controlerelor SCSI pe placa de baza, cu efectul unei reduceri semnificative a pretului de achizitie.

Interfata pentru hard-disk poate fi inclusa (in cele mai multe cazuri este) pe placa de baza sau poate fi achizitionata ca placa de extensie separata . Controllerele pentru hard-disk , ca si hdd-urile de altfel, pot fi de doua tipuri constructive : IDE (EIDE) sau SCSI(Small Computer System Interface) . Hard-diskurile SCSI necesita un controller special , interfata SCSI fiind mai avansata decat EIDE , mai scumpa , cu performante mai mari , avand avantajul de a putea conecta pe acelasi controller si cablu scannere , hard-diskuri , unitati floppy, cdrom, etc, un numar total de 8 device-uri SCSI suportate simultan . Avantajele SCSI sunt multiple: poate conecta pe aceeasi magistrala 8 deviceuri diferite simultan (IDE - 2 deviceuri si acele HDD sau CD-ROM); lungimea panglicii SCSI - 10-25 m , viteza maxima 80Mb/sec wide ultra2 SCSI; gabaritul redus. SCSI utilizeaza cozi de mesaje. Mecanismele bazate pe astfel de cozi sunt integrate pe scara tot mai larga in sistemele de operare moderne (WindowsNT). Hard-diskurile SCSI au fost intotdeauna cu un pas in fata celor IDE , astfel capacitatile au fost mai mari si viteza de transfer net superioara , cel mai rapid hard-disk IDE acutual are o rata de transfer maxima de 66Mb/sec (UDMA/66). Marimile hard-diskurilor singulare sunt cuprinse intre 20Mb si 4T. Aceasta capacitate poate fi extinsa prin intermediul discurilor RAID sau prin tehnologia de clustering (conectarea mai multor hdd-uri astfel ca sistemul sa le vada ca fiind unul singur; aceasta tehnologie este folosita si in procesarea paralela) .

j)              CD-ROM-ul

Unitatile de discuri compacte (CD-urile) functioneaza pe baza fenomenelor electro-optice, folosind o tehnologie laser. In general, suportul de inregistrare este nereutilizabil scrierea fiind o operatie ireversibila. Din aceasta cauza, unitatile se mai numesc CD-ROM-uri.

Citirea mediilor optice se realizeaza cu ajutorul unei raze laser foarte inguste si precise. Exista avantaje clare fata de mediile de stocare traditionale in ceea ce priveste densitatea si stabilitatea datelor: informatia poate fi impachetata pe suportul optic intr-un format mult mai dens decat in cazul mediilor magnetice. Totodata, durata de viata a datelor e mult mai mare: se estimeaza ca, in cazul discurilor hard sau a benzilor DAT (Digital Audio Tape), se pastreaza nealterate datele pentru maximum cinci ani. Efectul magnetic scade pur si simplu in timp. Prin comparatie, suportul optic asigura integritatea informatiei pentru intervale de timp mult mai mari , de ordinul zecilor ani.

CD-ROM-urile se realizeaza de catre producatori, informatia fiind inregistrata pe o pista unica, in spirala. Citirea se face secvential. Sunt utilizate pentru distributia de software. Se realizeaza un etalon, care este utilizat la producerea matritei cu care sunt create apoi copiile pentru distributie. Aceste CD-uri au un cost foarte scazut, reducand costul de distributie a software-ului. Capacitatea uzuala a unui CD este de 700 MB.

Capacitatea de stocare a CD-urilor este mare, datorita densitatii ridicate, ajungandu-se pana la 16.000 TPI (piste pe inch). Informatia pe suport este mult mai stabila, garantata cca. 10 ani. Suprafata fiind protejata de un strat transparent de material plastic, suportul nu este afectat astfel de umiditate, temperatura sau campuri magnetice. Intre capul de citire si suprafata discului este o distanta de cativa milimetri, aproximativ de 2.000 de ori mai mare decat la hard-discuri, de unde rezulta o protectie mai buna a capului de citire-scriere. CD-urile sunt mult mai fiabile. O mare parte din spatiul CD-ului este rezervata memorarii informatiilor suplimentare pentru corectarea si detectarea erorilor. In cosecinta rezulta o serie de dezavantaje pentru CD-uri: timp de acces mai mare decat la hard-discuri, o rata de transfer a informatiei mai mica decat la hard-discuri.

k)              TASTATURA

Tastatura este dispozitivul care permite introducerea de informatii sub forma de caractere, similar cu masina de scris. Prin succesiunea/ combinatia de caractere introduse se pot furniza sistemului de calcul atat date cat si comenzi sau programe.

Pe langa tastele care reprezinta cifre si litere, tastatura contine si o serie de taste 'functionale', carora le sunt atasate diferite functii (prelucrari). Aceste functii sunt specifice sistemelor de operare in care este utilizata tastatura.

l)              MOUSE-ul

Mouse-ul este un dispozitiv folosit de regula in mediile puternic interactive, bazate pe interfete grafice sau semigrafice.

Principiul de functionare se bazeaza pe transformarea deplasarilor dispozitivului pe o suprafata plana in coordonate ale punctelor de pe ecranul calculatorului. Dispozitivul contine o bila aderenta care antreneaza doua rotite corespunzatoare deplasarilor sus - jos si stanga - dreapta, deplasarile fiind in legatura cu miscarea in plan a dispozitivului de catre utilizator.

Dispozitivul mai contine doua - trei butoane prin a caror apasare se trimit semnale ce se adauga semnalului obtinut prin pozitionare.

