curs depanare calculatoare

8/14/2019 Curs Depanare Calculatoare

1/69

TOTAL SCHOOL

Educational Center

ARHITECTURA SISTEMELOR DE CALCUL- note de curs -

~2002~

Material pentru uz intern. Este folosit in cadrul modulelor de curs ASC si Depanare Soft si Hard.

Autor: SISU RAZVAN.


2/69

TOTAL SCHOOL Educational Center Notiuni de arhitecturaPC

Structura unui calculator secvenial cu program memorat a fost dezvoltat de VonNewman n anul 1945. Aceasta cuprinde 5 uniti:

- uniti de intrare UI (input)- unitatea aritmetico-logic UAL sau ALU- unitatea de comand UC

- unitatea de memorare (memorie)- uniti de ieire UE (output)

Unitatea aritmetico-logic i unitatea de comand sunt vzute ca unitatea central.Pot exista uniti combinate de intrare i ieire (i/o)

flux de date i instruciuniflux de comenzi i stri

Un sistem de calcul este format din hardware i software.Hardware-ul reprezint totalitatea circuitelor integrate, a dispozitivelor electronice

a echipamentelor de intrare i ieire, memorii, cabluri i carcase.

Software-ul reprezint totalitatea programelor care ruleaz pe un calculatorSoftware-ul este mprit n:- software de baz - rutinele existente n BIOS

- sistemul de operare- compilatoare

- software de aplicaii, reprezentat de programele elaborate de firme specializatesau de ctre utilizator.

Unitatea de intrare asigur introducerea informaiilor n calculator i realizeazconversia acestora de la forma exterioar, accesibil omului (text, imagine, sunet, etc),

ntr-o form intern, specific calculatorului.exemple: tastatura, mouse, microfon, scaner, creion optic, cititoare de bandinterfee specializate n achiziia de date

Memoria are rolul de stocare a informaiei sub form de date i programe. Unitateade masur pt memorie este octetul sau byte-ul.

1octet=1byte=1B=8bit (1bit=o cifr binara)Memoria unui calculator este format din:

- memoria intern sau principal, care pstreaz programele i datele care seutilizeaz la un moment dat . Este accesat direct de unitatea central, vzut ca o

2

MEM

UI ALU UE

UC


3/69


reuniune a UC i UAL. Cu excepia unor mici zone (BIOS - Basic Input/OutputSystem = sistem primar pt i/o), memoria intern este volatil, fiind dependent dealimentarea cu energie electric (RAM - volatil, ROM - fix). Are o capacitatelimitat chiar de caracteristicile unitii centrale, fiind un suport de memorarescump.

- memoria extern pstreaz toate celelalte programe i date ce trebuie s se afle ladispoziia sistemului de calcul. Apare ca un spaiu de stocare masiv i ndelungata informaiei. Este obinut prin utilizarea unor echipamente periferice de memorare.exemple: hard disk, CD-ROM (capacitate 650 - 800MB sau 74min), floppy disk

banda magnetic.

Salvarea este procedeul de transfer a datelor din memoria intern n cea extern.

Unitatea aritmetico-logic realizeaz prelucrarea informaiei preluate din memoriaintern, iar rezultatele se depun din nou n memorie. Aceast unitate execut operaiiaritmetice (adunare, scdere, etc.) i logice (sau, i, negare, etc.).

Dispozitivele de ieire realizeaz trimiterea n exteriorul sistemului a informaiilordin memoria intern. Execut pt utilizator conversia din format binar ntr-un formataccesibil omului. Acolo unde este necesar genereaz semnale necesare acionrii unorechipamente cu comand numeric.

exemple: display, imprimant, dispozitive audio/video, plotter, interfa pt reeaconvertoare i interfee specializate

Unitatea de comand controleaz activitatea tuturor echipamentelor din sistem pe baza unei secvene de instruciuni sau a unui program memorat. Pt execuia uneinstruciuni UC parcurge etapele:

1. citirea n memoria intern a instruciunii curente.2. decodificarea instruciunii, indentificarea operaiunilor ce trebuiesc executate

i dac este o instruciune de salt o execut.3. aducerea din memorie a operanzilor.4. executarea operaiilor citite, comandnd n acest scop UAL.5. dac exist rezultate, acestea sunt depuse n memoria intern, apoi se trece la

urmatoarea instruciune.Totalitatea instruciunilor pe care le poate realiza unitatea de comand formeaz

limbajul main (specific fiecrei UC - tip de P), iar programele scrise n acest limbaj senumesc programe n cod main. Limbajul main este o reprezentare prin valori numericea setului de operaii simple pe care tie s le execute UC. Un program scris n cod maineste o secven de cod binar, care dac se afl n memoria intern poate fii rulat direct(program executabil).

3


4/69


Firmware este software-ul inclus n dispozitivele electronice n momentufabricaiei acestora.

Mrimile electrice cel mai utilizate n calculatoare sunt

nivele de tensiune: 5V, 12Vsi mai nou 3.3V date de o surs de alimentare livratcu sistemul de calcul, avnd puteri cuprinse ntre 200w i 300w. Sursele pot fii ATsau

ATX.frecvena F=1/T, frecvena central (66MHz, 100MHz, etc.) avnd un factor de

multiplicare. FSB = frecvena frontului magistralei de date (front site bus).

Reprezentarea intern a informaieiLa nivel intern informaia este stocata n sistembinar (1 i 0)

1octet=1 byte= 1B =8 bit1KB=210B=1024bit1MB=210KB=210*210B=220B1GB=230B1TB=240B

hexazecimal 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F urmate de h.

(anan-1an-2a1a0)p=an*pn+an-1*pn-1++a1*p+a0 unde a1*p=a1*p1 si a0=a0*p0

Reprezentarea informailor nenumerice se face folosind codul ASCII. CoduASCII extins utilizeaz 8bii pt memorarea unui caracter, codific caracterele alfabeticemici sau mari, caracterele numerice, semnele de punctuaie, caracterele de contro(neafiabile, sub 36).

Realizarea unei aplicaii care s poata fi executat pe un calculator trebuie sparcurg etapele:

1. specificarea problemei prin formularea efectiv i stabilirea datelor de i/o2. proiectarea algoritmului, transpunerea problemei n algoritm i reprezentarea

ei n pseudocod sau schem logic

3. codificarea algoritmului n limbaj de programare, acesta depinznd de naturaaplicaiei.

Un algoritm este un procedeu de rezolvare a unei probleme, el apare ca un set dereguli ce descriu secvena de instruciuni sau operaii ce trebuie executate de calculator ptrezolvarea unui tip specific de probleme. Algoritmul trebuie s aib urmtoarele

proprieti:- generalitate- mrginire n timp

4


5/69


- rigurozitate- eficien exprimat n timp de execuie- memorie ocupat-

Limbajul de programare cuprinde un vocabular i o sintax. Categorii:

cod main - reprezentat prin valori numerice a setului de operaii simple pecare tie s le execute UC

cod de asamblare - transcrierea n form mnemonic a limbajului main,fiecrei instruciuni din codul main i corecpunde o instruciune n limbaj de asamblare(cuprinde instruciuni i operanzi)

limbaj de nivel nalt (avansat) - este apropiat de utilizator, coninndenunuri proprii limbajului uman, cu att mai evoluat cu ct se apropie mai mult delimbajul natural i cu ct permite cu mai mult uurin accesul la resursele fizice alecalculatorului. Unei instruciuni scrise n acest limbaj i corespunde un grup sau o secvende instruciuni n cod main, rezultnd un cod portabil.

exemple Pascal, C, C++, Delphi, Visual basic

Tipuri de calculatoare personale compatibile IBM (IBM PC) :

desktop - PC pt birou, fixe laptop - PC portabile, comparabile ca performane cu desktop PC notebook - PC portabile cu funcii limitate (editare de texte, agend, etc.)

Dup tipul sursei de alimentare i a carcasei acesteia: AT (Advance Technology) AT, mini AT, midi AT, maxi AT, big AT ATX (Advance Technology Extended) ATX, mini ATX, midi ATX, maxi ATX,

big ATX

Dup tipul carcaseitower - poziie vertical

desktop - poziie orizontal LPX (Low Profile Extended) - slim desktop

Placa de baz

Placa de baz (main board, mother board, MB) este cea mai important component a PC.Ea conine:

soclul pt procesor sau chiar procesorul conectorii pt magistrale (bus) chip set-ul ROM BIOS

5


6/69


circuitele de adaptare la magistrale pt flopy disk - FDDo hard disk - HDD (IDE)o driver-e pt input/output - i/o

controler-ul pt tastatur conectorul de alimentare conectorul pt legatura cu bordul calculatorului

Magistralele unui calculator personal.

O magistral nu este altceva dect o cale prin care pot circula date n interiorul PC.Aceast cale se utilizeaz pt comunicaie i se stabilete ntre dou sau mai multe elementeale PC. Un PC are mai multe tipuri de magistrale:

magistrala procesorului magistrala de adrese magistrala memoriei magistrale i/o sau de extensie

Magistrala procesorului. Procesorul comunica cu restul sistemului furniznd adrese,primind i furniznd date i semnale de control. Magistrala procesorului este o cale decomunicare ntre magistrala sistemului i procesor.

CPU - unitate central de prelucrare a datelor (Central Processing Unit)

cache - memorie foarte rapid, apropiat de microprocesor (astazi inclus n P)Magistrala procesorului este o cale de comunicare ntre CPU i chipset-ul cu carelucreaz direct. Este o magistral folosit pentru a transfera date ntre procesor magistrala principal sau ntre procesor i memoria rapid cache. Aceast magistrallucreaz la o vitez mult mai mare dect orice alt magistral din sistem. Magistrala estecompus din circuite electronice pt date, adrese i control.

Un P 80486 lucreaz cu o magistral compus din 32 linii de adrese, 32 linii dedate i cteva linii de control.

Magistrala pt P Pentium conine 32 linii de adrese, 64 linii de date i cteva linii decontrol. Magistrala procesorului lucreaz la aceeai vitez ca i procesorul, i poate

transfera 1bit de date la fiecare perioad sau la dou perioade ale ceasului.Pt a determina viteza de transfer pe magistrala procesorului se multiplic nr de biiai magistralei de date cu viteza ceasului magistralei, aceast vitaz de transfer sau lrgimede band reprezentnd o valoare maxim, n realitate fiind cu 25% mai redus.

Magistrala memoriei este utilizat pt transferul informaiei ntre procesor imemoria principal a sistemului. Informaia care circul pe magistrala memoriei estetransferat la o vitez de transfer mult mai mic dect viteza de transfer pe magistrala

procesoriului. Soclurile (slot - conectorii) magistralei de memorie sunt cuplai la magistralade memorie aa cum sunt cuplai conectorii de extensie la magistrala i/o.

6


7/69


Magistrala de adrese este folosit pt operarea cu memoria principal i ajut laselectarea adresei pt urmatoarea operaie, fiind n realitate o parte a magistralei dememorie. Dimensiunea magistralei de adrese este strict legat de mrimea memoriei pecare o poate adresa direct unitatea central.-8088 are 20linii (bii) de adres, prin magistrala de adrese putndu-se accesa maxim 1MB

-80286 24 linii (bii) de adres, acces maxim 16 MB de RAM (220biti=1MB,224biti=16MB)-80386, 80486 i Pentium au 32 linii de adrese i pot accesa maxim 4GB (232biti)

Magistrala input/output permite unitii centrale s comunice cu dispozitiveleperiferice. Permite adugarea n calculator, n conectoarele de extensie, a unor dispozitiveca: plci video, plci sunet, adaptoare reea, etc.. Nr conectorilor de extensie poate svarieze n funcie de tipul plcii de baz, unele sisteme PC avnd un singur conector numitmultiextensie (riser card slot), placa de extensie avnd la randul ei ali conectori (slim-linesau slim-case).

