COMPONENTELE UNUI CALCULATOR SI ROLUL LOR Placa de bazaPlaca de baza (main board, mother board, MB) este cea mai importanta componenta a PC. Ea contine:

soclul pt procesor sau chiar procesorul conectorii pt magistrale (bus) chip set-ul ROM BIOS circuitele de adaptare la magistrale pt flopy disk - FDD o hard disk - HDD (IDE) o driver-e pt input/output - i/o controler-ul pt tastatura conectorul de alimentare conectorul pt legatura cu bordul calculatoruluiMagistralele unui calculator personal.

O magistrala nu este altceva dect o cale prin care pot circula date n interiorul PC. Aceasta cale se utilizeaza pt comunicatie si se stabileste ntre doua sau mai multe elemente ale PC. Un PC are mai multe tipuri de magistrale: magistrala procesorului magistrala de adrese magistrala memoriei magistrale i/o sau de extensieMagistrala procesorului . Procesorul comunica cu restul sistemului furniznd adrese, primind si furniznd date si semnale de control. Magistrala procesorului este o cale de comunicare ntre magistrala sistemului si procesor.

CPU - unitate centrala de prelucrare a datelor (Central Processing Unit) cache - memorie foarte rapida, apropiata de microprocesor (astazi inclusa n P)

Magistrala procesorului este o cale de comunicare ntre CPU si chipset -ul cu care lucreaza direct. Este o magistrala folosita pentru a transfera date ntre procesor si magistrala principala sau ntre procesor si memoria rapida cache. Aceasta magistrala lucreaza la o viteza mult mai mare dect orice alta magistrala din sistem. Magistrala este compusa din circuite electronice pt date, adrese si control. Un P 80486 lucreaza cu o magistrala compusa din 32 linii de adrese, 32 linii de date si cteva linii de control. Magistrala pt P Pentium contine 32 linii de adrese, 64 linii de date si cteva linii de control. Magistrala procesorului lucreaza la aceeasi viteza ca si procesorul, si poate transfera 1bit de date la fiecare perioada sau la doua perioade ale ceasului. Pt a determina viteza de transfer pe magistrala procesorului se multiplica nr de biti ai magistralei de date cu viteza ceasului magistralei, aceasta vitaza de transfer sau largime de banda reprezentnd o valoare maxima, n realitate fiind cu 25% mai redusa.Magistrala memoriei este utilizata pt transferul informatiei ntre procesor si memoria principala a sistemului. Informatia care circula pe magistrala memoriei este transferata la o viteza de tr ansfer mult mai mica dect viteza de transfer pe magistrala procesoriului. Soclurile (slot - conectorii) magistralei de memorie sunt cuplati la magistrala de memorie asa cum sunt cuplati conectorii de extensie la magistrala i/o. Magistrala de adrese este folosita pt operarea cu memoria principala si ajuta la selectarea adresei pt urmatoarea operatie, fiind n realitate o parte a magistralei de memorie. Dimensiunea magistralei de adrese este strict legata de marimea memoriei pe care o poate adresa direct uni tatea centrala.

-8088 are 20linii (biti) de adresa, prin magistrala de adrese putndu-se accesa maxim 1MB -80286 24 linii (biti) de adresa, acces maxim 16 MB de RAM (220biti=1MB, 224biti=16MB) -80386, 80486 si Pentium au 32 linii de adrese si pot accesa maxim 4GB (232biti)

Magistrala input/output permite unitatii centrale sa comunice cu dispozitivele periferice. Permite adaugarea n calculator, n conectoarele de extensie, a unor dispozitive ca: placi video, placi sunet, adaptoare retea, etc .. Nr conectorilor de extensie poate sa varieze n functie de tipul placii de baza, unele sisteme PC avnd un singur conector numit multiextensie (riser card slot), placa de extensie avnd la randul ei alti conectori ( slim-line sau slim-case).

Principalele tipuri de magistrale i/o sunt: ISA, PCI, AGP (pt placi video), PCMCIA (pt sisteme laptop), AMR/CNR, MCA, EISA, VLbus (ultimele trei fiind folosite strict pt anumite tipuri de procesoare). Aceste magistrale se deosebesc n principal prin nr de informatii transferate simultan si prin viteza cu care se face transferul.Magistrala ISA (Industrial Standard Architecture). Aceasta arhitectura de magistrala a fost introdusa cu aparitia primului IBM PC, ulterior fiind mbunatatita. Exista doua versiuni de magistrale ISA care se deosebesc prin nr de biti de date ce pot fi transferate simultan pe magistrala, o versiune mai veche pe 8 biti si o alta capabila sa lucreze pe 16biti, ambele versiuni functionnd la 8MHz. Ambele versiuni au nevoie de 2 pna la 8 perioade de ceas pt tr ansferul de date, rata maxima de transfer a magistralei ISA pe 16 biti fiind de 8MB/s. 8 MHz / 2p * 16biti = 64 Mbiti/s = 8 MB/s

Magistrala ISA pe 8 biti are un conector cu 62 contacte pe doua rnduri (A1 - A31, B1 - B31), magistrala ISA pe 16 biti avnd o extensie cu 36 de contacte pe doua rnduri (C1 - C18, D1 - D18).

Magistrala MCA (Micro Controller Architecture). Aparitia procesoarelor pe 32 biti a facut ca magistrala ISA sa nu mai corespunda. IBM a decis elaborarea unei alte magistrale. Aceasta nu este compatibila cu ISA si functioneaza asincron cu procesorul. Magistrala MCA admitea controlul total al magistralei prin tehnologia bus mastering.

Magistrala EISA (Extended Industrial Standard Architecture) apare n anul 1988, fiind conceputa de cel mai mare producator de PC dupa IBM. Furniza conector pe 32 biti pt 80386DX si functiona la 8,33MHz. Magistralele locale . Magistralele prezentate pna acum au n comun viteza scazuta de transfer. La nceputul erei PC magistralele i/o operau la aceiasi viteza cu magistrala procesorului. n timp ce viteza magistralei procesorului a crescut, magistrala de I/O a cunoscut doar ajustari nesemnificative. Necesitatea vitezei sporite devine majora n contextul utilizarii preponderente a interfetei grafice cu utilizatorul (GUI). Aceste sisteme necesita prelucrarea unui volum att de mare de date nc magistralele I/O produceau o adevarata strangulare n sistem. O solutie evidenta a fost mutarea unora din extensiile I/O ntr-o zona unde pot avea acces la vitezele sporite ale magistralei procesorului.

Magistralele locale nu nlocuiesc standardele anterioare, ci aduc mbunatatiri. Un sistem uzual cuprindea standarde ISA si EISA, fiind n acelasi timp dotat cu unul sau doua conectoare local bus.Magistrala VESA sau VL-bus a devenit un standard de magistrala locala pe 32 biti, care permite viteze de transfer de 128 MB dar care este dependent de procesorul 80486. Conectorul VL-bus este fizic o extensie a conectoarelor de baza ISA, EISA sau MCA. Magistrala PCI (Peripheral Component Interconnection) a aparut n anul 1993, fiind numita si magistrala mezanin deoarece adauga un alt nivel configuratiei standard de magistrala. Magistrala PCI ocoleste magistrala standard folosind magistrala sistemului pt a creste viteza ceasului si utilizeaza toate avantajele cailor de date ale procesorului. Aceasta lucreaza la o frecventa de 33 MHz si este pe 32 biti; are o rata de transfer de 132 MB/s, iar cu procesoarele cu 64 biti avem o rata de transfer de 256 MB/s.

Transferul rapid pe magistrala PCI se datoreaza faptului ca lucreaza n paralel cu magistrala procesorului, fara sa o nlocuiasca, CPU putnd procesa date n memoria cache n timp ce magistrala PCI este ocupata cu t ransferul de informatie ntre alte elemente ale sistemului. Prin arhitectura sa aceasta magistrala este independenta de procesor, n plus sustine multe elemente "plug & play". ntr-un sistem "plug & play" componentele trebuie sa fie capabile sa ceara calculatorului resursele de care au nevoie, adica adrese I/O, ntreruperi, canale DMA (Direct Memori Acces). La pornirea calculatorului ele trebuie sa comunice cu BIOS-ul care le va administra cererile. Dupa po rnire, daca sistemul de operare este "plug & play", va prelua aceste atributii si se va ngrijii sa nu apara erori. Daca o componenta nu satisface aceste cerinte, utilizatorul va trebui sa preia rolul de arbitru si sa configureze manual. Placile "plug & play" sunt

dotate cu un cod special care are rol de identificare pt ca resursele sa poata fi puse la dispozitia placii.Magistrala AGP (Accelerated Graphic Port) este de fapt un port de comunicatie n cadrul arhitecturii calculatorului care mbunatateste tra nsferul de date ntre procesorul video, memoria sistemului si procesorul principal. AGP aduce mbunatatiri fundamentale att n procesarea imaginii grafice 2D, 3D ct si n animatie. Tot mai multe aplicatii care permit afisarea 3D n timp real impun cerinte riguroase hardware-ului. Trebuiesc efectuate calcule foarte complexe ntr-un timp extrem de scurt si trebuiesc afisate harti de textura de dimensiuni mari. Hartile de texturasunt harti de biti (bmp) care descriu n detaliu suprafetele obiectelor n 3D. Magistrala AGP permite controller-ului grafic sa creeze texturile direct n RAM. Prin implementarea AGP a fost eliberata magistrala PCI, aceasta nemaifiind ncarcata cu date video. Magistrala PCMCIA (realizata de PC Main Card International Association). Pt a aplica laptop-ului si notebook-ului aceleasi calitati de a fii extensibile, s-au stabilit cteva standarde pt placi externe de dimensiuni reduse (credit card size). Aceste standarde au fost dezvoltate de PCMCIA.

C

hipset-ul unei placi de baza este un set integrat de chip-uri care realizeaza toate functiile vitale ale unui sistem de calcul. La placile vechi aceste functii erau implementate printr -un nr mare de circuite integrate distincte.

Un chip set poate cuprinde: controller-ul de magistrala ceasul de timp real - RTC (Real Time Clock) controller-ul pt tastatura controller-ul de acces direct la memorie - DMA adaptorul IDE - controller-ul pt HDD controller-ul pt FDD - FDC Fiecare bit de informatie care este stocat n memorie sau care este transferat catre oricare dispozitiv de I/O trece n drumul sau prin chip set, acesta fiind o punte ntre componentele sistemului de calcul. Elementele pe care le dicteaza chip set-ul unui sistem sunt:y

tipul memoriei

y y y

tipul de procesor (CPU) viteza maxima a magistralei suportul pt AGP, PS/2, USB (Universal Serial Bus)

Setul modern de chip-uri adauga trei parti importante:y y y

controller-ele de cache si memorie buffer-ul de date (memorie tampon) puntea PCI cu ISA

Conttroller-ul de cache si memorie comanda accesul la memoria rapida cache, memoria cache pastrnd nu numai datele citite din RAM, ci si pe cele pe care procesorul le va scrie n RAM. Controller-ul de memorie asigura nlesnirea comunicatiei a bus-ului (magistralei) pt transfer de date ntre procesor, memoria cache, memoria principala si bus -ul PCI. Buffer-ul de date serveste ca o memorie intermediara ntre bus-ul procesorului, bus-ul PCI si memoria principala. El asigura ca atunci cnd procesorul scrie n memorie sau acceseaza direct o componenta PCI sa nu fie necesari timpi de asteptare sau ca acestia sa fie foarte mici. Aceasta memorare intermediara creste enorm performantele sistemului. Puntea PCI cu ISA asigura legatura ntre magistrala PCI, a carei frecventa este de 33MHz, si cea ISA, care are frecventa de tact de 8MHz. Pe puntea PCI cu ISA sunt montate si functiile de I/O. Memoria ROM BIOS (Read Only Memory - Basic Input/output System) este formata dintr-o serie de programe nscrise n ROM existenta pe placa de baza. Denumirea de BIOS este ntotdeauna asociata cu numele firmei producatoare: AMI, Award, Phoenix. Principalele fu 545f59f nctii ale pr ogramelor BIOS de pe placa de baza sunt:

y autotestarea sistemului la punerea sub tensiune. Este efectuat un set de rutine care testeaza placa de baza, memoria, controller -ele de adrese, adaptoarele video si pt tastatura si alte componente ale sistemului, aceste rutine fiind reunite sub denumirea de POST (Power On Self Test). Testele

efectuate nu sunt sofisticate nsa pot depista erori fatale. POST furnizeaza mesaje pe ecran sau coduri sonore n caz de eroare.y configurarea sistemului prin punerea la dispozitie a programului setup daca aceasta functie este ceruta de utilizator n timpul operatiei de boot-are. Accesarea programului BIOS setup se face prin apasarea unei taste sau combinatii de taste, n functie de sistemul BIOS utilizat, cea mai des folosita tasta fiind DEL. y cautarea sistemului de operare (OS) este efectuata de rutina Boot Startup Loader. Daca sistemul de operare este gasit, este ncarcat n memorie si i se preda controlul y asigurarea de programe standard pt controlul componentelor hardware ale sistemului. Orice program al utilizatorului poate accesa cu usurinta un dispozitiv din sistem prin apelarea unui modul program standard existent n componenta BIOS-ului, programatorul fiind scutit de scrierea rutinelor necesare comunicarii cu dispozitivul respectiv.

Programele nscrise n ROM BIOS difera n functie de tipul calculatorului si ele nu pot fi rulate dect pe sistemul pentru care au fost proiectate. n ultimul timp programele BIOS sunt furnizate ntr -o memorie Flash-ROM care este usor de actualizat.Memoria CMOS este un tip de memorie cu un consum foarte redus care se utilizeaza pt a pastra data, ora si configuratia sistemului. Capacitatea CMOS este de 64 octeti (512 biti), informatia fiind scrisa codificat. Datele din memorie se nscriu de catre furnizorul de echipament si pot fi modificate oricnd de utilizator daca acesta intra n setup n timpul pornirii sistemului. Aceasta memorie, mpreuna cu un circuit de ceas sunt alimentate permanent dintr -un acumulator sau o baterie long life, determinnd functiile prioritare timp ndelungat. Destul de raspndite sunt controller -ele timer CMOS cumulate sub denumirea de ceas Dalas care nu au nevoie de o bateri e pe placa de baza deoarece chip-ul contine o baterie cu Li a carei durata de viata este de peste 10 ani. Resursele de sistem sunt reprezentate de : y y y adresele porturilor de I/O ntreruperi - IRQ number (Interrupt Request Channel 'no') canale DMA (Direct Memory Access)

y

memorie

Resursele sunt apelate si folosite de diferite componente ale sistemului. Placile adaptoare au nevoie de aceleasi resurse pt a comunica cu sistemul si pt a si ndeplini scopurile. Nu toate placile adaptoare au aceleasi necesitati. Un port serial de comunicatie are nevoie de o adresa I/O si de un nr de ntrerupere n timp ce o placa de sunet foloseste n plus si cel putin un canal DMA. Pe masura ce sistemul creste n complexitate, riscul unor conflic te pt resurse creste dramatic. Cu siguranta va avea loc un conflict daca se utilizeaza doua placi cu acelasi nr de ntrerupere si aceeasi adresa I/O.Adresele porturilor I/O . Porturile I/O presupun cuplarea la sistem a unui nr mare de dispozitive. Cele mai multe sisteme se livreaza cu cel putin doua porturi seriale COM si un port paralel LPT. Cele doua porturi seriale sunt configurate COM1si COM2, iar cel paralel LPT1. Arhitectura de baza a calculatorului asigura patru porturi seriale, COM 1 - COM4, si trei porturi paralele, LPT1 LPT3. Fiecare port I/O utilizeaza pt comunicare o adresa de I/O. Aceasta adresa se afla n zona de jos a memoriei si este rezervata pt comunicare ntre diferitele dispozitive I/O si sistemul de operare. nafara de COM si LPT exist a si alte adaptoare care utilizeaza adrese de I/O n sistem. ntreruperile - IRQ number (numarul canalului de ntrerupere cerut) sau ntreruperile hard sunt folosite de diferitele dispozitive pt a semnaliza placii de baza ca trebuie satisfacuta o cerere de ntrerupere. Canalele de ntreruperi sunt formate din trasee de pe placa de baza si conexiuni la conectori.

Cnd o anumita ntrerupere este activata se apeleaza o rutina speciala care salveaza continutul registrelor CPU ntr-o stiva si apoi directioneaza sistemul spre tabela vectorilor de ntreruperi. Aceasta tabela contine o lista a adreselor de memorie care corespund controller-ilor de ntreruperi. n functie de ntreruperea care a fost activata este rulat programul corespunzator. Dupa ce rutina soft termina executia operatiei, este restaurat continutul stivei n registrele CPU si sistemul reia programul pe care l executa nainte sa apara ntreruperea. Prin utilizarea ntreruperilor se raspunde evenimentelor n timp util. ntreruperile hard au asociate nr pt a se stabilii prioritati. ntreruperile cu cea mai nalta prioritate l-i se asociaza nr cele mai mici. ntreruperile cu nr mic de prioritate concureaza cu alte ntreruperi. Daca sistemul este prea ncarcat prin depasirea stivei, adica prea multe cereri de ntrerupere au fost generate ntr-un timp prea scurt, apare o eroare de depasire a stivei si sistemul se blocheaza Stack Overflow.ntreruperile magistralei ISA pe 16 biti . Atunci cnd s-a constatat o crestere a nr de ntreruperi, s-a trecut la utilizarea a doua controller -e de

ntreruperi cu nlantuirea ntreruperilor generate de al doilea controller la ntreruperea IRQ2 ( IRQ9 - IRQ15 au prioritate mai mare dect IRQ3 - IRQ8). Aceasta aranjare nseamna de fapt ca sunt disponibile doar 15 nr de ntreruperi, IRQ2 fiind identica cu IRQ9. ntreruperile cu nr mai mare dect 8 provin de la al doilea controller. IRQ 0 - ocupata de timer-ul sistemului (circuitul de ceas - tactul sistemului) avnd cea mai mare prioritate IRQ 1 IRQ 2 IRQ 3 IRQ 4 IRQ 5 IRQ 6 IRQ 7 IRQ 8 IRQ 9 IRQ 10 IRQ 11 si IRQ 12 IRQ 13 IRQ 14 IRQ 15 - ocupata de tastatura - cascada la IRQ9 - folosita de COM2 - COM1 - placa sunet, placa retea sau ramne liber - controller FDD - LPT - RTC (ceasul de timp real) - placa video veche - placa retea sau adaptor MP - sunt rezervate, putnd fi ocupate de orice dispozitiv - coprocesor matematic - primary IDE (conectare pt HDD principal) - secondary IDE (conectare pt HDD secundar)

Daca cele 15 ntreruperi nu sunt suficiente apare ideea de partajare a ntreruperilor prin care doua dispozitive diferite folosesc aceeasi ntrerupere ca sa atraga atentia procesorului.Magistrala PCI modifica n ntregime sistemul de ntreruperi, venind cu circuite proprii pt control, circuite cuprinse n puntea PCI cu ISA. Sistemul de ntreruperi serializate foloseste un semnal special - IRQSER, care codifica toate ntreruperile dispozitivelor sub forma unor serii de impulsuri.

Canalele DMA descriu un procedeu simplu prin care controller -ul DMA transporta la comanda o anumita cantitate de date dintr -o locatie de memorie n alta. Procesorul specifica actiunea livrnd adresa de start si cea de oprire ct si lungimea blocului. Dupa ce a realizat acest lucru trece la rezolvarea altor actiuni. Magistrala ISA asigura 8 canale DMA, canale ce pot lucra pe 8 sau 16 biti. Tehnologia ATX a placii de baza.

Specificatia ATX descrie standarde pt placa de baza, carcasa si sursa de alimentare. Specific placii ATX apar conectorii pt tastatura si mouse care apar plasati n carcase metalice, fiind n format PS/2. Alimentarea se face printr -un conector cu 20 pini pusi pe doua rnduri, n plus ea fiind dotata cu o noua functie prin care calculatorul poate fi nchis prin soft. Pornirea calculatorului se poate face acum si printr-o combinatie de taste. Porturile si conectoarele pt porturi apar acum integrati pe placa de baza. Apar placi de baza "all in one", care cuprind placi video integrate, placi de sunet sau placi de retea. Placile de baza pot fi dotate cu senzori de temperatura ce pot fi controlati de catre BIOS sau de programe special instalate. Cooler-ele (ventilatoare si radiatoare) pot fi alimentate direct de pe placa de baza, aparnd un control al turatiei acestora, control strict legat de temperatura. Producatori de chip set-uri: VIA, Intel, AMD, SIS, ALI, etc.Microprocesorul Microprocesorul (CPU - Central Processing Unit, unitatea centrala de prelucrare a datelor) este cea mai costisitoare componenta a calculatorului, fiind cea care executa calculele si procesarea datelor n sistem. Unul dintre cele mai obisnuite moduri de a descrie un procesor este prin specificarea marimii magistralelor de date si de adrese. Orice mediu de transport a datelor care are mai multe prize la fiecare capat poate fi numit magistrala. Magistrala de date reprezinta ansamblul liniilor utilizate pt a transfera si receptiona date. Cu ct se pot transmite mai multe semnale simultan, cu att se pot transfera mai multe date, magistrala fiind mai rapida. ntr -un calculator, datele reprezinta informatii sub forma numerica si constanta n ntindere de timp, n care pe un singur traseu exista o tensiune cuprinsa ntre 2,4Vsi 5V, reprezentnd cifra binara "1" logic, sau ntre 0V si 0,8V pt un bit de date "0" logic. Cu ct exista mai multe linii, cu att se pot emite mai multi biti diferiti n acelasi timp.

Legat de microprocesor apare notiunea de registre interne, iar marimea acestor registre este un indiciu asupra cantitatii de informatie pe care procesorul o poate prelucra la un moment dat. Cele mai multe procesoare folosesc registre

interne pe 32 biti. Registrele interne sunt de obicei mai mari dect magistralele de date pentru procesoarele sub Pentium, iar chip -ul Pentium are o magistrala de date pe 64 biti, dar registrele interne de doar 32 biti, structura care ar parea ciudata daca se pierde din vedere ca procesorul Pentium are doua sectiuni interne de 32 biti pt prelucrarea datelor. Din multe puncte de vedere procesorul Pentium poate fii vazut ca doua microprocesoare ntr -unul singur.

Magistrala de adrese este grupul de linii care transfera informatii de adresa necesare pt precizarea locatiei de memorie catre care este transmisa informatia sau la care ea se gaseste. Fiecare linie de adresa transporta un singur bit de informatie, acest bit reprezentnd o singura cifra a nr de adresa. Cu ct exista mai multe linii pt calcularea adresei, cu att se vor putea adresa mai multe locatii de memorie. Marimea unei magistrale de adrese impune dimensiunea maxima a memoriei RAM pe care un procesor o poate adresa. Magistralele de date si adrese sunt independente. Dimensiunea magis tralei de date dnd o indicatie despre capacitatea procesorului de a manipula informatia. Dimensiunea magistralei de date spune cta memorie poate fii apelata de catre procesor.

Operatia de asteptare (Wait State) este un tact al ceasului n care nu se ntmpla nimic pt a nu permite procesorului sa avanseze prea mult fata de restul sistemului (sa o ia naintea restului sistemului). Timpul necesar executiei unei instructiuni este variabil. Procesorul 8088 avea nevoie de 12 pasi de ceas pt a executa o instructiune. Procesorul Pentium poseda doua canale de executie a instructiunilor care asigura executarea unei instructiuni medii pe o singura perioada a ceasului. Duratele diferite de executie a instructiunilor exprimate n perioade de ceas, face dificila comparatia ntre sisteme de calcul doar n functie de frecventa ceasului (tact). Astfel, Pentium la 100MHz este echivalent cu un procesor 80486 la 200MHz. Pt a asigura compararea adecvata a puterii de calcul al unui sistem au fost create o serie de teste specifice numite "benchmarks", acestea fiind un instrument de masura al performantelor unui procesor.Tipuri de microprocesoare .

Primul calculator personal lansat pe piata decatre firma producatoare IBM, era bazat pe un procesor I8088 (Intel) care lucra la o frecventa de 4,77MHz. A fost ales acest microprocesor cu performantele cele mai scazute pt a mentine costul sistemului ct mai redus. Admitea o magistrala interna de 16 biti dar magistrala externa era de 8 biti. Astfel, primul calculator personal accepta adaugarea unui coprocesor matematic X87 atasat la magistrala locala a procesorului, coprocesor care se ocupa de calculele n virgula mobila FPU

(Floating Point Unit). Acest sistem era realizat n arhitectura XT (Extended Technology). Procesorul 80286 a fost lansat cu modulul IBM AT (Advance Technology) si se afla ntr-o capsula cu 64 pini, 134000 tranzistoare, emisia calorica fiind foarte mica nu existau probleme cu racirea. Magistralele procesorului 286 au 24 linii de adresa si 16 linii de date, fiind un pr ocesor pe 16 biti att intern ct si extern. Frecventa de lucru a sa a fost cuprinsa ntre 6MHz si 20 MHz. Lucra n doua moduri diferite de operare: real, functionnd ca un 8086 mai rapid, si protejat, mod n care 286 a introdus o noutate, un program conceput sa foloseasca facilitatile acestui procesor putnd avea acces la 1 MB de memorie, incluznd memoria virtuala. Fizic, procesorul poate accesa maxim 16 MB de memorie, dar cnd un program solicita mai multa memorie dect cea existenta fizic, acesta muta pe disc o parte din instructiunile codificate ale programului deja existente n memorie. Memoria virtuala este controlata de sistemul de operare si de hardwer-ul chip-ului. Un dezavantaj important al procesorului 286 este acela ca nu poate trece din mod pr otejat n mod real de functionare fara o initializare hard a sistemului, desi comutarea din modul real n cel protejat se poate face fara reinitializare. Aceasta problema a fost remediata odata cu realizarea procesorului 80386. Procesorul 80386 a aparut n anul 1985, saltul fiind impresionant, procesorul lucrnd pe 32 biti. Are 275000 tranzistori, fiind realizat n tehnologie CMOS (Complementary Metal Oxid Semiconductor), la o marime de 1,2 Qm. Prin aceasta se ntelege distanta minima dintre doua componente aflate pe aceeasi pastila de siliciu. Procesorul a aparut cu 132 pini n conectare pe soclu si nu necesita cooler (radiator de racire). Fata de 286 are un mod n plus de lucru, celvirtual/real, care permite mai multor sesiuni n mod real sa lucreze simulta n n mod virtual. Apare astfel ideea de multitasking (posibilitatea de a avea n executie doua sarcini sau doua procese n acelasi timp). Primele modele de procesoare 386 lucrau la frecventa de 12,5MHz ajungndu-se pna la 50MHz. Varianta 386SX oferea facilitatile unui procesor 386 la pretul celui de 286. Desi avea o arhitectura identica cu 386DX, ele comunicau n exterior pe 16 biti, utiliznd o magistrala de adrese pe 24 biti. Procesorul 80486 apare n anul 1989 si este ultimul din seria X86. Lucra integral pe 32 biti, avnd coprocesorul on -chip (incorporat). n plus venea cu un timp redus de executie a unei instructiuni, cu memorie cache Level 1 incorporata, memorie cu randament ntre 90 si 95% , raport care arata ct de des operatia standard de asteptare intervenea n procesul de citire. Procesorul 486 are mai multe versiuni: SX, DX, DX2, DX4 si DX5 (AMD), gama de frecvente

fiind cuprinsa ntre 16 MHz si 133MHz, un procesor garantat pt o frecventa, lucra intern la o frecventa mai mica. O data cu 486 s-a recurs la multiplicarea frecventei, astfel DX2 functiona interior cu de doua ori frecventa placii de baza, n timp ce DX4 - cu de trei ori frecventa placii de baza. Apare acum si soclul tip ZIF (Zero Insertion Force soclu cu inserare fara forta). O data cu aparitia lui DX4 s -a ncercat si s-a reusit folosirea unei tensiuni mai mici pt procesor, n loc de 5V, 3,3V. ncepnd cu procesorul Pentium, aparut n anul 1992, Intel a anuntat a cincea generatie de procesoare compatibile, codificata P5. Acestea se vor numi Pentium si nu 586. Pentium este un chip integrat compatibil cu procesoarele anterioare, deosebirea majora fata de celelalte fiind prezenta a doua canale identice de procesare a datelor. Int el denumeste aceasta capacitate, tehnologie superscalara sau procesare paralela. Arhitectura superscalara este asociata de cele mai multe ori cu grupul de comenzi evoluat RISC (Reduced Instruction Set Computer - set redus de instructini). Pentium este unul din primele procesoare CISC (Complex Instruction Set Computer - set complex de instructiuni) care functionau cu procesare paralela. Cele doua canale pt executia instructiunilor sunt notate cu U si V si se numesc pipeline (conducte, canale), U fiind canalul principal, el putnd executa toate instructiunile pt calcule cu nr ntregi si n virgula flotanta (mobila), iar V este canalul secundar si poate executa numai instructiuni simple de calcul cu nr ntregi. Procesul prin care se executa doua instructiuni simultan se numeste pairing (n pereche). La aparitie, Pentium a determinat recompilarea majoritatii aplicatiilor, deoarece nu toate instructiunile secventiale se pot executa n pereche si atunci se utiliza doar canalul U. Pentium este realizat n tehnologie BICMOS (Bipolar Complementary Metal Oxid Semiconductor), n arhitectura superscalara si se alimenta la 3,3V, coprocesorul fiind inclus n chip. n momentul aparitiei a fost prezentat n capsula PGA (Pin Grid Area). Prima versiune se alimenta la 5,5V si lucra la 60 - 66MHz. A doua generatie Pentium a aparut n anul 1994, procesorul lucra la frecventa de 75,9 - 100 MHz si apoi la 200 MHz. Tehnologia de fabricare este de 0,6 Qm, alimentarea facndu -se la 3,3V. A fost livrat n capsula cu 296 pini, incompatibila cu prima versiune care avea 273 pini. Extensia MMX (Multimedia Extension) este de fapt un set de 54 de instructiuni adaugate la procesorul Pentium. P55C lucra la o frecventa de 166 - 233 MHz.Procesoare din generatia 6x86 .

n anul 1995, Intel a lansat pe piata procesorul Pentium Pro realizat n tehnologie BICMOS, 0,6mm, cu 5,5 milioane tranzistori, avnd frecventa cuprinsa ntre 150 si 200MHz. Procesorul cuprindea n aceeasi carcasa doua

componente: chip-ul Pentium Pro si chip-ul memoriei cache Level 2 de 256 KB. Cele doua chip-uri comunica ntre ele printr-un bus optimizat. Unitatea centrala poate fi privita ca fiind alcatuita din doua parti mari: o parte de prelucrare n ordinea data a instructiunilor si o parte de executie n ordine diferita a lor. Instructiunile sunt aduse n ordine n unitatea centrala dar pot fi executate n ordine diferita, rezultatele se depun ntr-o memorie tampon de reordonare ROB (recorder buffer). Un mod de lucru asemanator se gaseste si n procesorul K5 proiectat si produs de AMD. Utiliznd o tehnica numita executie speculativa adica executie anticipata a unor instructiuni, viteza de procesare creste. Integrarea memoriei cache n aceeasi capsula cu unitatea centrala si accesul ei printr -un bus este o alta noutate a procesorului. P6 ca si Pentium cuprinde memoria cache Level 1 segmentata n doua: o parte pt date si o parte pt instructiuni, fiecare avnd o capacitate de 8KB cu o lungime de linie de 32 biti. Memoria cache de date lucreaza n mod fara blocare, adica poate satisface alte cereri chiar si dupa ce una a esuat. Cererea care a esuat va fii rescrisa dupa ce datele au fost aduse, cu o probabilitate destul de mare din cache -ul Level 2. Memoria cache Level 2 este utilizata att pt date ct si pt instructiuni. Ea se afla pe acelasi suport ceramic cu procesorul si comunica prin intermediul unei magistrale de 64 biti. Legatura lui P6 cu exteriorul este asigurata prin magistrala de 64 biti care poate lucra la maxim 66MHz. Noua magistrala permite interconectarea directa pin la pin a pna la 4 microprocesoare pt realizarea de sisteme multiprocesor performante. Specificul pt nivelele de semnal pe magistrala s -au modificat si este de 1,5V, nivel care reduce timpul de stabilizare. Concurentul principal al firmei Intel, AMD a realizat procesorul K5 compatibil cu Pentium, care prezinta o serie de proprietati ale seriei P6. Ca performante, K5 cu frecventa de tact de 100 MHz depaseste un Pentium cu frecventa de 120 MHz. Procesorul Pentium Pro MMX a fost lansat n anul 1997 sub denumirea de Pentium II, avnd numele de cod Klamath. Elemente noi aparute fata de vechiul Pentium Pro sunt cartusul SEC (Singel Edge Conector). Proiectat pt a usura upgrade-ul, acest cartus se monteaza n soclul numit Slot 1 si elimina pericolul ndoirii si ruperii pinilor. n interiorul cartusului exista o placa ce contine procesorul, logica de baza si memoria cache. Memoria cache Level 1 a fost dublata la 32 KB iar cea Level 2 este de 512 KB. Microprocesorul poate lucra la frecvente de 233, 266, 300; 333, 350 si 40 0 MHz.

Contine 4,5 milioane de tranzistori si este realizat n tehnologie de 0,35 mm. Pt a asigura suport acestui procesor, Intel a lansat chipset-uri din seria 440: BX, LX si EX.AMD K6.

AMD a fost ntotdeauna n avangarda tehnologiei de fabricatie a procesoarelor. 386DXprodus de AMD a avut frecventa de lucru de 40 MHz surclasndu-l pe cel de la Intel care lucra pe 33 MHz. Cnd 486DX4 ajunsese la 100MHz, AMD lansa 5X86 (sau 486DX5) la 133MHz. Spre deosebire de 486 care avea aceeasi arhitectura interioara cu cele de la Intel, K5 nu a mai copiat arhitectura de la Pentium si aparnd prea trziu pe piata nu a mai apucat sa se impuna. AMD s-a concentrat n continuare pe dezvoltarea procesorului K6. Deoarece Pentium Pro si Klamath aveau probleme cu softwere -ul proiectat pt 16 biti, AMD si-a propus sa mbunatateasca aceste domenii mpreuna cu Microsoft, rezultat obtinut la K6. Spre deosebire de procesorul Pentium Pro ce avea o capsula mare, ceeace a impus un nou soclu pt procesoare, K6 foloseste soclul pt Pentium, Socket 7 . AMD a conceput pt K6 chipset-ul AMD 640, compus din:y y

controller-ul de sistem numit Northbridge controller pt magistralele periferice, Southbridge

Pt acest procesor a fost desemnata extensia 3D Now!, ce poate fi comparata cu cea MMX, dar este strict orientata spre aplicatiile 3D. Cyrix a lansat procesorul ce cuprindea instructiunile MMX, numit M2, generaliznd cu el magistrala cu frecventa de 75MHz. n anul 1998 Intel a lansat a doua generatie de procesoare Pentiu m II, codificate Deschutes, realizate n tehnologie CMOS de 0,25mm. n afara de frecventa de tact interioara, nimic altceva nu l deosebeste de Klamath. n timp ce Deschutes, avnd frecventa de 333MHz consuma doar 23W, un Klamath la 300MHz putea consuma n jur de 43W. Ambele procesoare functionau cu acelasi tip de chipset. Deschutes putea ajunge la frecvente de lucru de pna la 450MHz. Intel nu a neglijat piata lowend, lansnd procesoarele Celeron si Mendocino. Celeron este un procesor ce nu are memorie cache Level2, iar Mendocino avea doar 128KB cache. Pt echiparea server-elor, Intel a dezvoltat clasa procesoarelor Xeon, procesoare dotate cu memorie cache de pna la 2MB.

Primele Pentium III, codificate Katmai au aparut n arhitectura Slot 1 si functionau la frecventa FSB de 100MHz. Un al doilea tip de procesor Pentium III, numit Coppermine , a aparut ntr-un format FCPGA (Flip chip pin Grid Aray). Noile procesoare au doar 256 KB memorie cache Level2 si pot functiona la frecventa de bus de 133MHz. Desi memoria cache Level 2 este mai mica dect n cazul procesorului Katmai, acum aceasta este practic integrata n pastila procesorului (asa numita tehnologie on-die). Grupa procesoarelor Pentium III vin cu 70 de instructiuni noi, instructiuni ce aduc tehnologia SIMD (Single Instruction Multiple Data). Aceste procesoare sunt disponibile la frecvente ntre 533MHz si 1,13 GHz. Procesoarele PIII care lucreaza la 133 MHz FSB apar codificat notate cu B. Pt diferentierea ntre cele care au 256KB si cele cu 512KB de memorie cache, apare n codul primelor procesoare litera E. Desi pe piata apar procesoarele Pentium IV, Intel a anuntat ca n continuare va produce si va oferi suport procesoarelor PIII. Pentium III este bazat pe aceeasi arhitectura ca si PII si este construit pt a fi logic compatibil cu sistemele PII, astfel este foarte posibil sa se poata realiza un up grade de la un sistem bazat pe PII la unul bazat pe PIII, n functie de placa de baza (posibilitatile de setare a FSB). Apare un soclu intermediar - Soket 370 pt Celeron. si pornind de la PIII au fost lansate pe piata procesoarele cu cost redus Celeron, procesoare care au frecventa de peste 433MHz, incluznd si noul set de 70 de instructiuni SSE cu care a venit PIII. AMD a lansat ca replica la PIII procesoarele Athlo n si Duron. Athlon este conceput sa lucreze la 200MHz si 266MHz FSB, are 128KB memorie cache Level 1 si cea Level 2 cu dimensiune programabila. Produse n tehnologie 0,18mm, au n componenta 22 milioane de tranzistori. Primul Athlon a fost lansat n arhitectura Slot A, fiind o conceptie proprie AMD, incompatibila cu Slot 1 scos de Intel. Primul chipset care suporta procesorul Athlon a fost AMD 750. Procesorul s-a impus pe piata atunci cnd VIA (producator de chip set-uri), a lansat chip set-urile KX133 si KT133. Ca replica pt Celeron, AMD a scos procesorul Duron ce are un cache Level 1 de 128KB si Level 2 de 64KB. Acesta a aparut n arhitectura Soket A, fiind construit n tehnologie 0,18mm si ca performante net superior unui procesor Celeron echivalent. Desi procesoarele produse de AMD sunt mai puternice dect cele echivalente produse de Intel, realitatea a aratat ca sistemele bazate pe procesoare Intel sunt mult mai stabile. Astfel, procesoarele Athlon disipa o mai mare cantitate de caldura, avnd un consum prea mare de putere.Athlon Thunderbird pt Soket A.

Pentru procesorul Pentium IV a fost introdus soclul Soket 423 (423 de pini).

MEMORIA Memoria interna este unitatea functionala a calculatorului destinata pastrarii programelor si datelor necesare utilizatorului si sistemului de operare. n configuratia unui sistem de calcul se ntlnesc doua mari tipuri de memorii: y y ROM - read only memory RAM - random access memory

Lucrnd n tandem cu microprocesorul, memoria RAM are rolul de a stoca date si programe care pot fii accesate rapid si n mod direct de catre procesor sau de alte dispozitive ale sistemului. Informatiile transmise calculatorului prin intermediul unitatilor de intrare este pastrata n memorie, de aici informatia poate fi preluata de alte unitati functionale, poate fi prelucrata, rememorata sau transmisa catre utilizator prin intermediul unitatilor de iesire.

Memoria poate fi considerata ca o colectie de "n" celule de memorare asezate ntr-o matrice. Fizic memoria poate fi caracterizata prin doua stari stabile date de doua terminale la iesire sau doua stari de magnetizare. Prin constructie accesul la informatia din memorie se realizeaza la nivelul unui grup de biti. Acest grup este denumit celula sau locatie de memorie, fiecarei locatii i este asociata o adresa care i defineste n mod unic acea locatie si prin intermediul careia se poate avea acces la informatia din acea locatie. Nr de biti care se pot stoca ntr-o locatie reprezinta lungimea cuvntului. Nr total de locatii de memorie reprezinta capacitatea memoriei. Timpul de acces la informatia din memorie se defineste ca intervalul de timp dintre momentul furnizarii adresei de catre procesor si momentul obtinerii informatiei, si este de ordinul zecilor de ns (10 -9s). Exista doua metode pt stocarea informatiei: memorarea statica n care celula de memorie este un circuit integrat ce poate avea doua stari stabile, corespunzatoare cifrelor binare 0 si 1. Valorile nscrise n celula de memorie se mentin pna la o noua operatie de introducere de date sau pna la oprirea tensiunii de alimentare, citirea nefiind o operatie distructiva. Memoriile statice se caracterizeaza prin capacitate de memorare mica si timp de acces mic (SRAM) memorarea dinamica . Celulele de memorie dinamica sunt constituite dintr-un mic condensator realizat n tehnologie semiconductoare, acesta putnd fi ncarcat sau nu cu sarcina electrica, dar se descarca n timp fiind imperios necesara o operatie care sa detecteze si sa restabileasca valorile logice ale fiecarei celule de memorie. Aceasta

-

operatie se numeste ciclu de remprospatare sau refresh iar mecanismul se numeste memorare dinamica sau DRAM. Ele se pot mpartii n clase astfel; din punct de vedere constructiv pot fi SIMM sau DIMM, si din punctul de vedere al tehnologiei de fabricare pot fi FPM-RAM, EDO-RAM, SD-RAM si mai nou DDR RAM. Tehnologia DRAM este pe departe cea mai uzual ntlnita n sistemele actuale, ea formnd memoria principala a calculatorului. Sistemul utiliz eaza acest tip de memorie pt a stoca temporar programe, date si pt a procesa informatiile pe care le interschimba cu procesorul, placa video si alte periferice. Denumirea acestei memorii RAM este dinamica deoarece ea trebuieremprospatata (refresh) de sute de ori pe secunda pt a retine datele stocate n celulele de memorie. Aceasta remprospatare este necesara deoarece celula de memorie este conceputa ca un mic condensator care stocheaza sarcini electrice. Defapt constructia unei celule de memorie este gru pata n jurul condensatorului, dar mai cuprinde si alte elemente care permit ncarcarea cu sarcina electrica la scriere precum si citirea si remprospatarea acesteia. Pt a gasi o anumita informatie n memorie este suficienta indicarea adresei, adica o combinatie formata din nr coloanei si nr rndului. Domeniul care cuprinde toate adresele care au acelasi nr de rnd se numeste pagina. nainte ca datele sa fie scrise sau citite, sistemul trimite modulului de memorie adresele rndurilor si ale coloanelor. Acestea se transmit prin aceiasi pini, mai nti adresa de rnd si apoi cea de coloana. Dupa ce modulul a primit adresele, acesta citeste toate celulele unui rnd si apoi le depoziteaza ntr-un preamplificator de citire. Din acesta sunt extrase datele dorite cu ajutorul adresei de coloana. Dupa terminarea accesului, ntregul continut al preamplificatorului este nscris napoi n celule. Pt realizarea accesului la memorie se utilizeaza doua semnale: RAS (Row Address Strobe - semnalul adresei de rnd), semnal ce valideaza adresa de rnd, si CAS (Column Address Strobe - semnalul adresei de coloana), validnd adresa de coloana. n general, accesul la memorie decurge n mod Burst. Un burst (rafala) este o combinatie de accesari care se refera la aceiasi pagina. O rafala consta din tacturile de sistem necesare controller -elor de memorie pt a citii patru cuvinte din memorie. Astfel un burst avnd tacturile 4 2-2-2 extrage din memorie patru cuvinte n decurs de 10 tacturi.Tipuri de memorie DRAM . n sistemele de calcul moderne se folosesc trei tipuri de memorii DRAM:

FPM-RAM (Fast Page Mod - mod de accesare rapida a paginii)

EDO-RAM (Extended Data Out - date cu timp prelungit de iesire) SDRAM (Sincronum Dynamic RAM - RAM dinamic sincron) DDR RAM (Double Data Rate RAM) Memoriile FPM-RAM au fost utilizate foatre mult n sistemele 486, iar folosirea unui modul FPM-RAM poate fi asemanata cu cautarea ntr-un dictionar. Att timp ct cuvntul cautat este n pagina deschisa, gasirea lui este mult mai rapida. Pt FPM aceeasi succesiune ale aceleiasi pagini de memorie presupune doar selectarea unei adrese de coloane, ducnd la o scadere a timpului de acces al modulului. Timpul de acces pt un modul FPM este ntre 70 si 60 ns. Memoriile EDO-RAM lucreaza aproape n acelasi fel ca modulul FPM, avnd posibilitatea de a folosi paginile de memorie n acelasi fel ca si modulul FPM. Avantajul principal al unui modul EDO este capacitatea de a mentine datele validate la iesire chiar dupa ce semnalul CAS ce a validat adresele de coloana devine inactiv. Acest mod de lucru permite procesorului sa -si repartizeze timpul mai eficient. Se pot rezolva astfel mai multe sarcini fara a mai astepta dupa o memorie mai lemta. n timp ce memoria EDO gaseste o instructiune pt procesor, acesta poate sa ndeplineasca alte sarcini, avnd siguranta ca instructiunea din memorie nu devine invalida. Tehniologia EDO este cu 10 - 15% mai rapida dect cea FPM, avnd timpul de acces de 60 ns. Pt folosirea memoriei EDO n cadrul sistemelor 486 trebuiesc facute unele modificari n BIOS, ele fiind recunoscute automat doar cepnd cu procesoarele Pentium. Memoriile SDRAM au fost gndite ca o varianta mai ieftina la memoria video RAM. n esenta modulul SDRAM este asemanator cu un modul DRAM, avnd mbunatatiri semnificative din punct de vedere al logicii de adresare. Un modul SDRAM lucreaza n mod sincron cu procesorul. El are organizarea unui DRAM clasic, fiind comceput sub forma unor pagini, analog cu arhitectura FPM. Are un mod de operare sincron, adica, fata de memoria DRAM conventionala modulul SDRAM are o intrare de ceas, astfel nct semnalul de tact care controleaza pas cu pas activitatea procesoriului poate de asemenea sa controleze si activitatea memoriei. n acest fel se e libereaza procesorul de starile de inactivitate, stiind cu siguranta ca cererea formulata va primii un raspuns. Acesta va veni la nceputul unui ciclu de tact, deoarece lucreaza sincron n raport cu un semnal de tact. Caractreristica principala a unui SDRAM este frecventa de lucru (a placii de baza) si nu tipul de acces, ele fiind clasificate n: PC66 pt FSB de maxim 66 MHz, PC100 pt FSB maxim de 100 MHz si PC133 pt FSB de maxim 133 MHz. si memoria SDRAM opereaza n mod burst, adica se genereaza n mod automat

un bloc de date, o serie de date de la adrese consecutive de fiecare data cnd procesorul cere date de la o anumita adresa. Presupunerea pe care se bazeaza acest mod de rapuns este ca urmatoarea cerere va viza adre sa urmatoare. Acest mod de lucru se aplica la SDRAM si pt citire dar si pt scriere. SDRAM accepta un mod de operare burst programabil, ntelegndu-se prin aceasta posibilitatea de programare a lungimii rafalei ct si a vitezei cu care se vor succeda unitat ile constituente ale rafalei.Alte tipuri de RAM. VRAM (Video RAM) este o memorie rapida folosita pt placile video si este adresabila simultan pt scriere ct si pt citire, prin doua porturi separate. n timp ce procesorul grafic poate citi date continute n VRAM, procesorul sistemului poate nscrie noi date n ea. SGRAM (Sincron Graphic RAM) este un tip de memorie SDRAM adaptata exigentelor grafice 3D. Permite citirea si scrierea datelor n flux constant si n blocuri mari. Desi datele sunt accesate printr -un singur port, arhitectura specifica, asigurata pe doua bancuri ce permit accesarea simultana a doua pagini diferite explica performanta sa. DDRRAM (Double Data Rate RAM - RAM cu flux dublu de date) Remprospatarea memoriei DRAM (Refresh). Exista mai multe metode de realizare a remprospatarii memoriei:

