CUPRINSIntroducere..................................................................................................................................................2

Arhitectura von Neumann...........................................................................................................................2

Componenta Hardware...............................................................................................................................3

Procesorul............................................................................................................................................4

Functionarea CPU.............................................................................................................................4

Functiile CPU......................................................................................................................................4

Impulsurile de ceas............................................................................................................................5

Placa de baza.......................................................................................................................................5

Memoria interna.................................................................................................................................6

Memoria externa.................................................................................................................................7

Dispozitivele periferice......................................................................................................................10

Magistralele.......................................................................................................................................12

Componenta Software...............................................................................................................................13

Functiile sistemului de operare.........................................................................................................14

Componentele sistemului de operare...............................................................................................14

Tipuri de sisteme de operare.............................................................................................................15

Principalele tipuri de sisteme de operare existente pe PC-uri...........................................................15

1

IntroducereIn prezent suntem inconjurati de tehnologie oriunde am merge, calculatoarele si

telefoanele mobile din ce in ce mai performante ne sunt alaturi in activitatile de zi cu zi. Acum putem naviga pe internet sau ne putem citi mail-urile si in varful muntelui daca avem un telefon cu acces la Internet, dar oare cati dintre noi si-au pus intrebarea cum au aparut calculatoarele si care au fost procesele prin care au trecut pana s-a ajuns la nivelul la care sunt acum?

Istoricul calculatoruluiDin cele mai vechi timpuri, oamenii au numarat, socotit si masurat lucrurile, le-au trecut

pe raboj si au comunicat altor oameni despre aceste lucruri. "Lucrurile" acestea puteau fi numarul de oi dintr-o turma, greutatea unui copil, marimea unui camp, timpul scurs de la ultima seceta sau intensitatea unui cutremur.

Din timpurile cele mai vechi, oamenii au folosit unelte si tehnici care sa-i ajute sa numere cu mai multa acuratete, sa masoare mai precis, sa tina un raboj sau sa faca insemnari care sa se poata pastra mai mult timp, sa transmita cu mai multa precizie; ei au folosit in acest scop, de exemplu, rigle, sextante, cantare si balante, ceasuri etc.

Calculatorul nu e decat cel mai nou din acest sir lung de masini de calculat si de inregistrat. Doar atat-nimic mai mult. Tot ceea ce fac calculatoarele este de a calcula si inmagazina rezultatele calculelor.

Totusi, acest principiu e mascat de un lucru practic groaznic: ceea ce fac ele poate ca e simplu, dar fac lucrul respectiv in cantitati impresionante- si incredibil de bine. Azi, viteza calculatoarelor se masoara in milioane de operatii pe secunda. Operatiile pot sa fie simple, dar ele pot fi combinate in foarte multe feluri pentru a rezulta un sir enorm de functii utile. Acestea s-au intamplat aproape in intregime in ultimii 30-40 de ani; aceasta e istoria completa a calculatoarelor comerciale.

In anii'60, un calculator comercial ocupa o incapere mare dotata cu aer conditionat; era nevoie de o echipa de specialisti ca sa lucreze cu el. Consuma o cantitate enorma de energie si se strica des.

Calculatoarele de azi sunt, in mod definitoriu, mult mai mici si mai rapide; ceea ce ocupa pe vremuri o camera intreaga, acum incape intr-o cutie mica. Calculatoarele pot inmagazina mai multa informatie; ele consuma mai putina energie si au devenit mult mai usor de manevrat.

Primele calculatoare personale (PC-uri) au fost lansate in 1979, avand o viteza cronometrata de vreo 5 MHz. O modalitate de a concepe un calculator este sa-l vedem ca o "cutie neagra" care accepta la un capat un material ("input"), il prelucreaza (Processing) intr-un anume fel, apoi produce rezultate ("output") la celalalt capat ("Input" => Prelucrare =>"Output")

Arhitectura von NeumannDesi design-ul si performantele calculatoarelor s-au îmbunatatit dramatic în comparatie

cu anii 1940, principiile arhitecturii von Neumann sunt în continuare la baza aproape tuturor masinilor de calcul contemporane. Ea este denumita asa dupa renumitul matematician austro-ungar John von Neumann.

O data cu revigorarea matematicii si a stiintelor în timpul Renasterii europene au aparut o succesiune de dispozitive mecanice de calculat, bazate pe principiul ceasornicului, de exemplu masina inventata de Blaise Pascal. Tehnica de stocare si citire a datelor pe cartele perforate a

2

aparut în secolul al XIX-lea. În acelasi secol, Charles Babbage este cel dintâi care proiecteaza o masina de calcul complet programabila (1837), însa din pacate proiectul sau nu va prinde roade, în parte din cauza limitarilor tehnologice ale vremii.

