Dr. Maxim Dobrinoiu

INFRACIUNI N DOMENIUL

INFORMATIC

BUCURETI

2006

2

CUPRINS

CAPITOLUL I SISTEME INFORMATICE ....................................................... 6

SECIUNEA 1 ASPECTE INTRODUCTIVE .............................................................. 6 1.1 Teoria General a Sistemelor . 6

1.1.1 Sistem i structur ..... 6 1.1.2 Sistemul. Noiune i model .... 8

1.2 tiina Ciberneticii ....... 10 1.2.1 Conceptul de cibernetic .. 10 1.2.2 Semnificaia ciberneticii ... 14

SECIUNEA 2 ARHITECTURA SISTEMELOR DE CALCUL ..............................18 2.1 Chestiuni generale despre calculator .. .. 18 2.2 Arhitectura unui calculator personal . 19 2.3 Mediile de stocare .. 24 2.4 Dispozitive periferice 33

SECIUNEA 3 REELE DE CALCULATOARE ......................................................41 3.1 Teleprelucrarea datelor ............... 41 3.2 Tipuri de reele ............... 42 3.3 Transmisia informaiei n cadrul reelelor ........................ 47 3.4 Protocoale de comunicaii .. ........... 49

3.4.1 Modelul de referin ISO/OSI .................................................... 50 3.4.2 Modelul TCP/IP ................ 52

3.5 Elemente de interconectare a reelelor ............... 53 3.5.1 Repetorul ............. 54 3.5.2 Puntea ................... 54 3.5.3 Routerul .. ............ 55 3.5.4 Porile .. ............. 56

SECIUNEA 4 INTERNETUL ....................................................................................57 4.1 Introducere .. ........... 57 4.2 Structura pachetului TCP/IP .............. 59 4.3 Moduri de conectare la Internet ............ 66 4.4 Aplicaii de reea n Internet .. ............ 68 4.5 World Wide Web . ............. 73

3

CAPITOLUL II REGLEMENTRI JURIDICE INTERNAIONALE ...81

SECIUNEA 1 CRIMINALITATEA INFORMATIC N REGLEMENTRI INTERNAIONALE........................................................................................................81 1.1 Introducere. Istoric ........................................................................................................81 1.2 Fenomenul criminalitii informatice.............................................................................83 1.3 Recomandri. Rezoluii. Convenii ...............................................................................86

SECIUNEA 2 ASPECTE DE DREPT COMPARAT PRIVIND CRIMINALITATEA INFORMATIC ............................................................................................................... 98

CAPITOLUL III REGLEMENTRI JURIDICE INTERNE ...................155

SECIUNEA 1 CADRUL LEGAL ............................................................................ 155

SECIUNEA 2 ANALIZA INFRACIUNILOR PREVZUTE N LEGEA 161/2003 ......................................................................................................................................... 159 2.1 Explicaii terminologice .............................................................................................................. 159 2.2 Accesul ilegal la un sistem informatic ...................................................................................... 162 2.3 Interceptarea ilegal a unei transmisii de date informatice................................................... 174 2.4 Alterarea integritii datelor informatice .................................................................................. 189 2.5 Perturbarea funcionrii sistemelor informatice ...................................................................... 205 2.6 Operaiuni ilegale cu dispozitive i programe informatice ................................................... 209 2.7 Falsul informatic ........................................................................................................................... 213 2.8 Frauda informatic ........................................................................................................................ 225 2.9 Pornografia infantil prin intermediul sistemelor informatice ............................................. 233

SECIUNEA 3 ASPECTE PRIVIND UNITATEA I CONCURSUL DE INFRACIUNI ..............................................................................................................238 3.1 Aspecte privind unitatea i concursul de infraciuni .............................................................. 238

3.1.1 Unitatea i concursul de infraciuni n cazul infraciunilor ndreptate mpotriva confidenialitii i integritii datelor informatice ............................................238

3.1.2 Unitatea i concursul de infraciuni n cazul infraciunilor informatice...............242 3.2 Diferenierea ntre infraciunile ndreptate mpotriva datelor i sistemelor informatice i

alte infraciuni ...........................................................................................................244 3.2.1 Infraciunea de acces ilegal la un sistem informatic i infraciunea de accesare

neautorizat a unui sistem electronic, prevzut de art. 279 alin 2 din Legea 297/2004 privind piaa de capital ................................................................................. 245

3.2.2 Infraciunea de interceptare ilegal a unei transmisii de date informatice i infraciunea de violare a secretului corespondenei, prevzut de art. 195 C.pen. .............................................................................................................................................. 246

3.2.3 Infraciunea de alterare a integritii datelor informatice i infraciunile de distrugere i furt, prevzute de art. 217, respectiv 208 C.pen. ................................ 246

3.2.4 Infraciunea de fals informatic i infraciunile de fals prevzute n Titlul VII din C.pen. ..............................................................................................................247

4

3.2.5 Infraciunea de fraud informatic i infraciunea de nelciune, prevzut de art.

215 C.pen ........................................................................................................................... 248 3.2.6 Infraciuni svrite prin intermediul sistemelor informatice n domeniul drepturilor

de autor i drepturilor conexe prevzute n Legea 8/1996....................................... 250 3.2.7 Infraciunile prevzute n art. 24-28 din Legea 365/2002 privind comerul

electronic i infraciunile contra datelor i sistemelor informatice ........................ 251 CAPITOLUL IV ASPECTE DE PROCEDUR ........................................253

SECIUNEA 1 ASPECTE DE DREPT PROCESUAL PRIVIND CRIMINALITATEA INFORMATIC LA NIVEL INTERNAIONAL ...................253 1.1 Introducere ..........253 1.2 Competena organelor de cercetare penal de a descoperi i strnge probe dintr-un mediu

informatizat ........................ 254 1.3 Identificarea i ridicarea de date informatice nregistrate sau stocate n sisteme sau pe

supori informatici ....... 255 1.4 Obligaia cooperrii active ........ 257 1.5 Punerea sub supraveghere a sistemelor informatice i de telecomunicaii . ........259 1.6 Legalitatea strngerii, nregistrrii i interconexiunii de date cu caracter personal n cadrul

procedurii penale ...... 260 1.7 Admisibilitatea probelor produse n cadrul sistemelor informatice n procedura

penal................................................................................................................................................. ........262

SECIUNEA 2 ASPECTE DE PROCEDUR N DREPTUL INTERN ..................266 2.1 Introducere ..................................................................................................................................... 266 2.2 Sfera de aplicare............................................................................................................................. 267 2.3 Conservarea datelor informatice................................................................................................. 268 2.4 Ridicarea probelor care conin date informatice ..................................................................... 269 2.5 Percheziia ...................................................................................................................................... 270 2.6 Interceptarea i nregistrarea comunicaiilor desfurate prin intermediul sistemelor

informatice ...................................................................................................................................... 272

SECIUNEA 3 COOPERAREA INTERNAIONAL ...........................................274 CAPITOLUL V ASPECTE CRIMINOLOGICE PRIVIND INFRACIONALITATEA INFORMATIC ................................................276

SECIUNEA 1 VULNERABILITATEA SISTEMELOR INFORMATICE ........... 276 1.1 Factori care genereaz pericole ....... 276 1.2 Forme de manifestare a pericolelor n sistemele informaionale .......... 280

SECIUNEA 2 INFRACTORII DIGITALI ..............................................................284

5

SECIUNEA 3 ACTIVISM, HACKTIVISM I TERORISM INFORMATIC........ 297 3.1 Informaie i rzboi informaional ...............................................................................297 3.2 Concepte ......................................................................................................................................... 298 3.3 Activismul ....................................................................................................................................... 301

3.3.1 Colectarea de informaii .................................................................................................. 302 3.3.2 Publicarea ............................................................................................................................ 304 3.3.3 Dialogul................................................................................................................................ 309 3.3.4 Coordonarea aciunilor...................................................................................................... 310 3.3.5 Aciuni de lobby pe lng factorii de decizie ............................................................... 312

3.4 Hacktivismul...............................................................................................................314 3.4.1 Protestul virtual i blocada ............................................................................................... 315 3.4.2 Bombele Email ................................................................................................................... 316 3.4.3 Penetrarea paginilor de Web i accesul neautorizat n sistemele de calcul .......... 318 3.4.4 Atacuri virale ...................................................................................................................... 321

3.5 Terorismul informatic .................................................................................................................. 323 3.5.1 Cyberterorismul un termen atipic ............................................................................... 324 3.5.2 Potenialul terorismului informatic ................................................................................ 325 3.5.3 Organizaii cu potenial terorist n domeniul IT .......................................................... 328 3.5.4 Cauzele recurgerii la cyberterorism ...................................................................330 3.5.5 Caracteristici ale cyberterorismului ............................................................................... 331 3.5.6 Domenii de risc................................................................................................................... 333 3.5.7 Necesitatea elaborrii unui cadrul legislativ................................................................. 335 3.5.8 Msuri de prevenire a terorismului informatic ............................................................ 336

3.6 Concluzii.......................................................................................................................................... 338 CONCLUZII I PROPUNERI DE LEGE FERENDA .................................342 BIBLIOGRAFIE ..............................................................................................350

6

CAPITOLUL I

SISTEME INFORMATICE

SECIUNEA 1

ASPECTE INTRODUCTIVE nainte de a intra n explicaiile tehnice absolut necesare pentru

nelegerea elementului material n cazul infraciunilor ndreptate mpotriva datelor i sistemelor informatice, am considerat interesant s fac o introducere n filozofia care a stat la baza crerii mainilor automate de prelucrare a datelor.

Am considerat necesar s fac referire la teoria general a sistemelor i la cibernetic, pentru a nelege pe de o parte principiile generale de funcionare ale sistemelor informatice, iar pe de alt parte implicaiile pe care aceste sisteme le pot avea asupra societii i a evoluiei ulterioare a acesteia.

1.1. Teoria general a sistemelor 1.1.1. Sistem i structur Conceptele de structur i sistem apar n lucrrile mai multor autori i

de aceea vom prezenta n continuare o scurt istorie a evoluiei acestor concepte necesare pentru nelegerea sistemului informatic i a legturii acestuia cu sistemul dreptului.

Etimologic, termenul de structur provine din latinescul "structura", care nseamn construcie, cldire. Preluat de limbile europene, acest concept nglobeaz ideea de edificiu, respectiv de mod de a construi. Ca urmare a dezvoltrii din secolul al XIX-lea, conceptul de structur ncepe s capete semnificaia de configuraie, constituie n care sunt importante elementele componente i legturile dintre acestea.

