notite curs pclp 1.pdf

Programarea calculatoarelor si limbaje de programare Ilimbaje de programare I

M d lModul:Bazele utilizrii calculatoarelor

Prof. dr. ing. Ctlin ALEXANDRUCatedra Design de Produs & Robotic

CURS NR. 1

ASPECTE GENERALE

CuprinsCuprins

Obiective & competente dobanditeObiective & competente dobandite Programa curs & laborator Mod de evaluare Mod de evaluare Aspecte generale despre calculatoare Componente hardware & software Componente hardware & software Schema functionala de principiu

Cuvinte cheieCuvinte cheie

Calculator

Utilizare

BazeBaze

Obiectivele disciplineiObiectivele disciplinei

Insusirea notiunilor de baza privind:Insusirea notiunilor de baza privind: componente hardware

organizarea fizica & logica a informatiilor organizarea fizica & logica a informatiilor sisteme de operare

editare texte editare texte calcul tabelar

i il W b programarea paginilor Web

Competente dobanditeCompetente dobandite

Cunoasterea structurii calculatoruluiCunoasterea structurii calculatorului Utilizarea calculatorului in activitati legate

de:de: editare texte

l l t b l calcul tabelar programare pagini Web

StructuraStructura

Sem. Tip Activitati normate [ore/sapt.] Total ore[ore/sem.] Credite

C S L P TotalC S L P TotalI DF / O 1 - 2 - 3 42 5

CurriculumCurriculum

Componente hardware:Componente hardware: Unitate centrala

Unitati periferice Unitati periferice

S ft Software: Managementul datelor (fizic & logic) Sisteme de operare

LaboratorLaborator

Editare texte WORD

Calcul tabelar EXCEL

Programare pagini Web HTML (codulProgramare pagini Web HTML (codul sursa)

EvaluareEvaluare

Laborator (L):Laborator (L):aplicatie practica

Curs (C):test grila + intrebari

Nota finala:(3L+2C)/5(3L+2C)/5

BibliografieBibliografie

1. Alexandru, C., Repanovici, A. Bazele1. Alexandru, C., Repanovici, A. Bazele utilizarii calculatoarelor in inginerie. Editura InfoMarket

2. Alexandru, C., Antonya, C. Bazele utilizarii calculatorului - Curs. Editura Universitatii Transilvania

3. Alexandru, C., Barbu, I. Bazele utilizarii calculatorului - Lucrari de laborator. Editura Universitatii Transilvania

Despre calculatoareDespre calculatoareClasificare: putere redusa (microcalculatoare) putere medie (statii de lucru - workstations) putere mare (mainframes) putere foarte mare (supercomputers)

Caracteristici de baza:o functionare algoritmicao functionare algoritmicao comunicare interactivao executie de programeo executie de programe

MicrocalculatoareMicrocalculatoare

Scurt istoric:Scurt istoric: 1973: MICRAL 1975: APPLE 1 1975: APPLE 1 1980: IBM PC IBM compatible

ComponenteComponente

Componente fiziceHARDWARE

Data / Programs SOFTWARED t / P SOFTWAREDate / Programe

SOFTWARE

Model functional simplificatModel functional simplificat


M d lModul:Bazele utilizarii calculatoarelor


MANAGEMENTUL DATELORMANAGEMENTUL DATELOR

ContinutContinut

Unitatea de masuraUnitatea de masura Fisiere

O i fi i Organizare fizica

Unitatea de masuraUnitatea de masura

bit (b)bit (b) byte (B)

lti li i t l multipli sisteme numerale

Sisteme numeraleSisteme numerale

Sistem numeral zecimalSistem numeral zecimal Kilo ?

Sistem numeral binar? Kilo ?

Sistem numeral zecimal (SI)Sistem numeral zecimal (SI)

Systme International dUnits

Sistem numeral binar (IEC)Sistem numeral binar (IEC)

International Electrotechnical Commission

FisiereFisiere

ClasificareClasificare tipul caracterelor

tipul fisierului tipul fisierului Denumire nume & extensie Caracteristici

dimensiune data & ora crearii / ultimei modificari atribute

Dimensiune fisier vs spatiu pe discDimensiune fisier vs. spatiu pe disc

Raspunsul esteRaspunsul este

dimensiunea unitatii dimensiunea unitatii de alocare 247 u.a.

Organizare fizicaOrganizare fizica

DosareDosare clasificare

caracteristici caracteristici

St t b t Structura arborescenta

Cale de cautare

MANAGEMENTUL DATELOR (II)

ContinutContinut

Organizare logicaOrganizare logica

Organizare logicaOrganizare logica

Sistem de fisiere (file system / filesystem) -Sistem de fisiere (file system / filesystem) metoda pentru organizarea fisierelor

formatare

Formatarea discurilorFormatarea discurilor

Formatare fizica (pre-formatare):Formatare fizica (pre formatare): pentru crearea zonelor fizice

Formatare logica: pentru crearea zonelor logice

PartitionarePartitionare

Un disc fizic mai multe discuri logiceUn disc fizic mai multe discuri logice

fara partitionare cu partitionarep p

PartitionarePartitionare

Partitie:Partitie: primara activa

extinsa extinsa

A t j Avantaje: separarea fisierelor sistemului de operare instalarea mai multor sisteme de operare reducerea dimensiunii slack-urilor

Probleme/inconvenienteProbleme/inconveniente

lanturi pierdute slack-uri slack-uri fragmentarea fisierelor

Tipuri de sisteme de fisiereTipuri de sisteme de fisiere

Tipuri principale:Tipuri principale: FAT

NTFS NTFS

Altele: FFSFFS ISO 9660 UDF

MFS HFS HFS MFS HFS HFS+

NTFS vs FATNTFS vs. FAT

Suport imbunatatit pentru limitareaSuport imbunatatit pentru limitarea fragmentarii

Localizarea fisierului oglinda Localizarea fisierului oglinda Localizarea fisierelor cu dimensiuni reduse Identificarea si scoaterea din uz a zonelor

defecte Refacerea fisierelor fisierul jurnal

NTFS vs FAT32 vs FAT16NTFS vs. FAT32 vs. FAT16 Nr. maxim de fisiere pe volump

4,294,967,295 4,194,304 65,536

Dimensiune maxima fisier16 TiB 4GiB 2GiB

Nr. maxim de unitati de alocare (aprox.)( p )232 222 216

SISTEME DE OPERARE & COMPONENTE HARDWARE (1)( )

Sisteme de operareSisteme de operare

CuprinsCuprins

Functiile sistemului de operareFunctiile sistemului de operare Incarcarea sistemului de operare

C t d b Componente de baza Tipuri de sisteme de operare

Sistem de operareSistem de operare

Componenta software responsabila pentruComponenta software responsabila pentru managementul & coordonarea activitatilor si pentru gestionarea resurselor

Functiile sistemului de operareFunctiile sistemului de operare Stocarea si organizarea informatiilorg Transferul informatiilor Incarcarea si rularea aplicatiilorp Gestionarea memoriei operative Interpretarea comenzilor Realizarea legaturii cu echipamentul hardware Exploatarea resurselor calculatorului Rezolvarea diverselor cereri printr-un mecanism

bazat pe intreruperi

Incarcarea sistemului de operareIncarcarea sistemului de operare(bootstrapping)

b t t t ti bootstrap proces care se autosustine

Incarcarea sistemului de operareIncarcarea sistemului de operare

adresa preincarcatorului

testare memorie testare discuri identificare disc sistem

lansare incarcator s.o.

preluare control

Componente de bazaComponente de baza

procesorul de comenzi CCPprocesorul de comenzi CCP sistemul de operatii de baza BDOS

i t l d b d i t / i i BIOS sistemul de baza de intrare / iesire BIOS

comenzi cereri globale cerericomenzi cereri globale cereri elementare operatii elementare I/O

Interactiunea dintre componenteInteractiunea dintre componente

Tipuri de sisteme de operareTipuri de sisteme de operare

Numar de operatii executate simultan:Numar de operatii executate simultan: monotasking

multitasking multitasking

Numar de utilizatori: monouser multiuser

Sisteme de operare multitaskingSisteme de operare multitasking

SupervizorSupervizor Planificator

Al t d Alocator de resurse Gestionar de intrari / iesiri

ConcluziiConcluzii

Calculator performant = hardware performant + sistem operare performant

Cap. 2

COMPONENTE HARDWARE

Componentele calculatoruluiComponentele calculatorului

Componente fizice HARDWAREHARDWARE

Date / Programe SOFTWARE

Componente hardwareComponente hardware

Unitatea centrala

Dispozitive periferice Intrare (I) Iesire (O)Iesire (O)

Carcasa calculatoruluiCarcasa calculatorului

(case, chassis, cabinet, tower, box, housing)(case, chassis, cabinet, tower, box, housing)

suport pentru componentele unitatii centrale asuport pentru componentele unitatii centrale a calculatorului

Dimensiune / factor de formaDimensiune / factor de forma

VarianteVariante XT AT AT ATX (Advanced Technology Extended) - 1996

BTX (Balanced Technology Extended) 2003 BTX (Balanced Technology Extended) - 2003

ATX - factori derivatiATX factori derivati

latime lungime culoare

FlexATX 9 in (229 mm)7.5 in (191 mm)

9 6 in 9 6 inMicroATX 9.6 in (244 mm)9.6 in (244 mm)

Mini ATX 11.2 in (284 mm)8.2 in (208 mm)

Standard ATX 12 in (305 mm)9.6 in (244 mm)

EATX (Extended ATX) 12 in (305 mm)13 in (330 mm)

EEATX (Enhanced Extended ATX)

13.68 in (347 mm)

13 in (330 mm)

WTX (workstation ATX) 14 in (356 mm)16.75 in (425 mm)


Sursa de putereSursa de putere Locasuri pentru unitati de

memorie externamemorie externa Butoane & leduri Porturi pentru conectarea

dispozitivelor periferice Mufa de alimentare VentilatoareVentilatoare

Codificare (exemplu)Codificare (exemplu)

Miditower case 235W ATXMiditower case 235W ATX

Midit ti l t ti (t ) i Miditower tipul constructiv (tower) si dimensiunea (midi)

235W puterea instalata (in Watts) ATX factorul de forma

COMPONENTE HARDWARE (2)

CuprinsCuprins

Placa de baza & MicroprocesorulPlaca de baza & Microprocesorul Functii Model structural / componente Model structural / componente Caracteristici

Placa de bazaPlaca de baza

(motherboard maincard baseboard)(motherboard, maincard, baseboard)

PCB P i Ci it B d PCB - Primary Circuit Board suportul pentru celelalte componente

ComponenteComponente Soclul microprocesoruluip Sloturi de memorie interna (RAM) Sloturi de extensie

Chi Chipset Chipurile de memorie nevolatila (BIOS-ROM) Memoria cache microprocesor Memoria cache microprocesor Ceasul placii de baza ComutatoriCo utato Conectori pentru alimentare Conectori externi Componente pentru montare

Sloturi de extensieSloturi de extensie

ISA Industry Standard Architecture PCI Peripheral Component InterconnectPCI Peripheral Component Interconnect PCI-E / PCIe PCI Express IDE Integrated Drive Electronicsg EIDE Enhanced IDE ATA / ATAPI - Advanced Technology

Attachment / ATA Packet Interface SCSI Small Computer System Interface AGP Accelerated Graphics Port

ChipsetChipset

Northbridge (Memory Controller Hub - MCH))

Southbridge (I/O Southbridge (I/O Controller Hub - ICH)

Magistrale de comunicatieMagistrale de comunicatie

FSB - Front Side Bus

LPC - Low Pin Count

& altele& altele

Ceasul placii de bazaCeasul placii de baza

Placa de baza ATXPlaca de baza ATX

Plug-and-PlayPlug and Play

PnP autodetecteaza arhitecturaPnP autodetecteaza arhitectura sistemului

Sisteme hotspot (conectare la cald) Sisteme hotspot (conectare la cald) dispozitive USB

Codificare (exemplu)Codificare (exemplu)

MB Dual P4 SOYO, Intel GX, w.SCSI, ATXMB Dual P4 SOYO, Intel GX, w.SCSI, ATXMB Dual Dual P4

SOYO SOYO Intel GX w.SCSI ATX

MicroprocesorulMicroprocesorul

CPU (Central Processing Unit) unitateaCPU (Central Processing Unit) unitatea central de prelucrare

FunctiiFunctii

controleaza functionareacontroleaza functionarea efectueaza operatiile de calcul

t i d difi i t ti il extrage si decodifica instructiunile transmite semnale celorlalte componente

Componente structuraleComponente structurale

unitatea de comandaunitatea de comanda unitatea aritmetica & logica (ALU)

it t d i t & i i unitatea de intrare & iesire

CaracteristiciCaracteristici

Viteza de lucruViteza de lucru

C it t d i d bil Capacitatea de memorie adresabila

Factorii care influenteaza vitezaFactorii care influenteaza viteza

frecventa ceasului internfrecventa ceasului intern dimensiunea registrilor interni

capacitatea de memorie adresabilacapacitatea de memorie adresabila dimensiunea memoriei cache

Executia unei instructiuniExecutia unei instructiuni

1. adresa magistrala de date (m.d.)1. adresa magistrala de date (m.d.)

2 comanda citire magistrala de comenzi2. comanda citire magistrala de comenzi

3 iti d t l3. citirea datelor:3.1. valoarea registruIui IP m.d.

3.2. valoarea din memorie m.d.

4. valoarea m.d. & executie instructiune

Memoria cacheMemoria cache

lovitura de cache rateu de cache rateu de cache

Memoria cacheMemoria cache

Structura:Structura: memorie cache interna (L1) memorie cache externa (L2)( )

Ordinea de cautare:1. memoria cache interna2. memoria cache externa3. memoria interna

Mod de citireMod de citire

Problema:Problema: citire 1KiB date de la adresa x

Solutia:mod de citire clasic (fara memorie cache)mod de citire in cascada (cu memoriemod de citire in cascada (cu memorie

cache)



Prof. dr. ing. Catalin AlexandruCatedra de Design de Produs & RoboticaCatedra de Design de Produs & Robotica

CURS NR. 6

COMPONENTE HARDWARE (3)COMPONENTE HARDWARE (3)

Microprocesor (2)Microprocesor (2)

Factorii care influenteaza vitezaFactorii care influenteaza viteza

frecventa ceasului internfrecventa ceasului intern dimensiunea memoriei cache

di i i t il i t i dimensiunea registrilor interni capacitatea de memorie adresabila i t d WOWsistem de operare WOW

Microprocesor Multi-coreMicroprocesor Multi core Dual-core Triple-core Quad-core Hexa-coreHexa core Octo-core

Ex. AMD PHENOM X4 Agena 4 nuclee L1 cache: 128 KiB / nucleu L2 cache: 512 KiB / nucleu

L3 h 2 MiB i tit i t l L3 cache: 2 MiB impartita intre nuclee

VarianteVariante

MMC Monolithic Multi-CoreMMC Monolithic Multi Core MCM Multi-Chip Module

Tipuri / producatorTipuri / producator

INTELINTEL 8008 MICRAL 8088 first IBM PC

80186 (186) 80186 (186) 80286 (286) 80386 (386) 80486 (486) PENTIUM (MMX, PRO, CELERON, KLAMATH,

DESCHUTES, KATMAI, ATOM, XEON ), , , )

AMD (Advanced Micro Devices) K5, K6, K7, K8, K10

(DURON, SEMPRON, TURION, OPTERON, ATHLON, PHENOM, CASPIAN )

Memoria calculatoruluiMemoria calculatorului

Piramida memorieiPiramida memoriei

viteza Registrii interniviteza Registrii interniMemoria cache (L1 / L2 / L3)

Memoria interna

M i tMemoria externa

dimensiune

Memoria calculatoruluiMemoria calculatorului

Memoria interna de executieMemoria interna de executie RAM ROMROM CMOS

Memoria externa de stocare magneticag optica electrica

RAMRAM

Electronica volatilaElectronica volatila Placi de memorie:

SIMMSIMM DIMM RIMM (?)

Chip-uri de memorieChip uri de memorie

SRAM 2 tranzistori / celulaSRAM 2 tranzistori / celula

DRAM 1 tranzistor / celula DRAM 1 tranzistor / celula

Variante: EDO DRAM (Extended Data Output) SDRAM (Synchronous Dynamic) DDR SDRAM (Double Data Rate) DRDRAM (Direct Rambus Dynamic)


AdresabilitateAdresabilitate semnale de adresa

semnale de comanda semnale de comanda Memorie cu/fara paritate

Parametri de evaluare: dimensiune timp de raspunsp p

ROM & CMOSROM & CMOS

Tipuri ROM: PROM - Programmable Read-Only Memory g y y EPROM - Erasable Programmable Read-Only

Memory EEPROM (E2PROM) - Electrically Erasable

Programmable Read-Only Memory

Memoria externaMemoria externa

Memorie disc:Memorie disc: magnetic: HD (fix & portabil) optic: CD, DVD, BRD mod optic: CD, DVD, BRD magneto-optic citire

Memorie banda magnetica

Memorie flash (carduri de memorie & dispozitive de stocare USB)dispozitive de stocare USB)


Capacitatea de stocareCapacitatea de stocare Timpul mediu de acces la date

R t d t f Rata de transfer

Hard Disk (HD)Hard Disk (HD)

Compact Disk (CD)Compact Disk (CD)

Standard CD: 120 mm & 1.2 mmStandard CD: 120 mm & 1.2 mm Mini CD: 60 - 80 mm

Structura:A strat baza (policarbonat)A. strat baza (policarbonat) B. strat reflector C. strat de protectiepD. strat superior imprimatE. fascicul laser

fascicul lumina impulsuri electrice

TipuriTipuri

Discuri:Discuri: CD R

CD RW CD RW

U it t CD Unitate CD: CD ROM CD Writer

Metode de scriere: track at once disc at once track multi session

CD ROM 36X SONY IDE

CD WRITER 4/2/24 SONY SCSI

Structura datelorStructura datelor

Cadru (588 bits) & Sector (98 cadre)Cadru (588 bits) & Sector (98 cadre)

Structura logica: pista (in spirala) Structura logica: pista (in spirala)

P l i t i 1 6 Pasul pistei: 1.6 m

Lungimea de unda a luminii diodei laser: 780 nm

DVD (Digital Versatile/Video Disk)DVD (Digital Versatile/Video Disk)

Lungimea de unda a luminii diodei laser: 650 nm (CD - 780 nm)

Pasul pistei: 0.74 m (CD - 1.6 m)Pasul pistei: 0.74 m (CD 1.6 m)

Rata transfer: 1418 KiB/s (CD 150 KiB/s) Rata transfer: 1418 KiB/s (CD - 150 KiB/s)

Formate DVDFormate DVD

DVD-R/RW (hyphen/dash) Pioneer

DVD+R/RW (plus) Philips & Sony Alliance

Format hibrid (DVD)( )

BRD (Blue-Ray Disk)BRD (Blue Ray Disk)

L i d d l i ii di d i l Lungimea de unda a luminii diodei laser: 405 nm (DVD - 650 nm, CD - 780 nm)

Pasul pistei: 0.32m (DVD - 0.74 m, CD -1 6 )1.6 m)

Rata transfer: 4608 KiB/s (DVD -1418 KiB/s, CD - 150 KiB/s)

Memoria flashMemoria flash

Fujio Masuoka (1980)Fujio Masuoka (1980)

Tip EEPROMTip EEPROM

chip de memorie & controlerchip de memorie & controler

Memoria flashMemoria flash

Tipuri:Tipuri: NOR tip XIP (RBLA Random

Byte Level Access)y )

NAND accesare ca dispozitive bloc (PMDA Page Mode Data b oc ( age ode ataAccess)

Tabelul adevaruluiTabelul adevarului

NOR vs NANDNOR vs. NAND

NOR aplicatii procesare date (stocare codNOR aplicatii procesare date (stocare cod executabil) citire citire stergere & scriere

NAND stocare date citire stergere & scriere

Sistem de fisiereSistem de fisiere

FFS ptr. dispozitive MTD (Memory Technology Devices)

FAT ptr. dispozitive built-in controllersFAT ptr. dispozitive built in controllers



Prof. dr. ing. Catalin AlexandruCatedra de Design de Produs si RoboticaCatedra de Design de Produs si Robotica

CURS NR. 7

COMPONENTE HARDWARE (4)

UNITATI PERIFERICE

ContinutContinut

Interfete pentru perifericeInterfete pentru periferice

Unitati periferice de intrareUnitati periferice de intrare

U it ti if i d i i Unitati periferice de iesire

Interfete pentru perifericeInterfete pentru periferice

Tipuri de interfeteTipuri de interfete Seriale porturi serialep Paralele porturi paralelep p? USB (Universal Serial Bus)( )

LPT COM PS/2 USB

USBUSB

magistrala pe cablu (cable bus)magistrala pe cablu (cable bus) imbunatatirea caracteristicilor PnP

Tipuri USBTipuri USB

Low Speed 187 5 KiB/s Low Speed - 187.5 KiB/s

Full Speed - 1.5 MiB/s

High-Speed - 60 MiB/s

Unitati periferice de intrareUnitati periferice de intrare

Dispozitive de intrareDispozitive de intrare

TastaturaTastatura Mouse

T b l di iti Tabela digitizoare Scanners.a.

TastaturaTastatura Tipuri:p dispunerea tastelor contact

Grupuri de taste: taste normale taste functionale taste de pozitionare a cursorului taste speciale taste speciale

TastaturaTastatura

ConectareConectare

C t i ti i Caracteristici: fiabilitate

i ergonomie

MouseMouse

Clasificare / tipuri:Clasificare / tipuri:

d l d i modul de comunicare

principiul de functionare principiul de functionare

Mouse mecanicMouse mecanic

Mouse opticMouse optic

Mouse laser: LED ILD

MouseMouse

Functionare miscare relativaFunctionare miscare relativa Conectare

C t i ti i Caracteristici: fiabilitate

i ergonomie numar de butoane (cerintele aplicatiilor)

sensivitate / rezolutie [cpi / dpi] sensivitate / rezolutie [cpi / dpi]

Tableta digitizoareTableta digitizoare


Functionare miscare absoluta

ScannerScanner

FunctionareFunctionare CCD: sarcina electrica semnal digital

OCR OCR Clasificare:

stationare de mana

ScannerScanner

Caracteristici:Caracteristici: adancimea de culoare

rezolutia optica [dpi] rezolutia optica [dpi] dimensiunea de scanare

Alte dispozitive de intrareAlte dispozitive de intrare

trackballtrackball touch pad paddlepaddle joystick gamepad gamepad volans as.a.

Unitati periferice de iesireUnitati periferice de iesire

Dispozitive de iesireDispozitive de iesire

MonitorMonitor Imprimanta

Pl tt Plotters.a.

MonitorMonitor

Tipuri:Tipuri: cu tub catodic (CRT)

i t l li hid (LCD / TFT) cu cristale lichide (LCD / TFT)

Monitor CRTMonitor CRT

Monitor LCDMonitor LCD Alinierea cristalelor sub actiunea

campului generat de curentul electric

1 & 5 filtru de polarizare2 & 4 substrat din sticla3 strat cristale lichide6 strat reflector

CaracteristiciCaracteristici Luminozitatea [cd/m2][ ] Dimensiune vizibila [inch] Rezolutie [H x V pixeli][ p ] Densitate [mm] Rata de reimprospatare [Hz] Timp de raspuns [ms] Contrast Consum de putere [W] Raportul de aspect Unghi de vizualizare [grd]

ConectareConectare

VGA (Video GraphicsVGA (Video Graphics Array)

DVI (Digital Visual I t f )Interface)

HDMI (High-Definition Multimedia Interface ))

Placa graficaPlaca graficaMemorie GRAM - stocheaza datele asociate imaginii

Interfata: AGP PCI / PCI Express

StandardeStandarde VGA (640x480)( ) SVGA (800x600) XGA (1024x768)( ) SXGA (1280x1024) UXGA (1600x1200)( ) QXGA (2048x1536)& derivate (ex. XGA+)( )

ImprimantaImprimanta

Tipuri principale:Tipuri principale:matriceale cu jet de cerneala cu jet de cerneala laser

ImprimantaImprimanta

Caracteristici:Caracteristici: rezolutia imprimarii [dpi] viteza de imprimare [cps / ppm] viteza de imprimare [cps / ppm] fiabilitatea

ti l d t i l bil tipul de materiale consumabile

Alte dispozitive de iesireAlte dispozitive de iesire

plottere cu capete de desenareplottere cu capete de desenare plottere termice

di iti l d i i h l dispozitivele de imprimare cu halogenurade argint

inregistratoarele de diapozitive (slide recorders)

proiectoare video

Curs_1Curs_2Curs_3Curs_4Curs_5Curs_6Curs_7

notite curs pclp 1.pdf

Documents