În prima jumatate a secolului al XX-lea, nevoile de calcul ale comunitatii stiintifice erau satisfacute de calculatoare analoage, foarte specializate si din ce în ce mai sofisticate. Perfectionarea electronicii digitale (datorata lui Claude Shannon în anii 1930) a condus la abandonarea calculatoarelor analogice în favoarea celor digitale (numerice), care modeleaza problemele în numere (biti) în loc de semnale electrice sau mecanice. Este greu de precizat care a fost primul calculator digital; realizari notabile au fost: calculatorul Atanasoff-Berry, masinile Z ale germanlui Konrad Zuse - de exemplu calculatorul electromecanic Z3, care, desi foarte nepractic, a fost probabil cel dintai calculator universal, apoi calculatorul ENIAC cu o arhitectura relativ inflexibila care cerea modificari ale cablajelor la fiecare reprogramare, precum si calculatorul secret britanic Colossus, construit pe baza de lampi si programabil electronic.

Echipa de proiectare a ENIAC-ului, recunoscând neajunsurile acestuia, a elaborat o alta arhitectura, mult mai flexibila, care a ajuns cunoscuta sub numele de arhitectura von Neumann sau "arhitectura cu program memorat". Aceasta sta la baza aproape tuturor masinilor de calcul actuale. Primul sistem construit pe arhitectura von Neumann a fost EDSAC.

În anii 1960 lampile (tuburile electronice) au fost înlocuite de tranzistori, mult mai eficienti, mai mici, mai ieftini si mai fiabili, ceea ce a dus la miniaturizarea si ieftinirea calculatoarelor. Din anii 1970, adoptarea circuitelor integrate a coborât si mai mult pretul si dimensiunea calculatoarelor, permitând printre altele si aparitia calculatoarelor personale de acum.

Componenta HardwareComponenta hardware este formata din echipamentele fizice în care circuitele

electronice asigura prelucrarea automata a informatiei si din echipamentele care asigura comunicarea între om si calculator.

Componenta hardware asigură următoarele funcţii:1. Funcţia de memorare. Prin această funcţie, componenta hardware trebuie să

asigure memorarea datelor şi a programelor, deoarece calculatorul trebuie să lucreze continuu, fără intervenţia permanentă a omului. Funcţia este asigurată de: memoria internă şi memoria externă. În memoria internă se păstrează programele şi datele care se exploatează la un moment dat. În memoria externă se păstrează toate programele şi datele de care poate să aibă nevoie la un moment dat sistemul de calcul, sub formă de fişiere.

2. Funcţia de prelucrare. Prin această funcţie, componenta hardware trebuie să asigure efectuarea operaţiilor aritmetice şi logice elementare. Funcţia este asigurată de unitatea aritmetică - logică.

3. Funcţia de comandă şi control. Prin această funcţie, componenta hardware trebuie să asigure: extragerea instrucţiunilor din memoria internă şi analiza lor, comanda pentru executarea fiecărei operaţii, extragerea datelor de intrare din memoria internă şi aranjarea datelor de ieşire în memoria internă. Funcţia este asigurată de unitatea de comandă şi control.

4. Funcţia de intrare-ieşire. Prin această funcţie, componenta hardware trebuie să asigure introducerea datelor şi a programelor în memoria internă şi furnizarea rezultatelor. Funcţia este asigurată de dispozitivele periferice de intrare-ieşire şi interfeţele de intrare-ieşire.

3

Aşadar, calculatorul este un sistem format din mai multe blocuri funcţionale.Arhitectura unui calculator defineşte modul în care subansamblele sunt conectate fizic,

fără să se ţină cont de amplasarea lor. Subansamblele sunt definite după funcţionalitate. Astfel, arhitectura unui calculator este dată de:

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

Procesorul

Unitatea centrala de prelucrare (CPU) (numit si procesor sau "creierul calculatorului") este, în ingineria calculatoarelor, un set de circuite microscopice care reprezinta procesorul cu informatiile principale dintr-un calculator. CPU este în general un singur microprocesor creat de obicei dintr-un disc subtire de material semiconductor, de obicei siliciu, cu milioane de circuite electrice pe suprafata sa. Pe un nivel mai înalt, CPU este de fapt un numar de unitati de prelucrare interconectate care sunt fiecare responsabile pentru un aspect al functiei unitatii centrale de prelucrare. Unitatile centrale de prelucrare standard contin unitati de prelucrare care interpreteaza si implementeaza instructiunile software-ului, realizeaza calcule si comparatii, fac decizii logice (determinând daca o propozitie este adevarata sau falsa dupa regulile Algebrei Booleene), înmagazineaza temporar informatii pentru utilizarea ulterioara de catre alta unitate de prelucrare a CPU, tin evidenta pasului curent în executia programului si permit CPU sa comunice cu restul calculatorului.