Spre sfritul secolului al XIX-lea, se observ o nlocuire a proprietilor sumative cu cele integrative, prin folosirea termenilor de ntreg i de totalitate, pentru evidenierea unor proprieti noi de structur care nu puteau fi reduse la proprietile elementelor constitutive. Aceast transformare semantic reflect totodat trecerea, pe plan tiinific i tehnologic, de la gndirea mecanicist aditiv la gndirea sintetic, integrativ. Au contribuit la modificarea modului de

7

gndire descoperirile din fizic: legea conservrii i transformrii energiei (caracterul unitar al energiei), formularea celui de-al doilea principiu al termodinamicii (utiliznd rezultatele fizicii statistice care a formulat conceptul de entropie pornind de la noiunile de probabilitate) i analiza matematic a cmpului electromagnetic. Putem astfel constata saltul calitativ nregistrat de gndirea uman n descrierea i nelegerea naturii.

Secolul al XX-lea este marcat de formularea teoriei relativitii (unitatea spaio-temporar), descoperirea fisiunii nucleare (trecerea substanei n energie i invers), calculatorul electronic, teoria comunicaiei i aplicaiile acestora n domeniul tehnic i social. Astfel, structura semnific ideea de coeren, de interaciune, de organizare a prilor ntr-un ntreg. Conjugat cu noile descoperiri ale fizicii, nelegerea structurii ca mod de organizare a materiei se generalizeaz: structuralitatea este proprietatea fundamental a materiei n micare. Astfel, este dezvluit capacitatea materiei de a intra n interaciuni, respectiv de a se organiza.

n concluzie, structura este un mod de organizare, relativ stabil, al unui ansamblu de elemente interconectate dinamic pe baza relaiilor funcionale existente ntre acestea i a constrngerilor.

Termenul de sistem provine de la grecescul "sistema", care nseamn ansamblu, reunire, punerea mpreun a mai multor elemente. Evoluia pe plan semantic a termenului de sistem este strns legat de ideea de ntreg i de gndirea holist dezvoltat n jurul acestei idei (n limba greac, "holos" nseamn ntreg). Interpretrile holiste din Antichitate aveau la baz un spirit monist sintetic, totalizator, asupra Universului, care era conceput ca un ntreg i n care se contopesc nu numai lucrurile i fenomenele din natur, dar i omul. n tiina modern, ideea de ntreg apare ndeosebi ca un principiu de integrare i ordonare a fenomenelor, modelul unei astfel de interpretri oferindu-l pentru prima dat conceptul de "gestalt". n acest sens, un exemplu intuitiv l constituie percepia unei melodii. Avnd un caracter integral, aceasta nu poate fi redus la nsumarea sunetelor din care se compune. Melodia poate fi recunoscut chiar dac lipsesc cteva sunete sau dac este cntat la instrumente diferite.

Importana cunoaterii funciilor realizate de un sistem decurge i din faptul c, n tiinele tehnice, obiectele cercetrii nu sunt date (adic nu sunt descoperite, cum se ntmpl n tiinele naturii), ele sunt inventate (au caracter de noutate). Se pornete deci de la o funcie sau un grup de funcii i se caut ansamblul de elemente capabil s le ndeplineasc1. n neputina sa de a reproduce natura n structura ei material, omul a ncercat s o imite n funcionalitatea ei. De exemplu, avionul a fost inventat pentru a realiza funcia de zbor a psrilor, nu pentru a mbogi colecia lor cu o nou pasre. De asemenea, lampa electric a fost inventat pentru a realiza funcia de iluminat i nu pentru a reproduce, la scar de laborator, structura materiei solare.2

1 L. von Bertalanffy, The organismic psychology and systems theory, Worchester, 1968, p. 234 2 Idem, p. 235

8

Sistemul se poate defini ca fiind un ansamblu de elemente interconectate dinamic, capabil de a se individualiza de mediul ambiant prin realizarea unei funcii sau a unui grup de funcii specifice.

Pentru mult vreme, conceptele de structur i sistem au fost folosite n mod independent unul de cellalt. A urmat apoi o faz tranzitorie, de tangen sau chiar de intersecie a sferelor semantice ale celor dou concepte. Caracteristica acestei etape o constituie folosirea reciproc, dar nu complementar, a celor doi termeni. i astzi se ntlnesc multe cazuri cnd structura se definete ca un sistem de relaii, iar sistemul ca fiind modelul unei structuri de elemente3.

n tiina modern, conceptele de structur i sistem sunt considerate mpreun, reflectnd astfel unitatea dialectic a lucrurilor i fenomenelor. Altfel spus, o unitate a dou proprieti fundamentale care sunt n acelai timp opuse i interdependente, se afl ntr-un proces continuu de ntreptrundere. n acest context, structura reflect proprietatea de organizare a obiectelor i a fenomenelor, n timp ce sistemul reflect proprietatea de ntreg i de interaciune a componentelor acestuia cu mediul ambiant.

Deoarece nu exist un sistem material care s poat fi considerat simplu, primar sau elementar, adic un sistem redus la un ultim element, orice sistem se dovedete a fi un sistem de sisteme (structura holonic a sistemelor). n mod complementar, elementele componente ale unei structuri sunt, la rndul lor, tot structuri. Relaia structur-element este relativ, deoarece elementul dispune la rndul lui de o anumit structur4.

n mod practic, orice aparat, echipament sau instalaie tehnologic se poate considera ca fiind un sistem, deoarece fiecare dintre acestea:

reprezint un ansamblu de elemente interconectate dinamic; se caracterizeaz printr-o anumit funcie sau un grup de funcii (n

particular, cele pentru care au fost proiectate); interacioneaz cu alte instalaii sau direct cu mediul ambiant; au o structur funcional relativ stabil. 1.1.2. Sistemul. Noiuni de baz Ca toate teoriile, teoria sistemelor nu aspir dect la reprezentare, mai

bine zis, la reprezentarea parial a realitilor, oricare ar fi acestea, concrete sau abstracte, dar i s pun accentul pe caracterul lor global. Altfel spus, noiunea de sistem este o noiune euristic.

n afar de definiia etimologic, ce provine din rdcina greceasc systema care nseamn ansamblu coerent, i plecnd de la ideea de globalitate,

3 J.L. Le Moigne, Traduction de sciences des systemes, Sciences de lartificiel, Ed. Dunod, 1973, p. 89 4 J.L. Le Moigne, Systmique et Complexite, Revue Internationale de Systemique, 1990, vol.4, p. 33

9

ce caracterizeaz modelul sistemului, autori de marc n domeniu propun o prim definiie pe care o calific drept elementar5:

Sistemul este un ansamblu de elemente caracterizate prin stri. Dac schimbrile de stare sunt msurabile putem considera aceste elemente ca variabile, iar starea sistemului la un moment dat va fi lista valorilor acestor variabile elementare.

O alt definiie ne relev c: Un sistem este un ansamblu de elemente identificabile,

interdependente, adic legate ntre ele prin relaii, astfel nct, dac una dintre ele este modificat, celelalte sunt i ele modificate i, n consecin, ntreg ansamblul sistemului este modificat, transformat6.

Noiunea de interdependen a elementelor nu nseamn n mod obligatoriu i echilibru. ntr-un sistem, elementele interacioneaz cu intensiti diferite, iar acest lucru este numit grad de cuplare ntre elemente i variabile7.

Pe aceste baze, un sistem va fi integrat cnd toate elementele sale vor fi puternic cuplate. Putem distinge, ntr-un ansamblu, subansambluri relativ autonome, adic subsisteme ale cror elemente sau variabile sunt puternic cuplate ntre ele.

Identificarea elementelor, a atribuiilor lor i, n special, a interrelaiilor constituie una din fazele cele mai constructive i mai revelatoare al demersului sistemic. Ea introduce ntotdeauna claritatea ntr-o cercetare, mai mult sau mai puin, confuz. Aceast identificare trebuie s precead cuantificarea.

Alte definiii sunt apreciate ca reprezentnd salturi epistemologice. Pentru J. de Rosnay, un sistem este: Ansamblul de elemente n

interaciune dinamic, organizat n funcie de un scop8. E. Morin propune i el o definiie: Un sistem este o unitate global

organizat, de interrelaii ntre elemente, aciuni sau indivizi. Acesta a introdus apoi, succesiv sau simultan, noiuni i concepte

privind: aciunile mutuale, interaciuni care nu sunt explicite n prima

definiie; natura dinamic a relaiilor, care face s intervin implicit forele,

micrile, energiile; obiectivul sistemului, preluat din teoria cibernetic; n final, ideea unei diversiti a componentelor, care poate fi a

elementelor, a aciunilor sau a indivizilor9. Adevratul salt epistemologic se produce cnd se trece de la

coeren la nivelul constituenilor la o coeren ntre relaii. Din aceste definiii

5 J.C. Lugan, La Systmique Sociale, PUF, 1993, p. 96 6 J.C. Lugan, op.cit., p. 97 7 L. von Bertalanffy, Theories des systemes, Ed. Dunod, 1973, p. 125 8 J de Rosnay, Le Macroscope vers un vision globale, Paris, Seuil, 1975, p. 90 9 E. Morin, La Metode, Paris, 1991, p. 101

10

sunt oricum absente sau, pur i simplu, subnelese noiunile de proces, mediu, autonomie.

Pentru a introduce noiunea de proces, personal, propun urmtoarea definiie: Sistemul poate fi un ansamblu organizat al proceselor legate ntre ele printr-o serie de interaciuni coerente i flexibile care determin un anumit grad de autonomie.

Procesele pot fi definite ca o secven a micrii, a comportamentelor sau aciunilor ndeplinite de un actor individual sau colectiv, cu ajutorul elementelor sau mijloacelor naturale sau artificiale. Exist, bineneles, posibiliti de interaciune ntre dou procese i datorit faptului c ansamblul proceselor este organizat, ceea ce nseamn c interaciunile dintre ele depind, mai mult sau mai puin, de altele i c ansamblul formeaz un ntreg n care toate elementele sunt legate. Plecnd de la acest lucru, dezorganizarea va nsemna c interaciunea dintre dou procese devine independent de interaciunea dintre unul din cele dou i alte procese, iar autonomia unui sistem va nsemna c procesele din interiorul sistemului, nu vor fi n ntregime determinate de procese exterioare sistemului ci prin ansamblul interaciunilor lor.

Definiiile lui B. Walliser insist asupra noiunilor de mediu, de subsisteme n interaciune, de permanen.