Principalele tipuri de magistrale i/o sunt: ISA, PCI, AGP (pt plci video), PCMCIA(pt sisteme laptop), AMR/CNR, MCA, EISA, VL-bus (ultimele trei fiind folosite strict ptanumite tipuri de procesoare). Aceste magistrale se deosebesc n principal prin nr deinformaii transferate simultan i prin viteza cu care se face transferul.

Magistrala ISA (Industrial Standard Architecture). Aceast arhitectur demagistral a fost introdus cu apariia primului IBM PC, ulterior fiind mbuntit. Existdou versiuni de magistrale ISA care se deosebesc prin nr de bii de date ce pot fitransferate simultan pe magistral, o versiune mai veche pe 8 bii i o alta capabil slucreze pe 16bii, ambele versiuni funcionnd la 8MHz. Ambele versiuni au nevoie de 2

pn la 8 perioade de ceas pt transferul de date, rata maxim de transfer a magistralei ISApe 16 bii fiind de 8MB/s.8 MHz / 2p * 16biti = 64 Mbiti/s = 8 MB/s

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

Magistrala MCA (Micro Controller Architecture). Apariia procesoarelor pe 32 biia fcut ca magistrala ISA s nu mai corespund. IBM a decis elaborarea unei altemagistrale. Aceasta nu este compatibil cu ISA i functioneaz asincron cu procesorul.Magistrala MCA admitea controlul total al magistralei prin tehnologia bus mastering.

7

A1 A31

B1 B31

C1 C18

D1 D31


8/69


Magistrala EISA (Extended Industrial Standard Architecture) apare n anul 1988,fiind conceput de cel mai mare producator de PC dup IBM. Furniza conector pe 32 biti

pt 80386DX i funciona la 8,33MHz.

Magistralele locale. Magistralele prezentate pn acum au n comun viteza sczut

de transfer. La nceputul erei PC magistralele i/o operau la aceiai vitez cu magistralaprocesorului. n timp ce viteza magistralei procesorului a crescut, magistrala de I/O acunoscut doar ajustri nesemnificative. Necesitatea vitezei sporite devine major ncontextul utilizrii preponderente a interfeei grafice cu utilizatorul (GUI). Aceste sistemenecesit prelucrarea unui volum att de mare de date nc magistralele I/O produceau oadevarat strangulare n sistem. O soluie evident a fost mutarea unora din extensiile I/Ontr-o zon unde pot avea acces la vitezele sporite ale magistralei procesorului.

Magistralele locale nu nlocuiesc standardele anterioare, ci aduc mbuntiri. Unsistem uzual cuprindea standarde ISA i EISA, fiind n acelai timp dotat cu unul sau douconectoare local bus.Magistrala VESA sau VL-bus a devenit un standard de magistral locala pe 32 biti, care

permite viteze de transfer de 128 MB dar care este dependent de procesorul 80486Conectorul VL-bus este fizic o extensie a conectoarelor de baza ISA, EISA sau MCA.

Magistrala PCI (Peripheral Component Interconnection) a aparut n anul 1993fiind numit i magistrala mezanin deoarece aduga un alt nivel configuraiei standard demagistral. Magistrala PCI ocoleste magistrala standard folosind magistrala sistemului pt acrete viteza ceasului i utilizeaz toate avantajele cilor de date ale procesorului. Aceastalucreaz la o frecven de 33 MHz si este pe 32 bii; are o rat de transfer de 132 MB/s, iar

cu procesoarele cu 64 bii avem o rat de transfer de 256 MB/s.Transferul rapid pe magistrala PCI se datoreaz faptului c lucreaz n paralel cumagistrala procesorului, far s o nlocuiasc, CPU putnd procesa date n memoria cachen timp ce magistrala PCI este ocupat cu transferul de informaie ntre alte elemente alesistemului. Prin arhitectura sa aceast magistral este independent de procesor, n plussusine multe elemente plug & play. ntr-un sistem plug & play componenteletrebuie s fie capabile s cear calculatorului resursele de care au nevoie, adic adrese I/O,ntreruperi, canale DMA (Direct Memori Acces). La pornirea calculatorului ele trebuie scomunice cu BIOS-ul care le va administra cererile. Dup pornire, dac sistemul deoperare este plug & play, va prelua aceste atribuii i se va ngrijii s nu apar erori.

Dac o component nu satisface aceste cerine, utilizatorul va trebui s preia rolul dearbitru i s configureze manual. Plcile plug & play sunt dotate cu un cod special careare rol de identificare pt ca resursele s poat fi puse la dispoziia plcii.

Magistrala AGP (Accelerated Graphic Port) este de fapt un port de comunicaie ncadrul arhitecturii calculatorului care mbuntete transferul de date ntre procesorulvideo, memoria sistemului i procesorul principal. AGP aduce mbuntiri fundamentaleatt n procesarea imaginii grafice 2D, 3D ct i n animaie. Tot mai multe aplicaii care

permit afiarea 3D n timp real impun cerine riguroase hardware-ului. Trebuiesc efectuatecalcule foarte complexe ntr-un timp extrem de scurt i trebuiesc afiate hri de textur de

8


9/69


dimensiuni mari. Hrile de textur sunt hri de bii (bmp) care descriu n detaliusuprafeele obiectelor n 3D. Magistrala AGP permite controller-ului grafic s creezetexturile direct n RAM. Prin implementarea AGP a fost eliberat magistrala PCI, aceastanemaifiind ncrcat cu date video.

Magistrala PCMCIA (realizat de PC Main Card International Association). Pt aaplica laptop-ului i notebook-ului aceleai caliti de a fii extensibile, s-au stabilit ctevastandarde pt plci externe de dimensiuni reduse (credit card size). Aceste standarde au fostdezvoltate de PCMCIA.

hipset-ul unei plci de baz este un set integrat de chip-uri care realizeaz toatefunciile vitale ale unui sistem de calcul. La plcile vechi aceste funcii erau

implementate printr-un nr mare de circuite integrate distincte.CUn chip set poate cuprinde:

controller-ul de magistral ceasul de timp real - RTC (Real Time Clock) controller-ul pt tastatur controller-ul de acces direct la memorie - DMA adaptorul IDE - controller-ul pt HDD controller-ul pt FDD - FDC

Fiecare bit de informaie care este stocat n memorie sau care este transferat ctreoricare dispozitiv de I/O trece n drumul su prin chip set, acesta fiind o punte ntrecomponentele sistemului de calcul. Elementele pe care le dicteaz chip set-ul unui sistem

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

Setul modern de chip-uri adaug trei prti importante: controller-ele de cache i memorie buffer-ul de date (memorie tampon) puntea PCI cu ISA

Conttroller-ul de cache i memorie comand accesul la memoria rapid cachememoria cache pstrnd nu numai datele citite din RAM, ci i pe cele pe care procesorul leva scrie n RAM. Controller-ul de memorie asigur nlesnirea comunicaiei a bus-ului(magistralei) pt transfer de date ntre procesor, memoria cache, memoria principal i bus-ul PCI.

Buffer-ul de date servete ca o memorie intermediar ntre bus-ul procesorului,bus-ul PCI i memoria principal. El asigur ca atunci cnd procesorul scrie n memorie

9


10/69


sau acceseaz direct o component PCI s nu fie necesari timpi de ateptare sau ca acetias fie foarte mici. Aceast memorare intermediar crete enorm performanele sistemului.

Puntea PCI cu ISA asigur legtura ntre magistrala PCI, a crei frecven este de33MHz, i cea ISA, care are frecvena de tact de 8MHz. Pe puntea PCI cu ISA suntmontate i funciile de I/O.

Memoria ROM BIOS (Read Only Memory - Basic Input/output System) esteformat dintr-o serie de programe nscrise n ROM existent pe placa de baz. Denumireade BIOS este ntotdeauna asociat cu numele firmei productoare: AMI, Award, Phoenix.

Principalele funcii ale programelor BIOS de pe placa de baz sunt:

autotestarea sistemului la punerea sub tensiune . Este efectuat un set de rutinecare testeaz placa de baz, memoria, controller-ele de adrese, adaptoarele video i pttastatur i alte componente ale sistemului, aceste rutine fiind reunite sub denumirea dePOST (Power On Self Test). Testele efectuate nu sunt sofisticate nsa pot depista erorifatale. POST furnizeaz mesaje pe ecran sau coduri sonore n caz de eroare.

configurarea sistemului prin punerea la dispoziie a programului setup dacaceast funcie este cerut de utilizator n timpul operaiei de boot-are. Accesarea

programului BIOS setup se face prin apsarea unei taste sau combinaii de taste, nfuncie de sistemul BIOS utilizat, cea mai des folosit tast fiind DEL.

cutarea sistemului de operare (OS) este efectuat de rutina Boot StartupLoader. Dac sistemul de operare este gsit, este ncrcat n memorie i i se predcontrolul

asigurarea de programe standard pt controlul componentelor hardware alesistemului. Orice program al utilizatorului poate accesa cu usurin un dispozitiv dinsistem prin apelarea unui modul program standard existent n componena BIOS-ului,

programatorul fiind scutit de scrierea rutinelor necesare comunicrii cu dispozitivurespectiv.

Programele nscrise n ROM BIOS difer n funcie de tipul calculatorului i ele nu pot firulate dect pe sistemul pentru care au fost proiectate. n ultimul timp programele BIOSsunt 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 utilizeaz pt a

pstra data, ora i configuraia sistemului. Capacitatea CMOS este de 64 octeti (512 biti),informaia fiind scris codificat. Datele din memorie se nscriu de ctre furnizorul deechipament i pot fi modificate oricnd de utilizator dac acesta intr n setup n timpul

pornirii sistemului. Aceast memorie, mpreun cu un circuit de ceas sunt alimentatepermanent dintr-un acumulator sau o baterie long life, determinnd funciile prioritare timpndelungat. Destul de rspndite sunt controller-ele timer CMOS cumulate sub denumireade ceas Dalas care nu au nevoie de o baterie pe placa de baz deoarece chip-ul conine o

baterie cu Li a crei durat de via este de peste 10 ani.Resursele de sistem sunt reprezentate de :

10


11/69


adresele porturilor de I/O ntreruperi - IRQ number (Interrupt Request Channel no) canale DMA (Direct Memory Access) memorie

Resursele sunt apelate i folosite de diferite componente ale sistemului. Plcileadaptoare au nevoie de aceleai resurse pt a comunica cu sistemul i pt a-i ndepliniscopurile. Nu toate plcile adaptoare au aceleai necesiti. Un port serial de comunicaieare nevoie de o adres I/O i de un nr de ntrerupere n timp ce o plac de sunet foloseten plus i cel puin un canal DMA. Pe msur ce sistemul crete n complexitate, risculunor conflicte pt resurse crete dramatic. Cu siguran va avea loc un conflict dac seutilizeaz dou plci cu acelai nr de ntrerupere i aceeai adres I/O.