Functionarea CPUFunctiile CPUCPU este asemenea unui calculator, însa mult mai puternica. Principala functie a CPU

este sa realizeze operatii aritmetice si logice pe baza datelor preluate din memorie sau pe baza unor informatii primite prin intermediul unor dispozitive precum tastatura, scanner, sau joystick. CPU este controlata de o lista de instructiuni de software, numite program de calculator. Instructiunile de software care patrund în CPU îsi au originea în unele forme de stocare de memorie precum hard disk, floppy disk, CD-ROM, sau benzi magnetice. Aceste instructiuni trec dupa aceea în memoria RAM (Random Access Memory), unde fiecarei instructiuni îi este data o adresa, sau locatie de memorie. CPU poate accesa date specifice în RAM prin specificarea adresei datei dorite.

În timp ce programul este executat, datele sunt transmise din RAM prin intermediul unei unitati de interfatare prin fire numite bus, care conecteaza CPU la RAM. Datele sunt dupa aceea decodate de o unitate de prelucrare numita decodor de instructiuni care interpreteaza si implementeaza instructiunile de software. De la decodorul de instructiuni datele sunt transmise Unitatii Aritmetice Logice (UAL), care realizeaza calculele si comparatiile. Informatia poate fi stocata în UAL în locatii de memorie temporare numite registri de unde poate fi repede folosita si recuperata. UAL realizeaza operatii specifice cum ar fi adunarea, înmultirea si testele conditionale asupra datelor din registri, trimitând rezultatele înapoi RAM-ului sau stocându-le într-un alt registru pentru uz ulterior. În timpul acestui proces, o unitate numita contor de program tine evidenta cu fiecare instructiune succesiva pentru a mentine siguranta ca instructiunile programului sunt urmarite de CPU în ordinea corecta.

4

Impulsurile de ceasCPU este condusa de unul sau mai multe circuite repetitive de ceas care trimit un flux

constant de impulsuri de-a lungul setului de circuite ale CPU. CPU utilizeaza aceste impulsuri de ceas pentru a-si sincroniza operatiile. Cele mai mici incrementari ale muncii CPU sunt realizate între impulsuri de ceas secventiale. Sarcinile mult mai complexe dureaza câteva perioade de ceas pentru fi terminate. Impulsurile de ceas sunt masurate în hertzi, sau numarul de impulsuri pe secunda. Spre exemplu, un procesor de 100 MHz are 100 de milioane de impulsuri de ceas care-l strabat pe secunda. Impulsurile de ceas sunt masura vitezei procesorului.

În ultimii ani, ca urmare a limitarilor fizice ale frecventei de lucru, cresterea performantelor microprocesoarelor s-a realizat în special prin înglobarea în aceeasi capsula a mai multor unitati de procesare (denumite si nuclee). Cel mai mare producator de procesoare, firma Intel Co., produce în serie procesoare având 2, 4 sau 6 nuclee, familiile de procesoare fiind denumite Intel Core 2 Duo, Intel Core 2 Quad sau, mai recent, Intel Core I5 sau Intel Core I7. Din cauza modului în care aplicatiile uzuale exploateaza microprocesorul, un procesor cu 6 nuclee ofera, în conditii normale de exploatare, performante cu doar 40% superioare celui având doua nuclee.

Placa de baza

Microprocesorul unui calculator, memoria si celelalte componente sunt montate pe o placa de circuit imprimat denumita placa de baza.

Pentru a putea întelege specificatiile producatorilor legate de placa de baza este necesara cunoasterea câtorva termeni.

Chipset: Componenta dispusa pe placa de baza care controleaza comunicatiile dintre microprocesor si celelalte componente instalate pe placa: memorie, adaptor grafic, alte adaptoare sau diferitele extensii. Chipset-ul consta din doua procesoare denumite Northbridge si Southbridge care realizeaza efectiv transferul de informatii de la si spre componentele placii de baza mentionate. Datorita rolului central al chipset-ului în functionarea calculatorului, orice problema manifestata prin încetinirea vitezei calculatorului trebuie rezolvata începând cu analiza starii acestei componente.

Socket: soclu în care se monteaza microprocesorul. Placile obisnuite pot avea unul sau doua socluri. Procesoarele Intel actuale necesita un soclu tip LGA 775 (Land Grid Array) , LGA 1156 sau LGA 1366 având 775, 1156 respectiv 1366 contacte.

Form factor - formatul placii. Marimile sunt standardizate, cele mai des folosite în calculatoare de birou (desktop) fiind ATX sau mATX (Micro-ATX).

5

În figura de mai jos se prezina arhitectura unei placi de baza. Se observa ca partea centrala este chipset-ul la care sunt conectate prin magistrale principalele componente: soclul pentru microprocesor, soclurile pentru memoria RAM, soclul pentru adaptorul grafic (de tip AGP - Advanced Graphics Port sau PCI Express -Peripheral Component Interconnect Express), setul de amplasamente pentru placi de extensie (PCI) si memoria ROM (în care este memorat BIOS-ul).