Acestuia i datorm o tripl definiie sistemului: un ansamblu n raporturi reciproce cu mediul, aceste schimburi

asigurndu-i o anumit autonomie; un ansamblu format din subsisteme n interaciune, aceast

independen asigurndu-i o anumit coeren; un ansamblu ce presupune modificri, mai mult sau mai puin

profunde, n timp, conservnd o anumit performan10. n concluzie, o definiie cuprinztoare a sistemului, trebuie s

integreze diverse elemente aduse din definiiile precedente. Un sistem poate fi considerat ca un ansamblu de interaciuni privilegiate ntre ele, actori sau grupuri de actori i produsele lor: efecte, aciuni, procese.

1.2. tiina ciberneticii

1.2. 1. Conceptul de cibernetic

Termenul cibernetic a fost introdus pornind de la cuvntul grecesc

kibernesis, care semnific aciunea de manevrare a unui vas, iar n sens figurat, aciunea de conducere, de guvernare. Utilizat pentru prima dat de Louis Ampre pentru a desemna arta guvernrii, el a fost utilizat, cu semnificaia actual, n lucrarea sa

10 B. Walliser, Systemes et Modeles.Introduction critique a lanalyse de systemes, Seuil, 1977, p. 89-90

11

de celebrul Norbert Wiener (18941964)11. Acesta face sinteza cercetrilor efectuate n domeniul matematicilor pure (teoria previziunii statistice), n domeniul tehnologiei (computere, sisteme de telecomunicaii), n domeniul biologiei i al psihologiei, i pune bazele unei noi tiine, cu suport matematic, destinat s acopere toate fenomenele referitoare la mijloace de analiz a informaiei.

Dezvoltrile teoretice ale lui Wiener au la baz probleme referitoare la transmiterea mesajelor prin reele de comunicaie sau previziune, probleme specifice aprrii antiaeriene, sau reglrii sistemelor biologice sau sociale. Aceste probleme sunt legate de apariia, la sfritul secolului trecut, de maini construite dup modelul sistemului nervos.

Din punct de vedere istoric, pot fi identificate, n evoluia mainilor, trei perioade mari:

a) Maini mecanice, capabile s efectueze micri restrnse n anumite condiii, subordonndu-se principiilor staticii i dinamicii clasice. Din aceast categorie fac parte dispozitivele ce transmit sau amplific fora aplicat ntr-un punct-precum prghia, axul-cilindru, macaraua, mainile de asediat din Antichitate i de asemenea mainile cu micare periodic regulat, precum pendulele i mecanismele ceasornicului.

b) Maini energetice, capabile s transforme o form de energie n alta i s fac utilizabile energiile naturii. Ele pun n practic principiile termodinamicii, ale electrodinamicii i ale fizicii nucleare. Fac parte din aceast categorie maina cu aburi, motorul cu explozie, generatoarele de electricitate, motorul electric, diferitele specii de motoare cu reacie, reactorul cu fuziune sau fisiune. Aceste maini furnizeaz energie cinetic sau alte forme de energie susceptibile a fi consumate de motoare.

c) Maini care prelungesc, ntructva, sistemul nervos, i nu sistemul muscular. Ele utilizeaz, n general, reele electrice i pun n funciune aparate care regleaz circulaia curentului; rezistene, condensatoare, bobine de inducie, tuburi electronice, tranzistori, microprocesoare, dar nu aceasta reprezint proprietatea lor esenial. Specific acestui tip de maini este utilizarea i transformarea informaiei.

ncepe astfel tiina comunicrii i comenzii care are drept funcie de optim nu economia de energie ci reproducerea exact a unui semnal.

Mijloacele de transmisiuni (telefonul, radioul, undele dirijate, comanda la distan) transport o informaie de la surs la receptor. Mainile de calculat, analogice sau numerice, rezolv probleme, matematice sau logice, plecnd de la informaii date. (Adugm la acestea mainile de tradus, mainile de jucat ah, mainile capabile s nvee, etc.). Mainile cu comportament se

11 N. Wiener, Cybernetics, or control and communications in the animal and machine, MIT Press, 1948, p. 32

12

adapteaz unei situaii exterioare i rspund acesteia ntr-un mod adecvat, dup anumite criterii.

Stabilizatoarele asigur reglarea sistemelor care comport un anumit numr de grade de libertate; ele controleaz una sau mai multe variabile care caracterizeaz sistemul i le menin n apropierea poziiei de echilibru, stabilit dinainte. Un exemplu foarte interesant de stabilizator este furnizat de homeostatul lui Ashby, care este un autoreglator; un aparat compus din circuite electrice, ce posed un numr ridicat de grade de libertate, i are capacitatea de a reveni n poziia de echilibru, atunci cnd i sunt aplicate perturbaii din exterior.12

Mainile teleologice sunt sisteme capabile s ndeplineasc o anumit sarcin. Aici nu mai este vorba de meninerea echilibrului, ci de urmrirea unui scop adaptabil situaiilor. Putem propune ca exemplu maina de citit (care trebuie s recunoasc literele, oricare ar fi scrierea adoptat), postul de tir antiaerian automat, racheta de cercetare, maina-transfer (care ndeplinete o sarcin complex, fcut dintr-o serie ordonat de operaii).

Caracteristica fundamental a acestor maini este aceea c sunt sisteme automate ce realizeaz operaii complexe, n conformitate cu anumite norme, fr intervenie uman13.

Anumite automate au ca finalitate furnizarea de noi informaii, plecnd de la informaii date: este cazul calculatoarelor. Altele au finaliti de natur diferit: de ex., maina-transfer are ca funciune fasonarea pieselor dup un model dat. Toate utilizeaz informaia n funcionarea lor. Un automat pune n practic, ntr-adevr, un program i trebuie s fie capabil s-i controleze operaiile. Ori, un program este o suit de instruciuni, care indic operaii ce urmeaz a fi efectuate ntr-o anumit ordine.

Informaia intervine sub trei forme: ca obiect (sau stare a unui sistem) supus unor operaii, ca proces ca mediu al reglrii. n toate aceste cazuri, avem de-a face cu o funcie transformatoare.

Obiectul sau starea are o anumit ncrctur informaional. Automatul transform starea iniial n configuraii finale deosebite de starea iniial (care reprezint informaii). Orice dispozitiv de control transform informaii primite n instruciuni pentru un dispozitiv de execuie, i deci n informaii.

Problema tiinific esenial a studiului mainilor din a treia categorie se refer la tratamentul informaiei. Cum unul din aspectele importante ale acestei probleme privete analiza dispozitivelor de reglare, s-a dat numele de

12 W.R. Ashby, Introduction to Cybernetics, Methuen, London, 1964, p. 91 13 Idem., p. 95

13

cibernetic tiinei desemnat s studieze comportamentul automatelor. n msura n care un sistem este dotat cu dispozitive de reglare, el poate s-i controleze propria funcionare i deci s se autoguverneze. Aceasta este, de fapt, proprietatea esenial a automatului. Am putea, deci, s afirmm c cibernetica este tiina proceselor cu autocontrol14.

La prima vedere, doar calculatoarele i mainile cu comportament se supun unui asemenea studiu. Sistemele de transmisiuni utilizeaz i ele cibernetica, pentru c aciunea lor nu const n deplasarea unei informaii dintr-un loc ntr-altul, ci n supunerea informaiei la o serie de transformri controlate pentru ca la receptor s poat fi reconstituit informaia de la surs.

Studiind procesele controlate, cibernetica permite dezvoltarea unor analogii instructive ntre automate i alte sisteme: sistemul nervos, sistemele vii, sistemele cu comportament, sistemele sociale. Nu este vorba dect de analogii, pentru c aceste sisteme au o constituie diferit de aceea a automatelor i posed proprieti care nu se regsesc n automate. Analogia dintre aceste sisteme se raporteaz doar la modul lor de funcionare: ele prezint o trstur comun de structur, identificat de teoria general. Cibernetica este tangent cu multe alte discipline: matematica, logica, electronica, fiziologia, psihologia, sociologia, dreptul, economia. Dac ea ocup aceast poziie, nu nseamn c furnizeaz principii sintetice care permit unificarea acestor tiine diverse ntr-un edificiu teoretic comun, ea izoleaz anumite fenomene pe care le regsim n sistemele concrete studiate de tiinele empirice i pentru studiul crora matematicile i logica furnizeaz instrumente de analiz adecvate15.

Adevratul obiect al ciberneticii este de ordin abstract; ea nu studiaz sistemele concrete care opereaz asupra informaiei, ci structura logic a funcionrii lor. Am putea s definim acest obiect drept logic a automatelor, sau, mai mult, ansamblul proprietilor formale ale automatelor. Cibernetica, n sensul strict al teoriei informaiei, este tiina care construiete teoria cantitativ a informaiei, studiind problemele referitoare la manipularea informaiei n sistemele fizice (codare, decodare, stocare, transport, filtrare, etc.)16. ntr-un automat concret, informaia tratat trebuie s fie reprezentat de semnale de natur fizic (de ex., de impulsuri electrice). Studiul transmiterii semnalelor respect principiile teoriei informaiei. Putem studia transformrile sistematice la care sunt supuse informaiile reprezentate prin semnale, fcnd abstracie de acestea din urm: acesta este obiectul ciberneticii.

O noiune fundamental a ciberneticii este cea de automat abstract. Automatul abstract reprezint, ntructva, aspectul pur logic al automatelor concrete i al sistemelor care le sunt analoge/asemntoare. Cibernetica studiaz 14 M. Eingen, P. Schuster, The Hypercycle: A principle of natural self-organization, Ed.Springer, Berlin, 1979, p. 108 15 P. Bak, How Nature Works: The Science of Self-Organized Critically, Springer, Berlin, 1996, p. 98 16 W.R. Ashby, op.cit., p. 114

14

sistemele care transform (ntr-un timp finit) un semnal dat, numit semnal de intrare, ntr-un alt semnal, numit semnal de ieire. Un asemenea sistem este un transformator de informaie. Semnalele de intrare i de ieire pot fi discrete sau continue. n majoritatea cazurilor, se poate aproxima convenabil semnalul continuu, printr-un semnal discret. Studiul automatelor cu semnale discrete este, de aceea, foarte important. Un semnal discret poate fi asimilat unui cuvnt, adic unei suite de semne prelevate dintr-un ansamblu finit de semne, numit alfabet. Un automat de tip discret este un dispozitiv care transform cuvintele n alte cuvinte. Analiza acestor transformri provine din teoria algoritmilor (ramur a logicii matematice). Un algoritm este o lege de coresponden, definit n mod constructiv, care asociaz oricrui cuvnt format cu ajutorul unui alfabet determinat, un cuvnt format cu ajutorul unui alt alfabet (eventual identic primului). De altfel, anumite mijloace analitice (ca, de ex., calculul integral i transformrile Fourier, utilizate pentru analiza semnalelor periodice) permit studierea automatelor cu semnale continue.