Adresele porturilor I/O. Porturile I/O presupun cuplarea la sistem a unui nr mare dedispozitive. Cele mai multe sisteme se livreaz cu cel puin dou porturi seriale COM i un

port paralel LPT. Cele dou porturi seriale sunt configurate COM1i COM2, iar cel paralelLPT1. Arhitectura de baz a calculatorului asigur patru porturi seriale, COM 1 - COM4i trei porturi paralele, LPT1 - LPT3. Fiecare port I/O utilizeaz pt comunicare o adres deI/O. Aceast adres se afl n zona de jos a memoriei i este rezervat pt comunicare ntrediferitele dispozitive I/O i sistemul de operare. nafar de COM i LPT exist i alteadaptoare care utilizeaz adrese de I/O n sistem.

ntreruperile - IRQ number (numrul canalului de ntrerupere cerut) sau ntreruperilehard sunt folosite de diferitele dispozitive pt a semnaliza plcii de baz c trebuiesatisfcut o cerere de ntrerupere. Canalele de ntreruperi sunt formate din trasee de pe

placa de baz i conexiuni la conectori.

Cnd o anumit ntrerupere este activat se apeleaz o rutin special care salveazconinutul registrelor CPU ntr-o stiv i apoi direcioneaz sistemul spre tabela vectorilorde ntreruperi. Aceast tabel conine o list a adreselor de memorie care corespundcontroller-ilor de ntreruperi. n funcie de ntreruperea care a fost activat este rulat

programul corespunztor. Dup ce rutina soft termin execuia operaiei, este restauratconinutul stivei n registrele CPU i sistemul reia programul pe care l executa nainte sapar ntreruperea. Prin utilizarea ntreruperilor se rspunde evenimentelor n timp util.ntreruperile hard au asociate nr pt a se stabilii prioriti. ntreruperile cu cea mai nalta

prioritate l-i se asociaz nr cele mai mici. ntreruperile cu nr mic de prioritate concureazcu alte ntreruperi. Dac sistemul este prea ncrcat prin depirea stivei, adic prea multe

cereri de ntrerupere au fost generate ntr-un timp prea scurt, apare o eroare de depire astivei i sistemul se blocheaz - Stack Overflow.ntreruperile magistralei ISA pe 16 biti. Atunci cnd s-a constatat o cretere a nr

de ntreruperi, s-a trecut la utilizarea a dou controller-e de ntreruperi cu nlnuireantreruperilor generate de al doilea controller la ntreruperea IRQ2 ( IRQ9 - IRQ15 au

prioritate mai mare dect IRQ3 - IRQ8). Aceast aranjare nseamn de fapt c suntdisponibile doar 15 nr de ntreruperi, IRQ2 fiind identic cu IRQ9. ntreruperile cu nr maimare dect 8 provin de la al doilea controller.

11


12/69


IRQ 0- ocupat de timer-ul sistemului (circuitul de ceas - tactul sistemului) avnd cea maimare prioritateIRQ 1 - ocupat de tastaturIRQ 2 - cascad la IRQ9IRQ 3 - folosit de COM2

IRQ 4 - COM1IRQ 5 - placa sunet, placa reea sau rmne liber IRQ 6 - controller FDDIRQ 7 - LPTIRQ 8 - RTC (ceasul de timp real)IRQ 9 - placa video vecheIRQ 10 - placa reea sau adaptor MPIRQ 11 si IRQ 12 - sunt rezervate, putnd fi ocupate de orice dispozitivIRQ 13 - coprocesor matematicIRQ 14 - primary IDE (conectare pt HDD principal)IRQ 15 - secondary IDE (conectare pt HDD secundar)

Dac cele 15 ntreruperi nu sunt suficiente apare ideea de partajare a ntreruperilor prin care dou dispozitive diferite folosesc aceeai ntrerupere ca s atrag ateniprocesorului.

Magistrala PCI modific n ntregime sistemul de ntreruperi, venind cu circuite proprii pt control, circuite cuprinse n puntea PCI cu ISA. Sistemul de ntreruperserializate folosete un semnal special - IRQSER, care codific toate ntreruperile

dispozitivelor sub forma unor serii de impulsuri.Canalele DMA descriu un procedeu simplu prin care controller-ul DMA transport

la comand o anumit cantitate de date dintr-o locaie de memorie n alta. Procesorulspecific actiunea livrnd adresa de start i cea de oprire ct i lungimea blocului. Dup cea realizat acest lucru trece la rezolvarea altor aciuni. Magistrala ISA asigur 8 canaleDMA, canale ce pot lucra pe 8 sau 16 bii.

Tehnologia ATX a plcii de baz.Specificaia ATX descrie standarde pt placa de baz, carcas i sursa de alimentare

Specific plcii ATX apar conectorii pt tastatur i mouse care apar plasai n carcasemetalice, fiind n format PS/2. Alimentarea se face printr-un conector cu 20 pini pui pedou rnduri, n plus ea fiind dotat cu o nou funcie prin care calculatorul poate fi nchis

prin soft. Pornirea calculatorului se poate face acum i printr-o combinaie de tastePorturile i conectoarele pt porturi apar acum integrai pe placa de baz. Apar plci de bazaall in one, care cuprind plci video integrate, plci de sunet sau plci de reea. Plcile de

12


13/69


baz pot fi dotate cu senzori de temperatur ce pot fi controlai de ctre BIOS sau deprograme special instalate. Cooler-ele (ventilatoare i radiatoare) pot fi alimentate direct depe placa de baz, aprnd un control al turaiei acestora, control strict legat de temperatur.

Productori de chip set-uri: VIA, Intel, AMD, SIS, ALI, etc.

Microprocesorul

Microprocesorul (CPU - Central Processing Unit, unitatea central de prelucrare adatelor) este cea mai costisitoare component a calculatorului, fiind cea care executcalculele i procesarea datelor n sistem. Unul dintre cele mai obinuite moduri de adescrie un procesor este prin specificarea mrimii magistralelor de date i de adrese. Oricemediu de transport a datelor care are mai multe prize la fiecare capt poate fi numitmagistral.

Magistrala de date reprezint ansamblul liniilor utilizate pt a transfera i recepionadate. Cu ct se pot transmite mai multe semnale simultan, cu att se pot transfera maimulte date, magistrala fiind mai rapid. ntr-un calculator, datele reprezint informaii subform numeric i constant n ntindere de timp, n care pe un singur traseu exist otensiune cuprins ntre 2,4Vi 5V, reprezentnd cifra binar 1 logic, sau ntre 0V i 0,8V

pt un bit de date 0 logic. Cu ct exist mai multe linii, cu att se pot emite mai muli biidiferii n acelai timp.

Legat de microprocesor apare noiunea de registre interne, iar mrimea acestorregistre este un indiciu asupra cantitii de informaie pe care procesorul o poate prelucra laun moment dat. Cele mai multe procesoare folosesc registre interne pe 32 bii. Registreleinterne sunt de obicei mai mari dect magistralele de date pentru procesoarele subPentium, iar chip-ul Pentium are o magistral de date pe 64 bii, dar registrele interne dedoar 32 bii, structur care ar prea ciudat dac se pierde din vedere c procesorulPentium are dou seciuni interne de 32 bii pt prelucrarea datelor. Din multe puncte devedere procesorul Pentium poate fii vzut ca dou microprocesoare ntr-unul singur.

Magistrala de adrese este grupul de linii care transfer informaii de adres

necesare pt precizarea locaiei de memorie ctre care este transmis informaia sau la careea se gsete. Fiecare linie de adres transport un singur bit de informaie, acest bitreprezentnd o singur cifr a nr de adres. Cu ct exist mai multe linii pt calculareaadresei, cu att se vor putea adresa mai multe locaii de memorie. Mrimea unei magistralede adrese impune dimensiunea maxim a memoriei RAM pe care un procesor o poateadresa. Magistralele de date i adrese sunt independente. Dimensiunea magistralei de datednd o indicaie despre capacitatea procesorului de a manipula informaia. Dimensiuneamagistralei de date spune ct memorie poate fii apelat de ctre procesor.

13


14/69


Operaia de ateptare (Wait State) este un tact al ceasului n care nu se ntmplnimic pt a nu permite procesorului s avanseze prea mult fa de restul sistemului (s o ianaintea restului sistemului). Timpul necesar execuiei unei instruciuni este variabilProcesorul 8088 avea nevoie de 12 pai de ceas pt a executa o instruciune. ProcesorulPentium posed dou canale de execuie a instruciunilor care asigur executarea unei

instruciuni medii pe o singur perioad a ceasului.Duratele diferite de execuie a instruciunilor exprimate n perioade de ceas, face

dificil comparaia ntre sisteme de calcul doar n funcie de frecvena ceasului (tact)Astfel, Pentium la 100MHz este echivalent cu un procesor 80486 la 200MHz. Pt a asiguracompararea adecvat a puterii de calcul al unui sistem au fost create o serie de testespecifice numite benchmarks, acestea fiind un instrument de masur al performanelorunui procesor.

Tipuri de microprocesoare.

Primul calculator personal lansat pe pia dectre firma productoare IBM, era bazatpe un procesorI8088 (Intel) care lucra la o frecven de 4,77MHz. A fost ales acestmicroprocesor cu performanele cele mai sczute pt a menine costul sistemului ct mairedus. Admitea o magistral intern de 16 bii dar magistrala extern era de 8 bii. Astfel,

primul calculator personal accepta adugarea unui coprocesor matematic X87 ataat lamagistrala local a procesorului, coprocesor care se ocupa de calculele n virgul mobilFPU (Floating Point Unit). Acest sistem era realizat n arhitectur XT (ExtendedTechnology).

Procesorul 80286 a fost lansat cu modulul IBM AT (Advance Technology) i se aflantr-o capsul cu 64 pini, 134000 tranzistoare, emisia caloric fiind foarte mic nu existauprobleme cu rcirea. Magistralele procesorului 286 au 24 linii de adres i 16 linii de date,fiind un procesor pe 16 bii att intern ct i extern. Frecvena de lucru a sa a fost cuprinsntre 6MHz i 20 MHz. Lucra n dou moduri diferite de operare: real, funcionnd ca un8086 mai rapid, i protejat, mod n care 286 a introdus o noutate, un program conceput sfoloseasc facilitile acestui procesor putnd avea acces la 1 MB de memorie, incluzndmemoria virtual. Fizic, procesorul poate accesa maxim 16 MB de memorie, dar cnd un

program solicit mai mult memorie dect cea existent fizic, acesta mut pe disc o partedin instruciunile codificate ale programului deja existente n memorie. Memoria virtual

este controlat de sistemul de operare i de hardwer-ul chip-ului. Un dezavantaj importantal procesorului 286 este acela c nu poate trece din mod protejat n mod real de funcionarefr o iniializare hard a sistemului, dei comutarea din modul real n cel protejat se poateface fr reiniializare. Aceast problem a fost remediat odat cu realizarea procesorului80386.

Procesorul 80386 a aprut n anul 1985, saltul fiind impresionant, procesorul lucrndpe 32 bii. Are 275000 tranzistori, fiind realizat n tehnologie CMOS (ComplementaryMetal Oxid Semiconductor), la o mrime de 1,2m. Prin aceasta se nelege distana

14


15/69


minim dintre dou componente aflate pe aceeai pastil de siliciu. Procesorul a aprut cu132 pini n conectare pe soclu i nu necesita cooler (radiator de rcire). Fa de 286 are unmod n plus de lucru, cel virtual/real, care permite mai multor sesiuni n mod real slucreze simultan n mod virtual. Apare astfel ideea de multitasking (posibilitatea de a avean execuie dou sarcini sau dou procese n acelai timp).

Primele modele de procesoare 386 lucrau la frecvena de 12,5MHz ajungndu-sepn la 50MHz. Varianta 386SX oferea facilitile unui procesor 386 la preul celui de286. Dei avea o arhitectur identic cu 386DX, ele comunicau n exterior pe 16 bii,utiliznd o magistral de adrese pe 24 bii.

Procesorul 80486 apare n anul 1989 i este ultimul din seria X86. Lucra integral pe32 bii, avnd coprocesorul on-chip (incorporat). n plus venea cu un timp redus deexecuie a unei instruciuni, cu memorie cache Level 1 incorporat, memorie cu randamentntre 90 i 95%, raport care arat ct de des operaia standard de ateptare intervenea n

procesul de citire. Procesorul 486 are mai multe versiuni: SX, DX, DX2, DX4 i DX5(AMD), gama de frecvene fiind cuprins ntre 16 MHz i 133MHz, un procesor garantat

pt o frecven, lucra intern la o frecven mai mic.O dat cu 486 s-a recurs la multiplicarea frecvenei, astfel DX2 funciona interior cu

de dou ori frecvena plcii de baz, n timp ce DX4 - cu de trei ori frecvena plcii debaz. Apare acum i soclul tip ZIF (Zero Insertion Force - soclu cu inserare fr for). Odat cu apariia lui DX4 s-a ncercat i s-a reuit folosirea unei tensiuni mai mici pt

procesor, n loc de 5V, 3,3V.

ncepnd cu procesorul Pentium, aprut n anul 1992, Intel a anunat a cincea

generaie de procesoare compatibile, codificat P5. Acestea se vor numi Pentium i nu586. Pentium este un chip integrat compatibil cu procesoarele anterioare, deosebireamajor fa de celelalte fiind prezena a dou canale identice de procesare a datelor. Inteldenumete aceast capacitate, tehnologie superscalar sau procesare paralel. Arhitecturasuperscalar este asociat 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 instruciuni) care funcionau cu procesare paralel. Cele dou canale ptexecuia instruciunilor sunt notate cu U i V i se numesc pipeline (conducte, canale), Ufiind canalul principal, el putnd executa toate instruciunile pt calcule cu nr ntregi i n

virgul flotant (mobil), iar V este canalul secundar i poate executa numai instruciunisimple de calcul cu nr ntregi. Procesul prin care se execut dou instruciuni simultan senumete pairing (n pereche). La apariie, Pentium a determinat recompilarea majoritiiaplicaiilor, deoarece nu toate instruciunile secveniale se pot executa n pereche i atuncise utiliza doar canalul U. Pentium este realizat n tehnologie BICMOS (BipolarComplementary Metal Oxid Semiconductor), n arhitectur superscalar i se alimenta la3,3V, coprocesorul fiind inclus n chip. n momentul apariiei a fost prezentat n capsulPGA (Pin Grid Area). Prima versiune se alimenta la 5,5V i lucra la 60 - 66MHz. A douageneraie Pentium a aprut n anul 1994, procesorul lucra la frecvena de 75,9 - 100 MHz

15


16/69


i apoi la 200 MHz. Tehnologia de fabricare este de 0,6m, alimentarea fcndu-se la3,3V. A fost livrat n capsul cu 296 pini, incompatibil cu prima versiune care avea 273

pini. Extensia MMX (Multimedia Extension) este de fapt un set de 54 de instruciuniadugate la procesorul Pentium. P55C lucra la o frecven de 166 - 233 MHz.

Procesoare din generaia 6x86.

n anul 1995, Intel a lansat pe pia procesorul Pentium Pro realizat n tehnologieBICMOS, 0,6mm, cu 5,5 milioane tranzistori, avnd frecvena cuprins ntre 150 i200MHz. Procesorul cuprindea n aceeai carcas dou componente: chip-ul Pentium Proi chip-ul memoriei cache Level 2 de 256 KB. Cele dou chip-uri comunic ntre ele

printr-un bus optimizat. Unitatea central poate fi privit ca fiind alctuit din dou primari: o parte de prelucrare n ordinea dat a instruciunilor i o parte de execuie n ordinediferit a lor.

Instruciunile sunt aduse n ordine n unitatea central dar pot fi executate n ordinediferit, rezultatele se depun ntr-o memorie tampon de reordonare - ROB (recorder

buffer). Un mod de lucru asemntor se gsete i n procesorul K5 proiectat i produs deAMD.

Utiliznd o tehnic numit execuie speculativ adic execuie anticipat a unorinstruciuni, viteza de procesare crete. Integrarea memoriei cache n aceeai capsul cuunitatea central i accesul ei printr-un bus este o alt noutate a procesorului. P6 ca iPentium cuprinde memoria cache Level 1 segmentat n dou: o parte pt date i o parte ptinstruciuni, fiecare avnd o capacitate de 8KB cu o lungime de linie de 32 bii.

Memoria cache de date lucreaz n mod fra blocare, adic poate satisface alte cererchiar i dup ce una a euat. Cererea care a euat va fii rescris dup ce datele au fostaduse, cu o probabilitate destul de mare din cache-ul Level 2. Memoria cache Level 2 esteutilizat att pt date ct i pt instruciuni. Ea se afl pe acelai suport ceramic cu procesoruli comunic prin intermediul unei magistrale de 64 bii.

Legtura lui P6 cu exteriorul este asigurat prin magistrala de 64 bii care poatelucra la maxim 66MHz. Noua magistral permite interconectarea direct pin la pin a pnla 4 microprocesoare pt realizarea de sisteme multiprocesor performante. Specificul ptnivelele de semnal pe magistral s-au modificat i este de 1,5V, nivel care reduce timpulde stabilizare.

Concurentul principal al firmei Intel, AMD a realizat procesorul K5 compatibil cuPentium, care prezint o serie de proprieti ale seriei P6. Ca performane, K5 cu frecvenade tact de 100 MHz depete un Pentium cu frecvena de 120 MHz.

Procesorul Pentium Pro MMX a fost lansat n anul 1997 sub denumirea dePentium II, avnd numele de cod Klamath. Elemente noi aprute fa de vechiul PentiumPro sunt cartuul SEC (Singel Edge Conector). Proiectat pt a uura upgrade-ul, acest cartuse monteaz n soclul numit Slot 1 i elimin pericolul ndoirii i ruperii pinilor. ninteriorul cartuului exist o plac ce conine procesorul, logica de baz i memoria cache.

16


17/69


Memoria cache Level 1 a fost dublat la 32 KB iar cea Level 2 este de 512 KB.Microprocesorul poate lucra la frecvene de 233, 266, 300; 333, 350 i 400 MHz.

Conine 4,5 milioane de tranzistori i este realizat n tehnologie de 0,35 mm. Pt aasigura suport acestui procesor, Intel a lansat chipset-uri din seria 440: BX, LX i EX.

AMD K6.

AMD a fost ntotdeauna n avangarda tehnologiei de fabricaie a procesoarelor386DX produs de AMD a avut frecvena de lucru de 40 MHz surclasndu-l pe cel de laIntel care lucra pe 33 MHz. Cnd 486DX4 ajunsese la 100MHz, AMD lansa 5X86 (sau486DX5) la 133MHz. Spre deosebire de 486 care avea aceeai arhitectur interioar cucele de la Intel, K5 nu a mai copiat arhitectura de la Pentium i aprnd prea trziu pe pianu a mai apucat s se impun. AMD s-a concentrat n continuare pe dezvoltarea

procesorului K6.Deoarece Pentium Pro i Klamath aveau probleme cu softwere-ul proiectat pt 16

bii, AMD i-a propus s mbunteasc aceste domenii mpreun cu Microsoft, rezultatobinut la K6. Spre deosebire de procesorul Pentium Pro ce avea o capsul mare, ceeace aimpus un nou soclu pt procesoare, K6 folosete soclul pt Pentium, Socket 7.

AMD a conceput pt K6 chipset-ul AMD 640, compus din: controller-ul de sistem numit Northbridge controller pt magistralele periferice, Southbridge

Pt acest procesor a fost desemnat extensia 3D Now!, ce poate fi comparat cu cea MMX,dar este strict orientat spre aplicaiile 3D.

Cyrix a lansat procesorul ce cuprindea instruciunile MMX, numit M2, generaliznd cu elmagistrala cu frecvena de 75MHz.

n anul 1998 Intel a lansat a doua generaie de procesoare Pentium II, codificateDeschutes, realizate n tehnologie CMOS de 0,25mm. n afar de frecvena de tactinterioar, nimic altceva nu l deosebete de Klamath. n timp ce Deschutes, avndfrecvena de 333MHz consuma doar 23W, un Klamath la 300MHz putea consuma n jurde 43W. Ambele procesoare funcionau cu acelai tip de chipset. Deschutes putea ajungela frecvene de lucru de pn la 450MHz. Intel nu a neglijat piaa lowend, lansnd

procesoarele Celeron i Mendocino. Celeron este un procesor ce nu are memorie cache

Level2, iar Mendocino avea doar 128KB cache. Pt echiparea server-elor, Intel a dezvoltatclasa procesoarelorXeon, procesoare dotate cu memorie cache de pn la 2MB.

Primele Pentium III, codificate Katmai au aprut n arhitectur Slot 1 i funcionaula frecvena FSB de 100MHz. Un al doilea tip de procesor Pentium III, numitCoppermine, a aprut ntr-un format FCPGA (Flip chip pin Grid Aray). Noile procesoareau doar 256 KB memorie cache Level2 i pot funciona la frecvena de bus de 133MHzDei memoria cache Level 2 este mai mic dect n cazul procesorului Katmai, acumaceasta este practic integrat n pastila procesorului (aa numita tehnologie on-die). Grupa

17


18/69


procesoarelor Pentium III vin cu 70 de instruciuni noi, instruciuni ce aduc tehnologiaSIMD (Single Instruction Multiple Data). Aceste procesoare sunt disponibile la frecvenentre 533MHz i 1,13 GHz. Procesoarele PIII care lucreaz la 133 MHz FSB apar codificatnotate cu B. Pt diferenierea ntre cele care au 256KB i cele cu 512KB de memorie cache,apare n codul primelor procesoare litera E.

Dei pe pia apar procesoarele Pentium IV, Intel a anunat c n continuare vaproduce i va oferi suport procesoarelor PIII. Pentium III este bazat pe aceeai arhitecturca i PII i este construit pt a fi logic compatibil cu sistemele PII, astfel este foarte posibils se poat realiza un up grade de la un sistem bazat pe PII la unul bazat pe PIII, n funciede placa de baz (posibilitile de setare a FSB). Apare un soclu intermediar - Soket 370 ptCeleron. i pornind de la PIII au fost lansate pe pia procesoarele cu cost redus Celeron

procesoare care au frecvena de peste 433MHz, incluznd i noul set de 70 de instruciunSSE cu care a venit PIII.

AMD a lansat ca replic la PIII procesoarele Athlon i Duron. Athlon este conceputs lucreze la 200MHz si 266MHz FSB, are 128KB memorie cache Level 1 i cea Level 2cu dimensiune programabil. Produse n tehnologie 0,18mm, au n componen 22milioane de tranzistori.