La alegerea unei placi de baza este important sa se stie destinatia calculatorului deoarece arhitectura acesteia conditioneaza performantele acestuia. Pentru cazul considerat, respectiv calculator pentru birotica si Internet este de exemplu interesant sa se cumpere o placa având adaptor video integrat. O astfel de placa ofera o solutie mai ieftina fata de solutia cumpararii unei placi grafice separate. Daca se cumpara totusi o placa grafica separata trebuie sa se stie de ce tip de amplasament dispune placa deoarece acesta poate fi de tip AGP (Accelerated Graphic Port) sau PCI Express (mai precis, în variantele actuale, PCI Express x16).

Unele dintre procesoarele actuale, din familiile Intel Core I5 sau Intel Core I7 contin procesoare care integreaza si un procesor grafic performant. Aceasta modificare a arhitecturii se realizeaza exploatarea spatiului disponibil creat prin reducerea dimensiunii tranzistorilor de la 45 nm la 32 nm.

Memoria interna

Industria memoriilor este una dintre cele mai dinamice aplicatii ale electronicii din zilele noastre. In ultimi ani chip-urile de memorie au avansat intr-un ritm alert, ceea ce a dus la o scadere dramatica a pretului / MB. Factorul principal care a dus la cresterea productiei fiind cererea de memorie, care a crescut datorita programelor ce utilizeaza tot mai multa memorie dar si datorita avantajului (din punct de vedere al performantelor) pe care memoria RAM îl ofera în comparatie cu alte tehnologii de stocare a informatiei. In acelasi timp performantele noilor module au fost îmbunatatite, au scazut timpii de acces iar viteza bus-ului a crescut. Toate aceste caracteristici au fost implementate din cauza mai multor factorii de ordin tehnic, unul dintre acestia ar fi evolutia procesoarelor, care prin cresterea frecventei introduc necesitatea cresterii performantelor pentru memorii. In lungul timpului memoriile au fost construite prin prisma mai

6

multor tehnologii, dintre acestea doar o parte au reusit sa se impuna pe piata. Principalul motiv fiind, dupa cum multi dintre noi cunosc, raportul pret / performanta.

ClasificareMemoriile utilizate in PC se clasifica in doua categorii: ROM (Read Only Memory) acest tip memorie nu poate fi rescrisa ori stearsa. Este

o memorie din care se poate citi, dar în care nu se poate scrie. Avantajul principal pe care aceasta memorie îl aduce este insensibilitatea fata de curentul electric. Este o memorie remanenta (adica la scoaterea de sub tensiune a calculatorului informatiile scrise în aceasta memorie se pastreaza). Memoria ROM este in general utilizata pentru a stoca BIOS-ul (Basic Input Output System) unui PC. BIOS-ul este un program de marime mica (< 2MB) fara de care computerul nu poate functiona, acesta reprezinta interfata intre componentele din sistem si sistemul de operare instalat (SO).

RAM (Random Access Memory), este memoria care poate fi citita ori scrisa in mod aleator, in acest mod se poate accesa o singura celula a memoriei fara ca acest lucru sa implice utilizarea altor celule. In practica este memoria de lucru a PC-ului, aceasta este utila pentru prelucrarea temporara a datelor, dupa care este necesar ca acestea sa fie stocate (salvate) pe un suport ce nu depinde direct de alimentarea cu energie pentru a mentine informatia. Este o memorie neremanenta (adica la scoaterea de sub tensiune a calculatorului informatiile scrise în aceasta memorie se pierd). Memoria RAM se clasifica în SRAM (Static) si DRAM (Dynamic).

Memoria externa

În memoria externa se pastreaza toate programele si datele de care poate sa aiba nevoie la un moment dat sistemul de calcul. Microcalculatoarele compatibile IBM PC folosesc ca memorii externe discurile. Discurile pot fi de mai multe tipuri:

discuri fixe sau hard - discuri (hard disk - HD) discuri flexibile (floppy disk - FD) discuri compact (CD)Aproape orice calculator personal si server din ziua de azi contine unul sau mai multe

dispozitive hard-disk. Fiecare supercalculator este conectat la chiar sute de hard-diskuri. Mai nou se gasesc chiar si Video Recordere sau camere video care folosesc hard-diskul ca mediu de stocare în locul benzii magnetice. Miliardele de hard-diskuri fac un singur lucru, însa foarte bine. Ele depoziteaza informatia digitala într-o forma relativ permanenta, astfel calculatorul are capabilitatea de a detine în memorie informatia chiar si nealimentat la o sursa de curent.

Principiile hard-disk-uluiHard-disk-urile au fost inventate în anii 1950. La început aveau ca marime pâna la 20

inch în diametru si puteau înmagazina doar câtiva megabytes. Initial au fost numite "fixed disks" sau "Winchesters" (un nume de cod folosit pentru un produs popular IBM). Mai târziu au fost numite hard-disk-uri pentru a le deosebi de "floppy disk-uri". Hard-disk-ul are o placa tare (platan) care sustine mediul magnetic, în opozitie cu un film flexibil din material plastic, folosit la benzile magnetice sau la floppy-disk-uri.