Cibernetica este, deci, tiina automatelor abstracte; n aceast calitate, ea constituie o dezvoltare a ramurilor ce izvorsc din logica sau analiza matematic.

1.2.2. Semnificaia ciberneticii Pentru a caracteriza apariia tehnologiei informaiei, Norbert Wiener a

vorbit despre a doua revoluie industrial. Aplicarea la scar mare a resurselor oferite prin tratarea tiinific a informaiei aduce, ntr-adevr, modificri importante n viaa social i deschide noi perspective.

Mai mult chiar, cibernetica studiaz aciunea uman i gndirea. Dac automatele pot s imite aciunile umane cu o mai mare eficacitate chiar, n anumite cazuri, dect aciunile nsei, se cuvine s concluzionm c aciunile umane, n definitiv, se reduc la operaii de acelai tip cu operaiile despre care automatele ne dau exemplificri concrete. Exist, poate, n aciune, un aspect intuitiv, conform cruia aceasta se auto-cuprinde i cuprinde n ea realitatea la care se aplic, precum i un aspect operativ, care corespunde momentului eficacitii. Lecia ciberneticii este aceea c aspectul intuitiv poate fi, n mod progresiv eliminat n beneficiul unui singur aspect operativ. Cu ct mainile vor nlocui aciunea uman, cu att aceasta va fi obligat s se redefineasc n funcie de maini. Omul va trebui s se adapteze mainii sau s piar, aa cum mai demult, el trebuia s se adapteze naturii sau s piar. n alt ordine de idei, dup cum mainile calculatoare par s imite operaiile gndirii, ajungem s ne ntrebm n ce const specificitatea acesteia17.

Totui, cibernetica nu conduce, deloc, la o asimilare a omului cu maina; ea determin reorganizarea cmpului de aciune. Datorit sistemelor

17 N. Wiener, op.cit., p. 111

15

cibernetice, care-i perfecioneaz sisteme interne de reglare, omul i integreaz aciunea proprie ntr-o totalitate mai complex; el devine, astfel, capabil s-i ajusteze comportamentul ntr-un mod mai fin conform unor situaii mai complicate. Apariia ciberneticii are, deci, ca semnificaie creterea controlului exercitat de om, asupra propriului su comportament. n acest sens, cibernetica se refer la exigenele vieii libere.

Sistemele complexe i diversificate care permit transportul cvasi-instantaneu al unor mari cantiti de informaie de la un punct la altul al globului, au contribuit deja la o schimbare profund a mentalitilor i a culturilor. Cmpul accesibilitii contiinei se ntinde din ce n ce mai mult i o anumit unificare este operat n coninuturile de reprezentare. Dar, n acelai timp, o distan din ce n ce mai mare se instaleaz ntre ansamblul evenimentelor i situaiilor prin care individul se poate simi afectat (prin intermediul noutilor i al imaginilor) i domeniul n care se exercit aciunea sa real. Poate s rezulte fie un sentiment de neputin i de fatalitate, fie cutarea de aciuni de tip simbolic destinate s acopere, cel puin n mod imaginar, aceast distan. Noi forme de contiin politic se schieaz, ntr-un fel de oscilaie, nc nedeterminat ntre sentimentul de responsabilitate, legat de domeniul proxim al informaiei, i preocuparea pentru o conduit eficace, legat de capacitile efective de decizie.

Utilizarea calculatoarelor permite o analiz riguroas a problemelor cu o complexitate mare, pe care altdat le rezolvam n mod intuitiv sau pe care nici nu le puteam lua n discuie. Aceasta are consecine semnificative n cercetarea tiinific i n domeniul operativ.

n domeniul cercetrii, nu ne mai putem mulumi cu teorii mai mult sau mai puin intuitive. Instrumentele de calcul exist, i numai calculul d rezultate n ntregime controlabile. Idealul tiinific, care este cel al unei cunoateri inter-subiective controlabile, ne impune, deci, s recurgem la metode de investigaie care dau natere unui tratament logic strict, ce se exprim prin calcul. Limbajul obinuit este imprecis i ne d posibilitatea doar a cunoaterii superficiale a realitii. Din momentul n care dorim s cunoatem cu precizie, trebuie s substituim limbajului obinuit un limbaj care s nu fie pur i simplu descriptiv, dar care s aib un caracter operatoriu: este cazul limbajelor algoritmice.

Calculatoarele deschid i noi posibiliti n domeniul aciunii. Putem elabora, acum, proiecte vaste care cer calcule precise i rapide: zborurile spaiale sunt exemple ale acestei exigene. Putem, de asemenea, s aplicm instrumente precise i complexe de analiz i de previziune a gestiunii afacerilor. Astfel, tehnicile planificrii tind s devin din ce n ce mai eficace. Aceasta pune o problem general de mare anvergur. Dac societile umane ajung s organizeze producia de bunuri i de servicii necesare n condiii din ce n ce mai raionale, nu am putea, oare, s avem n vedere, pentru viitor, un declin progresiv al dimensiunii politice, care ar fi nlocuit de o organizare pur tehnic? Exist un contrast frapant ntre rafinamentul conceptual i rigoarea care caracterizeaz demersurile de ordin

16

tiinific i tehnic i stilul sumar, imprecis care caracterizeaz demersurile de ordin politic.

Putem presupune c vor exista conflicte ntre modul de elaborare a deciziei (distribuirea puterii) i criteriile de alegere, adic finaliti. Este ciudat c, pn aici, analiza raional nu a putut s ajung dect la generaliti vagi n aceste domenii. Suntem obligai s ne ntrebm dac exist un tip de situaie ce nu poate fi depit, care ar marca limitele definitive ale raionalitii, sau dac am putea spera c aceast neputin va fi depit ntr-o zi i c viaa colectiv va fi, n final, n ntregime raionalizat. Aceasta nu se va produce dect dac am reui s eliminm - ipotez puin probabil - tot ceea ce n fiina uman este pasiune i valoare, sau dac am reui s crem un instrument care s permit controlul raional al pasiunilor i valorilor18.

S-a pus adeseori ntrebarea ce este raionalitatea?. Experiena ne face s ne gndim c un demers este raional n msura n care i controlm toate etapele. Nu putem s ne formm o idee a priori asupra raionalitii, ci putem doar s constatm c ea se realizeaz n mod concret clar i eficace, n operaiile algoritmice. Acesta este, de altfel, motivul pentru care putem ncredina mainii realizarea acestora.

Cibernetica ne nva, n orice caz, c nu trebuie s ne facem o idee redus despre calcul. Nimic, pentru moment, nu pare s ne indice a priori c nu vom lrgi posibilitile calculului, astfel nct s acoperim progresiv tot ceea ce ne-a aprut ca raional i fr ndoial, multe alte domenii rmase nc impenetrabile. Nu putem, deci, s facem altceva mai, bun dect s lrgim cmpul de aplicabilitate al algoritmilor, fr s putem spune n prealabil care sunt eventualele limite ale acestora19.

n fine, utilizarea mecanismelor de reglare i a sistemelor programate permite automatizarea unui mare numr de operaii. Rezult, de aici, o cretere considerabil a productivitii muncii i n acelai timp o modificare profund a multor operaii.

Dispunnd, n viitor, de roboi puternici i diversificai, omul devine capabil s produc mult mai mult pe unitate de timp de lucru. Aceast cretere a productivitii va avea dou efecte:

a) creterea bunurilor i a serviciilor produse (i deci printr-o ameliorare a nivelului de via general, precum i printr-o modificare a modului de via, de ex., prin distribuirea de aparate menajere, de dispozitive cu motoare etc.);

b) diminuarea progresiv a muncii (ceea ce deschide largi posibiliti educaiei i culturii).

Dar, automatizarea antreneaz dispariia anumitor sarcini i deci, n viitorul imediat, omajul pentru anumite categorii de muncitori. Ea pune, deci,

18 N. Wiener, op.cit., p. 111. 19 S.A. Kauffman, At home in the Universe: The Search for Laws of Self-Organization and Complexity, Oxford University Press, 1995, p. 178

17

probleme sociale considerabile: trebuie s putem asigura reorientarea acelora care-i pierd locul de munc, trebuie pentru aceasta s le oferim o formare care s le permit adaptarea la un nou loc de munc. Exist aici, cel puin o problem pentru perioada de tranziie n cursul creia automatizarea se instaleaz i se rspndete. Dar, putem presupune c, n viitor, schimbrile tehnologice vor deveni regul, c vom cunoate n permanen, transformri profunde n industrie i c va trebui s rezolvm n mod permanent probleme de reorientare. Aceasta cere, fr ndoial, ca indivizii s primeasc, la nceput, o formaie polivalent care le va permite s se reorienteze fr prea mari dificulti la momentul dorit.

Pe de alt parte, crearea de utilaje automatizate necesit vaste cercetri prealabile i mari investiii, totodat. Numai ntreprinderile de dimensiuni foarte mari vor fi capabile s susin cercetrile necesare i s asigure investiiile indispensabile. Va rezulta de aici o accelerare a proceselor de concentrare. Va trebui, de asemenea, s facem previziuni pe termen lung i, astfel, va apare, prin intermediul motivaiilor tehnologice, necesitatea de planificare.

Dezvoltarea automatizrii risc, totodat, s permit apariia unei noi forme de tensiune social, ntre o clas de tehnicieni specializai i o clas de ne-tehnicieni. Presupunnd c putem, datorit nivelului produciei i unei organizri adecvate, s suprimm inegalitile sociale, poate c anumite inegaliti individuale vor fi ireductibile. Aceasta nu va ntrzia s aib repercusiuni n planul puterii: este probabil c puterea se va gsi din ce n ce mai mult n minile celor care, datorit competenei lor tehnice, vor dispune de informaiile necesare i vor fi efectiv capabili s controleze aparatele pe care societatea le-a oferit. n aceste condiii, s-ar pune problema aprrii anselor unei democraii adevrate.

Dezvoltarea mainilor cu informaie va avea, cu siguran, consecine profunde asupra vieii sociale i asupra culturii. Am formulat, mai sus, pe aceast tem, cteva probleme i ipoteze. Dar, pentru c aceste consecine rmn, n mare parte, nedeterminate, se manifest o anumit nelinite.

18

SECIUNEA 2

ARHITECTURA SISTEMELOR DE CALCUL

2.1. Chestiuni generale despre calculator Un calculator este un echipament capabil de a procesa informaii i de

a efectua calcule complexe la viteze ce depesc posibilitile creierului uman. Calculatoarele proceseaz datele prin intermediul unor seturi de

instruciuni denumite programe. Aceste programe, sau aplicaii, sunt create de programatori i determina modul de comportare al calculatoarelor.