Din aceasta categorie face parte si joystick-ul, care transforma miscarile stanga-dreapta si fata-spate ale unei manete in deplasari ale cursorului pe ecran.Tot din aceasta categorie fac parte si alte dispozitive dedicate, complexe, care intra mai mult in categoria simulatoarelor decat in cea a dispozitivelor standard de intrare.

m)              MONITORUL

Primele generatii de monitoare au fost de tip digital , primind de la calculator toata informatia necesara afisarii sub forma de semnale TTL aparand apoi monitoarele analogice din ce in ce mai constructive . S-a diversificat oferta , perfectionandu-se tehnologiile cristalelor lichide,plasma sa altele .

O clasificare sumara a monitoarelor ar putea fi facuta dupa unul din criteriile :

a)dupa culorile de afisare -monitoare monocrome (afiseaza doar doua culori - negru si alb/verde/galben) ; cu niveluri de gri - pot afisa o serie de intensitati intre alb si negru ; monitoarele color

b)dupa tipul semnalelor video

*Monitoare digitale : accepta semnale video digitale (TTL) sunt conforme cu standardele mai vechi IBM CGA si EGA . Sunt limitate la afisarea unui numar fix de culori .

*Monitoarele analogice : pot afisa un numar nelimitat de culori .

c)dupa tipul grilei de ghidare a electronilor in tub

*Cu masca de umbrire : ghidarea fluxurilor de electroni spre punctele de fosfor corespunzatoare de pe ecran este realizata de o masca metalica subtire prevazuta cu orificii fine

*Cu grila de apertura : in locul mastii de umbrire se afla o grila formata din fibre metalice fine , verticale , paralele , bine intinse si foarte apropiate intre ele.Calitatea acestor monitoare este superioara .

d)dupa tipul constructiv al ecranului

*Monitoare cu tuburi catodice coneventionale (CRT) , sunt cele mai ieftine si mai performante de pe piata . Prezinta diferite variante , cele mai intalnite fiind shadowmask CRT si tuburile Trinitron , cu grila de apertura

*Dispozitive de afisare cu ecran plat (FPD-Flat Panel Display), LCD (cristale lichide) si PDP(Plasma Display Panel) . Sunt utilizate la laptopuri , fiind net inferioare monitoarelor clasice.

*Ecrane tactile - adauga posibilitatea de selectare si manipulare a informatiei de pe ecran cu mana; dimensiunile monitoarelor pot varia intre 14 si 21 inch.

Ecranul (tubul catodic) are ca principiu de functionare fluorescenta substantei de pe suprafata ecranului la bombardarea cu un fascicol de electroni directionat intr-un camp magnetic, principiu folosit si la fomarea imaginii la televizor.

Imaginea formata pe ecranul video are o remanenta scazuta si din aceasta cauza ea trebuie reinprospatata. Pentru aceasta se ataseaza terminalului video o memorie, in care se stocheaza informatia ce trebuie afisata pe ecran. Memoria este explorata si reafisata cu o anumita frecventa, astfel incat imaginea formata pe ecran sa dea impresia de stabilitate.

Printre numeroasele caracteristici ale unui terminal video se numara finetea imaginii. Aceasta este data de numarul de spoturi (pixeli) afisate pe unitatea de suprafata.

Numarul de pixeli pe verticala si pe orizontala determina clasificarea terminalelor in diferite categorii (standarde). Pixelului ii sunt atasate informatii de pozitie si informatii de culoare.

n)              IMPRIMANTA

Imprimanta reprezinta un dispozitiv atasat unui calculator ce permite tiparirea imaginilor si textelor aflate in calculator pe diferite formate standard de suport (hartie, folie de plastic, film, etc). putand fi considerata ca un fel de masina de scris automata. Este un echipament periferic de iesire.

Imprimantele se impart dupa modul de imprimare, viteza, dimensiuni, complexitate si cost.

In functie de dimensiunea colii de hartie cele mai raspandite sunt: imprimante ce utilizeaza hartie format A3, imprimante ce utilizeaza hartie format A4.

In functie de dimensiunea colii de hartie cele mai raspandite sunt: imprimante ce utilizeaza hartie format A3, imprimante ce utilizeaza hartie format A4.

In functie de cromartica afisarii distingem: imprimante color, imprimante monocrome.

In functie de posibilitatile de afisare imprimantele pot fi: grafice, alfanumerice.

Cei mai importanti parametrii sunt viteza de imprimare masurata in caractere/sec. , linii/min. sau pagini/min., si calitatea imprimarii.

o)              SCANNERUL

Scannerul este un dispozitiv de intrare prin care pot fi citite imaginile grafice.

Principiul care sta la baza functionarii scannerului se bazeaza pe fenomenul de modificare a intesitatii unui fascicul luminos in momentul in care acesta intalneste o suprafata de culoare oarecare.

Imaginea pe care o citeste scannerul este o suprafata formata din puncte. Fiecare punct este definit printr-un cod de culoare, obtinandu-se versiunea digitala a imaginii.

Dupa ce a fost citita cu scannerul, imaginea poate fi prelucrata cu ajutorul calculatorului: marita, micsorata, rotita, colorata, suprapusa cu alte imagini etc. scannerul este caracterizat de urmatoarele elemente:

-Rezolutia: - reprezinta numarul de puncte pe inci pe care le poate citi scannerul. Cu cat rezolutia este mai mare, cu atat imaginea scanata va fi mai apropiata de cea reala. Rezolutia poate fi de 300-400 dpi (dots per inch - puncte pe inci).

-Numarul de culori: - reprezinta setul de culori care sunt codificate de scanner. Cu cat numarul de culoori este mai mare, cu atat imaginea scanata va fi mai apropiata de cea reala.

-Viteza de scanare: - reprezinta viteza cu care un scanner citeste si prelucreaza o imagine.