La cel mai simplu mod posibil, hard-disk-ul nu este mult diferit de o banda magnetica. Atât hard-disk-ul cât si benzile magnetice folosesc aceleasi principii de înregistrare. Ele de asemenea au în comun beneficiul major al depozitarii magnetice - mediul magnetic poate fi cu

7

usurinta sters si apoi rescris, în plus structura fluxului magnetic pastrându-se intacta pentru mai multi ani.

Exista trei criterii ce caracterizeaza performanta unui hard-disk: Rata de transfer - numarul de biti pe secunda pe care un hard-disk îi poate

transmite Unitatii centrale de prelucrare (UCP). Ratele obisnuite de transfer sunt între 5 si 40 de megabytes/sec.

Timpul de acces - timpul considerat de la cererea unui fisier de catre CPU pâna la primirea primului bit din acel fisier. Un timp de acces obisnuit este intre 10 si 20 de milisecunde.

Capacitatea - numarul de biti pe care îi poate stoca un hard-disk. În momentul actual exista hard-disk-uri ce stocheaza pâna la 1 - 1.5 TB!

Disketa (floppy disk-ul)

Disketa este principalul mediu pentru schimburile de informatii si cel mai popular sistem pentru salvarile de siguranta. Cu exceptia câtorva tipuri de calculatoare portabile, toate PC - urile sunt livrate cu cel putin o unitate de discheta ca echipament standard. Desi unitatile de discheta sunt disponibile în diferite dimensiuni si capacitati (discurile masoara de la 2,5 la 8 inci în diametru si pot stoca de la 160 Kb pana la 120 de Mb), toate functioneaza dupa aceleasi principii.

Tipuri de unitati de discheta: 8 inci (au capacitate de 1 Mb - în prezent sunt disparute) 5,25 inci (capacitate de 1,3 Mb) 3,5 inci (capacitate de 1,44 Mb sau 2,8 Mb - sunt cele mai folosite in ziua de

astazi)

8

LS-120 (capacitate de 120 Mb - pot citi si diskette de 3,5 inci) Zip (capacitate de 100 sau 200 de Mb - folosit pe scara larga pentru transferarea

fisierelor mari) HiFD (capacitate 200 Mb un sistem de dischete brevetat, care încearca sa

standardizeze capacitatea de 200 Mb pe dischetele de 3,5 inci)FormatulPentru dischetele de 3,5 inci sunt folosite patru formate, dintre care trei sunt acceptate

de PC-uri. Unitatea de discheta si sistemul de operare se ajusteaza automat la formatul dischetelor care se doresc citite, cu conditia ca unitatea de discheta sa poata citi formatul respective.

Capacitatea unei dischete este stabilita în timpul formatarii. Folosind optiunile comenzii DOS FORMAT sau optiunea FORMAT din meniul WINDOWS asociat unitatii de discheta, se poate selecta capacitatea dischetelor noi.

Pentru formatarea unei dischete sub Windows, se executa clic cu butonul din dreapta pe pictograma unitatii de discheta, apoi se selecteaza optiunea Format.

Compact disculCompact discul constituie un alt suport de memorie externa cu caracteristici superioare

fata de discurile flexibile. CD-ROM-ul (Compact Disc Read Only Memory) reprezinta suportul de memorie in plina ascensiune datorita facilitatilor deosebite pe care le prezinta, atât în ce priveste tehnologia avansata de fabricatie, cât si în ce priveste modul de organizare si de accesare a informatiilor. Stocarea si accesarea datelor de pe CD-ROM-uri, se realizeaza prin mijloace optice cu o viteza mult mai rapida, care reduc numarul de componente mecanice si maresc fiabilitatea suportului.

Istoria CD-ROM-urilor nu este prea îndepartata de zilele noastre. Preocuparile in acest domeniu se remarca îndeosebi dupa anul 1980, în urma unei întelegeri între renumitele companii Philips shi Sony. Pâna la aceasta data fiecare dintre cele doua companii realizase, dupa propriile conceptii si tehnologii, anumite variante de CD-ROM-uri însa abia în anul 1982, ca urmare a întelegerii stabilite, acestea au definitivat standardul actualelor CD-ROM-uri. Discurile CD-ROM si discurile CD-audio sunt asemanatoare (unii spun identice) dar în acelasi timp sunt si diferite unele fata de altele. Ele sunt identice ca suport, ca principiu de citire, si ca marime si format fizic, insa difere din punct de vedere al continutului informational si al unitatilor hard pentru înregistrare si redare. Un CD-audio, introdus insa intr-o unitate hard de CD-ROM, va putea fi citit si redat fara probleme.