Programul cu cea mai mare importan, ce n mod obligatoriu trebuie rulat pe un calculator, este sistemul de operare, el constituind limbajul comun "vorbit" de om i calculator. Mergnd pe ideea ca PC-urile nu vor cunoate niciodat un volum mare de vnzri, firma IBM nu s-a ostenit sa proiecteze un sistem de operare pentru acestea i a cedat aceasta sarcina unei companii tinere i necunoscute la momentul respectiv. Compania se numea Microsoft i astzi sistemele sale de operare ruleaz pe aproape toate calculatoarele personale din ntreaga lume. n concluzie, modelele de calculatoare personale ntlnite cel mai des sunt de dou tipuri: Apple Macintosh i compatibile IBM. Cele dou modele dispun de o arhitectura fizic diferit, pe ele ruleaz aplicaii specifice i sisteme de operare diferite.

n continuare, m voi referi numai la calculatoarele personale compatibile IBM-PC.

Cnd vorbim despre calculatoare personale trebuie sa abordm urmtoarele noiuni:

Hardware; Software; Uniti de msur. Termenul HARDWARE provine din limba englez i se refer la

componentele fizice ale unui echipament de calcul, iar termenul SOFTWARE se refer la aplicaiile sau programele ce ruleaz pe un calculator. Pentru a stoca informaii se utilizeaz urmtoarele uniti de msur:

Bit: unitatea de msur pentru stocarea informaiei. Un bit poate avea numai dou stri reprezentate prin valorile 1 sau 0, Adevrat (True) sau Fals

19

(False). n scrierea curent se prescurteaz cu b (liter mic) i este utilizat drept unitate de msur. Exemple: Kb - kilobii Mb - megabii;

Byte: sau octet reprezint o succesiune de 8 bii i reprezint cea mai mic unitate de memorie adresabil. n scrierea curent se prescurteaz cu B (liter mare) i este utilizat drept unitate de msur curent pentru datele stocate.

2.2. Arhitectura unui calculator personal (Personal Computer)

Din punct de vedere structural, calculatorul este compus din: unitatea central (cu placa de baz, procesorul, memoria intern, interfeele i porturile) i echipamente periferice.

Placa de baz: conine toate componentele electronice importante ale calculatorului: microprocesorul, circuitele de suport, memoria precum i circuitele care asigur funciile video i audio. Orice alte componente ce urmeaz s se adauge se vor conecta n sloturile de extensie de pe placa de baz.

Microprocesorul este unitatea de prelucrare la care se cupleaz memoria intern i echipamentele periferice.

Viteza de lucru a microprocesorului este determinat de: tipul constructiv al microprocesorului; dimensiunea registrelor interne i a magistralei de date; frecvena ceasului sistemului (timpul n care se ncarc i se

execut instruciunile); dimensiunea memoriei cache. Un registru este un circuit secvenial sau dispozitiv destinat

memorrii i prelucrrii unui ir de caractere binare. Pentru realizarea funciei complexe de execuie a programelor de

prelucrare a datelor, microprocesorul dispune de un ansamblu de registre. Un registru funcioneaz att ca o celul de memorie, ct i ca un loc

de lucru. Microprocesoarele actuale au regitri pe 32 sau 64 de bii. Dimensiunea regitrilor are un efect important asupra performanelor microprocesorului.

Coprocesorul matematic este un procesor specializat n operaiile pe date cu caracter matematic. Cnd microprocesorul trebuie s execute o astfel de operaie, apeleaz la coprocesor i va primi rezultatul final.

ntre componentele calculatorului, microprocesor, memoria intern i periferice circul trei categorii de informaii: instruciuni de program, comenzi efective i date. Aceste categorii de informaii circul pe circuite electrice care alctuiesc magistrale sau un bus.

20

Magistrala, din punct de vedere fizic, reprezint trasee pe o plac de circuit imprimat. Logic, exist dou tipuri de magistrale:

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

Echipamentele periferice sunt cuplate la magistral prin intermediul unei componente fizice numit controller.

Controllerul urmrete, comand i controleaz ntregul trafic de informaii ntre periferice, unitatea de hard disc, unitile floppy disc i memoria intern. Acest transfer direct se execut fr implicarea unitii centrale. Sarcina controlului, transferului de informaii ntre memorie i unitile de discuri magnetice revine unei componente numita DMA (Direct Memory Acces).

Etapele parcurse pentru funcionarea unui calculator sunt: 1) microprocesorul depune pe magistrala de date o valoare din

registru; 2) microprocesorul depune pe magistrala de comenzi comanda

necesar pentru citire din memorie; 3) memoria intern primete comanda i preia de pe magistrala de

date valoarea, caut adresa corespunztoare, preia coninutul locaiei respective i depune valoarea citit pe magistrala de date;

4) memoria intern depune pe magistrala de comenzi comanda de ncheiere a citirii;

5) microprocesorul primete mesajul memoriei interne de ncheiere a citirii i citete valoarea depus de pe magistrala de date.

Unitatea de memorie intern(UM) este cea mai important i

costisitoare componenta fizic. Caracteristicile memoriei interne sunt: dimensiunea; timpul maxim de rspuns (depinde de tehnologia de construcie a

cip-urilor de memorie). Din punct de vedere funcional, memoria intern a unui calculator

personal este alctuit din dou componente: memoria RAM i memoria ROM. Memoria ROM (Read Only Memory) poate fi citit, dar nu poate fi

scris de ctre utilizator. Sunt memorate n ROM programe specifice sistemului de operare. Este nevolatil. Programele preluate din ROM sunt transferate n RAM de unde apoi sunt executate.

Memoria RAM (Random Acces Memory) este memoria propriu-zis, la care ne referim n mod uzual i cu care opereaz toate programele utilizatorilor.

21

Ea reprezint un spaiu temporar de lucru unde se pstreaz datele i programele pe toat durata execuiei lor. Programele i datele se vor pierde din memoria RAM dup ce calculatorul va fi nchis, deoarece memoria este volatil, pstrnd informaia doar ct calculatorul este sub tensiune. De aceea programele i rezultatele trebuiesc salvate pe dischete sau pe hard disc.

Mai exist un tip de memorie numit CMOS care este o memorie de tip RAM, cu deosebirea c aceasta consum mai puin energie electric dect celelalte tipuri de RAM. Un calculator are un mic acumulator ataat ce va alimenta n permanen aceast memorie, chiar i atunci cnd acesta este oprit, pentru a putea pstra informaiile din CMOS timp de 2-3 ani n cazul n care calculatorul nu se deschide. Altfel, acest acumulator se va rencrca.

Ea folosete la memorarea informaiilor necesare BIOS-ului: capacitatea memoriei interne, tipul unitilor de disc flexibil, tipul i capacitatea discului hard, configuraia calculatorului, ora curent, data curent. Memoria pe care calculatorul crede c o are, dar care nu exist n

realitate se numete memorie virtual. Majoritatea PC-urilor moderne folosesc tehnica numit paginare la cerere, implementat de microprocesoarele Intel, care au posibilitatea s urmreasc coninutul memoriei n timp ce acesta este transferat ntre disc i memorie n blocuri de 4 KB. Dup ce memoria real se umple, sistemul de memorie virtual copiaz coninutul uneia sau mai multor pagini pe disc, atunci cnd este nevoie de mai mult spaiu n memorie. Cnd sistemul are nevoie de datele coninute n blocurile copiate pe disc primele pagini utilizate folosite sunt copiate pe disc i, n locul lor, sunt aduse pe disc paginile invocate de calculator. Numele acestei tehnici este paginare la cerere, deoarece comutarea datelor se face numai atunci cnd microprocesorul ncearc s obin accesul la o adres care nu este disponibil n memorie.

Erorile de memorie care pot aprea ntr-un calculator sunt grupate n dou categorii: erori soft i erori hard.

Unitatea central de prelucrare (UCP): Unitatea de Comand Control(UCC) a unui microprocesor

controleaz funcionarea microprocesorului ca sistem. Aceast unitate primete instruciunile de la unitatea de intrare/ieire

i le convertete ntr-o form care poate fi neleas de unitatea aritmetico-logic.

22

Unitatea aritmetico-logic(UAL) efectueaz calculele matematice i funciile logice, prelund instruciunile decodificate de unitatea de control.

Cele mai puternice microprocesoare actuale adopt o tehnologie numit logic de predicie a ramurilor (atunci cnd umple canalul de prelucrare paralel, microprocesorul ncearc s ghiceasc ramura de program pe care va continua executarea, apoi execut instruciunile mai probabile).

O alt tehnologie folosit n executarea instruciunilor unui microprocesor este arhitectura scalar, care mbuntete calitile funcionale ale microprocesorului, mai mult dect o face creterea incremental a vitezei.

n afara cantitii de memorie pe care utilizatorul o are instalat pe calculator, un alt aspect important este viteza cu care microprocesorul poate s scrie date n memorie sau s extrag date din aceasta.

Viteza microprocesorului este exprimat sub forma unei frecvene n megahertzi (MHz), n timp ce microprocesoarele de memorie sunt evaluate n nanosecunde.

Memoria cache este mai apropiat de microprocesor dect memoria intern, evitndu-se astfel toate acele operaiile intermediare.

Pentru microprocesoarele de mare performan, cea mai cunoscut tehnic de accelerare a vitezei sistemului de memorie este utilizarea cache-ului. Un circuit special, numit controller cache, ncearc s alimenteze continuu memoria cache cu instruciunile i datele de care este cel mai probabil s aib nevoie microprocesorul n continuare. Dac informaiile cerute de microprocesor se afl deja n memoria cache, acestea pot fi obinute fr stri de ateptare.

Aspectele eseniale ale unei memorii cache sunt: dimensiunea, organizarea logic, localizarea i modul de operare.

Dimensiunea cache cea mai utilizat este de 256 KB. Cache-urile pot fi interne sau externe microprocesoarelor pe care de

deservesc. Cache-ul intern este integrat pe cipul microprocesorului. Cache-ul extern folosete cipuri de memorie i circuite de control externe.

Sistemul de intrare / ieire (SIO) face legtura ntre microprocesor i restul circuitelor din calculator. Microprocesoarele utilizate n PC-uri folosesc dou tipuri de conexiuni externe la unitile de intrare/ieire: primul tip de conexiune formeaz magistrala de adrese, iar al doilea formeaz magistrala de date. Dimensiunea magistralei de date (se msoar n bii) a microprocesorului influeneaz direct viteza cu care sunt transportate informaiile.

2.3. Mediile de stocare:

23

Floppy discul are ca principiu de funcionare: un mecanism de antrenare ce rotete dispozitivul cu o vitez constant, iar scrierea/citirea se realizeaz cu ajutorul a dou capete de citire/scriere care se poziioneaz pe informaiile plasate pe piste. Dischetele pot fi de 5,25 inci sau 3,5 inci.

Componentele principale ale unei uniti de dischet sunt: un motor obinuit care rotete discul i un motor pas cu pas care poziioneaz capetele de citire/scriere.

Dischetele de 3,5 inci folosesc un butuc metalic, cu un orificiu central ptrat de antrenare care se potrivete cu axul unitii de dischete. Tietura dreptunghiular din butuc permite mecanismului unitii de dischete s determine fr ambiguiti alinierea radial a discului i servete ca referin mecanic pentru poziia datelor pe disc.

Toate unitile de dischete actuale folosesc dou capete de citire/scriere, care prind la mijloc discul i citesc sau scriu date pe oricare dintre cele dou fee ale dischetei.

Acest tip de dischet conine i o clapet de protecie la scriere care permite ca discheta s fie transformat ntr-un mediu cu acces numai la citire.

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

Hard-discul (disc fix, disc Winchester) este ncorporat n cutia care conine unitatea central.

Principalele caracteristici ale hard-discului sunt: capacitatea de stocare

a informaiilor (PC Data Handling), timpul de cutare (seek time), rata de transfer a sistemului gazd, rata de transfer a hard-discului (media rate), numrul de rotaii pe minut, cantitatea de memorie cache.

Structura discului Discul poate fi analizat din punct de vedere fizic (construcie, pri

componente, mod de funcionare) i logic (structura logic a informaiei,

24

modalitile de accesare a informaiei stocate, factorii care afecteaz performanele discului).

Parametrii ce caracterizeaz discul sunt: cantitatea de informaii ce poate fi memorat [Kb, Mb, Gb]; timpul de acces la informaie [ms]; viteza de transfer a informaiei din i spre memoria RAM [Kb/s],

baud. Structura fizic a discului Un disc se compune din: platane cu una sau dou fee de nregistrare; numrul de capete de citire/scriere, egal cu numrul de fee de

nregistrare; furc de acces pe toat suprafaa platanului; motor pentru rotirea platanului; motor pentru acionarea furcii cu capetele de citire/scriere; controller pe placa logic (placa sistem), care comand ntregul

sistem; suprafeele de nregistrare ale unui disc sunt mprite n cercuri

concentrice, fiecare cerc numindu-se pist (track). Fiecare pist este adresat fizic printr-o pereche de numere ntregi

reprezentnd numrul suprafeei, respectiv numrul curent al pistei. Numerotarea suprafeelor se face de la zero, de sus n jos, iar pistele

se numeroteaz ncepnd cu zero - numrul pistei de raz maxim - pn la pista de raz minim.

Numrul maxim de bytes memorai pe o pist este fix, de aceea stabilitatea informaiei este mai bun cu ct pista are raza mai mare.

Mulimea pistelor avnd acelai numr pe toate suprafeele de nregistrare se numete cilindru (cylinder). Cilindrii se memoreaz de la zero, ncepnd cu cel de diametru maxim, cresctor, pn la cel de diametru minim.

Suprafeele de nregistrare ale unui disc sunt mprite radial n sectoare.

Fiecare disc este adresat prin (x, y, z), cu proprietatea c x, y, z N, unde:

- x reprezint numrul cilindrului; - y reprezint numrul suprafeei;

25

- z reprezint numrul sectorului. Numrul maxim de bytes dintr-un sector este fix avnd valori date: 128,

256, 512, 1024. Sectorul reprezint lungimea ocupat pe pist de cantitatea maxim de

bytes citii/scrii la o singur accesare a discului. Factorul de ntreesere (interleave factor) este un numr natural egal

cu 1 plus numrul de sectoare cuprinse ntre dou sectoare cu adrese succesive, n ordinea de parcurgere a discului, invers acelor de ceasornic.

Dou sectoare cu adrese succesive nu sunt n mod obligatoriu vecine pe suprafeele de nregistrare ale discului, datorit diferenei dintre timpul de transfer al datelor i timpul de citire/scriere efectiv.

Formatarea fizic [physical low-level formatting] Operaia de scriere a adresei i a celorlalte componente ce alctuiesc

preambulul sectoarelor, se numete formatare fizic a discului care este executat de controller-ul discului realizat la comanda sistemului de operare, FORMAT C:/W, de utilitarul NORTON SAFE FORMAT (pentru dischete) sau cu comanda FORMAT din SETUP-ul computerului.

Noiunile pist [track], cilindru [cylinder], sector, factor de ntreesere i formatare fizic se refer la capacitatea de stocare a discului.

Timpul de cutare [seek time] reprezint timpul necesar capului de citire/scriere pentru a se deplasa de la pista pe care se gsete, la pista ce trebuie accesat.

Structura logic a discului Structura logic a discului reprezint organizarea discului,

caracteristicile acestuia i modul de utilizare. Ea este descris n tabela de adrese care specific:

partea ocupat i partea liber a discului; partea neutilizabil datorit unor defeciuni (bad-uri) fizice. Discul logic i discul fizic [logical drive- physical drive] Discul fizic este material, poate fi accesat doar la nivel de BIOS pe

baza tripletului: numrul suprafeei de nregistrare; numrul cilindrului; numrul sectorului. Zona sistem a discului conine tabela de partiii i unul sau mai multe

discuri logice.

26

Discul logic este un ansamblu de informaii organizate pentru a fi recunoscute i accesate de sistemul de operare cu ajutorul identificatorului.

Fiecare HDD logic este prevzut cu o zon sistem care conine: tabela de partiii; nregistrarea de ncrcare; tabela de alocare a fiierelor FAT (File Allocation Table) n dublu

exemplar; catalogul principal. Tabela de alocare a fiierelor i catalogul principal conin

"contabilitatea" [Bookkeeping] sistemului de operare. Zona minim accesibil pe disc este sectorul; numrul discurilor este foarte mare, de aceea soluia memorrii adreselor lor reprezint o soluie ineficient. Din acest motiv s-a introdus noiunea de cluster, care reprezint unitatea de msur a alocrii informaiei i este format din grupul de sectoare adiacente alocabile unui fiier. Fiecare cluster corespunde unei poziii din tabela de alocare a fiierelor.

Adresa pe disc a unui cluster corespunde cu numrul su; clusterele sunt numerotate de la doi n ordine secvenial cresctoare.

Unitatea de memorare minim alocabil este cluster-ul, ceea ce produce pe de-o parte micorarea timpului de acces iar pe de alt parte neutilizarea integral a spaiului pentru c rar se ntmpl ca mrimea fiierului s fie un multiplu de cluster; zona rmas neocupat este zona moart, nevzut de sistemul de operare i propice aezrii viruilor.

Cu ct dimensiunea clusterelor va fi mai mare, cu att timpul de acces se va micora, iar spaiul ocupat de zonele moarte de la sfritul fiierelor, deci spaiul neutilizabil, va crete.

Zonele moarte sunt zonele de aezare a viruilor, de aceea se recomand iniializarea acestor zone utiliznd aplicaia Norton WipeInfo.

Starea de defeciune a unui sector se stabilete prin evaluarea i compararea valorii indicelui de redundan ciclic. [CRC-Cyclic Redundancy check]; valoarea CRC este evaluat ca o sum de control a valorilor biilor ce modific informaia scris.

Informaiile necesare sistemului de operare pentru a gestiona starea clustere-lor i zona de date a HDD sunt memorate n tabela de alocare a fiierelor.

Tabela de alocare a fiierelor (FAT-File Allocation Table) - este lista n care sistemul de operare memoreaz statutul fiecrui cluster din zona de date a discului logic. Este singura component a sistemului de gestiune a sistemului de operare MS-DOS pstrat n dou exemplare pentru a crete sigurana i fiabilitatea sistemului.

27

FAT-ul conine attea nregistrri cte clustere are zona de date a discului logic. Memorarea adreselor se numete list nlnuit iar clusterele ale cror adrese alctuiesc o astfel de list formeaz lanul de clustere alocat fiierului respectiv. Ruperea lanului prin schimbarea adresei din FAT face imposibil gsirea restului fiierului din lanul "rupt"; sistemul de operare pstreaz o copie i de aceea este posibil refacerea lanului defect prin utilizarea aplicaiilor tip Norton Disk Doctor sau Disk Editor.

Gestiunea zonei de date a unui disc logic presupune memorarea adreselor de nceput ale lanurilor de clustere alocate fiierelor, n catalogul principal.

Catalogul principal [The Root Directory] - este lista n care sistemul de operare memoreaz, pentru fiecare fiier i catalog adresa primului cluster din lanul de clustere asociat, mpreun cu alte informaii utile unei gestiuni complete i fiabile a zonei de date, a fiierelor i cataloagelor. El este ultima component a zonei sistem a discului logic i este poziionat imediat dup a doua copie a FAT-ului.

nregistrarea catalogului principal are urmtoarele cmpuri: nume, extensie, atribute, rezervat, timp, data, adresa, dimensiunea.

Dimensiunea i locaia catalogului principal sunt fixate n timpul formatrii logice i pot fi modificate doar printr-o nou formatare.

Marcarea numelui fiierului sau catalogului i iniializarea cu zero a listei sale de adrese din cele dou copii FAT sunt singurele aciuni pe care le face sistemul de operare cnd terge un fiier sau catalog.

Deoarece coninutul lanului de clustere asociat nu este afectat n cazul n care nu a avut loc o suprascriere iar informaiile privind adresa cluster-ului de nceput i dimensiunea fiierului (memorate n catalogul principal) nu sunt distincte, refacerea automat a unui fiier ters este o sarcin uoar pentru programul UnErase.

nregistrarea de ncrcare [The Boot Record] reprezint coninutul primului sector al oricrui disc logic. Aici sunt memorate informaii importante pentru accesarea corect al discului fizic pe care este localizat discul logic, precum i fiierele sistem ale sistemului de operare.

Pe dischet exist un singur disc logic, de aceea nregistrarea de ncrcare coincide cu nceputul fizic i logic al acesteia.

Tabela de partiii [Partition Table] nainte ca sistemul de operare s poat fi instalat pe HDD, un program

de partiionare (de cele mai multe ori programul FDISK din DOS) memoreaz pe primul sector fizic al acestuia, adic n sectorul (0,0,1) o structur care-l descrie ca un set de una sau mai multe diviziuni numite partiii. Aceast structur se numete

28

tabel de partiii. Tabela de partiii este cea mai important entitate de pe HDD i ea conine:

numrul discurilor logice localizate pe HDD; adresele fizice de nceput i de sfrit ale acestora; adresele logice de nceput; numrul de sectoare ale fiecrui HDD; definirea discului sistem. Dac tabela de partiii este defect, sistemul nu poate fi ncrcat de pe

HDD iar coninutul su este inaccesibil. n timpul operaiei de ncrcare, BIOS-ul citete programul principal

de ncrcare care, pe baza tabelei de partiii, afl ce partiie conine sistemul de operare ce trebuie ncrcat i unde este localizat nregistrarea sa de ncrcare.