Primul Athlon a fost lansat n arhitectur Slot A, fiind o concepie proprie AMD,incompatibil cu Slot 1 scos de Intel. Primul chipset care suport procesorul Athlon a fostAMD 750. Procesorul s-a impus pe pia atunci cnd VIA (productor de chip set-uri), alansat chip set-urile KX133 i KT133.

Ca replic pt Celeron, AMD a scos procesorul Duron ce are un cache Level 1 de128KB i Level 2 de 64KB. Acesta a aprut n arhitectur Soket A, fiind construit n

tehnologie 0,18mm i ca performane net superior unui procesor Celeron echivalent. Deiprocesoarele produse de AMD sunt mai puternice dect cele echivalente produse de Intelrealitatea a artat c sistemele bazate pe procesoare Intel sunt mult mai stabile. Astfel

procesoarele Athlon disip o mai mare cantitate de cldur, avnd un consum prea mare deputere.Athlon Thunderbird pt Soket A.Pentru procesorul Pentium IV a fost introdus soclul Soket 423 (423 de pini).MEMORIA

Memoria intern este unitatea funcional a calculatorului destinat pstrri

programelor i datelor necesare utilizatorului i sistemului de operare. n configuraia unuisistem de calcul se ntlnesc dou mari tipuri de memorii: ROM - read only memory RAM - random access memory

Lucrnd n tandem cu microprocesorul, memoria RAM are rolul de a stoca date i programe care pot fii accesate rapid i n mod direct de ctre procesor sau de altedispozitive ale sistemului. Informaiile transmise calculatorului prin intermediul unitilorde intrare este pstrat n memorie, de aici informaia poate fi preluat de alte uniti

18


19/69


funcionale, poate fi prelucrat, rememorat sau transmis ctre utilizator prin intermediulunitilor de ieire.

Memoria poate fi considerat ca o colecie de n celule de memorare aezate ntr-omatrice. Fizic memoria poate fi caracterizat prin dou stri stabile date de dou terminalela ieire sau dou stri de magnetizare.

Prin construcie accesul la informaia din memorie se realizeaz la nivelul unui grupde bii. Acest grup este denumit celul sau locaie de memorie, fiecrei locaii i esteasociat o adres care i definete n mod unic acea locaie i prin intermediul creia se

poate avea acces la informaia din acea locaie. Nr de bii care se pot stoca ntr-o locaiereprezint lungimea cuvntului.

Nr total de locaii de memorie reprezint capacitatea memoriei.Timpul de acces la informaia din memorie se definete ca intervalul de timp dintre

momentul furnizrii adresei de ctre procesor i momentul obinerii informaiei, i este deordinul zecilor de ns (10-9s).

Exist dou metode pt stocarea informaiei:- memorarea static n care celula de memorie este un circuit integrat ce poate

avea dou stri stabile, corespunztoare cifrelor binare 0 i 1. Valorile nscrise ncelula de memorie se menin pn la o nou operaie de introducere de date sau

pn la oprirea tensiunii de alimentare, citirea nefiind o operaie distructivMemoriile statice se caracterizeaz prin capacitate de memorare mic i timp deacces mic (SRAM)

- memorarea dinamic. Celulele de memorie dinamic sunt constituite dintr-unmic condensator realizat n tehnologie semiconductoare, acesta putnd fi ncrcatsau nu cu sarcin electric, dar se descarc n timp fiind imperios necesar o

operaie care s detecteze i s restabileasc valorile logice ale fiecrei celule dememorie. Aceast operaie se numete ciclu de remprosptare sau refresh iarmecanismul se numete memorare dinamic sau DRAM. Ele se pot mprii nclase astfel; din punct de vedere constructiv pot fi SIMM sau DIMM, i 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 ntlnit n sistemele actuale, eaformnd memoria principal a calculatorului. Sistemul utilizeaz acest tip de memorie pt astoca temporar programe, date i pt a procesa informaiile pe care le interschimb cu

procesorul, placa video i alte periferice. Denumirea acestei memorii RAM este dinamicdeoarece ea trebuie remprosptat (refresh) de sute de ori pe secund pt a reine datelestocate n celulele de memorie.

Aceast remprosptare este necesar deoarece celula de memorie este conceput caun mic condensator care stocheaz sarcini electrice. Defapt construcia unei celule dememorie este grupat n jurul condensatorului, dar mai cuprinde i alte elemente care

permit ncrcarea cu sarcin electric la scriere precum i citirea i remprosptareaacesteia. Pt a gsi o anumit informaie n memorie este suficient indicarea adresei, adico combinaie format din nr coloanei i nr rndului.

19


20/69


Domeniul care cuprinde toate adresele care au acelai nr de rnd se numete pagin.nainte ca datele s fie scrise sau citite, sistemul trimite modulului de memorie adreselerndurilor i ale coloanelor. Acestea se transmit prin aceiai pini, mai nti adresa de rndi apoi cea de coloan. Dup ce modulul a primit adresele, acesta citete toate celulele unuirnd i apoi le depoziteaz ntr-un preamplificator de citire. Din acesta sunt extrase datele

dorite cu ajutorul adresei de coloan. Dup terminarea accesului, ntregul coninut alpreamplificatorului este nscris napoi n celule.

Pt realizarea accesului la memorie se utilizeaz dou semnale: RAS (Row AddressStrobe - semnalul adresei de rnd), semnal ce valideaz adresa de rnd, i CAS (ColumnAddress Strobe - semnalul adresei de coloan), validnd adresa de coloan. n generalaccesul la memorie decurge n mod Burst. Un burst (rafal) este o combinaie de accesricare se refer la aceiai pagin. O rafal const 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 tipuride memorii DRAM:

FPM-RAM (Fast Page Mod - mod de accesare rapid a paginii)EDO-RAM (Extended Data Out - date cu timp prelungit de ieire)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 folosireaunui modul FPM-RAM poate fi asemnat cu cutarea ntr-un dicionar. Att timp ct

cuvntul cutat este n pagina deschis, gsirea lui este mult mai rapid. Pt FPM aceeaisuccesiune ale aceleiai pagini de memorie presupune doar selectarea unei adrese decoloane, ducnd la o scdere a timpului de acces al modulului. Timpul de acces pt unmodul FPM este ntre 70 i 60 ns.

Memoriile EDO-RAM lucreaz aproape n acelai fel ca modulul FPM, avndposibilitatea de a folosi paginile de memorie n acelai fel ca i modulul FPM. Avantajuprincipal al unui modul EDO este capacitatea de a menine datele validate la ieire chiardup ce semnalul CAS ce a validat adresele de coloan devine inactiv. Acest mod de lucru

permite procesorului s-i repartizeze timpul mai eficient. Se pot rezolva astfel mai multesarcini fr a mai atepta dup o memorie mai lemt. n timp ce memoria EDO gsete o

instruciune pt procesor, acesta poate s ndeplineasc alte sarcini, avnd sigurana cinstruciunea din memorie nu devine invalid. Tehniologia EDO este cu 10 - 15% mairapid dect cea FPM, avnd timpul de acces de 60 ns. Pt folosirea memoriei EDO ncadrul sistemelor 486 trebuiesc fcute unele modificri n BIOS, ele fiind recunoscuteautomat doar cepnd cu procesoarele Pentium.

Memoriile SDRAM au fost gndite ca o variant mai ieftin la memoria videoRAM. n esen modulul SDRAM este asemntor cu un modul DRAM, avndmbuntiri semnificative din punct de vedere al logicii de adresare. Un modul SDRAMlucreaz n mod sincron cu procesorul. El are organizarea unui DRAM clasic, fiind

20


21/69


comceput sub forma unor pagini, analog cu arhitectura FPM. Are un mod de operaresincron, adic, fa de memoria DRAM convenional modulul SDRAM are o intrare deceas, astfel nct semnalul de tact care controleaz pas cu pas activitatea procesoriului

poate de asemenea s controleze i activitatea memoriei. n acest fel se elibereazprocesorul de strile de inactivitate, tiind cu siguran c cererea formulat va primii un

rspuns. Acesta va veni la nceputul unui ciclu de tact, deoarece lucreaz sincron n raportcu un semnal de tact.

Caractreristica principal a unui SDRAM este frecvena de lucru (a plcii de baz) inu tipul de acces, ele fiind clasificate n: PC66 pt FSB de maxim 66 MHz, PC100 pt FSBmaxim de 100 MHz i PC133 pt FSB de maxim 133 MHz. i memoria SDRAM opereazn mod burst, adic se genereaz n mod automat un bloc de date, o serie de date de laadrese consecutive de fiecare dat cnd procesorul cere date de la o anumit adresPresupunerea pe care se bazeaz acest mod de rpuns este c urmtoarea cerere va vizaadresa urmtoare. Acest mod de lucru se aplic la SDRAM i pt citire dar i pt scriere.SDRAM accept un mod de operare burst programabil, nelegndu-se prin aceasta

posibilitatea de programare a lungimii rafalei ct i a vitezei cu care se vor succedaunitile constituente ale rafalei.

Alte tipuri de RAM.VRAM (Video RAM) este o memorie rapid folosit pt plcile video i este

adresabil simultan pt scriere ct i pt citire, prin dou porturi separate. n timp ceprocesorul grafic poate citi date coninute n VRAM, procesorul sistemului poate nscrienoi date n ea.

SGRAM (Sincron Graphic RAM) este un tip de memorie SDRAM adaptat

exigenelor grafice 3D. Permite citirea i scrierea datelor n flux constant i n blocuri mari.Dei datele sunt accesate printr-un singur port, arhitectura specific, asigurat pe doubancuri ce permit accesarea simultan a dou pagini diferite explic performana sa.

DDRRAM (Double Data Rate RAM - RAM cu flux dublu de date)

Remprosptarea memoriei DRAM (Refresh). Exist mai multe metode derealizare a remprosptrii memoriei:

RAS only refreshCAS before RAS refresh

Hidden refreshRAS only refresh este cea mai rspndit metod de refresh a celulelor de memorie. Ptaceast metod se utilizeaz un un ciclu de citire fictiv. n timpul acestui ciclu seactiveaz semnalul RAS i adresa de rnd fr a activa semnalul CAS. Astfel suntamplificate datele fr a fi trimise ieire.CAS before RAS refresh este metoda utilizat n chipurile DDRAM moderne, fiind ologic aparte de remprosptare. n aceast metod atunci cnd semnalul CAS este activatnainte de semnalul RAS, logica intern a chip-ului genereaz refresh-ul.

21


22/69


Hidden refresh este o metod elegant de realizare a acestei funcii. Ciclul de refresh esteascuns dup un acces normal pt citire. n timpul refresh-ului ascuns, semnalul CAS estemeninut n comntinuare activ i atta timp ct este activ pot fi derulate mai multeremprosptri.

Exist mai multe tipuri constructive de memorii DRAM: DIPP, SIPP, SIMM i DIMM

DIPP (Dual in Line Pin Package - pachet cu dou 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 fostdestinat ca o soluie simpl pt up-grade memoriei principale i consta n mai multe circuiteintegrate de memorie RAM grupate pe o plac care poate fi instalat sau dezinstalat nsoclurile speciale cu care este prevzut placa de baz.

La nceput SIMM au aprut n varianta constructiv de 30 (i 32) pini care lucra pe16 bii i apoi n varianta de 72 pini care permitea lucrul pe 32 bii.