Principalele caracteristici de performanta ale unitatilor de CD sunt: capacitatea de stocare; timpul de acces; rata de transfer; viteza de lucru.Capacitatea de stocare la un CD este de 650 MB, 700 MB, 780 MB sau 900 MB fiind

cu mult mai superioara floppy-discului dar la concurenta cu HD.Timpul de acces reprezinta, ca si la HD, durata de timp ce se consuma din momentul

emiterii unei cereri de citire sau scriere si pana in momentul când începe efectiv operatia respectiva. Acest parametru se masoara in milisecunde si este mai mare ca la HD, fiind cuprins, in medie, intre 100 ms. si 400 ms. iar la cele mai moderne scade sub 100ms. Astfel în timp ce la hard disk-uri timpul de acces se situeaza sub 20 milisecunde, la CD-ROM-uri timpul de acces nu scade cu mult sub 100 milisecunde .Timpul mare de acces se explica, in primul rând, prin faptul

9

ca la fiecare accesare CD-ul trebuie adus la o anumita viteza de rotire, în timp ce hard disk-ul are o viteza de rotatie constanta, iar in al doilea rând capul de citire, la unitatea CD, este ceva mai greu ca la hard disk, continând mai multe elemente (laserul, fotocelula, unitatea de focalizare), iar manevra acestuia cere mai mult timp. Din acest punct de vedere unitatile CD se afla in curs de perfectionare.

Rata de transfer se refera la cantitatea de informatie ce se transfera intr-o secunda si poate fi cuprinsa intre 150KB/s (la primele tipuri de unitati de CD-uri) si peste 3000 KB/s (la unitatile moderne). Rata de transfer depinde, in primul rând de timpul de acces si de viteza de lucru a unitatii CD.

Viteza de lucru reprezinta un parametru care influenteaza direct rata de transfer si timpul de acces si se stabileste in raport cu primul tip de unitate CD numit single-spid, care lucra cu un transfer de 150KB/secunda si fata de care s-au dezvoltat apoi viteze de 2x Speed, de 4x Speed, de8x Speed etc. ajungându-se in prezent pâna la 52x, pentru care ar corespunde, cel putin teoretic, unei rate de transfer de 300KB/s.

Dispozitivele periferice

Dispozitivele periferice sunt echipamente specializate care asigura interfata dintre calculator si utilizator. Ele sunt de trei tipuri:

dispozitive de intrare dispozitive de iesire dispozitive de intrare - iesire

Dispozitive periferice de intrareDispozitivele periferice de intrare sunt reprezentate de:1. TastaturaTastatura este o componenta hardware periferica a calculatorului ce permite

utilizatorului sa introduca în unitatea centrala a acestuia date (litere, cifre si semne speciale) prin apasarea unor taste. Cele mai folosite tastaturi pe plan mondial sunt cele de tip QWERTY. Un alt tip de tastaturi este tipul QWERTZ. Denumirile vin de la primele sase taste de pe rândul al treilea. Tipul QWERTY se foloseste mai ales în tarile anglofone, iar celelalte folosesc mai ales tipul QWERTZ.

Tastatura este probabil cel mai vechi dispozitiv de intrare din structura computerelor moderne, ea fiind inventata înca înainte de apartia monitoarelor si a mausului. Fiecare tasta are asociat un numar de identificare care poarta denumirea de "cod de scanare". La apasarea unei taste, tastatura trimite sistemului de calcul codul de scanare corespunzator tastei respective (un numar întreg de la 1 la "n" - numarul de taste). La primirea codului de scanare de la tastatura, calculatorul face conversia între numarul primit si codul ASCII corespunzator, în logica binara.

2. Mouse-ulMausul, la plural mausuri, este unul dintre cele mai importante dispozitive periferice de

introdus comenzi ale computerului (calculatorului electronic) modern. A devenit aproape un "element" hardware standard al oricarui computer. De obicei mausul este un obiect mic echipat cu una sau mai multe taste, modelat astfel încât sa poata fi apucat si mânuit usor cu mâna. Principiul lui de functionare se bazeaza pe recunoasterea de catre computer a miscarii sale relativa la suprafata plana pe care este asezat si deplasat. Cuvântul "maus" provine de la cuvântul

10

englez mouse, care înseamna soarece. Aceasta denumire a fost aleasa deoarece dispozitivul are forma si marimea unui soarece, iar cablul de legatura cu calculatorul, initial orientat în partea opusa (spre utilizator), accentua aceasta asemanare.

3. Trackball-ulEste un dispozitiv asemanator mouse-ului. Foarte multi utilizatori îl prefera in locul

mouse-ului, datorita faptului ca, prin pozitia fixa pe care o are, ocupa mai putin spatiu si, cu ajutorul bilei, permite o mai mare libertate de miscare a cursorului pe ecran.

4. Joystick-ulEste un dispozitiv asociat de obicei jocurilor. Este ergonomic, special proiectat pentru a

oferi comoditate in manevrarea sa cu ajutorul mâinii. Datorita tehnologiei avansate utilizate la fabricarea sa, permite miscari compuse.

5. Creionul opticEste un dispozitiv asemanator unui creion, având în vârf un senzor optic. Ofera

posibilitatea desenarii si scrierii direct in calculator prin intermediul unor monitoare speciale . 6. Scanner-ulEste un dispozitiv ce permite transformarea imaginilor sub forma de date recunoscute de

calculator. Scanner-ele moderne au capacitatea de a recunoaste textul in cu ajutorul unor programe tip OCR (Optical Character Recognition), care convertesc imaginea scanata în siruri de caractere ce pot fi prelucrate ulterior cu ajutorul editoarelor de text.

7. Camera de luat vederi

Dispozitive periferice de iesirePerifericele de iesire cuprind:1. Monitorul alb-negru sau color, care asigura afisarea informatiilor (ca interfata

fizica se utilizeaza placa video);Monitorul este dispozitivul care permite vizualizarea rapida a rezultatelor executarii

unei explicatii. Principalele caracteristici ale unui monitor sunt: claritatea imagini, numarul de culori permis pentru afisare si nivelul de radiatii.Imaginea este formata din puncte individuale numite pixeli.Calitatea imginii este data in principal de rezolutie,care reprezinta numarul de pixeli ai ecranului. Constituie componenta de baza in interfata cu utilizatorul. El reda sub forma de imagini sau text informatii sau rezultate furnizate de procesor. Monitoarele se pot clasifica dupa mai multe criterii. Unul dintre acestea ar fi dupa numarul de culori pe care este capabil sa le redea. Astfel exista: monitoare monocrom, care pot afisa doar doua culori, negru in combinatie cu verde, alb sau galben, monitoare cu nuante de gri care redau imaginea cu ajutorul nuantelor de gri, si monitoare color, care pe baza combinatiei RGB (red, green, blue) si a variatiei de intensitate formeaza imagini color.

Dupa un alt criteriu de clasificare monitoarele pot fi de doua feluri:o Monitoare CRT (Cathode - Ray Tube), monitoare ce folosesc o tehnologie mai

veche, dar care se utilizeaza si astâzi. Imaginile se obtin prin dirijarea unui fascicol de electroni într-un tub, care contine gaz inert aflat la o presiune foarte scazuta, catre un dispozitiv cu sarcina pozitiva. În drumul lor acestia se lovesc de o placa fosforescenta care produce imaginea.

o Monitoare LCD (Liquid Crystal Display), ce au la baza o tehnologie bazata pe cristale lichide. Ele echipeaza laptop-urile.

2. Imprimanta pentru tiparirea (alb-negru sau color) a datelor, textelor / documentelor sau imaginilor;

11

Imprimanta face parte din categoria perifericelor de iesire, aceasta fiind utilizata pentru transpunerea informatiei din calculator pe hârtie (un document, o poza sau orice altfel de fisier grafic, un e-mail, un articol etc.).

3. Plotter-ul pentru trasarea de schite, planuri, desene de specialitate alb-negru sau color;

4. Interfata audio pentru transmitere de sunete (memorate sau în curs de receptie) în retele locale sau la distanta. Se pot folosi dispozitive electronice de tipul amplificatoarelor de sunet, difuzoarelor (speaker pentru calculator), incintelor acustice. Speaker-ul calculatorului emite mesaje si alte informatii sonore;

5. Videoproiector - care preia imaginile ce s-ar afisa pe monitor si le proiecteaza pe un ecran;

6. Imprimanta pentru microfilm si interfata sa, permite transferul documentelor din memoria interna a calculatorului pe suportul specific, integrat în arhiva electronica.

Dispozitive periferice de intrare-iesireDispozitivele periferice de intrare - iesire sunt reprezentate de:1. Modem2. Placa de sunet3. Placa de retea4. Multifunctionale laser

Magistralele

O magistrala (bus) defineste setul de reguli dupa care informatia circula in interiorul unui sistem de calcul, intre mai multe sisteme de calcul sau intre sisteme de calcul si echipamente specializate. Un standard de magistrala contine mai multe specificatii:

mecanice - conectorii, cablurile, topologia de cuplare; electrice - nivelele de tensiune, curentii impedante; functionale - descrierea semnalelor.

O clasificare a magistralelor poate fi facuta dupa blocurile care se conecteaza la aceasta. Conform acestui criteriu magistralele pot fi:

magistrale procesor-memorie; magistrale I/O; magistrale de fundal

Magistrala procesor de memorie este scurta si de mare viteza. Dupa cum ii spune numele, este conceputa pentru a lega procesoarele de memorie.

Magistralele I/O sunt in primul rand mai lungi si suporta o gama larga de rate de transfer ca o necesitate a conectarii unei game largi de dispozitive I/O la sistem. De obicei magistralele I/O nu sunt conectate direct la procesor, ci folosesc fie o magistrala procesor - memorie, fie o magistrala de fundal.

Magistralele de fundal sunt proiectate astfel incat atat procesorul, memoria cat si dispozitivele I/O sa foloseasca aceeasi cale de comunicatie. La acest tip de magistrala se face un compromis pentru a satisface atat necesitatile comunicatiei intre procesor si memorie cat si ale comunicatiei dintre dispozitivele I/O, sacrificand desigur performanta sistemului.

12

Componenta SoftwareComponenta software a unui calculator este un ansamblu de programe care, la rândul

lor, sunt colectii de instructiuni prin care i se cere calculatorului sa rezolve o anumita problema. Fara aceste programe, calculatorul ar fi o masina inutila, care nu ar putea sa execute nimic.

Programele de aplicatie (application programs) sunt folosite pentru a se executa activitati cu caracter particular, specifice unui utilizator.

Programele sistemului (system programs) sunt folosite pentru a se executa activitati comune sistemelor de calcul în general. Ele pot fi utilizate pe aceeasi familie de calculatoare, indiferent de scopul în care foloseste utilizatorul calculatorul. Sunt formate din sistemul de operare si programele utilitare.

Programele utilitare sunt folosite pentru a se executa activitati comune mai multor tipuri de utilizatori. Ele nu sunt incluse în sistemul de operare.

Sistemul de operare este o colectie de programe folosite pentru gestionarea resurselor calculatorului si controlarea întregii lui activitati. Este posibil ca la un moment dat fiecare dintre aceste programe sa aiba nevoie de aceeasi resursa: procesor, imprimanta sau unitate de disc. Trebuie ca cineva sa ia o decizie. Decizia nu poate fi luata decât tot de un program care este în executie în acelasi timp în memoria interna a calculatorului. Acest program va fi o componenta a sistemului de operare.

Sistemul de operare este o componenta a structurii calculatorului si reprezinta ansamblul programelor care au rolul de a realiza utilizarea optima a resurselor calculatorului. El este alcatuit din nucleu si interfata. Deci, software-ul unui calculator este structurat astfel:

13

Functiile sistemului de operare

Pentru a îndeplini rolul de interfatã între hardware si utilizatori, un sistem de operare trebuie sã fie capabil îndeplineascã urmãtoarele functii:

1. Oferirea posibilitãtii de lansare în executie a programelor de aplicatie. In acest sens, sistemul de operare trebuie sã dispunã de: un editor de texte, un translator, un editor de legãturi.

2. Alocarea resurselor necesare executãrii programelor, se realizeazã prin identificarea: programelor ce se executã, a necesarului de memorie, a dispozitivelor periferice si a cerintelor privind protectia datelor.

3. Facilitãti pentru compresia datelor, sortare, interclasare, catalogarea si întretinerea bibliotecilor, prin programele utilitare disponibile.

4. Planificarea executiei lucrãrilor dupã anumite criterii, pentru utilizarea eficientã a unitatii centrale de prelucrare.

5. Asistarea executiei programelor prin comunicatia sistem calcul-utilizator, atât la nivel hardware, cât si la nivel software.

Componentele sistemului de operare

Majoritatea sistemelor de operare, pentru a rãspunde rolului de interfatã hardware - utilizatori, sunt organizate pe douã niveluri:

nivelul fizic, care este mai apropiat pe partea hardware a sistemului de calcul, interferând cu aceasta prin intermediul unui sistem de înteruperi.

nivelul logic, care este mai apropiat de utilizator, interferând cu acesta prin intermediul unor comenzi, limbaje de programare, utilitare, etc.

14

Potrivit acestor douã niveluri, sistemele de operare cuprind în principal douã categorii de programe:

programe de control si comandã, cu rolul de coordonare si control a tuturor functiilor sistemelor de operare , cum ar fi: procese de intrare-iesire, executia întreruperilor, comunicatia hardware-utilizator;

programe de servicii (prelucrãri), care sunt executate sub supravegherea programelor de comandã si control, fiind utilizate de programator pentru dezvoltarea programelor sale de aplicatie.

Tipuri de sisteme de operare

In principal, în cazul calculatoarelor personale existã douã tipuri de sisteme de operare:1. monotasking, care executã un singur program la un moment dat, realizând douã

functii de bazã;o încãrcarea si executia programeloro asigurarea unor interferente cu dispozitivele periferice.

2. multitasking, la care nucleul sistemului de operare trebuie sã asigure suplimentar partajarea tipului între programele ce se executã si gestiunea alocãrii resurselor sistemului. Componenetele principale incluse:

o supervizorul, care lanseazã, opreste sau suspendã alocãrile;o planificatorul, care regleazã timpul de executie pentru operatiile în curs de

executie;o alocatorul de resurse, care evidentiazã resursele libere sau alocate;omodulul de gestiune pentru intrãri/iesiri, care asigurã dialogul cu perifericele.

Principalele tipuri de sisteme de operare existente pe PC-uri

familia sistemelor de operare de tip DOS cu reprezentanti precum:oMS-DOS

sistemele de operare din familia Windows:oWindows'95oWindows'98oWindows NToWindows MilleniumoWindows 2000oWindows XPoWindows VistaoWindows 7

OS, Linux, Sco Unix, Sun Solaris, Novell, Mac Operating System, NT4.

15

16