Tabela de partiii, dac exist, este prima component a zonei sistem a unui disc logic. Ea este creat i localizat nainte de formatarea logic.

Formatarea logic [logical formatting] - reprezint operaia de dimensionare, localizare i iniializare a nregistrrii de ncrcare a celor dou copii ale tabelelor de alocare a fiierelor i a catalogului principal.

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

Pentru fiecare fa a discurilor este folosit un cap de citire/scriere. Att timp ct discurile se rotesc, capetele de citire/scriere se afl la o distan de cteva milionimi de inci de suprafaa discului.

De fiecare dat cnd discul efectueaz o rotaie complet, capul traseaz un cerc complet pe suprafaa acestuia, cerc ce poart denumirea de pist.

O stiv vertical de piste poart denumirea de cilindru. Numrul de cilindri ai unei uniti de hard-disc este egal cu numrul

pistelor de pe fiecare disc. Acest numr este stabilit de productorul hard-discului n timpul fabricrii.

Majoritatea sistemelor de discuri mpart fiecare pist n arce mai scurte, numite sectoare. Sectorul este unitatea de baz pentru cantitatea de informaii stocat pe un disc.

Adresa fizic a fiecrui sector de pe disc este dat de cele trei valori: cilindrul, capul i sectorul.

Pentru adresarea datelor de pe un disc, se folosete adresarea pe blocuri logice (logical block addressing).

29

Prin divizarea discului n mai multe partiii, posibilitile logice de adresare a unui disc pot crete de patru ori, n limitele adresabilitii fizice.

Viteza de acces i rata de acces sunt probleme de proiectare, dar limitele sunt determinate de probleme mecanice. Cea mai bun cale de depire a acestor bariere mecanice este folosirea unui cache. Cache-urile sunt clasificate n dou categorii software i hardware. Cache-urile software folosesc o parte a memoriei principale a calculatorului. Cache-urile hardware folosesc memorii proprii, dedicate. Cache-urile software au un avantaj de performan prin faptul c opereaz dup interfaa de disc i magistrala de extensie, pe cnd informaiile pstrate n cache-ul hardware, chiar dac sunt disponibile imediat, sunt ncetinite prin interfa i prin magistrala de extensie.

Unitile AV au fost construite n scopul stocrii datelor audio i video. Aceste uniti au capaciti foarte mari, dar cel mai important lucru este viteza de acces. Spre deosebire de hard-discurile obinuite, care permit accesul instantaneu la date aleatorii, unitile AV sunt optimizate pentru accesul secvenial la viteze foarte mari.

Compact-discul a fost creat la nceputul anilor 1980. CD-urile reprezint inima tehnologiilor multimedia, reprezentnd totodat elementul central pentru digitizarea i automatizarea sistemelor fotografice.

La baza sistemelor CD-ROM st tehnologia optic. Pentru creterea

spaiului de stocare disponibil pe un disc, sistemul CD folosete nregistrarea cu vitez liniar constant. Discul se rotete mai repede pentru pistele din interior dect pentru cele din exterior, astfel c, viteza de rotire a discului variaz de la 400 RPM (rotaii pe minut) pentru pistele din interior la 200 RPM pentru pistele din exterior.

Capacitatea de stocare a CD-urilor este mprit n sectoare, un CD avnd aproximativ 315.000 de sectoare (pentru 70 de minute de muzic).

O sesiune este un segment unic nregistrat pe un CD i poate conine mai multe piste. Orice sesiune poate conine date, secvene audio sau imagini.

30

Un compact disc poate conine pn la 99 de piste, iar o pist poate conine numai una dintre formele de stocare (audio, video sau date). Fiecare pist este format din cel puin 300 de cadre mari (4 secunde de redare audio).

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

Discul CD-ROM livreaz date din alte surse ctre calculator. Datele de pe un CD-ROM nu mai pot fi modificate dup tanare. Adnciturile pentru stocarea datelor sunt definitive.

Pentru majoritatea recorderelor CD, fluxul de date nu poate fi ntrerupt dup ce operaia de scriere a nceput. O ntrerupere n fluxul de date poate genera erori de nregistrare. Pentru folosirea capacitii maxime posibile ale unui CD, este de dorit a se reduce numrul de sesiuni n care se mparte un disc, deoarece fiecare sesiune irosete cel puin 13 MB pentru zonele de introducere (leadn) i de ncheiere (lead-out). Este recomandat ca orice program rezident aflat n memorie (programele de protejare a cranului (screen savers), alarmele (popup reminders) i programele de comunicaii) s fie descrcat, astfel nct, PC-ul s se ocupe numai cu procesul de scriere. nainte de scrierea CD-ului este recomandat s se verifice faptul c fiierele ce se doresc a fi transferate pe CD nu sunt fragmentate.

Programul de creare a CD-ului organizeaz datele n vederea scrierii pe disc. Pe msur ce trimite informaiile ctre unitatea CD-R, programul adaug i informaiile de control necesare pentru crearea formatului corespunztor al discului. La terminarea scrierii, programul finiseaz operaia de nregistrare, astfel nct discul s poat fi redat.

Pentru prevenirea pierderii discurilor din cauza insuficienei datelor, majoritatea programelor pentru producerea discurilor CD-R master efectueaz o testare a sesiunii de nregistrare nainte de a scrie datele pe disc.

CD-Erasable seamn mai mult cu un hard-disc dect cu o unitate CD-R, deoarece tabelul de coninut poate fi actualizat n orice moment, astfel nct se pot aduga fiiere i piste fr s fie necesare informaiile suplimentare ale unor noi sesiuni.

Discurile Photo CD sunt folosite ca sisteme de stocare pentru imaginile vizuale. Ultimele echipamente Photo CD au fost modificate, astfel nct s poat reda i discuri audio.

Aparatele Photo CD sunt proiectate la fel ca echipamentele audio ele reproduc imaginea, fr s o manipuleze. Elementele de control cele mai avansate permit oprirea la o anumit imagine sau parcurgerea discului n cutarea unei imagini.

31

Sistemul DVD (Digital Versatile Disc) ofer o capacitate de 4,3 gigaoctei. Avnd ca destinaie iniial stocarea filmelor, formatul DVD accept date numerice de orice tip, inclusiv produsele multimedia interactive. Ca i n cazul CD-urilor, fiecare aplicaie are un nume propriu: DVD-Audio, DVD-Video, DVD-ROM i DVD-RAM (un sistem de nregistrare asemntor cu sistemul CD-R).

Spre deosebire de CD-urile obinuite, discurile DVD sunt formate din dou discuri lipite, fiecare disc este nregistrat pe ambele pri, deci, discul rezultat are patru suprafee diferite de nregistrare.

Interfaa predominant pentru unitile CD i DVD este n prezent ATAPI.

2.4. Dispozitivele periferice Dispozitivele periferice asigur introducerea n calculator a

informaiilor de pe suporturi externe i extragerea informaiilor din calculator i depunerea lor pe suporturi externe.

Conectarea dispozitivelor periferice la magistralele de sistem Dispozitivele periferice pentru accesarea mediilor de prelucrare sunt

funcie de suporturile pe care le prelucreaz. Suporturile de nregistrare sunt medii materiale capabile s pstreze,

permanent sau temporar, informaii. Suporturile pot fi reutilizabile (cele magnetice) sau nereutilizabile (de exemplu, hrtia).

Suporturile magnetice, nregistrnd informaie, contribuie la creterea capacitii de memorare a unui sistem de calcul. De aceea, se spune c ele alctuiesc memoria extern a unui sistem de calcul. Spre deosebire de memoria intern, coninutul celei externe nu se pierde o dat cu ntreruperea curentului electric. n plus, memoria intern este cea cu care lucreaz direct unitatea central, deci, dac este necesar s fie prelucrate informaii din memoria extern (dischet, disc magnetic), acestea se vor transfera nti n memoria intern a calculatorului.

32

Discul magnetic (hard-disk-ul) nu trebuie confundat cu memoria intern chiar dac se gsete n interiorul calculatorului.

Dispozitivele periferice de intrare(DP/I) asigur citirea informaiilor de intrare (date i programe) de pe medii externe i introducerea lor n memoria calculatorului n reprezentri interne adecvate fiecrui tip de dat.

Dispozitivele de intrare sunt: tastatura, mouse-ul, microfonul; creionul optic(Light Pen), Trackball (bila rulant) un mouse aezat pe spate; Touchpad - suprafa sensibil la atingere; Joystick - maneta cu trei grade de libertate; scanner-ul (dispozitiv specializat n introducerea de imagini), -

cititorul de disc compact (CD-ROM), unitatea de dischet (asigur citirea sau scrierea informaiei pe

dischet, deci este un dispozitiv de intrare-iesire), dispozitivul de citire-scriere pe hard-disk (disc magnetic), unitatea de ZIP. Aceasta din urm este un dispozitiv de citire-

scriere care prelucreaz un suport magnetic asemntor cu o dischet, dar cu o capacitate mult mai mare - 100 MO,

Dispozitivele periferice de ieire(DP/O) asigur depunerea informaiilor din memoria intern pe suporturi externe. Ele se vor trece din reprezentarea intern ntr-o form accesibil omului. Dispozitivele de ieire difer i ele n funcie de suportul folosit.

Dintre dispozitivele de ieire folosite astzi amintim: monitorul, a crui interfa fizic cu calculatorul folosete o plac

video; Monitorul numit i VDU-Video Display Unit este dispozitivul standard de ieire i poate fi cu tub catodic i cristale lichide. Calitatea este determinat de:mrime(ol-2,24cm), rezoluie(pixeli), frecvena(Hertz), aspectul ergonomic.

Display screen; imprimanta matricial, cu jet, termic, laser. Calitatea depinde

de:tip, viteza, alimentare cu hrtie, rezoluie, memoria proprie plotter-ul (pentru reprezentri grafice), uniti de dischet,

33

hard-disk i ZIP (dispozitive de intrare-iesire), inscriptor de CD (care permite i citirea CD-urilor). Sistemele multimedia mai sunt dotate cu plac de sunet i difuzoare

dar la ele se pot cupla i alte dispozitive de introducere sau extragere de imagini i sunete.

Pentru conectarea unui dispozitiv periferic la un sistem de calcul, trebuie s existe o interfa fizic (de exemplu, placa video pentru monitor, placa de sunet pentru difuzoare etc.) i una logic.