DIMM (Dual in Line Memory Module - modul de memori pe dou rnduri) a fostmai nti folosit pe sistemele Macintosh, dar odat cu dezvoltarea magistralelor pe 64 biieste folosit i n PC-IBM. Un DIMM este echivalent cu o pereche de SIMM-uri darfolosete mai puin spaiu. Are o magistral de date de 64 bii i este caracterizat prin 168

pini. Acestea sunt module ce pot fi realizate cu chip-uri SDRAM sau EDORAMTensiunea de alimentare a unui modul DIMM poate fi de 5V sau de 3,3V. Pt plcile de

baz care accept module DIMM n ambele variante constructive apare un jumpe(clre ) pt setarea tensiunii de alimentare a memoriei. Pt calculatoarele portabile se

folosesc modulele SODIMM (Small Outline DIMM - DIMM n format mic) cu 72 sau 144pini.

Erori de memorie.

Nici un tip de memorie nu este perfect. Dei sar putea ca la 1 bit eronat din ctevamilioane s nu se ntmple nimic, cteodat poate fi de ajuns pt a crea confuzie n sistemsau mai ru pt a modifica rezultatele unor calcule. Erorile care pot aprea ntr-un calculatorsunt grupate n dou categori: soft i hard.

Eroarea soft pt un calculator este o modalitate nedorit i neateptat produs decele mai multe ori fr intervenia utilizatorului, cnd o locaie de memorie conine altcevadect ar trebui. Este posibil ca un bit dintr-un chip de memorie s-i modifice aleatorconinutul sau starea. De asemenea s-ar putea ca o variaie de tensiune sau un zgomot sfie interpretat ca o informaie valid. Oricum un bit de date va conine o alt valoare dectcea normal. Acest lucru poate duce la modificarea unei instruciuni sau a unei date. ncazul erorilor soft de memorie modificarea apare n date i nu n componentele hardware.nlocuirea sau refacerea datelor ori a codului eronat va conduce la reluarea funcionriinormale. n general nu este nevoie dect de o rencrcare la rece (repornire dup scoaterea

22


23/69


de sub tensiune) a sistemului i coninutul memoriei poate fi refcut. Uneori datele care sedeplaseaz prin sistem sunt afectate de zgomote. Cel mai probabil loc de apariie a erorilorsoft este la nivelul magistralelor. O perturbaie care apare pe o linie de date poate s ducla execuia unei instruciuni eronate sau la prelucrarea unei informaii greite. O perturbaie

pe o linie de adres poate duce la ncrcarea sau salvarea unei valori greite. Probabilitatea

de apariie a unei erori la nivelul unui sistem depinde de proiectarea calculatorului. Oproiectare care nu ine seama de anumite msuri de siguran poate face sistemul nu doarsensibil la erori ci chiar predispus la generarea perturbaiilor care vor da natere la noierori. Forarea sistemului s lucreze la frecvene prea mari reprezint o cauz frecvent a

problemelor de acest tip.Atunci cnd o parte a unui chip de memorie se defecteaz rezultatul este o eroare

hard. Diferena dintre o eroare soft i o eroare hard este c cea din urm nu dispare dup oreiniializare a sistemului. Exist i situaii cnd apar erori repetate aleatorii atunci cnd ocelul este ntre via i moarte, devenind instabil.

Detectarea i prevenirea erorilor. Aproape toate calculatoarele verific fiecare bit dememorie n vederea determinrii erorilor hard, de fiecare dat cnd se pornete calculatorul(POST). Unele calculatoare ofer posibilitatea ocolirii testelor de memorie. Acest lucruduce la o economie de timp n ce privete operaia de boot-are (ncrcarea sistemului deoperare).

BIOS

Codul BIOS are o serie de funcii separate i distincte, pe orice plac de baz apardar fiecare funcie este particularizat pt modelul respectiv de plac.

Sistremul BIOS conine rutine pt testarea calculatorului, blocuri de date caredetermin personalizarea unui calculator, rutinele respsective speciale care permitcomponentelor software s preia controlul asupra compomnentelor hardware. Conformunei definii clasice, BIOS este cadrul firnware care determin personalizarea unuicalculator personal. Funciile pe care le ofer sunt elementare n comparaie cu capacitile

componentelor hardware.Dup verificarea componentelor periferice, dup realizarea testului POST, se trece laprocesul propriuzis de ncrcare a sistemului de operare, procedeu denumit boot-are. Dupncrcarea sistemului de operare, BIOS-ul pune la dispoziia sistemului de operare o seriede rutine care pot fi operate de diferite programe pt operaiile frecvente. Dac sistemul deoperare dorete s preia aceste funcii, codul BIOS se d lo o parte i i d ntietatesistemului de operare. Tendina general este ca sistemul de operare s preia funciileBIOS, acest lucru realizndu-se prin intermediul driver-elor software.

23


24/69


ncrcarea sistemului de operare. Se poate vorbi de o ncrcare la rece (coldboot), care reprezint procesul de pornire al calculatorului i de ncrcare a sistemului deoperare la conecterea alimentrii. Dac calculatorul ruleaz deja, ncrcarea la rece se face

prin oprirea i pornirea calculatorului.ncrcarea la cald (warm boot) reprezint procesul de repornire a calculatorului i

de ncrcare a sistemului de operare n timp ce acesta lucreaz deja i sa trecut prinprocesul de ncrcare cel putin o dat nainte. La nivelul sistemului de operare nu existdiferene ntre ncrcarea la cald i cea la rece. Principalele diferene se refer la circuiteleinterne ale calculatoriului. O ncrcare la rece readuce toate circuitele la starea iniial iterge deasemenea ntregul coninut al memoriei. O ncrcare la cald nu afecteazalimentarea circuitelor, aa c acestea nu revin la starea iniial. Din acest motiv oncrcare la cald nu rezolv ntotdeauna problemele software.

Codul BIOS este stocat ntr-o memorie ROM (Read Only Memory).

Exist mai multe tipuri de memori ROM:

1. memoria masc este unul dintre cele mai vechi tipuri de memorie ROM , la careinformaiile sunt scrise n momentul fabricrii, masca fiind modelul folosit ptdesenarea circuitului pe chip n momentul fabricrii. Acest model nu se preteaz ptfolosirea n calculatoare.

2. memoria PROM (Programmable ROM) este o soluie ce permite programareadatelor n interiorul unui chip dup ce acesta a fost produs. Circuite de acest tip suntformate din elemente fuzibile. Chip-urile PROM sunt fabricate cu aceste elemente

fuzibile intacte, apoi chip-ul este adaptat pt ndeplinirea unor funcii diverse folosindun programator PROM capabil s ard elementele fuzibile unul cte unul, conformcerinelor rutinelor software ce trebuiesc codificate.

3. memoria EPROM (Erasable Programmable ROM). A fost dezvoltat un tip dememorie ROM cu posibilitatea de programare i tergere. O astfel de memorie poatefi uor identificat deoarece are o fereastr n partea de sus a circuitului integratfereastr ce este acoperit ntotdeauna de o etichet. Chip-ul este ters priniluminarea cu raze ultraviolete prin aceasrt feraeastr.

4. Un tip nrudit cu aceasta este memoria EEPROM (Electrical ErasableProgrammable ROM). n locul unei surse de lumin ultraviolet, chip are nevoie pt

tergere doar de o tensiune mai mare dect cea uzual (27V), nr de scrieri fiindlimitat5. cel mai nou tip de memorii ROM folosite pt stocarea codului BIOS este o variant

EEPROM numit FlashROM. n loc s fie nevoie de o tensiune special mai marept tergerea memoriei, chip-ul FlashROM poate fi ters i reprogramat folosind otensiune existent n interiorul calculatorului, de obicei 12 V. Posibilitile dereprogramare ale memoriei FlashROM le face uor de folosit, ns au dezavantajulc nr de cicluri tergere/programare este limitat. Primele generaiide Flashromconineau ntr-un singur blodc ntreaga memorie astfel nct pt reprogramare trebuia

24


25/69


rescris ntregul chip. Chip-urile mai noi conin mai multe blocuri care pot fi scrisesepatat. Apare boot block-ul protejat la tergere care definete cadrul necesar ptncrcarea sistemului dup disket. Memoriile FlashROM mai noi au fost mpriten i mai multe blocuri i multe pot fi modificate chiar la nivel de bit.

Configurarea i optimizarea sistemului BIOS.

Un rol important n optimizarea performanelor pe care le poate oferii o plac de baz estesetarea corect a datelor nscrise n memoria CMOS. Fiecare productor de coduri BIOS aimplementat un program propriu de setup, program structurat pe meniuri i opiuni caredincolo de aspect i organizare realizeaz aceleai funcii. Ca prezentare grafic deosebit,WinBIOS produs de AMI are o interfa grafic de tip Windows.

Meniul Standard CMOS setup ofer informaii referitoare la dat, or, uniti de harddisck (HDD) i floppy disck (FDD), informaii despre adaptorul video precum i la ce felde erori ntlnite n timpul execuiei testelor de pornire (POST) s se opreasc calculatorulEfectund modificarea pt opiunea Halton putem determina oprirea procesului de boot-are la ntlnirea unor erori de memorie, erori de disc, tastatur sau la orice altfel de erori.Meniul BIOS feature set up. Optiuni :Anti virus protection. Aceast opiune nu trebuie privit ca o protecie antivirus pt catunci cnd este setat enabled, sectorul de boot al HDD (sectorul n care sistemul deoperare scrie informaiile privitoare la operaia de boot) devine read only (doar citire)BIOS avertizeaz apoi ori de cte ori cineva scrie n acest sector, fie c sistemul de operaresau un virus ncearc s scrie n acest sector, BIOS va cere permisia de utilizatorului

printr-un mesaj la care se rspunde cu Y/N (da sau nu).CPU internal cache. Aceast optiune determin activarea sau nu a memoriei cache Level1. Similar exist opiunea pt activarea sau dezactivarea memoriei cache Level 2 (extern).Quick POST este o opiune ce se refer la realizarea sau nu a unor teste POST sumare.Boot sequents (sau First boot device) este o opiune prin care se alege ordinea n care vorfi accesate dispozitivele de memorie extern (HDD, FDD, CD-ROM, etc.) n vedereancrcrii sistemiului de operare.Swap Floppy drive. Cnd aceast opiune este setat enabled schimb ntre ele litereleutilizate pt denumirea FFD, pt utilizarea sub sistemul de operare MS-DOS.Boot up floppy seekeste utilizat tot pt MS-DOS, opiune care setat enabled n timpul

derulrii testului POST dispune ca BIOS s acceseze unitile FDD pt a determina dacsunt de 40 sau 80 de piste, neputnd determina exact capacitatea dischetei.Boot up NumLockeste o opiune care se poate seta on/off. Setat on, n zona keypad suntvalidate cifrele, iar off - sgeile.Boot up sistem speed se poate sete hight sau low, specificnd ncrcarea rapid saunceat a sistemului de operare n memoria principal.Tipematic rate setting. Setat enabled aceast opiune cere BIOS-ului s ia nconsideraie datele referitoare la programarea tastaturii nscrise la urmtoarele douopiuni.

25


26/69


Tipematic rate determin rata de repetare a caracterelor ntr-o secund, ea putnd fi ntre6 i 30 de caractere/s.Tipematic delay seteaz timpul dintre caracterele transmise de tastatur atunci cnd seine o tast apsat.Gate A20 este o opiune rmas, folosit la calculatoarele mai vechi, unde exista un

semnal pe controller-ul de tastatur, pt accesarea memoriei de peste 1MB, valabil ptsetarea normal. Atunci cnd a fost preluat de chip set-ul plci de baz s-a putut faceterecerea folosind opiunea fast.Security option se poate alege pt setup sau pt sistem, la fiecare ncrcare a sistemului deoperare sau doar la intrarea n setup fiind cerut o parol.PCI/VGA pallete snoop poate fi setat enabled sau disabled. La alegerea varianteenabled se schimb paleta de culori pt placa VGA dac se folosete feature conector aflat

pe placa video. Aceast opiune se seteaz enabled doar atunci cnd se folosete o placMPEG pt procesare grafic.PC/2 mouse suport - opiunea setat enabled cere BIOS-ului s detecteze existenamouse-ului PC/2 i i afecteaz ntreruperea IRQ 12. Dac BIOS nu detecteaz suportul ptmouse PC/2, elibereaz IRQ 12, aceasta putnd fi atribuit de alt component. Dacopiunea este setat disable, IRQ 12 devine liber.OS/2 select for DRAM>64MB (sau Run OS/2 >64MB) este o opiune specificsistemului de operare OS/2, acesta lucrnd n mod deosebit cu memoria RAM mai mare de64MB.Video BIOS shadow are setrile enable/disable. n varianta enabled se copiaz coninutumemoriei ROM ntr-o zon aferent din memoria RAM.Pt urmtoarele adrese de shadow se aleg n general setrile disable. ntr-un calculator se

pot instala diverse componente la care putem ntlnii o memorie i un sisrem BIOSpropriu. i pt acestea putem determina corespondentul n memoria RAM.

Meniul Chipset Features Setup (Advanced Chipset Setup). Chip set-ul este cel carecomand viteza magistralei sistemului i accesul la resursele de memorie (DRAM, cache)De asemenea, chipset-ul coordoneaz comunicarea ntre magistrala convenional ISA icea PCI, precum i comunicarea cu AGP. n funcie de tipul de chipset obiunile din acestmeniu pot diferii, n plus i valorile pe care le putem alege pot fi diferite de la o plac de

baz la alta. n general valorile acestor obiuni trebuiesc modificate doar dac este necesarn sprijinul utilizatorului apare obiunea Autoconfiguration cu valorile posibile enabled i

disabled. Atunci cnd este setat enabled se las utilizatorului posibilitatea de a modificanumai anumite obiuni din cele care urmeazm, iar disabled - toate obiunile pot fimodificate.DRAM Timing se seteaz n funcie de timpul de acces nscris pe modulul de memorie(60 ns,70ns), sau auto, determinnd automat acest timp.ISA Bus Clock(sau AT) indic viteza magistralei ISA prin mprirea cu un anumit nr afrecvenei de bus PCI. n mod normal frecvena de bus ISA este de 8,33 MHz dar poate fisetat pn la 11 - 12 MHz.

26


27/69


28/69


ntreruperi s monitorizeze. Pt a nlesni utilizatorului configurarea i pt a-i pune ladispoziie mecanismul de economisire a energiei a fost dezvoltat o interfa soft ptWindows. Acesta se numete APM (Advanst Power Managrer) i prin opiunile BIOS i se

poate ceda controlul total.

Meniul Peripheral Setup (Integred peripheral Setup)

PCI PnP BIOS Autoconfig. Valorile posibile sunt enabled i disabled. Cnd este alesenabled BIOS asigneaz automat ntreruperi pt slot-urile PCI. Aceasta este opiunearecomandat. Atunci cnd este disabled, utilizatorul trebuie s atribuie cte un nr dentrerupere pt fiecare dintre cele trei sau patru conectoare PCI. Dac exist n sistem plciISA capabile s lucreze cu o anumit IRQ, acea ntrerupere ttrebuie orientat spre ISA.Opiunea care opereaz aceast orientare este Legacy to ISA.

On Board IDE Controller 1 i On Board IDE Controller 2. Aceste opiuni valideazsau nu controller-ele IDE de pe placa de baz. Pt BIOS AMI apare o singur opiune ptcare se poate seta Both, Primary sau Secondary.

On Board FDD Controller. Aceast opiune valideaz sau nu controller-ul floppy de peplaca de baz.On Board Paralel Port. Pt aceast opiune putem alege disabled sau putem stabili direct

ce adres s foloseasc portul paralel, valoarea implicit fiind adreasa I/O 378h/IRQ7.On Board Serial Port 1 i On Board Serial Port 2 realizeaz setarea porturilor seriale de pe placa de baz. Pt fiecare port este distribuit automat sau manual combinaiadres/IRQ (3F8H/IRQ4 i 2F8h/IRQ3). Nu se pot seta pt ambele porturi aceiai adres.Pt porturile paralele se pot seta diverse moduri de lucru: SPP (Standard Paralel Port)

EPP (Enhanced Paralel Port)ECP (Extended Capabilities Port)

Plug & Play OS. Variantele sunt yes i no i dac este setat Y placa ISA Plug & Play suntconfigurate de ctre sistemul de operare.PS/2 Mouse Function. Aceast opiune modific sau nu funcia de control pt mouse pe

portul PS/2.IDE HDD Block Mode. Setat enabled valideaz funcia de transfer a blocurilor multiplesuportate de discurile dure moderne. HDD este testat de BIOS pt a stabilii dimensiunilemaxime a blocului pe care sistemul l poate transfera. Aceast dimensiune depinde de tipulde HDD.On Chip USB Controller activeaz sau nu comntroller-ul USB aflat pe placa de baz.USB Keyboard Support asigur sau nu suport pt o tastatur conectat pe portul USB.

28


29/69


Init Display First. Valorile fiind PCI sau AGP aceast optiune determin care plac videova fi iniializat prima. n unele cazuri chiar dac avem doar o singur plac video nsistem trebuie s precizm n ce slot este introdus.Ring/Wake on LAN Control permite sau nu activarea setrilor din Power Management lavenirea unui semnal pe reea.

RTC Alarm Controller (RTC - Real Time Clock). Atucnci cnd este enabled se poateseta o dat i o or la care calculatorul va porni (valabil pt ATX).Power On Function stabilete cum va fi efectuat pornirea calculatoriului. Existvariantele:

Button Only - pornire numai de la butonul carcaseiKeyboard (K Win95) - de la butonul tastaturii (pt ATX)Password - pornire numai la un anumita combinaie de taste(standard - CTRL+F1

+F2, F3)IDE Autodetection ruleaz o rutin BIOS care detecteaz automat tipurile de HDDutilizate i instalate n sistem. Cele mai multe BIOS nu sunt capabile s detecteze dac peun port IDE este instalat un HDD sau un CD-ROM. Ultimele versiuni recunosc i unitileCD-ROM.

Dac din diverse cauze integritatea datelor din memoria CMOS a fost afectat, laboot-area calculatorului se va obine un mesaj de eroare - CMOS CRC Checksum Error(CRC - Cyclic Redundancy Cod). n acest caz trebuie realizat o slavare a setrilor dinBIOS.Load BIOS Default restaureaz valorile implicit minimale stocate n ROM.Load Setup Default ncarc nitre valori optimale alese astfel nct s se asigure un modoptimal de funcionare pt placa de baz respectiv.

Actualizarea BIOS. Majoritatea plcilor de baz noi sunt dotate cu un BIOS pt carese poate face o actualizare (update). Pt a accesa BIOS-ul se utilizeaz un program realizatde productorul programului BIOS (award.flash.exe; ami.flash.exe), loader capabil s scrien memoria FlashROM datele existente n fiierul ce trebuie indicat (de forma 4513.bin;*.bin). n general noile versiuni de BIOS se pot lua (download) de pe Internet.

Opiunea Live BIOS prezent pe unele plci de baz permite realizarea automart aunui update de BIOS pe calculatoarele pe care exist acces la Internet.

Uniti de stocare masiv a datelor

floppy disk, hard disk, CD-ROM, DVD-data, benzi magnetice

Unitatea de discuri magnetice. Aproape toate modelele de discuri dure existente pepia sunt caracterizate de aceleai elemente. Componentele reprezentative ale unei unitsunt:

incinta nchis ermetic29


30/69


pachetul de discuricapetele de citire/scrieremotorul pt antrenarea pachetului de discurimotorul pt antrenarea capetelor de citire/scriere

partea logic

filtrul de aer pt particuleCapetele de citire/scriere i mecanismulde antrenare a lor formeaz actuatorul.Pachetul de discuri este alctuit din dou sau mai multe discuri montate la distan unulde cellalt pe acelai ax. Un disc const dintr-un suport din aluminiu pe care este depus unstrat de material care se poate magnetiza uor. Materialul magnetic este de obicei un oxidde fier sau un aliaj pe baz de cobalt. Fetele discurilor au lubrifiani speciali iar suprafeelesunt ntrite pt a rezista la atrerizarea i decolarea capetelor de citire/scriere.

Pachetul de discuri se rotete cu o vitez constant. Pn de curnd, viteza de 3600rot/min era viteza standard. Acum vitezele de rotaie pot fi de 4400 rot/min, 5400 rot/min,7200 rot/min i 10000 rot/min. Din punct de vedere logic fiecare fa a unui disc estemprit n piste.

Pistele sunt cercuri concentrice a cror numerotare ncepe de la 0, de la exterior. Nrpistelor variaz de la cteva zeci, la cele vechi, pn la cteva mii, azi. Pistele cu aceeaipoziie de pe toate discurile formeaz un cilindru. Fiecare pist la rndul ei este mpritn sectoare. Pt a caracteriza o unitate de discuri dure (hard disck), productorul indic

parametrii CHS (Cilinders, Heads, Sectors - nr de cilindri, de capete de citire/scriere i desectoare de pe o pist).

Capetele de citire/scriere. O unitate HDD are cte un cap c/s pe fiecare fa a unui disc

Toate capetele sunt montate solidar pe un dispozitiv comun care le pune n micare numitrack(crucior). Toate capetele se mic mpreun spre interior i exteriorul pachetului dediscuri, ele neputndu-se mica independent. Braul care sustine capetele se poate micaliniar (nainte i napoi pe raza discurilor) sau se poate roti cu un anumit unghi (tangenialcu pistele citite). n funcionare normal capetele unitii HDD nu ating suprafaadiscurilor. Ct timp unitatea este functiune o pern de aer ine capetele suspendate la omic distan de o fa a discului.

Principiile de scriere/citire a informaiilor. Unitile cu mod de nregisttrare magnetic ainformaiilor cum este discheta (floppy disck) i discul dur (hard disck) funcioneaz pe

baza electromagnetismului. Dublul efect al electromagnetismului face posibilnregistrarea informaiilor pe un disc i citirea lor ulterioar. Pe un disc nenregistratpolaritile cmpurilor magnetice ale particulelor sunt ntr-o stare de dezordine aleatoareCmpurile particulelor individuale sunt orientate haotic, fiecare dintre aceste mici cmpureste anulat de unul de polaritate opus, astfel nct suprafaa total a discului parenepolarizat.Capetele de citire /scriere port fi:

inductive cu bobininductive cu film subire

30


31/69


magnetorezistivecu efect GMR

Capete de citire/scriere inductive cu bobin. Atunci cnd partea logic a unitii dediscuri comand trecerea unui curent electric prin capul de citire/scriere se induce un cmpmagnetic. Dac polaritatea curentului electric se schimb atunci se schimb i polaritatea

cmpului magnetic indus. Pt a descrie un cmp magnetic ce are o ? ? este folosit termenulde flux magnretic. Tranziia de flux sau inversarea de flux reprezint schimbri alesensului orientrii ? magnetice. Capetele de scriere induc pe disc tranziii de flux pt anregistra informaii. Pt fiecare bit de informaie care este scris pe disc, n stratul magneticsunt induse tranziii de flux (celul bit). n timpul citirii capetele ?? de tranziie de fluxexistent.? Impulsul de tensiune ori de cte ori trece peste o tranziie de flux.Capete de citire/scriere inductive cu film subire au fost dezvoltate de IBM, ele fiindalctuite din dou piese polare magnetizabile realizate din permaloy, material magneticmoale, aliaj de nichel i fier.Capete de citire/scriere magnetorezistente. La unitile de discuri moderne capul descriere funcioneaz tot pe principiul induciei magnetice dar capul de citire foloseteefectul magnetorezistiv, care se bazeaz pe faptul c anumite materiale (metale) modific rezistena electric sub influena unui cmp magnetic. Modificarea rezisteneielectrice a elementului de citire este transfiormat n alternane de tensiune electric. Acesttip de cap are avantajul c poate citi corect datele chiar la turaii mari i de pe piste nguste

Metode de codificare a informaiei.Suportul magnetic este n esen un mediu de memorare analogic, informaia care se

nregistreaz pe el sunt de natur numeric. Atunci cnd forma de und a semnaliului

numeric trece de la nivel pozitiv la cel negativ sau invers, polaritatea zonelor magnetice seinverseaz. La citire n cap nu se induce tensiune att timp ct capul se afl deasupra unuigrup de zone magnetice avnd aceei polaritate. Pt a optimiza plasarea impulsurilor ptnregistratre magnetic, informaia digital este trecut printr-un dispozitiv codor/decodorcare poate funciona dup mai multe metode:

FM (Frecvents Modulation - metoda clasic)MFM (Modificated Frequents Modulation)RLL (Run Lenght Limitation 6 metod ce a mrit cu 50% capacitatea HDD)

Date utilizator i informaii de control.

Pistele care au aceeai poziie fa de axul pachetului de discuri luate la un locformeaz un cilindru. O pist este prea mare pt a fi gestionat ca o singur unitate dememorie. Multe dintre piste pot memora 50, 60 Koctei de memorie iar astzi s-a ajuns laciva Moctei, spaiu care ar fi fost ineficient utilizat pt fiiere mici. Din acest motiv

pistele sunt mpritre n mai multe pri numerotate n ordine, numite sectoare. Ele suntfelii dintr-o pist iar nr lor depinde de modelul unitii de discuri. Un sector creat de

procedura standard de formatare are o capacitate de 512 octei. Sectoarele unei piste suntnumerotate de la 1 spre deosebire de capete i cilindri care sunt numerotai ncepnd de la

31


32/69


0. La formatarea unui disc, pe fiecare sector sunt create zone suplimentare necesarecontroller-ului pt numerotarea i identificarea ulterioar a nceputului i sfritului fiecruisector. n plus, toate unitile de discuri folosesc o parte a spatiului ca spaiu rezervart ptgestionarea informaiei aflate pe disc. Toate aceste zone care conin adresele sectoarelorcreaz diferena dintre capacitatea unui disc neformatat i cea a unui disc formatat. n mod

normal un sector are 517 octei. n acestea sunt cuprinse un prefix (preambul), zona deinformaie de 512 octei i un sufix (postambul). Prefixul identific nceputul sectorului inr acestuia iar sufixul marcheaz sfritul sectorului i conine o sum de control care ajutla verificarea identitii datelor nscrise n sector. nafara ?? din interiorul sectorului aparintervale ntre sectoarele de pe fiecare pist precum i ntre piste. Intervalele dintresectoare ofer un interval de timp pt stabilizarea capetelor dup ce a fost selectat un capnou.

Formatarea unitii de discuri este de dou tipiuri:- formatare fizic (Low Level Format - la nivel inferior). Ea este realizart de ctre

fabricant, rareori trebuind efectuat de utilizator n cazul apariiei unor erori de suport- formatare logic (nivel superior)

Separarea formatrii fizice de cea logic face posibil utilizarea mai multor sistemede operare pe acelai HDD. Formatarea fizic este aceeai indiferent de sistemul deoperare utilizat, iar cea logic este specific unui sistem de operare. Intre cele dou operaiiun HDD trebuie s fie supus operaiei numit partiionare.

Partiionarea unitii de discuri dure (HDD). Prin partiionare se nelege divizarea

global a acestuia n mai multe domeni logice. Fiecare disc dur trebuie partiionat naintede a fi formatat i utilizat pt un sistem de operare. Pt MS-DOS i Windows95, incluznd iinterfeele grafice Windows3.1, se utilizeaz un sistem de fiiere numit FAT16. Acestsistem este lent pt fiiere mari i incomod datorit limitrii la 2GB pe unitatea de discuri.Dac discul dur este mai mare el trebuie obligatoriu divizat n partiii, fiecare avnd odimensiune mai mic de 2 GB. Sistemul FAT16 poate gestiona maxim 216 cluster-e, adic65536 cluster-e (cluster - corespondentul logic al sectorului).

Cluster-ul trebuie vzut ca unitatea logic de baz n gestionarea fiierelor. Un fiieracoper ntotdeauna un nr ntreg de cluster-e (indiferent dac ultimul cluster a fost ocupatn ntregime sau nu, acesta intr n componena fiierului respectiv). Datorit limitrii

impuse pt nr de cluster-e de ctre sistemul FAT16, dimensiunile cluster-elor cresc o datcu mrimea partiiei, ajungnd la 32KB atunci cnd partiia are 2 GB. n general se pierden medie o jumtate de cluster la fiecare fiier.

Partiionarea se face cu programul Fdisk.exe. Cu acest program se pot crea partiiiprimare, partiii extinse i n cadrul partiiilor extinse se pot crea uniti logice.

Partiia primar este cea care ncarc sistemul de operare. Pt a putea boot-ade pe o anumit partiie ea trebuie marcat ca fiind activ. Partiia primar apare ncadrul programului fdisk cu numele de primary DOS particion. Dac n sistemul de

32


33/69


calcul avem un singur HDD, partiia principal a acestuia va fi notat C:. dacavem i al doilea HDD partiia primar a acestuia va avea asociat litera D:.

Partiia extins. Dac pe un HDD se dorete s se creeze mai mult de opartiie, spaiul rmas este afectat unei partiii extinse (extended DOS partition)Aceasta trebuie mprit la rndul ei n una sau mai multe uniti logice. Patrtiia

extins nu are asociat nici o liter, ele find asociate doar partiiilor logice n limitaalfabetului englez (a i b sunt rezervate pt FDD). Dup crearea partiiilor trebuieefectuat o restartare iar apoi fiecare partiie trebuie formatat n parte.

sistem cu un HDD C: - partiie primar D:, E:,, Z: - uniti logice n partiia extinssistem cu 2 HDD C: - partiie primar pe primul disc D: - partiie

primar pe al doilea discE:, F:,, (n): - uniti logice n partiia extins a primului disc(n+1):,, Z: - uniti logice n partiia extins a celui de-al doilea disc

Windows95 are extensia VFAT care permite nume de fiiere mai lungi dect 8.3 caractere(valabil n MS-DOS, Windows95 accept 256 de caractere).

ncepnd cu Windows95 OSR 2 (OS Release 2 - a doua versiune lansat) sefolosete sistemul de fiiere FAT 32. Acesta reuete i elimin problemele cauzate deFAT 16. n primul rnd accept partiii mai mari de 2 GB. Risipa de spaiu este mult maimic deoarece nr de cluster-e mult mai mare face ca dimensiunea unui cluster s fie redusn principiu la 4 KB. Windows NT folosete pe lng FAT 16 sistemul NTFS (Netwarksau New Technology File System). Acesta ofer o securitate ridicat mpotriva cderilor,

utilizeaz spaiul fr restricii, drepturi de utilizare ce pot fi setate dup necesiti. TotuiNTFS apare ca un sistem lent deoarece se verific de fiecare dat dac este permis accesulla un fiier. ncepnd cu NT 5.0 i Windows 2000, NTFS tie s lucreze i cu FAT 32.(OS/2 WARD HPFS - High Performance File System).

Dac un HDD este gol (nu conine date) partiionarea sa se poate face fr problemecu programul Fdisk, ns dac are date, prin utilizarea programul Fdisk aceste date se pierddefinitiv. Se pot utiliza ns diverse utilitare (Partition Magic - 6.0).

Formatarea unui disc se poate face cu comanda format urmat de litera discului, apartiiei sau a unitii logice ce trebuie formatat, i de precizrile: /u - complet, /q rapid (tergere), /s - copierea fiierelor sistem (minim Io.sys, MSDOS.sys i

Command.com).

Paii necesari pt instalarea unei uniti de discuridure sunt:1. setarea jump-erilor pt a stabili dac unitatea va fi recunoscut ca master sau slave2. instalarea fizic a unitii pe unul dintre porturile IDE - primary sau secundary

(dac exist)3. recunoaterea n BIOS prin setrile operate n meniul IDE HDD Autoconfig?

i salvarea acestora la ieirea din BIOS33


34/69


35/69


formata partiiile astfel create deoarece comanda executabil reprezentat de fiieruformat.exe nu este prezent pe discul Windows. Odat cu lansarea programului Setup

pornete utilitarul Scandisk care verific toate discurile fixe din sistem. Dac discurile nuconin erori, programul continu cu cu un Wizard care ne ndrum pas cu pas. Esterecomandat s alegem ca director de instalare pt sistemul de operare Windows directorul

C:\windows (dac exist deja va fi creat un nou director denumit C:/WINDOWS.000, cazn care apar complicaii).

Interfaa IDE (Integrated sau Inteligent Drive Electronic).

Tendina general este de aplicare a acesteia tuturor sistemelor de care conin uncontroller n unitate. Includerea controller-ului n unitatea HDD a fcut posibil ca acesta sfie un controller inteligent i s poat rezolva automat anumite situaii. De exemplucontroller-ul rezerv anumite piste ale discului dur n scopul de a fi utilizate atunci cndeste nevoie pt operaiunea Bad Sector Remapping (realocarea sectoarelor neutilizabile

proaste). Dac n procesul de citire al unui sector, cteva ncercri sunt nereuite, dar pnla urm se reuete citirea acestuia, datele citite din acest sector sunt scrise ntr-un sectorde rezerv. Sectorul n cauz este notat ca bad. Dup acest pas controller-ul actualizeaz otabel intern astfel nct viitorul acces nu mai este fcut la sectorul defect ci estedirecionat automat ctre sectorul de rezerv. Specificaia CAM ATA (Common AccesMetod at Attacement) se refer la posibilitatea instalrii a dou uniti de hard diskfolosind aceeai panglic cu 40 fire. Standardul IDE a dominat mult timp zona controller-elelor, fiind nlocuit n timp de standardul EIDE (Enhanced IDE), standard care ofer o

posibilitate sporit i care introduce modul LBA (logical bloc addres) mod de folosire aHDD cu capaciti mari. Mai nou a fost dezvoltat specificaia UDMA (ultra directmemori acces) ce

curs depanare calculatoare

Documents