Activitatea nr.5:10.10-14.10

Calculatorul este o maşină care prelucrează automat informaţia. Pentru aceasta trebuie să i se furnizeze datele de intrare pe care trebuie să le prelucreze (datele de intrare) şi o listă de instrucţiuni (programul) care să îi spună cum să prelucreze aceste date. Calculatorul va furniza utilizatorului rezultatele obţinute în urma prelucrării (datele de ieşire).

Un calculator are două componente:
– hardware, cuprinde ansamblul echipamentele fizice ale calculatorului
– software, cuprinde ansamblul programelor unui calculator

Componenta hardware a unui calculator este formată din echipamentele fizice în care circuitele electronice asigură prelucrarea automată a informaţiei şi din echipamentele care asigură comunicarea între om şi calculator.

 

 Componentele fizice ale calculatorului sunt următoarele:

1. monitorul

2. placa de bază (motherboard) – este în principiu o placă pe care sunt înghesuite zeci de circuite şi pe care se conectează alte componente; tot pe aceasta se regăsesc soclurile procesorului, mufele principale de conectare a perifericelor (monitor, tastatură, mouse), porturile USB, conectorii la reţea sau controlerele audio/video (la modele mai ieftine);

3. procesorul central (CPU – Central Processing Unit) – creierul calculatorului, însărcinat cu efectuarea majorităţii operaţiunilor;

4. memoria RAM;

5. sloturi de expansiune – socluri unde pot fi conectate componente suplimentare (controler video, placă de sunet, tuner TV, controler RAID, SCSI), varietatea acestora fiind destul de vastă;

6. sursa de alimentare – practic un transformator de curent care coboară şi modifică tensiunea primită de la priză pentru a putea fi folosită de componentele calculatorului – face parte, alături de carcasa calculatorului (cutia în care se găsesc componentele enumerate la punctele 2-7)

7. unitatea optică (CD/DVD-ROM sau mai nou Blu Ray);

8. spaţiul de stocare a datelor sau hard-disk-ul (HDD), are scopul de a salva preţioasele noastre programe şi informaţii după ce calculatorul a fost oprit, faţă de memoria RAM  care deşi este foarte rapidă spre deosebire de HDD-uri, este din păcate şi volatilă: pierzi tot ce ai avut salvat în ea dacă se ia curentul;

9. tastatura – în continuare dispozitivul cel mai răspândit pentru introducerea datelor sub formă de cuvinte;

10. mouse-ul sau şoarecele, folosit mai ales pentru transmiterea mişcărilor bidimensionale pe care le facem cu acesta pe mouse-pad pe ecranul calculatorului (indispensabil pentru navigarea prin meniurile sistemului de operare sau pe site-urile web);

 
Componenta hardware trebuie să asigure următoarele funcţii:
– funcţia de comandă şi control;
– funcţia de prelucrare (efectuarea operaţiilor aritmetico-logice);
– funcţia de memorare (memorarea datelor si a programelor);
– funcţia de intrare-ieşire (introducerea datelor şi a programelor în memoria internă şi livrarea rezultatelor).

Arhitectura unui calculator este dată de: 

– unitatea de comandă şi control
– unitatea aritmetică logică
– unitatea de memorie internă
– unitatea de memorie externă
– unităţile de intrare / ieşire 

 

UNITATEA CENTRALA DE PRELUCRARE

Unitatea centrală de prelucrare (CPU) sau procesorul este „creierul” calculatorului. Ea coordonează întreaga activitate a calculatorului. 

Este alcatuita din:

– unitatea de comandă şi control
– unitatea aritmetică logică

Pe calculatoarele personale, este format dintr-un singur cip numit microprocesor.
Procesorul este caracterizat de: 

• tip, 
• frecvenţa de lucru şi 
• lungimea cuvântului.

Tipul procesorului reprezintă apartenenţa acestuia la o familie de procesoare care au caracteristici comune:
– Intel sau AMD, folosite de calculatoarele IBM-PC sau compatibile;
– Motorola, folosite de calculatoarele Macintosh realizate de firma Apple.
Frecvenţa de lucru a procesorului este frecvenţa ceasului. Ea se măsoară în MHz, adică în milioane de impulsuri pe secundă.
Cuvântul procesorului reprezintă numărul de biţi care pot fi prelucraţi la un moment dat de către procesor (ex. 16 biţi, 32 biţi, 64 biţi).
Toate aceste elemente determină viteza de lucru a procesorului, viteză care se măsoară în milioane de instrucţiuni pe secundă (MIPS).

UNITATATEA DE MEMORIE

Memoria este partea sistemelor de calcul care se utilizează pentru păstrarea şi regăsirea ulterioară a datelor şi instrucţiunilor. 

Operaţiile principale în care este implicată memoria sunt următoarele:
• Preluarea datelor de intrare în memorie;
• Păstrarea datelor până la prelucrarea lor de către UCP;
• Păstrarea datelor de ieşire până când ele vor putea fi preluate de echipamentele
de ieşire;
• Transmiterea datelor din memorie la ieşire.