Aceasta din urm este un program care asigur utilizarea perifericului prin intermediul sistemului de operare (partea de programe a sistemului de calcul) i se numete driver.

Tastatura este elementul de legtur direct ntre om i calculatorul personal, n sensul c permite introducerea datelor i comenzilor pe calculator.

Unitatea de control a tastaturii cunoate fiecare tast datorit codului su de identificare, cod care este un numr ntre 1 i 101.

Tastatura calculatoarelor este mprit n cinci zone de taste: tastele mainii de scris; tastatura numeric redus; tastele pentru deplasarea cursorului; tastele funcionale; tastele de control speciale; Mouse-ul a fost creat ntre anii 1957 i 1977 de ctre Douglas C.

Engelbart de la Institutul de Cercetri din Standford. Mouse-ul mecanic a devenit un echipament periferic larg rspndit

pentru creterea vitezei de operare. Este un dispozitiv deosebit de comod i eficient, constituit dintr-o cutiu de plastic ct mai ergonomic proiectat i realizat, cu 2-3 butoane deasupra i conectat la un port al calculatorului.

n interiorul mouse-ului, bila acioneaz doi senzori perpendiculari, care prin rotire, genereaz impulsuri electrice ce sunt trimise ctre PC.

Mouse-ul este cuplat la unitatea central printr-un port serial. ntotdeauna este bine s conectai mouse-ul la un port serial care folosete o ntrerupere nepartajat (de exemplu, COM1 dac sistemul are trei porturi seriale).

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

Monitorul poate avea diverse dimensiuni. PC-urile au un ecran cu 25 de linii i 80 de coloane. Poziia pe ecran indicat de cursor poate fi o liniu

34

clipitoare, un ptrat clipitor sau un dreptunghi. Forma i modul de afiare al cursorului se poate fixa de ctre utilizator.

Sistemul de operare se interpune ntre programe i memoria BIOS i capteaz caracterele pe care programele orientate spre text ncearc s le afieze direct pe ecran.

O alt problem a display-urilor o constituie posibilitatea de a reprezenta culorile. Ambele facilitii, regimul grafic i culorile sunt realizate de o component hardware numita adaptor (ex.CGA, EGA, VGA, SVGA).

Display-urile echipate cu adaptor grafic consider ecranul n regimul de lucru grafic ca o matrice de puncte individuale numite pixeli. Pixelii sunt cele mai mici blocuri constructive din care poate fi construit o imagine real.

Numrul de pixeli ai ecranului determin rezoluia acestuia. n mod obinuit, un caracter ASCII se reprezint printr-o matrice de 8 x 8 puncte. Evident, cu ct rezoluia ecranului este mai mare, cu att calitatea imaginii este mai bun. Numrul de pixeli crete direct proporional cu cantitatea de memorie necesar pentru stocarea lor.

Exist dou moduri de afiare a datelor pe ecran: modul text; modul grafic. Unitatea de msur pentru claritatea imaginilor afiate pe ecran este

puncte pe inci (dots-per-inch) i depinde att de rezoluie, ct i de dimensiunea imaginii rezultate.

Toate modelele noi de adaptoare grafice au capacitatea de a afia imagini tridimensionale (sunt plci 3D). Cea mai important caracteristic a plcii 3D este funcia de realizare a micrii.

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

Imprimanta este un dispozitiv care permite tiprirea pe hrtie a unui document de tip text, obiecte grafice sau combinaii ale acestora.

Caracteristicile unei imprimante sunt: mecanismul de tiprire i principiul de funcionare; viteza de tiprire; dimensiunea liniei tiprite; calitatea grafic a tipririi; memoria proprie; fiabilitatea i costul.

35

Rezoluia unei imprimante se msoar n numrul de puncte pe care le poate afia imprimanta ntr-un inch. Unitatea de msur este 1 d.p.i. (dots per inch).

Imprimantele pot fi: matriceale, cu jet de cerneal, laser, dispozitive plotter.

La imprimanta matricial viteza de tiprire este exprimat n caractere pe secund. Cea mai popular serie de imprimante matriciale este familia EPSON.

Imprimanta laser are la baz principiul xerox-ului. Viteza imprimantelor laser se msoar prin numrul de pagini tiprite pe minut. Rezoluia poate fi de cel puin 300 dpi (dots per inch), permind o tiprire de calitate. O imprimant laser tiprete aproximativ 4-18 pagini pe minut.

Dac imprimanta dispune de un interpretor de PostScript (este un limbaj folosit pentru codificarea de desene) atunci ea poate realiza desene de o calitate mai bun i o complexitate mai sporit.

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

Scannerul poate converti orice imagine pe hrtie ntr-o form electronic acceptat de calculator.

Dac pe calculator se afl instalat un program de recunoatere optic a caracterelor (OCR Optical Character Recognition), textele citite de scanner ca imagini pot fi convertite n fiiere ASCII pentru un procesor de texte, o baz de date sau un sistem de editare a publicaiilor.

Caracteristicile unui scanner sunt: posibilitatea de producere a imaginilor color; viteza de scanare; domeniul dinamic (domeniul de culori pe care le poate distinge un

scanner); rezoluia i posibilitatea de recunoatere a caracterelor de text,

transformndu-le n caractere, nu n imagini. nainte de a ncepe scanarea, trebuie stabilit formatul imaginii (alb-

negru, nuane de gri sau color), rezoluia i formatul fiierului n care se salveaz imaginea. Apoi se va executa o scanare preliminar pentru determinarea suprafeei imaginii i a domeniului dinamic. n final, se va executarea scanarea final.

Modem (Modulator - Demodulator), transform semnalul digital:

n semnal analogic: ;

36

Modemul accept un ir serial de bii la intrare i produce un purttor modulat la ieire (sau vice-versa). Acesta este inserat intre calculator (digital) si sistemul telefonic (analogic):

Modemurile se clasific dup mai multe criterii: tipul(intern, extern); viteza, caracteristicile de apel, modul de conectare la sistem etc. Modemul realizeaz procesul de modulare-demodulare a semnalului

purttor. Semnalul este caracterizat prin trei parametri: amplitudine; frecventa; faza. Modulaia este procedeul de transmitere a unui semnal purttor, la

care unul din parametrii caracteristici este modificat n concordan cu valoarea semnalului modulator, ce reprezint mesajul de transmis.

Demodulaia este procedeul de extragere, la recepie, a semnalului modulat (a mesajului) din semnalul recepionat.

Interfaa este dispozitivul prin intermediul cruia dou componente ale calculatorului pot comunica. Toate informaiile din sistemul de stocare trebuie s treac prin interfa pentru a ajunge la microprocesor sau la memorie.

De cele mai multe ori, viteza interfeelor moderne este msurat n megaoctei pe secund.

Cele mai cunoscute interfee folosite pentru hard-discurile calculatoarelor, AT Attachment i SCSI, implic, de obicei, timpi suplimentari diferii.

37

Unele interfee au denumiri particulare: adaptor video = interfaa monitorului; driver de disc = interfa de disc. Interfeele pot fi proiectate la dou niveluri: la nivel de dispozitiv; la nivel de sistem. O interfa la nivel de dispozitiv este proiectat pentru a asigura

legtura ntre un anumit tip de dispozitiv i sistemul gazd. O interfa la nivel de sistem asigur conexiunea la un nivel mai

ridicat, dup ce toate semnalele generate de dispozitiv au fost convertite n forma folosit de sistemul gazd.

Modul DMA ofer posibilitatea obinerii unor performane mai bune prin controlul magistralei (bus mastering), transferurile DMA oferind un grad de prelucrare paralel, avantaj observabil ncepnd cu folosirea sistemului de operare Windows 98.

Pentru obinea ratelor de transfer maxime este recomandat un sistem bazat pe magistral PCI.

Standardul AT Attachment permite dou tipuri de parole: User i Master.

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

Parolele Master (Master passwords) sunt stabilite la fabricarea unitii de disc. Dac alegerea a fost securitatea normal, productorul discului poate s foloseasc parola master pentru a citi datele sau pentru a dezactiva vechea parol. Dac optai pentru securitatea maxim, parola master nu permite productorului dect s tearg discul, readucndu-l n starea original: gol i fr nici o parol.

Interfaa SCSI este o interfa la nivel de sistem care ofer o magistral complet de extensie pentru conectarea echipamentelor periferice.

Sistemul SCSI actual este o ierarhie pe trei straturi. Nivelul superior este o structur de comand care permite PC-ului s controleze toate componentele hardware SCSI. Acesta este nivelul driverului software din interiorul PC-ului. Nivelul de mijloc include protocolul, structura software folosit pentru transportul comenzilor prin sistemul SCSI ctre dispozitivele SCSI. Nivelul inferior este format din componentele hardware porturile, cablurile i conectorii care leag mpreun dispozitivele SCSI.

38

Port-ul este punctul prin intermediul cruia unitatea central realizeaz schimburi de informaii cu exteriorul ei. Port-urile pot fi de intrare sau de ieire, n funcie de perifericul la care facem referire.

Un PC are de obicei o interfa paralel (LPT1) prin care este conectat imprimanta i dou interfee seriale (COM1 sau COM2) prin care se conecteaz mouse-ul.

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

Echipamentele periferice rapide: hard-discul, unitile de floppy-disc i CD-ROM, se cupleaz direct la placa controller-ului dedicat.

Interfaa paralel permite transmisia celor 8 bii ai unui octet prin intermediul a opt fire plus unul de comenzi, spre deosebire de interfaa serial care beneficiaz de un singur fir pe care transmite succesiv fiecare bit al unui octet.

39

SECIUNEA 3 REELE DE CALCULATOARE

3.1. Teleprelucrarea datelor n ultimele decenii, caracterizate printr-o explozie informaional fr

precedent n istoria omenirii, o mare importan au dobndit-o capacitatea i resursele de comunicaie de care dispun proiectanii i utilizatorii sistemelor informatice, n cadrul crora un loc de seam l ocup calculatorul electronic. Numrul calculatoarelor conectate direct la reele de comunicaii n scopul deservirii unor beneficiari aflai la distant este n continu cretere. Se spune c aceste calculatoare sunt instalate sau lucreaz n medii de teleprelucrare.

Teleprelucrarea datelor este un procedeu de prelucrare automat a informaiei a crui caracteristic principal este utilizarea unui calculator cu performane ridicate, denumit calculator principal, sau server, de ctre mai muli utilizatori, situai n locuri diferite i la distant fa de calculatorul principal, transmisia informaiei fcndu-se prin sisteme de telecomunicaie.

Mai putem spune c prin mediu de teleprelucrare se nelege a