RAS only refresh CAS before RAS refresh Hidden refreshRAS only refresh este cea mai raspndita metoda de refresh a celulelor de memorie. Pt aceasta metoda se utilizeaza un un ciclu de citire fictiva. n timpul acestui ciclu se activeaza semnalul RAS si adresa de rnd fara a activa semnalul CAS. Astfel sunt amplificate datele fara a fi trimise iesire. CAS before RAS refresh este metoda utilizata n chipurile DDRAM moderne, fiind o logica aparte de remprospatare. n aceasta metoda atunci cnd semnalul CAS este activat nainte de semnalul RAS, logica interna a chip -ului genereaza refresh-ul. Hidden refresh este o metoda eleganta de realizare a acestei functii. Ciclul de refresh este ascuns dupa un acces normal pt citire. n timpul refresh -ului ascuns,

semnalul CAS este mentinut n comntinuare activ si atta timp ct este activ pot fi derulate mai multe remprospatari. Exista mai multe tipuri constructive de memorii DRAM : DIPP, SIPP, SIMM si DIMMDIPP (Dual in Line Pin Package - pachet cu doua rnduri de pini) SIPP (Single in Line Pin Package - pachet cu un singur rnd de pini) SIMM (Single in Line Memory Module - modul de memorie pe un singur rnd) a fost destinat ca o solutie simpla pt up-grade memoriei principale si consta n mai multe circuite integrate de memorie RAM grupate pe o placa care poate fi instalata sau dezinstalata n soclurile speciale cu care este prevazuta placa de baza.

La nceput SIMM au aparut n varianta constructiva de 30 (si 32) pini care lucra pe 16 biti si apoi n varianta de 72 pini care permitea lucrul pe 32 biti.DIMM (Dual in Line Memory Module - modul de memori pe doua rnduri) a fost mai nti folosita pe sistemele Macintosh, dar odata cu dezvoltarea magistralelor pe 64 biti este folosita si n PC-IBM. Un DIMM este echivalent cu o pereche de SIMM -uri dar foloseste mai putin spatiu. Are o magistrala de date de 64 biti si este caracterizat prin 168 pini. Acestea sunt module ce pot fi realizate cu chip-uri SDRAM sau EDORAM. Tensiunea de alimentare a unui modul DIMM poate fi de 5V sau de 3,3V. Pt placile de baza care accepta module DIMM n ambele variante constructive apare un jumper (calaret ) pt setarea tensiunii de alimentare a memori ei. Pt calculatoarele portabile se folosesc modulele SODIMM (Small Outline DIMM DIMM n format mic) cu 72 sau 144 pini. Erori de memorie .

Nici un tip de memorie nu este perfect. Desi sar putea ca la 1 bit eronat din cteva milioane sa nu se ntmple nimic, cteodata poate fi de ajuns pt a crea confuzie n sistem sau mai rau pt a modifica rezultatele unor calcule. Erorile care pot aparea ntr-un calculator sunt grupate n doua categori: soft si hard.Eroarea soft pt un calculator este o modalitate nedo rita si neasteptata produsa de cele mai multe ori fara interventia utilizatorului, cnd o locatie de memorie contine altceva dect ar trebui. Este posibil ca un bit dintr-un chip de memorie sa-si modifice aleator continutul sau starea. De asemenea s -ar putea ca o variatie de tensiune sau un zgomot sa fie interpretat ca o informatie valida. Oricum un bit de date va contine o alta valoare dect cea normala. Acest lucru

poate duce la modificarea unei instructiuni sau a unei date. n cazul erorilor soft de memorie modificarea apare n date si nu n componentele hardware. nlocuirea sau refacerea datelor ori a codului eronat va conduce la reluarea functionarii normale. n general nu este nevoie dect de o rencarcare la rece (repornire dupa scoaterea de sub tensiune) a sistemului si continutul memoriei poate fi refacut. Uneori datele care se deplaseaza prin sistem sunt afectate de zgomote. Cel mai probabil loc de aparitie a erorilor soft este la nivelul magistralelor. O perturbatie care apare pe o linie de date poate sa duca la executia unei instructiuni eronate sau la prelucrarea unei informatii gresite. O perturbatie pe o linie de adresa poate duce la ncarcarea sau salvarea unei valori gresite. Probabilitatea de aparitie a unei erori la nivelul unui sistem de pinde de proiectarea calculatorului. O proiectare care nu tine seama de anumite masuri de siguranta poate face sistemul nu doar sensibil la erori ci chiar predispus la generarea perturbatiilor care vor da nastere la noi erori. Fortarea sistemului sa lucreze la frecvente prea mari reprezinta o cauza frecventa a problemelor de acest tip. Atunci cnd o parte a unui chip de memorie se defecteaza rezultatul este o eroare hard . Diferenta dintre o eroare soft si o eroare hard este ca cea din urma nu dispare dupa o reinitializare a sistemului. Exista si situatii cnd apar erori repetate aleatorii atunci cnd o celula este ntre viata si moarte, devenind instabila.Detectarea si prevenirea erorilor . Aproape toate calculatoarele verifica fiecare bit de memorie n vederea determinarii erorilor hard, de fiecare data cnd se porneste calculatorul (POST). Unele calculatoare ofera posibilitatea ocolirii testelor de memorie. Acest lucru duce la o economie de timp n ce priveste operatia de boot-are (ncarcarea sistemului de operare). BIOS Codul BIOS are o serie de functii separate si distincte, pe orice placa de baza apar dar fiecare functie este particularizata pt modelul respectiv de placa.

Sistremul BIOS contine rutine pt testarea calculatorului, blocuri de date care determina personalizarea unui calculator, rutinele respsective speciale care permit componentelor software sa preia controlul asupra compomnentelor hardware. Conform unei definiti clasice, BIOS este cadrul firnware care determina personalizarea unui calcul ator personal. Functiile pe care le ofera sunt elementare n comparatie cu capacitatile componentelor hardware. Dupa verificarea componentelor periferice, dupa realizarea testului POST, se trece la procesul propriuzis de ncarcare a sistemului de operare, procedeu denumit boot-are. Dupa ncarcarea sistemului de operare, BIOS -ul pune la

dispozitia sistemului de operare o serie de rutine care pot fi operate de diferite programe pt operatiile frecvente. Daca sistemul de operare doreste sa preia aceste functii, codul BIOS se da lo o parte si i da ntietate sistemului de operare. Tendinta generala este ca sistemul de operare sa preia functiile BIOS, acest lucru realizndu-se prin intermediul driver-elor software.ncarcarea sistemului de operare . Se poate vorbi de o ncarcare la rece (cold boot), care reprezinta procesul de pornire al calculatorului si de ncarcare a sistemului de operare la conecterea alimentarii. Daca calculatorul ruleaza deja, ncarcarea la rece se face prin oprirea si pornirea calculatorului . ncarcarea la cald (warm boot) reprezinta procesul de repornire a calculatorului si de ncarcare a sistemului de operare n timp ce acesta lucreaza deja si sa trecut prin procesul de ncarcare cel putin o data nainte. La nivelul sistemului de operare nu exista diferente ntre ncarcarea la cald si cea la rece. Principalele diferente se refera la circuitele interne ale calculatoriului. O ncarcare la rece readuce toate circuitele la starea initiala si sterge deasemenea ntregul continut al memoriei. O nc arcare la cald nu afecteaza alimentarea circuitelor, asa ca acestea nu revin la starea initiala. Din acest motiv o ncarcare la cald nu rezolva ntotdeauna problemele software.

Codul BIOS este stocat ntr-o memorie ROM (Read Only Memory). Exista mai multe tipuri de memori ROM: 1. memoria masca este unul dintre cele mai vechi tipuri de memorie ROM , la care informatiile sunt scrise n momentul fabricarii, masca fiind modelul folosit pt desenarea circuitului pe chip n momentul fabricarii. Acest model nu se preteaza pt folosirea n calculatoare. 2. memoria PROM (Programmable ROM) este o solutie ce permite programarea datelor n interiorul unui chip dupa ce acesta a fost produs. Circuite de acest tip sunt formate dinelemente fuzibile. Chip-urile PROM sunt fabricate cu aceste elemente fuzibile intacte, apoi chip -ul este adaptat pt ndeplinirea unor functii diverse folosind un programator PROM capabil sa arda elementele fuzibile unul cte unul, conform cerintelor rutinelor software ce trebuiesc codificate. 3. memoria EPROM (Erasable Programmable ROM). A fost dezvoltat un tip de memorie ROM cu posibilitatea de programare si stergere. O astfel de memorie poate fi usor identificata deoarece are o fereastra n partea de sus a circuitului integrat, fereastra ce este acoperita ntotdeauna de o eticheta. Chip-ul este sters prin iluminarea cu raze ultraviolete prin aceasrta feraeastra.

4. Un tip nrudit cu aceasta este memoria EEPROM (Electrical Erasable Programmable ROM). n locul unei surse de lumina ultravioleta, chip are nevoie pt stergere doar de o tensiune mai mare dect cea uzuala (27V), nr de scrieri fiind limitat 5. cel mai nou tip de memorii ROM folosite pt stocarea codului BIOS este o varianta EEPROM numita FlashROM. n loc sa fie nevoie de o tensiune speciala mai mare pt stergerea memoriei, chip -ul FlashROM poate fi sters si reprogramat folosind o tensiune existenta n interiorul calculatorului, de obicei 12 V. Posibilitatile de reprogramare ale memoriei FlashROM le face usor de folosit, nsa au dezavantajul ca nr de cicluri stergere/programare este limitat. Primele generatiide Flashrom contineau ntr-un singur blodc ntreaga memorie astfel nct pt reprogramare trebuia rescris ntregul chip. Chip-urile mai noi contin mai multe blocuri care pot fi scrise sepatat. Apare boot block -ul protejat la stergere care defineste cadrul necesar pt ncarcarea sistemului dupa disketa. Memoriile FlashROM mai noi au fost mpartite n si mai multe blocuri si multe pot fi modificate chiar la nivel de bit.Configurarea si optimizarea sistemului BIOS .

Un rol important n optimizarea performantelor pe care le poate oferii o placa de baza este setarea corecta a datelor nscrise n memoria CMOS. Fiecare producator de coduri BIOS a impleme ntat un program propriu de setup, program structurat pe meniuri si optiuni care dincolo de aspect si organizare realizeaza aceleasi functii. Ca prezentare grafica deosebita, WinBIOSprodus de AMI are o interfata grafica de tip Windows.Meniul Standard CMOS setup ofera informatii referitoare la data, ora, unitati de hard disck (HDD) si floppy disck (FDD), informatii despre adaptorul video precum si la ce fel de erori ntlnite n timpul executiei testelor de pornire (POST) sa se opreasca calculatorul. Efectu nd modificarea pt optiunea "Halt on" putem determina oprirea procesului de boot -are la ntlnirea unor erori de memorie, erori de disc, tastatura sau la orice altfel de erori. Meniul BIOS feature set up . Optiuni : Anti virus protection . Aceasta optiune nu trebuie privita ca o protectie antivirus pt ca atunci cnd este setata enabled, sectorul de boot al HDD (sectorul n care sistemul de operare scrie informatiile privitoare la operatia de boot) devine read only (doar citire), BIOS avertizeaza apoi ori de cte ori cineva scrie n acest sector, fie ca sistemul de operare sau un virus ncearca sa scrie n acest sector, BIOS va cere permisia de utilizatorului printr-un mesaj la care se raspunde cu Y/N (da sau nu).

CPU internal cache . Aceasta optiune determina activarea sau nu a memoriei cache Level 1. Similar exista optiunea pt activarea sau dezactivarea memoriei cache Level 2 (externa). Quick POST este o optiune ce se refera la realizarea sau nu a unor teste POST sumare. Boot sequents (sau First boot device) este o optiune prin care se alege ordinea n care vor fi accesate dispozitivele de memorie externa (HDD, FDD, CD -ROM, etc.) n vederea ncarcarii sistemiului de operare. Swap Floppy drive. Cnd aceasta optiune este setata enabled schimba ntre ele literele utilizate pt denumirea FFD, pt utilizarea sub sistemul de operare MSDOS. Boot up floppy seek este utilizata tot pt MS-DOS, optiune care setata enabled n timpul derularii testului POST dispune ca BIOS sa acceseze unitatile FDD pt a determina daca sunt de 40 sau 80 de piste, neputnd determina exact capacitatea dischetei. Boot up NumLock este o optiune care se poate seta on/off. Setata on, n zona keypad sunt validate cifrele, iar off - sagetile. Boot up sistem speed se poate sete hight sau low, specificnd ncarcarea rapida sau nceata a sistemului de operare n memoria principala. Tipematic rate setting. Setata enabled aceasta optiune cere BIOS-ului sa ia n consideratie datele referitoare la programarea tastaturii nscrise la urmatoarele doua optiuni. Tipematic rate determina rata de repetare a caracterelor ntr -o secunda, ea putnd fi ntre 6 si 30 de caractere/s. Tipematic delay seteaza timpul dintre caracterele transmise de tastatura atunci cnd se tine o tasta apasata. Gate A20 este o optiune ramasa, folosita la calculatoarele mai vechi, unde exista un semnal pe controller-ul de tastatura, pt accesarea memoriei de peste 1MB, valabil pt setarea normal. Atunci cnd a fost preluat de chip set -ul placi de baza s-a putut face terecerea folosind optiunea fast. Security option se poate alege pt setup sau pt sistem, la fiecare ncarcare a sistemului de operare sau doar la intrarea n setup fiind ceruta o parola.

PCI/VGA pallete snoop poate fi setata enabled sau disabled. La alegerea variantei enabled se schimba paleta de culori pt placa VGA daca se foloseste feature conector aflat pe placa video. Aceasta optiune se seteaza enabled doar atunci cnd se foloseste o placa MPEG pt procesare grafica. PC/2 mouse suport - optiunea setata enabled cere BIOS-ului sa detecteze existenta mouse-ului PC/2 si i afecteaza ntreruperea IRQ 12. Daca BIOS nu detecteaza suportul pt mouse PC/2, elibereaza IRQ 12, aceasta putnd fi atribuita de alta componenta. Daca optiunea este setata disable, IRQ 12 devine libera. OS/2 select for DRAM>64MB (sau Run OS/2 >64MB ) este o optiune specifica sistemului de operare OS/2, acesta lucrnd n mod deosebit cu memoria RAM mai mare de 64MB. Video BIOS shadow are setarile enable/disable. n varianta enabled se copiaza continutul memoriei ROM ntr-o zona aferenta din memoria RAM.

Pt urmatoarele adrese de shadow se aleg n general setarile disable. ntr-un calculator se pot instala diverse componente la care putem ntlnii o memorie si un sisrem BIOS propriu. si pt acestea putem determina coresp ondentul n memoria RAM.Meniul Chipset Features Setup (Advanced Chipset Setup). Chip set-ul este cel care comanda viteza magistralei sistemului si accesul la resursele de memorie (DRAM, cache). De asemenea, chipset-ul coordoneaza comunicarea ntre magistrala conventionala ISA si cea PCI, precum si comunicarea cu AGP. n functie de tipul de chipset obtiunile din acest meniu pot diferii, n plus si valorile pe care le putem alege pot fi diferite de la o placa de baza la alta. n general valorile acestor obtiuni trebuiesc modificate doar daca este necesar. n sprijinul utilizatorului apare obtiunea Autoconfiguration cu valorile posibile enabled si disabled. Atunci cnd este setata enabled se lasa utilizatorului posibilitatea de a modifica numai anumite obtiuni din cele care urmeazam, iar disabled - toate obtiunile pot fi modificate. DRAM Timing se seteaza n functie de timpul de acces nscris pe modulul de memorie (60 ns,70ns), sau auto, determinnd automat acest timp. ISA Bus Clock (sau AT) indica viteza magistralei ISA prin mpartirea cu un anumit nr a frecventei de bus PCI. n mod normal frecventa de bus ISA este de 8,33 MHz dar poate fi setata pna la 11 - 12 MHz.

Sistem BIOS Cacheable determina copierea continutului memoriei ROM n cadrul memoriei RAM pt acces mai rapid la facilitatile BIOS. 8 bit Input/Output Recovery Time (I/O Recovery Time) reprezinta timpul de asteptare ntre doua operatii de intrare/iesire. Cu ct acest timp este mai mic cu att viteza de transfer este mai mare. Similar apare optiunea 16 Bit I/O Recovery Time . Memory Hole At 15M - 16 M. Disabled este optiunea implicita si ea trebuie activata daca n configuratia sistemului se afla o placa ISA ce necesita 1 MB spatiu de adresare. Graphic Apertures Size specifica cantitatea de memorie care poate fi utilizata de portul AGP. SDRAM CAS Latency . Aceasta optiune determina nr de cicluri de ceas pt semnalul CAS n cazul DIMM, nr implicit fiind 3 (scaderea lui determina cresterea vitezei memoriei dar si riscul de blocare). Meniul Power Management Setup.

Optiunile din acetui meniu definesc diverse modalitati de economisire a energiei electrice. Pot aparea urmatoarele moduri de economisire:Doze mode . Dupa expirarea timpului de inactivitate se reduce frecventa de ceas a procesorului, n general la , dar exista versiuni de BIOS pt care se poate specifica frecventa la care sa fie adus procesorul prin optiunea Doze Speed (divaded by): m. Standby mode . Dupa expirarea timpului de inactivitate procesorul si reduce frecventa si unele echipamente si nceteaza activitatea. Suspend Mode. Dupa expirarea timpului de inactivitate procesorul si perifericele si nceteaza activitatea. Hard Disk Power Down defineste timpul de inactivitate al HDD dupa care acesta si opreste motorul rapid. Optiunile de setare a Power Manager sunt:

disabled atunci cnd nu se doreste economisire de energie elecirica iar modalitatile anuntate anterior sunt anulate minimum power saving este timpul maxim de inactivitate nainte de a intra ntr-unul din modurile Doze Stand by si Suspend. El este de 1 ora.

maximum power saving este timpul minim de inactivitate pt intrarea n modurile economice, si este de 1 minut. user define lasa la dorinta utilizatorului posibilitatea de a seta timpi de inactivitate cu o valoare cuprinsa ntre 1 minut si 1 ora.Video off mode este optiunea de economisire a energiei electrice pt monitor, existnd mai multe moduri de setare. V/H SYNC + Blank. n acest mod placa video nu mai furnizeaza impulsuri de sincronizare linii si cadre iar memoria tampon video (buffer-ul video) este umpluta cu coduri pt blank.

Black screen. Placa video furnizeaza semnal de sincronizare pe verticala si orizontala nsa buffer-ul vineo este umplut cu blank-uri. DPMS (Display Power management setup) se utilizeaza atunci cnd plac a video si monitorul cunosc standardul VESA DPMS. n mule setup-uri se pot configura ora si minutele sau evenimente cnd trebuie sa-si reia activitatea. n acest caz BIOS -ul trebuie sa stie ce circuite, subansamble si ce ntreruperi sa monitorizeze. Pt a nlesni utilizatorului configurarea si pt a-i pune la dispozitie mecanismul de economisire a energiei a fost dezvoltata o interfata soft pt Windows. Acesta se numeste APM (Advanst Power Managrer) si prin optiunile BIOS i se poate ceda controlul total.Meniul Peripheral Setup (Integred peripheral Setup) PCI PnP BIOS Autoconfig. Valorile posibile sunt enabled si disabled. Cnd este ales enabled BIOS asigneaza automat ntreruperi pt slot -urile PCI. Aceasta este optiunea recomandata. Atunci cnd este disabled, utilizatorul trebuie sa atribuie cte un nr de ntrerupere pt fiecare dintre cele trei sau patru conectoare PCI. Daca exista n sistem placi ISA capabile sa lucreze cu o anumita IRQ, acea ntrerupere ttrebuie orientata spre ISA. Optiunea care opereaza acea sta orientare este Legacy to ISA. On Board IDE Controller 1 si On Board IDE Controller 2. Aceste optiuni valideaza sau nu controller-ele IDE de pe placa de baza. Pt BIOS AMI apare o singura optiune pt care se poate seta Both, Primary sau Secondary. On Board FDD Controller . Aceasta optiune valideaza sau nu controller -ul floppy de pe placa de baza. On Board Paralel Port . Pt aceasta optiune putem alege disabled sau putem stabili direct ce adresa sa foloseasca portul paralel, valoarea implicita fiind adreasa I/O 378h/IRQ7.

On Board Serial Port 1 si On Board Serial Port 2 realizeaza setarea porturilor seriale de pe placa de baza. Pt fiecare port este distribuita automat sau manual combinatia adresa/IRQ(3F8H/IRQ4 si 2F8h/IRQ3). Nu se pot seta pt ambele porturi aceiasi adresa.

Pt porturile paralele se pot seta diverse moduri de lucru: Port)

SPP (Standard Paralel

EPP (Enhanced Paralel Port) ECP (Extended Capabilities Port) Plug & Play OS. Variantele sunt yes si no si daca este setat Y placa ISA Plug & Play sunt configurate de catre sistemul de operare. PS/2 Mouse Function. Aceasta optiune modifica sau nu functia de control pt mouse pe portul PS/2. IDE HDD Block Mode. Setata enabled valideaza functia de transfer a blocurilor multiple suportate de discurile dure moderne. HDD este testat de BIOS pt a stabilii dimensiunile maxime a blocului pe care sistemul l poate transfera. Aceasta dimensiune depinde de tipul de HDD. On Chip USB Controller activeaza sau nu comntroller-ul USB aflat pe placa de baza. USB Keyboard Support asigura sau nu suport pt o tastatura conectata pe portul USB. Init Display First. Valorile fiind PCI sau AGP aceasta optiune determina care placa video va fi initializata prima. n unele cazuri chiar daca avem doar o singura placa video n sistem trebuie sa precizam n ce slot este introdusa. Ring/Wake on LAN Control permite sau nu activarea setarilor din Power Management la venirea unui semnal pe retea. RTC Alarm Controller (RTC - Real Time Clock). Atucnci cnd este enabled se poate seta o data si o ora la care calculatorul va porni (valabil pt ATX). Power On Function stabileste cum va fi efectuata pornirea calculatoriului. Exista variantele:

Button Only - pornire numai de la butonul carcasei

Keyboard (K Win95) - de la butonul tastaturii (pt ATX) Password - pornire numai la un anumita combinatie de taste(standard CTRL+F1, +F2, F3)IDE Autodetection ruleaza o rutina BIOS care detecteaza automat tipurile de HDD utilizate si instalate n sistem. Cele mai multe BIOS nu sunt capabile sa detecteze daca pe un port IDE este instalat un HDD sau un CD -ROM. Ultimele versiuni recunosc si unitatile CD-ROM.

Daca din diverse cauze integritatea datelor din memoria CMOS a fost afectata, la boot-area calculatorului se va obtine un mesaj de eroare - CMOS CRC Checksum Error (CRC - Cyclic Redundancy Cod). n acest caz trebuie realizata o slavare a setarilor din BIOS.Load BIOS Default restaureaza valorile implicit minimale stocate n ROM. Load Setup Default ncarca nistre valori optimale alese astfel nct sa se asigure un mod optimal de functionare pt placa de baza respectiva. Actualizarea BIOS. Majoritatea placilor de baza noi sunt dotate cu un BIOS pt care se poate face o actualizare (update). Pt a accesa BIOS -ul se utilizeaza un program realizat de producatorul programului BIOS (award.flash.exe; ami.flash.exe), loader capabil sa scrie n memoria FlashROM datele existente n fisierul ce trebuie indicat (de forma 4513.bin; *.bin). n general noile versiuni de BIOS se pot lua (download) de pe Internet.

Optiunea Live BIOS prezenta pe unele placi de baza permite realizarea automarta a unui update de BIOS pe calculatoarele pe care exista acces la Internet.Unitati de stocare masiva a datelor

floppy disk, hard disk, CD-ROM, DVD-data, benzi magneticeUnitatea de discuri magnetice . Aproape toate modelele de discuri dure existente pe piata sunt caracterizate de aceleasi elemente. Componentele reprezentative ale unei unitati sunt:

incinta nchisa ermetic pachetul de discuri capetele de citire/scriere

motorul pt antrenarea pachetului de discuri motorul pt antrenarea capetelor de citire/scriere partea logica filtrul de aer pt particule Capetele de citire/scriere si mecanismulde antrenare a lor formeaza actuatorul.Pachetul de discuri este alcatuit din doua sau mai multe discuri montate la distanta unul de celalalt pe acelasi ax. Un disc consta dintr -un suport din aluminiu pe care este depus un strat de material care se poate magnetiza usor. Materialul magnetic este de obicei un oxid de fier sau un aliaj pe baza de cobalt. Fetele discurilor au lubrifianti speciali iar suprafetele sunt ntarite pt a rezista la atrerizarea si decolarea capetelor de citire/scriere.

Pachetul de discuri se roteste cu o viteza constanta. Pna de curnd, viteza de 3600 rot/min era viteza standard. Acum vitezele de rotatie pot fi de 4400 rot/min, 5400 rot/min, 7200 rot/min si 10000 rot/min. Din punct de vedere logic fiecare fata a unui disc este mpartita n piste.Pistele sunt cercuri concentrice a caror numerotare ncepe de la 0, de la exterior. Nr pistelor variaza de la cteva zeci, la cele vechi, pna la cteva mii, azi. Pistele cu aceeasi pozitie de pe toate discurile formeaza un cilindru. Fiecare pista la rndul ei este mpartita n sectoare . Pt a caracteriza o unitate de discuri dure (hard disck), producatorul indica para metrii CHS (Cilinders, Heads, Sectors - nr de cilindri, de capete de citire/scriere si de sectoare de pe o pista). Capetele de citire/scriere . O unitate HDD are cte un cap c/s pe fiecare fata a unui disc. Toate capetele sunt montate solidar pe un dispozit iv comun care le pune n miscare numit rack(carucior). Toate capetele se misca mpreuna spre interior si exteriorul pachetului de discuri, ele neputndu -se misca independent. Bratul care sustine capetele se poate misca liniar (nainte si napoi pe raza discurilor) sau se poate roti cu un anumit unghi (tangential cu pistele citite). n functionare normala capetele unitatii HDD nu ating suprafata discurilor. Ct timp unitatea este functiune o perna de aer tine capetele suspendate la o mica distanta de o fata a discului. Principiile de scriere/citire a informatiilor . Unitatile cu mod de nregisttrare magnetica a informatiilor cum este discheta (floppy disck) si discul dur (hard disck) functioneaza pe baza electromagnetismului. Dublul efect al electromagnetismului face posibila nregistrarea informatiilor pe un disc s i citirea lor ulterioara. Pe un disc nenregistrat polaritatile cmpurilor magnetice

ale particulelor sunt ntr-o stare de dezordine aleatoare. Cmpurile particulelor individuale sunt orientate haotic, fiecare dintre aceste mici cmpuri este anulat de unul de polaritate opusa, astfel nct suprafata totala a discului pare nepolarizata. Capetele de citire /scriere port fi: inductive cu bobina inductive cu film subtire magnetorezistive cu efect GMRCapete de citire/scriere inductive cu bobina . Atunci cnd partea logica a unitatii de discuri comanda trecerea unui curent electric prin capul de citire/scriere se induce un cmp magnetic. Daca polaritat ea curentului electric se schimba atunci se schimba si polaritatea cmpului magnetic indus. Pt a descrie un cmp magnetic ce are o ? ? este folosit termenul de flux magnretic. Tranzitia de flux sau inversarea de flux reprezinta schimbari ale sensului orien tarii ? magnetice. Capetele de scriere induc pe disc tranzitii de flux pt a nregistra informatii. Pt fiecare bit de informatie care este scris pe disc, n stratul magnetic sunt induse tranzitii de flux (celula bit). n timpul citirii capetele ?? de tranzitie de flux existent.? Impulsul de tensiune ori de cte ori trece peste o tranzitie de flux. Capete de citire/scriere inductive cu film subtire au fost dezvoltate de IBM, ele fiind alcatuite din doua piese polare magnetizabile realizate din permaloy, material magnetic moale, aliaj de nichel si fier. Capete de citire/scriere magnetorezistente . La unitatile de discuri moderne capul de scriere functioneaza tot pe principiul inductiei magnetice dar capul de citire foloseste efectul magnetorezistiv, care se bazeaza pe faptul ca anumite materiale (metale) si modifica rezistenta electrica sub influenta unui cmp magnetic. Modificarea rezistentei electrice a elementului de citire este transfiormat n alternante de tensiune electrica. Acest tip de cap are avant ajul ca poate citi corect datele chiar la turatii mari si de pe piste nguste. Metode de codificare a informatiei .

Suportul magnetic este n esenta un mediu de memorare analogic, informatia care se nregistreaza pe el sunt de natura numerica. Atunci cnd forma de unda a semnaliului numeric trece de la nivel pozitiv la cel negativ sau

invers, polaritatea zonelor magnetice se inverseaza. La citire n cap nu se induce tensiune att timp ct capul se afla deasupra unui grup de zone magnetice avnd aceesi polaritate. Pt a optimiza plasarea impulsurilor pt nregistratre magnetica, informatia digitala este trecuta printr -un dispozitiv codor/decodor care poate functiona dupa mai multe metode: FM (Frecvents Modulation - metoda clasica) MFM (Modificated Frequents Modulation) RLL (Run Lenght Limitation 6 metoda ce a marit cu 50% capacitatea HDD)Date utilizator si informatii de control .

Pistele care au aceeasi pozitie fata de axul pachetului de discuri luate la un loc formeaza un cilindru. O pista este prea mare pt a fi gestionata ca o singura unitate de memorie. Multe dintre piste pot memora 50, 60 Kocteti de memorie iar astazi s-a ajuns la ctiva Mocteti, spatiu care ar fi fost ineficient utilizat pt fisiere mici. Din acest motiv pistele sunt mpartitre n mai multe parti numerotate n ordine, numite sectoare. Ele sunt felii dintr -o pista iar nr lor depinde de modelul unitatii de discuri. Un sector creat de procedura standard de formatare are o capacitate de 512 octeti. Sectoarele unei pist e sunt numerotate de la 1 spre deosebire de capete si cilindri care sunt numerotati ncepnd de la 0. La formatarea unui disc, pe fiecare sector sunt create zone suplimentare necesare controller-ului pt numerotarea si identificarea ulterioara a nceputului si sfrsitului fiecarui sector. n plus, toate unitatile de discuri folosesc o parte a spatiului ca spatiu rezervart pt gestionarea informatiei aflate pe disc. Toate aceste zone care contin adresele sectoarelor creaza diferenta dintre capacitatea unui disc neformatat si cea a unui disc formatat. n mod normal un sector are 517 octeti. n acestea sunt cuprinse un prefix (preambul), zona de informatie de 512 octeti si un sufix (postambul). Prefixul identifica nceputul sectorului si nr acestuia iar sufixul marcheaza sfrsitul sectorului si contine o suma de control care ajuta la verificarea identitatii datelor nscrise n sector. nafara ?? din interiorul sectorului apar intervale ntre sectoarele de pe fiecare pista precum si ntre piste. Intervalele dintre sectoare ofera un interval de timp pt stabilizarea capetelor dupa ce a fost selectat un cap nou.Formatarea unitatii de discuri este de doua tipiuri:

- formatare fizica (Low Level Format - la nivel inferior). Ea este realizarta de catre fabricant, rareori trebuind efectuata de utilizator n cazul aparitiei unor erori de suport - formatare logica (nivel superior)

Separarea formatarii fizice de cea logica face posibila utilizarea mai multor sisteme de operare pe acelasi HDD. Formatarea fi zica este aceeasi indiferent de sistemul de operare utilizat, iar cea logica este specifica unui sistem de operare. Intre cele doua operatii un HDD trebuie sa fie supus operatiei numita partitionare.Partitionarea unitatii de discuri dure (HDD). Prin partitionare se ntelege divizarea globala a acestuia n mai multe domeni logice. Fiecare disc dur trebuie partitionat nainte de a fi formatat si utilizat pt un sistem de operare. Pt MS -DOS si Windows95, incluznd si interfetele grafice Windows3.1, se uti lizeaza un sistem de fisiere numit FAT16. Acest sistem este lent pt fisiere mari si incomod datorita limitarii la 2GB pe unitatea de discuri. Daca discul dur este mai mare el trebuie obligatoriu divizat n partitii, fiecare avnd o dimensiune mai mica de 2 GB. Sistemul FAT16 poate gestiona maxim 2 16 cluster-e, adica 65536 cluster-e (cluster - corespondentul logic al sectorului). Cluster-ul trebuie vazut ca unitatea logica de baza n gestionarea fisierelor. Un fisier acopera ntotdeauna un nr ntreg de clust er-e (indiferent daca ultimul cluster a fost ocupat n ntregime sau nu, acesta intra n componenta fisierului respectiv). Datorita limitarii impuse pt nr de cluster -e de catre sistemul FAT16, dimensiunile cluster-elor cresc o data cu marimea partitiei, aj ungnd la 32KB atunci cnd partitia are 2 GB. n general se pierde n medie o jumatate de cluster la fiecare fisier.

Partitionarea se face cu programul Fdisk.exe. Cu acest program se pot crea partitii primare, partitii extinse si n cadrul partitiilor exti nse se pot crea unitati logice.Partitia primara este cea care ncarca sistemul de operare. Pt a putea boot-a de pe o anumita partitie ea trebuie marcata ca fiind activa. Partitia primara apare n cadrul programului fdisk cu numele de primary DOS particion. Daca n sistemul de calcul avem un singur HDD, partitia principala a acestuia va fi notata " C:". daca avem si al doilea HDD partitia primara a acestuia va avea asociata litera " D:". Partitia extinsa. Daca pe un HDD se doreste sa se creeze mai mult de o partitie, spatiul ramas este afectat unei partitii extinse (extended DOS partition). Aceasta trebuie mpartita la rndul ei n una sau mai multe unitati logice. Patrtitia extinsa nu are asociata nici o litera, ele find asociate doar partitiilor logice n limita alfabetului englez (a si b sunt rezervate pt FDD). Dupa crearea partitiilor trebuie efectuata o restartare iar apoi fiecare partitie trebuie formatata n parte.

sistem cu un HDD C: - partitie primara partitia extinsa

D:, E:,., Z: - unitati logice n D: -

sistem cu 2 HDD C: - partitie primara pe primul disc partitie primara pe al doilea disc

E:, F:,., (n): - unitati logice n partitia extinsa a primului disc (n+1):,., Z: - unitati logice n partitia extinsa a celui de -al doilea disc Windows95 are extensia VFAT care permite nume de fisiere mai lungi dect 8.3 caractere (valabil n MS-DOS, Windows95 accepta 256 de caractere). ncepnd cu Windows95 OSR 2 (OS Release 2 - a doua versiune lansata) se foloseste sistemul de fisiere FAT 32. Acesta reuseste si elimina problemele cauzate de FAT 16. n primul rnd accepta partitii mai mari de 2 GB. Risipa de spatiu este mult mai mica deoarece nr de cluster -e mult mai mare face ca dimensiunea unui cluster sa fie redusa n principiu la 4 KB. Windows NT foloseste pe lnga FAT 16 sistemul NTFS (Netwark sau New Technology File System). Acesta ofera o securitate ridicata mpotriva caderilor, utilizeaza spatiul fara restrictii, drepturi de utilizare ce pot fi setate dupa necesitati. Totusi NTFS apare ca un sistem lent deoarece se verifica de fiecare data daca este permis accesul la un fisier. ncepnd cu NT 5.0 si Windows 2000, NTFS stie sa lucreze si cu FAT 32. (OS/2 WARD HPFS - High Performance File System). Daca un HDD este gol (nu contine date) partitionarea sa se poate face fara probleme cu programul Fdisk, nsa daca are date, prin utilizarea programul Fdisk aceste date se pierd definitiv. Se pot utiliza nsa diverse utilitare (Partition Magic - 6.0). Formatarea unui disc se poate face cu comanda format urmata de litera discului, a partitiei sau a unitatii logice ce trebuie formatata, si de precizarile: /u - completa, /q - rapida (stergere), /s - copierea fisierelor sistem (minim Io.sys, MSDOS.sys si Command.com).Pasii necesari pt instalarea unei unitati de discuri dure sunt:1. setarea jump-erilor pt a stabili daca unitatea va fi recunoscuta ca

master sau slave2. instalarea fizica a unitatii pe unul dintre porturile IDE - primary sau

secundary (daca exista)

3. recunoasterea n BIOS prin setarile operate n meniul IDE HDD

Autoconfig? si salvarea acestora la iesirea din BIOS4. boot-are (reset sau restart) cu ajutorul unei partitii principale cu sistem

de operare existenta pe o unitate deja instalata n sistem, a unui CD-ROM cu sistem de operare sau cu o discheta sistem realizata anterior (n functie de alegere trebuiesc realizate setarile n meniul BIOS Featuring Setup, optiunea First Boot Device din BIOS)5. partitionarea cu ajutorul programului Fdisk.exe n functie de necesitati

n una sau mai multe partitii6. formatarea logica a fiecarei partitii si unitati logice existente, pe rnd,

cu programul Format.com Crearea dischetei sistem se poate face n cadrul OS Windows cu ajutorul comenzi Format din programul My Computer, optiunea Floppy, Quick, Copy sistem files sau n MS-DOS cu una dintre comenzile: C:\sys c: a: C:\format a: /q /s sistem C:\copy c:\windows\command\io.sys a:\ (se repeta pt msdos.sys command.com) - se copiaza pe rnd fisierele minim necesare boot -arii calculatorului. Pe aceasta discheta este bine sa existe si programele Fdisk.exe si Format.com necesare partitionarii si formatarii ulterioare. Acestea se pot obtine mpreuna cu fisierele sistem n Windows accesnd programul Control Panels, Add/remove Programs si optiunea Startup Disk (daca exista instalat kit-ul Windows) sau din MS-DOS prin copierea lor. Dupa partitionare, tot cu ajutorul programului Fdisk se marcheaza activa partitia principala n care vom instala sistemul de operare si care va fi boot -abila. Toate partitiile care vor primi un sistem de operare separat si care vrem sa fie boot-abile trebuiesc marcate active. Formatarea fiecarei partitii n parte se face cu comanda A:\>format c: unde "c:" se nlocuieste pe rnd cu litera fiecarei partitii care necesita formatarea. copiaza fisierele sistem din C: pe discheta sterge discheta si copiaza pe ea fisierele

Pasii de instalare a sistemului de operare Windows de pe discul original (CDROM cu licienta). Kit-ul de instalare al sistemului de operare Windows se distribuie pe CD-ROM bootable. Astfel, pt a porni sistemul este de ajuns sa stabilim secventa de boot, prima unitate fiind cea a CD-ROM-ului. Atunci cnd se booteaza de pe CD-ROM este oferit un meniu care ne ofera posibilitatea ncarcarii sistemului de operare dupa discul dur sau CD. Este indicat sa pornim cu sistemul de operare aflat pe CD, asigurndu-ne astfel ca fisierele nu sunt afectate, fiind exclusa posibilitatea ncarcarii unui virus n memoria calculatorului. Optnd pt CD ni se ofera trei alternative: pornirea automata a programului Setup, program care ne va ghida pas c u pas n instalarea sistemului de operare

pornirea n sistem MS-DOS cu suport pt unitatea CD-ROM sau pornirea sistemului fara suport pt CD, cea de a doua optiune fiind cea recomandata. La promptul DOS se pot verifica informatiile deja scrise pe unitatea de hard disk. La nevoie se pot partitiona folosind programul Fdisk, neexistnd nsa posibilitatea de a formata partitiile astfel create deoarece comanda executabila reprezentata de fisierul format.exe nu este prezenta pe discul Windows. Odata cu lansarea programului Setup porneste utilitarul Scandisk care verifica toate discurile fixe din sistem. Daca discurile nu contin erori, programul continua cu cu un Wizardcare ne ndruma pas cu pas. Este recomandat sa alegem ca director de instalare pt sistemul de operare Windows directorul C:\windows (daca exista deja va fi creat un nou director denumit C:/WINDOWS.000, caz n care apar complicatii).Interfata IDE (Integrated sau Inteligent Drive Electronic).

Tendinta generala este de aplicare a acesteia tuturor sistemel or de care contin un controller n unitate. Includerea controller -ului n unitatea HDD a facut posibil ca acesta sa fie un controller inteligent si sa poata rezolva automat anumite situatii. De exemplu controller-ul rezerva anumite piste ale discului dur n scopul de a fi utilizate atunci cnd este nevoie pt operatiunea Bad Sector Remapping (realocarea sectoarelor neutilizabile - proaste). Daca n procesul de citire al unui sector, cteva ncercari sunt nereusite, dar pna la urma se reuseste citirea acestuia, datele citite din acest sector sunt scrise ntr -un sector de rezerva. Sectorul n cauza este notat cabad. Dupa acest pas controller-ul actualizeaza o tabela interna astfel nct viitorul acces nu mai este facut la sectorul defect ci este directionat automat catre sectorul de rezerva. Specificatia CAM ATA (Common Acces Metod at Attacement) se refera la posibilitatea instalarii a doua unitati de hard disk folosind aceeasi panglica cu 40 fire. Standardul IDE a

dominat mult timp zona controller-elelor, fiind nlocuita n timp de standardul EIDE (Enhanced IDE), standard care ofera o posibilitate sporita si care introduce modul LBA (logical bloc addres) mod de folosire a HDD cu capacitati mari. Mai nou a fost dezvoltata specificatia UDMA (ultra direct memori acces) ce permite rate de transfer de 33, 66, si 100 MB. Standardul EIDE accepta patru moduri numite PIO(de la 1 la 4), fiecare mod avnd o rata specifica, PIO 4 ajungnd la 16,6 MB.Performantele unui HDD .

n evaluarea unei unitati HDD apare rata de transfer a sistemului gazda, nr de rotatii pe minut, rata de transfer a HDD, timpul de cautare si cantitatea de memorie cache a unitatii. Performantele pot fi afectate de diversi factori printre care asa numitele ntrzieri mecanice , care se refera la timpul de cautare ct si la ntrzierile produse de rotatia discurilor. Rata de transfer a discului reprezinta viteza cu care datele sunt transferate spre si dinspre mediul de stocare. Parametri discului care caracterizeaza capacitatea de stocare sunt legate de densitatea de platan exprimata n nr de piste/inch sau bit/inch.Unitatea floppy disk (FDD).

Ca si HDD aceasta functioneaza pe baza electromagnetismului. Unitatea are doua capete de citire/scriere, fiecare cap fiind folosit pt o fata a discului. Capetele sunt montate pe acelasi mecanism de antrenare, miscndu -se simultan. Ele sunt confectionate din feroaliaje ce nconjoara bobinele. Fiecare cap are o structura complexa, fiind alcatuit dintr-un cap de nregistrare centrat ntre doua capete de stergere de tip tunel n cadrul aceluiasi ansamblu. Foloseste metoda numita stergere tunel, pe masura ce este nregistrata o pista capetele sterg zonele periferice ducnd la formarea unei piste curate. O?? ?? comanda format poate executa n cazul disket -elor si formatarea fizica si cea logica. Disket -a este mpartita n piste (track) si sectoare pe ambele fete. Cele doua capete de citire/scriere sunt asezate pe un dispozitiv??astfel nct n timpul operatiei de citire /scriere capetele sunt n contact direct cu suprafetele d isk-etei. Ca urmare a contactului direct dintre disc si capete pe ele se formeaza n timp depuneri provenite din materialul disket-ei. Aceste depuneri trebuiesc curatate periodic. Turatia unui FDD este de 300-360 rot/min. Unele tipuri de disket-e sunt acoperite cu un strat de teflon, care reduce frecarea si permite o miscare mai usoara.Unitatea FDD de 3,5 inch si 1,44 MB. Aceasta a fost introdusa n anul 1987 de IBM. Ea utilizeaza nregistrari pe 80 cilindrii a cte 2 piste fiecare, cu 18 sectoare pe pista. Unitatea lucreaza la 300 rot/min.

Controller-ul unitatii floppy (FDC) constitue intrerfata ntre unitatea floppy si sistem. Circuitele electrice sunt dispuse pe o placa separata sau sunt integrate pe placa de baza. Conectarea controller -ului cu unitatea floppy se face prin intermediul unei panglici cu 34 fire. Diferentierea dintre unitatea floppy A: si B: se face prin inversarea unor fire n panglica, unitatea A: fiind mereu cea din capatul panglicii. n conectorul unitatii B: panglica se utilizeaza fir l a fir. Unitatile FDD de 3,5 inch si 5,25 inch au conectori de instalare diferiti. Conectarea inversa a panglicii la unitate duce la nefunctionarea acesteia si se manifesta prin aprinderea continua a LED-ului de pe panoul frontal al unitatii, greseala nefiind periculoasa.

Dispozitivul de actionare a capetelor este actionat de un motor si realizeaza miscari nainte si napoi pe suprafata disket -ei. Motorul este de tip special, pas cu pas. Acest motor nu se roteste continuu ci n pasi, un pas fiind o fractiune dintr-o cursa completa. Are puncte bine definite de oprire iar fiecare pas defineste pozitia unei piste pe disc. Controller -ul comanda pozitia motorului prin transmiterea unui anumit nr de pasi pe care motorul l va executa. Crearea unui Startup disk n Windows se poate face folosind optiunea startup disk din cadrul paginii add/remove program, sau prin rularea fisierului de comenzi DOS, bootdisk.bat ce se gaseste n subdirectorul Command din directorul Windows. Se recomanda folosirea acestui fisier atunci cnd nu avem la dispozitie un Kit de instalare Windows. Unitatile floppy disk pot crea probleme din cauza calibrarii capetelor de citire/scriere sau din cauza impuritatilor depuse. Se poate ncerca recuperarea datelor de pe disc prin rularea unui program gen Scandisk ce verifica ntreaga structura a discului. Mesajele de eroare generate de nefunctionarea unei disket -e pot diferi de la un sistem la altul, cele mai ntlnite fiind: general feilure reading drive A: sau invalid disk media track 0. Setarea necorespunzatoare n BIOS a unitatii FDD duce la afisarea n timpul testului POST a unui mesaj de tipul FD faile. Acesta poate fi ocolit prin se