Tipuri de memorie:

• Memorie internă
• Memorie externă

Memoria internă 

• reprezintă cea mai costisitoare şi importantă componentă fizică a unui calculator personal, prin intermediul căreia vom putea aprecia performanţele unui calculator. 

• este unitatea funcţională a calculatorului destinată păstrării permanente sau temporare a programelor şi a datelor necesare utilizatorului şi bineînţeles a sistemului de operare.

Memoria internă a unui calculator este caracterizată de doi parametri:

1. dimensiunea;
2. timpul maxim de răspuns;

Dimensiunea acestei memorii este în strânsă legătură cu microprocesorul folosit (în speţă cu limitările impuse de acesta). O valoare des întâlnită pentru această mărime este de 1 Mbyte. Cu cât aceasta este mai mare, cu atât performanţele calculatorului sunt mai bune.

Timpul maxim de răspuns se referă la intervalul de timp care este necesar memoriei interne pentru a citi sau scrie date. Mai exact, intervalul de timp ce se scurge din momentul în care primeşte de la microprocesor comanda de citire şi momentul în care depune pe magistrala de date valoarea citită (similar este şi pentru scriere). Valoarea medie a acestui parametru este de 70 ns. Cu cât această valoare este mai mică, cu atât calculatorul este mai rapid.

În configuraţia unui sistem electronic de calcul în funcţie de modul în care se realizează accesul la memorie, pot fi întâlnite simultan două mari tipuri de memorii: memorii ROM şi memorii RAM.

Memoria ROM (Read Only Memory – memorie care poate fi doar citită) – este un tip de memorie nevolatilă (informaţia conţinută de acest tip de memorie nu se pierde la oprirea calculatorului).

Este o memorie de tip special, care prin construcţie nu permite programatorilor decât citirea unor informaţii înscrise aici de constructorul calculatorului prin tehnici speciale. 

• Memoriile de tip ROM se clasifică la în funcţie de modalitatea de scriere a datelor în PROM şi EPROM.

1. memorii PROM (Programabile ROM), memorii ROM programabile, care permit o singură rescriere de programe;
2. memorii EPROM (Programabile Electric PROM), care pot fi şterse şi reprogramate din nou de mai multe ori, utilizând tehnici electronice speciale.

Programele aflate în ROM sunt livrate odată cu calculatorul şi alcătuiesc aşa numitul firmware. Calculatoarele din familia IBM – PC conţin şi o memorie CMOS (de tip RAM, alimentată în permanenţă de o baterie pentru a nu-şi pierde conţinutul informaţional. În această memorie se stochează informaţii referitoare la configuraţia hardware a sistemului electronic de calcul.

Memoria RAM reprezintă un spaţiu temporar de lucru unde se păstrează datele şi programele pe toată durata execuţiei lor. Programele şi datele se vor pierde din memoria RAM, după ce calculatorul va fi închis, deoarece aceasta este volatilă, păstrând informaţia doar atâta timp cât calculatorul este sub tensiune.

Fizic memoria RAM este constituită din elemente care prezintă două stări stabile, reprezentate convenţional prin simbolurile 0 şi 1 denumite biţi sau cifre binare. Aceste elemente sunt constituite din milioane de perechi de tranzistori şi condensatori. Rolul condensatorilor este de a reţine sarcină electrică, iar al tranzistorului acela de a încărca cu sarcină electrică condensatorul. Aceste perechi de condensatori şi tranzistori sunt dispuse sub formă de coloane şi rânduri formând o matrice. Prin construcţie, accesul la memorie se realizează la nivelul unui grup de biţi denumit celulă sau locaţie de memorie. Fiecărei locaţii de memorie îi este asociată o adresă, care identifică în mod unic aceea locaţie. Numărul de biţi care se poate memora într-o locaţie de memorie reprezintă lungimea cuvântului de memorie. Numărul total de locaţii de memorie reprezintă capacitatea memoriei şi se exprimă de regulă în octeţi.

Memoria externă 

• este o memorie suplimentară care comunică cu microprocesorul tot prin intermediul magistralei de date şi magistralei de comenzi. 
• este o memorie nevolatilă din care se poate citi şi în care se poate scrie.

Memoria externă are de obicei o capacitate mult superioară celei interne, în care se pot înmagazina mai multe programe precum şi datele corespunzătoare lor. 

Ea este reprezentată în mod special de discurile magnetice, discuri asemănătoare ca formă şi mod de utilizare cu discurile de pick-up, dar cu proprietăţile benzii magnetice: de pe aceste discuri se poate citi, dar de asemenea se pot scrie informaţii pe suportul lor magnetic.

Memoria externă este alcătuită în principal din:

• discuri fixe (hard-disk) şi 
• discuri flexibile (floppy-disk). 

Discurile fixe sunt montate de obicei în interiorul unităţii centrale şi nu pot fi detaşate de calculator decât prin demontarea acesteia. Discurile flexibile se folosesc cât este nevoie, ele fiind introduse într-un locaş special, după care pot fi recuperate cu uşurinţă.

 SARCINA DE LUCRU:

1. Realizati in caiete urmatoarea schema:

 2. Observati componentele prezentate indicate in imginea urmatoare: