portofoliu de evaluare -...
TRANSCRIPT
Furnizor program formare acreditat: Casa Corpului Didactic Brăila
Denumire program: INFORMATICA ŞI TIC PENTRU GIMNAZIU – Clasa a V-a
Categorie: 1; Tip de competențe: de predare-învățare-evaluare la clasa a V-a pt. disciplina Informatică și TIC
Domeniu tematic: Abilitare curriculară
Nr. OM de acreditare/data: 4586/09.08.2017 Durată acreditare/perioadă acreditare: 4 ani / 09.08.2017 – 08.08.2021
Forma de învățământ/formă de organizare a programului: face-to-face/față-în-față
Nr. ore program: 60h (nr. ore face-to-face/față-în-față: 60h; nr. ore on-line/e-learning: 0h)
Nr. credite profesionale transferabile: 15 CPT
Public/Grup țintă: Cadre didactice care predau Informatică și TIC în învățământul preuniversitar
Seria: AR_S1GR2
Grupa: 2 / Nr. cursanți: 25
Locația formării: Casa Corpului Didactic „Alexandru Gavra” Arad
Perioada formării: 19.09.2017 – 11.10.2017 (face-to-face: 19.09.2017 – 11.10.2017)
Data evaluării finale: 11 octombrie 2017
PORTOFOLIU DE EVALUARE
MARINESCU MARIA
Funcția didactică: profesor
Școala Gimnazială Adam Nicolae, Arad
2017
OPIS
1. Proiectul unității de învățare din care face parte o lecție de clasa a V-a la
Informatică și TIC ...
2. Proiectul didactic pentru lecția de clasa a V-a la Informatică și TIC ...
3. O fişă de lucru la lecţia aleasă ...
4. Fişa de lucru rezolvată ...
5. O probă de evaluare şi baremul de corectare la lecţia aleasă ...
PROIECTUL UNITĂŢII DE ÎNVĂŢARE
Unitatea de învățare: Structura unui sistem de calcul
Sisteme de calcul - (S1-S4)
Conținuturi
(detalieri)
Competențe
specifice
Activități de învățare Resurse Evaluare
Norme de ergonomie și
de siguranță
(Normele de securitate și
protecție a muncii în
laboratorul de informatică.
Poziția corectă a
corpului la stația de
lucru)
Tipuri de sisteme de
calcul și de comunicații.
(Momente principale în
evoluția sistemelor de
calcul.
Sisteme de calcul și de
comunicații întâlnite în
viața cotidiană.
1.1
1.3
Test iniţial
Discutarea testului iniţial
Dezbatere: „De ce este important să
respectăm reguli?”
Prezentarea regulilor privind
normele de securitate și protecție a
muncii în laboratorul de informatică
Vizionarea filmului didactic referitor
la poziţia corectă a corpului la staţia
de lucru
Jocul didactic “Ce-ar fi dacă…?”
Joc didactic „Călătorie în timp –
imaginaţi-vă că sunteţi un copil din
anul... enumeraţi 3 lucruri pe care le-
aţi fi putut face cu un calculator în
anul respectiv?” – activitate
desfăşurată pe grupe
Vizionare film didactic referitor la
generaţiile de calculatoare (filmul va
fi vizionat fără sonor, profesorul
folosindu-l ca suport vizual pentru
explicarea evoluţiei calculatoarelor)
Timp alocat: 1 ore
Locaţie: laboratorul de informatică, dotat cu acces la
Internet şi recomandabil videoproiector.
Activitate: frontală
Material didactic:
Fişa de protecţia muncii (la finalul orei elevii vor
semna fişa de protecţia muncii şi repartizarea la
posturile de lucru în laborator)
Film didactic:
https://www.youtube.com/watch?v=ZLwIP8cBaWA
Test inițial
Evaluare curentă formativă
prin:
Jocul didactic „Ce-ar fi
dacă”
Conversație euristică
Evaluare curentă formativă
prin:
Conversație euristică
Reluarea jocului didactic
„Călător în timp”
Elemente de arhitectură
a unui sistem de calcul
Structura generală a unui
sistem de calcul
Rolul componentelor
hardware ale unui sistem
de calcul.)
1.1
1.2
1.3
Descrierea rolului componentelor
hardware și a interacțiunilor dintre
acestea utilizând o schemă de
structură generală a unui sistem de
calcul
Identificarea componentelor
hardware şi a relaţiilor dintre acestea
Timp alocat: 1 oră
Locaţie: laboratorul de informatică, dotat cu acces la
Internet şi recomandabil videoproiector.
Activitate: frontală și pe grupe
Material didactic:
Manual, auxiliare, filme didactice, tutoriale
Fişa de evaluare
Evaluare curentă formativă
prin:
Identificarea
componentelor hardware pe
un calculator dezasamblat
pe un calculator dezasamblat
Joc didactic „Călătorie în timp –
imaginaţi-vă că sunteţi un copil din
anul... enumeraţi 3 lucruri pe care le-
aţi fi putut face cu un calculator în
anul respectiv?”
Filmul didactic:
https://www.youtube.com/watch?v=sTc4kIVUnoA
Schema generală de structură a unui calculator
Simulator asamblare calculator:
http://world-it.ro/hardware/simulator-asamblare-
calculator
Un calculator dezasamblat
Test de evaluare
Tipuri de dispozitive: de
intrare, de ieșire, de
intrare-ieșire
(Dispozitive de intrare:
exemple, rol, mod de
utilizare.
Dispozitive de ieșire:
exemple, rol, mod de
utilizare.
Dispozitive de intrare-
ieșire: exemple, rol, mod
de utilizare.)
1.1
1.3
1.2
Dezbatere pe tema categoriilor de
dispozitive, cu exemplificări pentru
fiecare categorie
Identificarea grupelor de taste de pe
tastatură și explicarea rolului
acestora
Exersarea poziției corecte a mâinilor
pe tastatură, utilizând joc didactic-
Descoperirea operațiilor care se pot
executa cu un dispozitiv de tip
mouse și exersarea principalelor
operații (click, dublu-click,
drag&drop) utilizând un joc didactic
Vizualizarea modului de utilizare a
unui dispozitiv cu touch-screen şi
exersarea utilizării acestuia, dacă
există un astfel de dispozitiv
Timp alocat: 1 oră
Locaţie: laboratorul de informatică, dotat cu acces la
Internet şi recomandabil videoproiector.
Activitate: individuală şi frontală
Material didactic:
Joc didactic pentru utilizarea tastaturii (de exemplu,
Keyboard ninja
https://www.typing.com/student/games/play/keyboard-
ninja)
Tutorial de tastare rapidă: online (de exemplu,
http://www.typingstudy.com/ro/) sau instalat pe
calculator (de exemplu, Rapid Typing)
Jocuri didactice pentru exersarea operaţiilor cu mouse-
ul (de exemplu, pe site-ul http://minimouse.us/)
Dispozitive de intrare, ieşire sau de intrare-ieşire
(instalate în laborator sau prezentate demonstrativ)
Evaluare curentă formativă
prin:
Conversație euristică
Aplicaţii practice:
1. parcurgerea lecţiilor de
tastare rapidă
2. parcurgerea nivelurilor
unui joc de exersare a
operaţiilor cu mouse-ul
Tipuri de dispozitive de
stocare a datelor
(Dispozitive de stocare a
datelor:
- exemple de dispozitive
de stocare a datelor
- unități de măsură pentru
capacitatea de stocare (bit,
byte, kilobyte, megabyte,
gigabyte, terabyte,
petabyte etc.)
1.1 Vizualizarea modului de utilizare a
unui dispozitiv extern de stocare a
datelor
Ilustrarea grafică a unităţilor de
măsură pentru capacitatea de stocare
în ordine crescătoare
Ordonarea crescătoare a unor
dispozitive de stocare după
capacitatea de stocare
Evaluare:
Evaluare sumativă - Test final (scris)
Timp alocat: 1 oră
Locaţie: laboratorul de informatică, dotat cu acces la
Internet şi recomandabil videoproiector.
Activitate: individuală şi frontală
Material didactic:
Dispozitive externe de stocare (memory stick. cd, dvd,
etc.)
Grafic cu unităţile de măsură a memoriei în ordine
crescătoare
Test final (scris)
Simulator asamblare calculator:
Evaluarea sumativă prin:
Test final (scris)
Simularea asamblării unui
calculator
- comparație între
dispozitivele de stocare în
funcție de capacitate)
-
Discutarea soluţiilor la testul scris –
Simularea asamblării unui calculator
http://world-it.ro/hardware/simulator-asamblare-
calculator
COMPETENŢE GENERALE
1. Utilizarea responsabilă și eficientă a tehnologiei informației și comunicațiilor
2. Rezolvarea unor probleme elementare prin metode intuitive de prelucrare a informației
3. Elaborarea creativă de mini proiecte care vizează aspecte sociale, culturale și personale, respectând creditarea informației și drepturile de autor
COMPETENŢE SPECIFICE
1.1. Utilizarea eficientă şi în condiţii de siguranţă a dispozitivelor de calcul
1.2. Utilizarea eficientă a unor componente software
1.3. Utilizarea eficientă şi în siguranță a Internetului ca sursă de documentare
2.1. Identificarea unor modalități algoritmice pentru rezolvarea unor situații din viața cotidiană, exprimate în limbaj natural
2.2. Identificarea datelor cu care lucrează algoritmii în scopul utilizării acestora în prelucrări
2.3. Descrierea în limbaj natural a unor algoritmi cu ajutorul secvențelor de operații și a deciziilor pentru rezolvarea unor probleme simple
3.1. Aplicarea operațiilor specifice editoarelor grafice în vederea realizării unor materiale digitale
3.2. Implementarea unui algoritm care conţine structura secvenţială şi/sau alternativă într-un mediu grafic interactiv
3.3. Manifestarea creativă prin utilizarea unor aplicații simple de construire a unor jocuri digitale
PROIECT DIDACTIC
Unitatea școlară: Școala Gimnazială „Adam Nicolae”Arad
Disciplina: Informatică și TIC
Profesor: Maria Marinescu
Clasa: a V-a
Tema: Sistemul de calcul
Subiectul lecţiei: Arhitectura sistemului de calcul
Tipul lecţiei: Mixtă
Durata: 1 oră
COMPETENŢE GENERALE
1. Utilizarea responsabilă și eficientă a tehnologiei informației și comunicațiilor
2. Rezolvarea unor probleme elementare prin metode intuitive de prelucrare a informației
3. Elaborarea creativă de mini proiecte care vizează aspecte sociale, culturale și personale, respectând creditarea informației și drepturile de autor
COMPETENŢE SPECIFICE
1.1. Utilizarea eficientă şi în condiţii de siguranţă a dispozitivelor de calcul
1.2. Utilizarea eficientă a unor componente software
1.3. Utilizarea eficientă şi în siguranță a Internetului ca sursă de documentare
Cunoaşterea structurii şi principiului de funcţionare a sistemului de alcul;
Subcompetenţe : S1: Să descrie schema funcţională a calculatorului; Structura generală a unui sistem de calcul
S2: Să cunoască rolul componentelor hardware ale unui sistem de calcul;
Obiectivele operaţionale:
Cognitive:
- Să utilizeze corect noţiunile teoretice însuşite;
- Sa defineasca correct notiunea de hardware și software a calculatorului
- Să identifice corect componentele Hardware
- sa defineasca şi sa clasifice notiunea de memorie
- să cunoască parametrii de bază a calculatorului;
- Să cunoască structura fizică şi funcţionarea calculatorului;
Formative
Elevii vor fi capabili :
- să rezolve cerinţele date
sa demonstreze înţelegerea corectă a noţiunilor învăţare
- să argumenteze logic alegerea răspunsului
Afective
- să aibe satisfacţia muncii personale, a lucrului bine făcut
- Să fie atenţi şi să participe activ la lecţie;
- Să aprecieze rezultatele activităţii desfăşurate ;
- Să-şi dezvolte interesul pentru studiul informaticii prin aplicarea cunoştinţelor în probleme variate.
Psihomotorii:
- Să-şi dezvolte gândirea logică, capacitatea de generalizare şi problematizare;
- Să dovedească trăinicia noţiunilor dobândite la informatică;
Strategii didactice:
Metode şi procedee:
M1:explicaţia;
M2:Demonstraţia;
M3:exerciţiul; problematizare
M4:conversaţia euristică;
M5:expunerea;
Forme de organizare/activitate:
F1:Activitate independentă în grupuri; individual, diferențiat
F2: Activitate colectivă a întregii clase; frontal
Relaţii:
E-E-elev- elev
P-E-profesor-elev
Dotare didactică:
DD1-calculator;
DD2-tabla;
DD3-fişe;
DD4-manual;
Evaluare: E1-observare curentă;
E2-chestionare orală;
E3-discuţie liberă;
E4-enunţul rezultatului final;
E5-notare;
Bibliografie selectivă: Manual, auxiliare, filme didactice, tutoriale
Filmul didactic: https://www.youtube.com/watch?v=sTc4kIVUnoA
Schema generală de structură a unui calculator
Simulator asamblare calculator: http://world-it.ro/hardware/simulator-asamblare-calculator
Secvenţele
lecţiei
Activitatea profesorului Activitatea elevilor Metode şi procedee Timpul/min
I Moment
organizatoric
Salut elevii , le propun să ocupe locurile la mese şi să
pregătească toate cele necesare pentru lecţie;
Elevii îşi organizează locul de
muncă
explicaţia 1-2
II Verificarea
cunoştinţelor
anterioare
Rog elevii să-şi amintescă materia care am studiat-o
anterior rezolvînd un rebus la tablă.
Anexa1
Elevii răspund la întrebări; Conversaţia 8-10
III Anunţarea
temei şi a
obiectivelor
Anunţ tema nouă :”Sistemul de calcul. Arhitectura
sistemului de calcul”.
După această întroducere , anunţ scopurile şi
obiectivele lecţiei:
La sfîrşitul orei veţi fi în stare:
- Să cunoașteți structura fizică şi funcţionarea
calculatorului;
-să descrieţi schema funcţională a calculatorului;
-să descrieţi componentele unui calculator;
Obiectivele se prezintă pe poster sau se proiectează; Filmul didactic:
https://www.youtube.com/watch?v=sTc4kIVUnoA
Elevii îşi fac unele notiţe;
Demonstraţia 4-5
IV Predarea
temei noi
Explic elevilor:
-structura unui sistem de calcul;
-noţiunea cuvintelor „software” şi „hardware”;
-componentele „software”;
-componentele „hardware”;
-unitate centrală a calculatorului; Descrierea rolului componentelor hardware și a
interacțiunilor dintre acestea utilizând o schemă de structură
generală a unui sistem de calcul
Identificarea componentelor hardware şi a relaţiilor dintre
acestea pe un calculator dezasamblat si prin video proiector
http://world-it.ro/hardware/simulator-asamblare-calculator
Elevii îşi fac unele notiţe şi
încearcă să înţeleagă
informaţiile primite. Pun
întrebări în caz de necesitate;
Explicaţia
Conversaţia euristică
Observația dirijtă
15-20
V Consolidarea
cunoştinţelor
Le propun elevilor :
-să răspundă la întrebări de pe fişe; Anexa 2
-să clasifice dispozitivele periferice; Anexa 3
-să aleagă răspunsul corect; Anexa 4
Elevii rezolvă exerciţii date de
profesor;
Exerciţiul 5-10
VI Evaluarea ,
generalizare şi
notarea elevilor
Cantitativ :
1. Ce noţiuni noi am învăţat azi la lecţie?
2. Care sînt parametrii de bază a calculatorului?
Noţiunile de „software” şi
„hardware”şi însemnătatea lor.
Parametrii de bază ce
caracterizează un calculator
sunt:
Enunţul rezultatului
final
Notarea
3-5
Anexa 2
Indicaţi corespondenţa dintre denumirile unităţilor funcţionale ale calculatorului (coloana din stînga) şi destinaţia acestora(coloana din
dreapta)
Coloana A Coloana B
1) Dispozitivele de intrare a)efectuarea operaţiilor aritmetice şi logice elementare
2) Memoria b)colorarea imaginilor şi memorarea lor pe discuri optice
3) Dispozitivul aritmetic logic c)extragerea datelor din calculator
4) Dispozitivul de ieşire d)furnizarea semnalelor de comandă necesare executării secvenţiale
5) Dispozitivul central de comandă a instrucţiunilor
6) Procesorul e)întroducerea documentelor în calculator şi corectarea greşelilor
gramaticale
f)înmagazinarea datelor iniţiale, intermediare şi finale ale problemei
precum şi a instrucţiunilor care indică secvenţa calculelor
g)prelucrarea automată a informaţiei conform programului înmaga-
zinat în memorie
h)efectuarea calculelor aritmetice şi afişarea rezultatelor la ecran
i)introducerea datelor din mediul exterior în calculator
Răspuns:1-i;2-f;3-a;4-c;5-d;6-g.
Anexa 3
Răspuns: Dispozitive de intrare-2,3,4,5,6.
Dispozitive de ieşire-8, 9, 10, 11, 12.
Anexa 4
Alegeţi litera corespunzătoare răspunsului corect:
1. Care dintre următoarele componente este formată din totalitatea programelor unui calculator?
a. hardware
b. software
c. firmware
d. network
2. Care dintre următoarele componente ale unui sistem de calcul este cea care include tastatură?
a. unitatea centrală de prelucrare
b. unitatea de memorie
c. dispozitive periferice
d. sistemul de operare
3. Care dintre următoarele componente este formată din totalitatea părţilor fizice ale unui calculator?
a. hardware
b. software
c. firmware
d. network
4. Care dintre următoarele componente ale unui sistem de calcul include Unitatea Aritmetico-Logică?
a. unitatea centrală de prelucrare
b. unitatea de memorie
c. dispozitive periferice
d. sistemul de operare
5. Care dintre următoarele dispozitive de memorare este mai puţin portabil şi de capacitate mare?
a. floppy disc
b. hard disc
c. compact disc
d. memory stick
6. Care dintre tipurile de memorie învăţate este o memorie al cărei conţinut se pierde la oprirea calculatorului?
a. memoria ROM
b. memoria RAM
c. memoria externă
d. memoria Caché
7. Care dintre următoarele componente este dispozitiv periferic de intrare?
a. monitor
b. plotter
c. boxe
d. mouse
8. Care dintre următoarele componente este dispozitiv periferic de ieşire?
a. scanner
b.
c. tastatură
d. microfon
e. imprimantă
9. Care este unitatea de măsură în sistemul internaţional pentru măsurarea informaţiei?
a. bit
b. byte
c. segment
d. cuvânt
Răspunsuri
1-b; 2-c; 3-a; 4-a; 5-b; 6-b; 7-d; 8-d; 9-b.
Anexa 1
1. Poziţiile logice se unesc într-un ........?
2. Operaţie în algebra logică ?
3. O mulţime de semne ordonate se numeşte....?
4. Operaţie de transformare a mesajelor în cuvinte.
5. Transformarea numerelor dintr-un sistem în altul.
6. O categorie a circuitelor logice.
7. Codul utilizat de noi este codul .....?
8. Unitate de măsură a informaţiei.
9. Sistemul binar are baza......?
10. Sistemul care conţine 8 cifre se numeşte.....?
11. Ştire.
Anexa 1
1. Poziţiile logice se unesc într-un ........?
2. Operaţie în algebra logică ?
3. O mulţime de semne ordonate se numeşte....?
4. Operaţie de transformare a mesajelor în cuvinte.
5. Transformarea numerelor dintr-un sistem în altul.
6. O categorie a circuitelor logice.
7. Codul utilizat de noi este codul .....?
8. Unitate de măsură a informaţiei.
9. Sistemul binar are baza......?
10. Sistemul care conţine 8 cifre se numeşte.....?
11. Ştire.
C I R C U I T
C O N J U N C Ţ I A
A L F A B E T
C O D I F I C A R E
C O N V E R S I E
C O M B I N A Ţ I O N A L
A S C I I
B I T
D O I
O C T E T
I N F O R M A Ţ I E
Fișa S4- Sisteme de calcul
Tipuri de sisteme de calcul și de comunicații. Elemente de arhitectură a unui sistem de calcul.
Călătorie în timp- Vom face împreună un exerciţiu de imaginaţie: călătorim în timp. Suntem 6 echipe şi fiecare
echipă a fost trimisă de maşina timpului într-un alt an.
Echipa 1 2 3 4 5 6
Anul 1950 1970 1980 1990 2017 2050
Activități și aplicații (în clasă):
1. Înainte de a ajunge la destinaţie, încercaţi să vă imaginaţi cel puţin 3 lucruri pe care le-aţi putea face cu un calculator din anul
în care călătoriţi și dezbateți aceste posibilități cu colegii de echipă/clasă.
2. Aţi ajuns la destinaţie. Vizionaţi filmul de la adresa https://www.youtube.com/watch?v=sTc4kIVUnoA pentru a vedea cum
au evoluat calculatoarele în timp. Scrieţi sub fiecare imagine un număr (de la 1 la 4), ordonând astfel imaginile după generaţia
cărei îi aparţine calculatorul din imagine. Desenaţi şi voi un calculator aşa cum vă imaginaţi că va arăta peste 10 ani.
3. Aţi observat un lucru extrem de interesant: indiferent de generaţie, structura generală a unui calculator poate fi
ilustrată de schema următoare, structură care a fost descrisă de matematicianul John von Neumann în 1940:
Componenta Denumire
UCP Unitatea centrală de prelucrare
UAL Unitatea aritmetico-logică
UCC Unitatea de comandă şi control
UM Unitatea de memorie
S I/E Sistem de intrare/ieşire
Identificaţi pe această schemă principalele componente, precum şi relaţiile dintre acestea!
4. Aşa cum spuneam, această schema de structură este respectată
de calculatoarele din fiecare generaţie. Identificaţi aceste
componente pentru un calculator din ziua de azi! Completaţi
denumirea componentelor indicate de linii!
Evaluare:
V-aţi întors din fascinanta voastră călătorie. Acum, după ce aţi
călătorit prin întreaga (şi scurta) istorie a calculatoarelor,
răspundeţi din nou la aceeaşi întrebare: “Imaginaţi-vă că sunteţi
un copil din anul...! Enumeraţi 3 lucruri pe care le-aţi fi putut
face cu un calculator în anul respectiv?”.
Activități și aplicații (pentru acasă):
1. Să dezasamblaţi singuri un calculator poate fi periculos şi
riscant (când îl veţi asambla la loc s-ar putea să nu mai funcţioneze). Lăsaţi acest lucru pe seama specialiştilor!
Noi vom realiza asamblarea virtuală a unui calculator, cu ajutorul unei aplicaţii denumite simulator. Asamblaţi
un calculator cu simulatorul de la adresa http://world-it.ro/hardware/simulator-asamblare-calculator!
2. Gândiţi-vă acum la o tabletă sau la un telefon. Ce credeţi, respectă aceeaşi schema generală de structură ca un
calculator? Care sunt asemănările și deosebirile? Argumentați răspunsul.
Fisa S5 – Sisteme de calcul Sisteme de calcul
Tipuri de dispozitive de stocare a datelor Evoluție În decursul istoriei informațiile au fost salvate mai întâi ca reprezentări picturale, apoi pe papirus și în cărți, până când s-a ajuns în era informațională denumită și era digitală. Astăzi fără a se renunța la cărți informația este cel mai des stocată în format digital. Activități și aplicații (în clasă):
1. Vizualizați modul de utilizare a unui dispozitiv extern de stocare a
datelor prezentat de profesor. În cazul în care aveți conexiune la
Internet vizualizați modul de transfer a datelor de pe calculator pe
un CD utilizând filmul:
https://www.youtube.com/watch?v=rRF4wcqANTg, precum și modul de transfer a datelor de pe calculator pe un hard disk extern: https://www.youtube.com/watch?v=Lluk26qiNXw.
2. Știind că unităţile de referință pentru măsurarea capacității de stocare a
datelor sunt:
- bitul - poate avea numai două valori 0 sau 1 - byte (octet) - conține 8 biți și îl vom nota în continuare cu litera B, completați în triunghiul alăturat de la bază spre vârf, în ordine crescătoare multiplii byte-ului, alegându-i din lista de mai jos:
KB (kylobyte)=1024B GB (gigabyte)=1024MB PB (petabyte)=1024TB MB (megabyte)=1024KB TB (terabyte)=1024GB
3. Priviți tabelul de mai jos în care aveți:
imaginea, denumirea și capacitatea de
stocare a unor dispozitive cel mai des utilizate
de la apariția acestora și până în prezent. Ordonați crescător aceste dispozitive după capacitatea de stocare, în
ordinea crescătoare a capacității lor de la baza triunghiului până la vârf, completând în căsuțele libere numai
denumirea acestora.
Dischetă - 2,88MB Hard disk extern - mai mare de un TB
DVD - între 1,46 GB și 17 GB
Stick - între 1GB și 64 GB
CD - între 600 și 900 MB
Evaluare:
1. Care este dispozitivul de stocare a datelor cu cea mai mare capacitate?
2. Care este dispozitivul de stocare a datelor apărut odată cu primul calculator?
Activități și aplicații (pentru acasă): Transferați o imagine/un desen realizat în aplicația Paint de pe calculatorul vostru pe un dispozitv extern de stocare a datelor. Verificați cât spațiu a ocupat și cât mai aveți disponibil pe suportul extern.
Fişa de evaluare
I. Asociați afirmațiile din prima coloană cu precizări din a doua coloană, pentru a obține informații
corecte:
3 puncte (10 x 0.3 p)
Dispozitiv Tip
a. Microprocesorul este format din 1.Unitatea Centrală de Prelucrare (CPU)
b.Procesorul se montează pe 2. efectuează operaţiile aritmetice şi logice
c. Unitatea de comandă şi control (UCC) 3. coordonează și controlează întreaga
activitate a calculatorului
d. Componenta hardware 4. preia programele din memorie, le
lansează în execuţie, analizează fiecare
instrucţiune şi dă comenzi de executare a
instrucţiunilor unităţii aritmetico-logice.
e. Cantitatea de informație ce poate fi înregistrată
într-o celulă binară
5. byte (octet sau bait).
f. Unitatea aritmetică şi logică UAL 6. bit (BInary digiT-cifră binară)
g.Procesorul numit si creierul calculatorului 7. UAL și UCC
h. Cantitatea de informație stocată într-o
succesiune de 8 celule binare se numește
8. componente fizice (echipamente)
i. Procesorul se mai numește 9. programe și instrucțiuni
j. Componenta software 10.Placa de bază (matherboard)
II. Compl
Completaţi rebusul, folosind definiţiile de mai jos. Pe verticală (A-B) veţi obţine cel mai important
dispozitiv periferic de ieşire. 4 puncte (8 x 0.5 p)
A
1 1. Permite afişarea datelor pe hârtie
2
2. Controlează mişcarea cursorului pe
ecran
3
3. Placa de ... redă sau înregistrează
sunete
4 4. ... optic, utilizat pentru tableta grafică
5 5. Tipăreşte desene de dimensiuni mari
6 6. Modulează/ demodulează semnalul
7 7. Permite introducerea datelor
B
III. CComp
letaţi spaţiile libere din enunţul de mai jos. 2 puncte (5 x 0.4 p)
Sistemul de calcul este descris prin cele două subsisteme componente: ______________, care
reprezintă totalitatea componentelor fizice ale unui calculator și componenta
__________________, care reprezintă totalitatea programailor care facilitează accesul
utilizatorului şi efectuează operaţiile de prelucrare a datelor.
Rolul _____________________este de a controla activităţile întregului sistem de
calcul şi de a prelucra datele furnizate de utilizator, motiv pentru care este supranumit şi
„creierul calculatorului”
Memoria ___________________- este o memorie din care se poate citi, dar în care nu
se poate scrie; este remanentă (la oprirea sistemului de calcul, conţinutul său este păstrat)
Cea mai mică unitate de date care poate fi reprezentată şi prelucrată de un sistem de
calcul.este ________________________
Barem de corectare - Fişa de evaluare
Tipuri de dispozitive: de intrare, de ieșire, de intrare-ieșire, de stocare a datelor
I. Asociați afirmațiile din prima coloană cu precizări din a doua coloană, pentru a obține informații
corecte:
3 puncte (10 x 0.3 p)
Dispozitiv Tip
a. Microprocesorul este format din 7. UAL și UCC
b.Procesorul se montează pe 10. Placa de bază (matherboard)
c. Unitatea de comandă şi control (UCC) 4. preia programele din memorie, le
lansează în execuţie, analizează fiecare
instrucţiune şi dă comenzi de executare a
instrucţiunilor unităţii aritmetico-logice.
d. Componenta hardware 8. componente fizice (echipamente)
e. Cantitatea de informație ce poate fi înregistrată
într-o celulă binară
6. bit (BInary digiT-cifră binară)
f. Unitatea aritmetică şi logică UAL 2. efectuează operaţiile aritmetice şi
logice
g.Procesorul numit si creierul calculatorului 3.coordonează și controlează întreaga
activitate a calculatorului
h. Cantitatea de informație stocată într-o succesiune
de 8 celule binare se numește
5. byte (octet sau bait).
i. Procesorul se mai numește 1.Unitatea Centrală de Prelucrare (CPU)
j. Componenta software 9. programe și instrucțiuni
II. Pentru
corectitudinea completării rebusului, folosind definiţiile. 4 puncte (8 x 0.5 p)
A
1 I M P R I M A N T A 1. Permite afişarea datelor pe hârtie
2
M O U S E 2. Controlează mişcarea cursorului pe
ecran
3
S U N E T 3. Placa de ... redă sau înregistrează
sunete
4 C R E I O N 4. ... optic, utilizat pentru tableta grafică
5 P L O T T E R 5. Tipăreşte desene de dimensiuni mari
6 M O D E M 6. Modulează/ demodulează semnalul
7 T A S T A T U R A 7. Permite introducerea datelor
III. CComp
letaţi spaţiile libere din enunţul de mai jos. 2 puncte (5 x 0.4 p)
Sistemul de calcul este descris prin cele două subsisteme componente: Hardware, care reprezintă
totalitatea componentelor fizice ale unui calculator și componenta Software, care reprezintă totalitatea
programailor care facilitează accesul utilizatorului şi efectuează operaţiile de prelucrare a datelor.
Rolul microprocesorului este de a controla activităţile întregului sistem de calcul şi de a prelucra
datele furnizate de utilizator, motiv pentru care este supranumit şi „creierul calculatorului”
Memoria ROM (Read Only Memory) - este o memorie din care se poate citi, dar în care nu se poate
scrie; este remanentă (la oprirea sistemului de calcul, conţinutul său este păstrat)
Cea mai mică unitate de date care poate fi reprezentată şi prelucrată de un sistem de calcul.este Bitul
(binary digit - cifră binară)
Elemente de arhitectură a unui sistem de calcul
PREZENTARE GENERALĂ
La dezvoltarea echipamentului cunoscut azi sub numaile de calculator au contribuit multe
descoperiri şi invenţii.
Cele mai importante tipuri de calculatoare sunt: calculatorul personal (PC) şi notebook-ul sau
laptopul.
Calculatorul personal (PC-ul) este folosit acasă, la birou, in laborator, etc.
Laptop-ul este de dimensiuni mult mai mici, mai usor, seamană cu o geantă diplomat, este mai usor de
transportat şi prezintă avantajul că poate fi alimentat de la baterii.
PC – de la Personal Computer
De ce unele calculatoare sunt personale?
Iniţial PC-urile purtau denumirea de IBM PC, fiind calculatoare dezvoltate şi create de către
compania americană IBM. (International Bussines Machines Corporation).
Astăzi, termenul de PC se referă la orice calculator personal, indiferent de producător. O bună
vreme a fost folosită sintagma “Compatibil IBM PC” pentru a desemna calculatoarele create de către
alţi producători decat IBM dar care funcţionau exact ca şi un PC original. Această distincţie original
şi compatibil este lipsită de importanţă in momentul de faţă, deoarece mai bine de 95% dintre
calculatoarele personale sunt create de către diverşi producători şi nu de către compania IBM.
Compania IBM nu a uitat cine a creat de fapt calculatorul personal, “De ce să cumperi un
compatibil, când poţi avea originalul?” – fiind una dintre lozincile folosite de IBM pentru
promovarea propriilor calculatoare personale. Pentru majoritatea utilizatorilor contează mai puţin cine
a creat primul calculatorul personal, preţul calculatorului şi specficaţiile componentelor hardware fiind
mult mai importante.
La o prima vedere, se observă cele mai importante componente ale unui calculator personal si
anume se disting:
· Unitatea centrală;
· Monitorul;
· Tastatura;
· Mouse-ul.
SISTEM DE CALCUL - este descris prin cele două componente:
hardware si software.
Hardware-ul reprezintă totalitatea componentelor fizice ale unui calculator. Acestea sunt
inutile fară existenţa software - ului.
Software-ul reprezintă totalitatea programailor care facilitează accesul utilizatorului şi
efectuează operaţiile de prelucrare a datelor. Pentru a introduce date in calculator in vederea
prelucrării, cat şi pentru a intra in posesia rezulatatelor, calculatorul se conectează la diferite
echipamente periferice de intrare ( tastatură, scaner, mouse, etc ) respectiv, echipamente periferice de
ieşire ( monitor, imprimantă, etc ).
Rolul şi funcţiile componentelor unui sistem de calcul
Fie că este portabil sau fix, un computer este alcătuit din:
• Unitatea Centrală care include Unitatea Centrală de Prelucrare (UCP), Unitatea de Memorie internă
(UM) şi o parte dintre dispozitivele periferice de intrare-ieşire
• dispozitive periferice de intrare/ieşire conectate prin cabluri şi mufe la unitatea centrală
UCP (Unitatea Centrală de Prelucrare) este componenta cea mai importantă a
calculatorului; este implementată la microcalculatoare cu ajutorul unui microprocesor; este formată
din:
• Unitatea de Comandă şi Control (UCC) – controlează activitatea tuturor dispozitivelor fizice ale
calculatorului şi coordonează procesul de decodificare şi executare a instrucţiunilor programelor;
• Unitatea Aritmetică şi Logică (UAL) – are rolul de a executa operaţii elementare aritmetice
(adunări, scăderi etc) şi logice (conjuncţie, disjuncţie etc) cu date furnizate de memorie şi de a depune
în memorie rezultatul obţinut în urma calculului.
Unitatea de memorie (UM) sau memoria internă este compusă din memoria ROM şi din
memoria RAM:
• memoria RAM (Random Access Memory) - este o memorie în care se poate scrie şi din care se
poate citi; este volatilă (la oprirea calculatorului, informaţiile scrise în această memorie se pierd);
păstrează programele necesare funcţionării sistemului de operare şi programele în care lucrează
utilizatorul; capacitatea memoriei interne se referă la capacitatea memoriei RAM; este unul din
factorii care influenţează performanţele computerului deoarece o memorie RAM de capacitate mică
nu permite rularea oricărui software
• memoria ROM (Read Only Memory) - este o memorie din care se poate citi, dar în care nu se poate
scrie; este remanentă (la oprirea sistemului de calcul, conţinutul său este păstrat) şi mult mai scumpă
decât memoria RAM, deşi este de capacitate mult redusă în raport cu aceasta; este incripţionată de
firma producătoare şi are rolul de a verifica dispozitivele de intrare/ieşire, de a verifica memoria
RAM, de a iniţia încărcarea sistemului de operare în memoria RAM atunci când calculatorul este pus
în funcţiune
Sistemul de intrare/ieşire al unui computer cuprinde:
• mediile de stocare – suportul fizic pe care se stochează informaţiile (harddisc, CD, DVD, memory
stick etc)
• dispozitive periferice care pot fi: pentru accesarea mediilor de stocare (unitatea CD-Rom, unitatea
DVD etc) şi de interfaţă cu utilizatorul (de intrare, de ieşire şi de intrare-ieşire
Memoria internă fiind volatilă, este nevoie de memoria externă capabilă să stocheze permanent
informaţia. Memoria externă este reprezentată de suporturi magnetice sau optice care folosesc
dispozitive specifice fiecărui suport, numite unităţi de memorie externă, care permit citirea/scrierea
informaţiei.
Din punct de vedere functional, arhitectura unui sistem de calcul (PC) este redată in
schiţa de mai jos:
Unitatea Centrală (UC) - carcasa, alcătuită din:
· Unitatea de memorie internă (UM);
memorie ROM;
memorie RAM;
· Unitatea Centrală de Prelucrare (UCP) ce este compusă din:
Unitatea de Comandă şi Control (UCC):
Unitatea Aritmetică şi Logică (UAL);
Dispozitive periferice, alcătuite din:
Dispozitive periferice de intrare - in (DP II);
Dispozitive periferice de ieşire - out- (DP 10);
Dispozitive periferice de intrare/ieşire - in/out- (DP 110);
Interfeţe
Medii de stocare
Fiecare calculator defineşte un număr de operaţii care pot fi executate de unitatea sa centrală.
Aceste operaţii sunt in principal destinate memorării sau recuperării informatiilor din memoria
internă, calculelor aritmetice sau logice şi controlului dispozitivelor periferice. In plus, există un
număr de instrucţiuni pentru controlul ordinii in care sunt executate operaţiile. O instrucţiune
reprezintă o operaţie elementară executabilă de către unitatea centrală a unui calculator. O secvenţă de
mai multe instrucţiuni executate una după cealaltă se numeşte program. Execuţia unui program de
către calculator presupune incărcarea instrucţiunilor in memoria internă şi execuţia acestora una cate
una in unitatea centrală. Unitatea centrală citeşte din memorie cate o instrucţiune, o execută, după care
trece la următoarea instrucţiune.
Funcţionarea unui sistem de calcul:
Datele iniţiale şi programele ce urmează să fie prelucrate se introduc în sistemul de calcul prin
dispozitivele periferice de intrare, apoi sunt transferate în formă binară, în memoria internă a acestuia,
în locaţii identificabile prin adrese.
Fiecare instrucţiune este trimisă la Unitatea de Comandă şi Control, care interpretează
conţinutul lor şi emite comenzi către: memorie (solicită anumite date necesare executării unor
operaţii), Unitatea Aritmetico-Logică (care va efectua operaţiile specificate prin instrucţiuni şi va
determina unele rezultate) sau canalele de intrare/ieşire pentru a prelua alte date şi instrucţiuni de la
dispozitivele periferice sau din memoria externă.
După terminarea operaţiilor solicitate, rezultatele vor fi transferate către dispozitivele
periferice de ieşire sau intratre/ieşire sau către memoria externă pentru stocarea lor în vederea utilizării
ulterioare.
Factori ce influenţează performanţele unui computer: viteza CPU (unităţi de măsură),
dimensiunea memoriei RAM, aplicaţiile
Factorii de ordin tehnic, care influenţează performanţele calculatorului sunt:
• viteza procesorului
• dimensiunea memoriei RAM
• dimensiunea memoriei cache
• capacitatea de stocare a hard-discului
• viteza de transmisie a datelor pe magistrala de date.
Pe lîngă aceşti factori, viteza de lucru a computerului este influenţată şi de sistemul de operare şi de
programele de aplicaţie instalate.
Parte integrantă a vieţii noastre cotidiene, calculatoarele personale reprezintă, probabil, cea
mai spectaculoasă invenţie a omului în secolul XX. Sub forma desktop-urilor – termen ce desemnează
calculatoarele clasice (unitate centrală şi monitor) , dar şi în varianta portabilă a laptop-urilor, acestea
au adus cu sine posibilităţi inexistente până cu 10-15 ani în urmă. şi aş aminti numai dezvoltarea
reţelei globale de calculatoare, Internetul, cu uriaşul său impact asupra modului în care circulă
informaţia.
Pentru cei ce încă nu sunt lămuriţi, un desktop înseamnă unitatea centrală – adică o carcasă
metalică în interiorul căreia se află o mulţime de piese despre care nu ştim mai nimic, şi monitorul, cel
pe care vizualizăm operaţiile efectuate. Tastatura şi mouse-ul fac şi ele parte integrantă din peisaj. În
cele ce urmează voi descrie succint fiecare componentă din interiorul carcasei unui calculator personal
de birou, pentru a completa treptat secţiunea dedicată tehnologiei informaţiei cu detalii despre
funcţionarea tuturor componentelor acestuia.
Pentru început trebuie menţionat că foarte importantă pentru performanţele unui calculator
personal este placa de bază (motherboard), dispozitivul care interconectează toate componentele
computerului, atât interne, cât şi externe. Placa de bază furnizează conexiunile electrice cu ajutorul
cărora celelalte componente ale unui sistem comunică şi, de asemeni, găzduieşte microprocesorul, dar
şi alte subsisteme sau dispozitive.
Placa de baza cu principalele componente ale unui PC
1. Sursa de alimentare – curentul electric pătrunde în interiorul calculatorului prin intermediul
acestei cutii metalice, în interiorul căreia un transformator reduce numărul de volţi veniţi de la
prizele din locuinţele sau birourile d-voastră la voltajul acceptat de diversele componente.
2. Unitatea de CD/DVD – foloseşte o rază laser pentru a citi datele inscripţionate pe un suport
optic, de fapt o spirală de zone plate şi indentate aplicate pe un strat de film metalic foarte fin.
Calculatoarele noi sunt dotate cu o unitate optică (cum mai este denumită această componentă) de
tip DVD, care poate citi şi CD-uri, iar ultimele modele dispun chiar de o unitate de tip Blu-Ray, cu
care se pot citi suporţii optici de ultimă generaţie, folosiţi în special pentru redarea în format high-
definition (HD) a informaţiei video. Pe un suport optic de tip CD pot fi stocaţi între 650 şi 700
MB de informaţie utilă, în timp ce un DVD are capacitatea de 4,7 GB. Concepute iniţial ca
dispozitive dedicate citirii suporţilor de informaţie, atât unităţile de tip CD, cât şi DVD, sunt
produse şi în scopul inscripţionării datelor (variantele Writer).
3. Discul Hard (HDD) – dispozitivul principal de stocare a datelor prelucrate pe un calculator
personal; funcţionează pe principiul magnetizării unor platane metalice foarte fine, fiind astfel
înregistrate informaţiile vizibile pe computere sub forma fişierelor ce dau viaţă programelor rulate
de fiecare PC sau laptop. Din punct de vedere mecanic este cea mai activă componentă a
calculatorului personal, dezvoltând mişcări de rotaţie cu viteze foarte mari, de ordinul miilor de
rotaţii/sec.
4. Unitatea de dischetă (floppy drive) – permite citirea şi/sau scrierea unor suporţi magnetici de
tipul discurilor de 3.5 inci, spaţiu pe care pot fi stocate aproximativ 500 de pagini de text, în jurul
dimensiunilor unui roman. Unitatea de dischetă şi suporţii magnetici asociaţi (celebrele şi
demodatele dischete) sunt pe punctul să dispară din configuraţiile de bază ale calculatoarelor de
astăzi. Deşi aproape de domeniul trecutului, mai sunt uneori folosite pentru a păstra copii de
siguranţă ale unor fişiere conţinând documente importante sau în scopul rulării unor programe de
recuperare de date şi parole. Sunt pe cale de dispariţie mai ales din cauza capacităţii minuscule de
stocare, raportat la standardele de astăzi, dar şi din cauza vitezelor foarte mici de transfer al
datelor.
5. Controller-ele de discuri – majoritatea plăcilor de bază ale calculatoarelor personale sunt
prevazute cu 2 tipuri de conexiuni care permit transmiterea informaţiilor şi instrucţiunilor către
discurile hard (HDD). Dispozitivele electronice care gestionează această transmisie de date se
numesc controllere de disc. Cele de generaţie mai veche sunt cele de tip IDE, mai lente, care
transmit semnale discurilor pe niste panglici relativ late de 40-80 de fire (folosite atât pentru
discuri, cât şi pentru unităţi optice), pe când cele de generaţie mai nouă, de tip SATA (Serial-
ATA), dedicate în special conectării discurilor hard sunt mai rapide şi folosesc un cablu subţire pe
4 fire.
6. Sloturi de expansiune – sunt folosite, asemenea controller-elor de discuri, pentru a ataşa noi
plăci la placa de bază şi de obicei reprezintă o combinaţie între sloturi realizate pe tehnologii
foarte noi şi sloturi care permit integrarea unor dispozitive de generaţie mai veche.
7. Placa video – are rolul de a transforma informaţia video sub forma diverselor semnale
electrice necesare monitorului pentru a afişa imagini.
8. Placa de sunet – continele circuitele electronice necesare înregistrării şi redării sunetelor. Se
poate monta într-un slot de expansiune, dar uneori este şi integrată pe placa de baza sub forma a
câtorva microcipuri la care se conectează spre exterior prin perse cabluri boxe, căşti, microfon sau
intrarea audio a unităţilor CD player (vezi 23).
9. Memoria RAM – memorie cu acces aleatoriu – o colecţie de microcipuri aliniate pe mici plăci
de circuite electronice care intră în niste sloturi din placa de baza dotate cu o sută, două sute şi
uneori chiar mai mulţi conectori miniaturali. Memoria RAM este locul unde calculatoarele
stochează temporar informaţia utilizată pe parcursul rulării programelor. La oprirea desktop-ului
sau a laptop-ului, conţinutul memoriei RAM se pierde.
10. Ceasul intern al sistemului (RTC - Real Time Clock) – un microcip care se foloseşte de
proprietăţile unui cristal, de obicei din cuarţ, care vibrează la o frecvenţă constantă, dictând ritmul
şi sincronizând funcţionarea celorlalte componente ale computer-ului.
11. CMOS – un microcip de memorie special, alimentat continuu de o mică baterie, memorie în
care sunt stocate informaţii despre configurarea hardware a calculatorului personal, informaţii care
se reţin şi atunci când calculatorul este oprit şi/sau deconectat de la sursă de alimentare cu energie
electrică.
12. BIOS – dacă microprocesorul poate fi supranumit creierul calculatorului personal, BIOS-ul
poate fi considerat inima acestuia. Constă în unul sau două cipuri. Cipul BIOS (Basic Input
Output System) cunoaşte detaliile despre structura internă a calculatorului şi acţionează ca un
intermediar între sistemul de operare care rulează pe PC (Windows, Linux, Solaris) şi
componentele hardware ale acestuia (placa de bază, microprocesor etc.).
13. Bateria CMOS – am amintit-o la punctul 11; rareori este cazul să fie încărcată sau schimbată;
în cazul în care această operaţie este necesară este util să avem la dispoziţie o copie de rezervă a
configuraţiei stocate în CMOS, în vederea restaurării ulterioare înlocuirii bateriei. Când bateria
CMOS este deconectată, conţinutul memoriei CMOS se pierde, aceasta trecând la o configuraţie
implicită, ce trebuie deseori modificată.
14. Microprocesorul – denumit şi CPU – central processing unit – unitatea centrală de procesare
- şi supranumit de noi anterior creierul calculatorului constă dintr-o colecţie extrem de complicată
de tranzistori dispuşi într-un aranjament miniatural ce permite manipularea datelor.
Microprocesorul este executantul majorităţii operaţiilor efectuate cu ajutorul unui PC, iar în
funcţie de design-ului acestuia este dezvoltat sistemul de operare, dar şi sistemele de aplicaţii
software ce vor rula pe el.
15. Cooler-ul – microprocesorul produce foarte multă căldură în timpul funcţionării, astfel că este
necesară această componentă care ajută la disiparea căldurii generate, pentru a împiedica topirea
componentelor microprocesorului.
16. Ventilator – folosit la răcirea interiorului carcasei unităţii centrale. Datorită ventilaţiei
acumulează foarte mult praf, astfel că trebuie curăţit din când în când pentru a permite o răcire
constantă şi corespunzătoare a componentelor din interiorul computerului.
17. Porturile USB – conectori prin intermediul cărora ataşăm computerului dispozitive externe
precum tastatură, mouse, imprimante, memory stick-uri etc.
18. Interfaţa mouse de tip PS2 – un tip de port la care se poate conecta mouse-ul. Este de obicei
de culoare verde.
19. Interfaţa tastatură de tip mini-DIN – cu aspect identic portului PS2, descris la punctul
anterior, dar colorat de obicei în mov şi folosit la conectarea tastaturii. Cele 2 periferice amintite,
mouse-ul şi tastatura au de obicei mufele colorate corespunzător pentru a evita inversarea celor
două dispozitive la conectare. Auxiliar, unele carcase indică prin elemente grafice unde se
conectează tastatura şi unde mouse-ul.
20. Portul de reţea – în majoritatea covârşitoare a cazurilor un port RJ-45, permite conectarea
computerului la o reţea locală de calculatoare (LAN), sau la un modem DSL sau broadband.
21. Portul paralel – de cele mai multe ori folosit la conectarea unei imprimante.
22. Porturile seriale – majoritatea calculatoarelor sunt prevăzute cu două porturi seriale, dar unele
pot avea chiar patru, dintre care doar o pereche este utilizabilă la un moment dat pentru că
foloseşte aceleaşi resurse hardware ca şi cealaltă pereche.
23. Conectorii plăcii de sunet – amintiţi la punctul 8, permit conectarea microfonului, boxelor,
căştilor sau unei surse externe de semnal audio. Unitatea de CDROM a calculatorului este
conectată la placa de sunet în interiorul carcasei PC-ului.
24. Modemul – permite conectarea PC-ului la o linie telefonica terestră, în vederea accesului la
anumite servicii informatice şi la internet. În acest caz avem de-a face cu un modem intern.
Modemurile pot fi şi sub forma unor dispozitive externe care sunt conectate la portul serial
(modelele mai vechi), sau la portul de reţea sau USB (tehnologiile mai noi). Modelele de
modemuri noi permit conectarea la infrastructura de cablu TV, prin intermediul căreia se poate
realiza şi conectarea la reţeaua internet, dar şi la reţelele de telefonie mobilă, care oferă şi ele
servicii internet.
Arhitectura şi funcţionarea sistemului de calcul
Memoria de tip RAM (Random Access Memory)
"Accesul aleator" (random access) al memoriei înseamnă că datele din memorie pot fi accesate
în orice ordine. RAM-ul este format din condensatoare ce stochează mici cantităţi de sarcină
electrică, fiecare reprezentând un bit: 0 ori 1.
Există două tipuri de memorii: DRAM (dynamic RAM) şi SRAM (static RAM). DRAM
foloseşte condensatoare ce trebuie încărcate periodic, pe când SRAM pot menţine sarcina
pentru perioade foarte lungi. Ca urmare, SRAM este mai rapid, căci nu are nevoie de perioade
de încărcare, dar este şi mai scump; de aceea, memoria de tip DRAM este mult mai răspândită.
RAM-ul este împărţit în "cuvinte", secţiuni de memorie cu adresă unică ce pot conţine 8 biţi (1
byte) ori mai mulţi baiţi. O memorie de 256 MB va avea 268.435.455 de unităţi de memorie
(deci, de adrese).
Rolul memoriei în funcţionarea computerului
Atunci când un utilizator comandă executarea unui program, întâi acesta este mutat de pe hard-
disk (ori de unde este stocat) şi adus în memoria principală (memoria principală reprezintă
memoria RAM, câteodată completată de o memorie virtuală, adică un spaţiu de stocare de pe
alt dispozitiv, ca hard-diskul, folosit pe post de memorie volatilă). De ce este necesară mutarea
în memoria principală? Pentru că aceasta este mult mai rapidă decât hard-diskul şi poate lucra
la viteze sporite cu procesorul.
Bootarea (pornirea) computerului
Ce se întâmplă atunci când apăsăm butonul de pornire a computerului? Sistemul de operare se
află pe hard-disk, deci nu poate rula.
Procesul de pornire a computerului şi de iniţiere a executării sistemului de operare se numeşte
bootare. Primul program care intră în scenă se numeşte BIOS (Basic Input / Output System).
Acesta este un set de mici programe stocate pe un tip de memorie nevolatilă numită ROM (read-
only memory), care nu pot fi modificate. Rolul BIOS-ului este să iniţieze toate dispozitivele
computerului, să efectueze câteva teste de diagnoză şi, în fine, să încarce sistemul de operare în
memorie. În fapt, BIOS încarcă doar un program special de pe hard-disk din sectorul de boot,
program care are rolul de a activa restul sistemului de operare.
Procesorul - Arhitectura şi funcţionarea procesorului
Procesorul are trei componente majore:
o unitatea logico-aritmetică (ALU - arithmetic logic unit),
o regiştrii (registers)
o şi unitatea de control (CU - control unit).
ALU are rolul de a executa calcule matematice (de exemplu, înmulţiri) şi operaţii logice (de
exemplu, compararea a două numere), această componentă considerând orice dată ca fiind un număr.
Regiştrii stochează date temporar. ALU nu poate accesa direct memoria de tip RAM, ci doar
regiştrii, fiind un avantaj, deci, un număr mai mare de regiştri.
Unitatea de control, CU, are rolul de a controla mişcarea datelor în interiorul procesorului.
De exemplu, determină date din regiştri sunt trimise către ALU pentru efectuarea calculelor.
În esenţă, funcţionarea procesorului înseamnă un ciclu nesfârşit de aducere de date şi
executare:
- întâi o instrucțiune este adusă din memoria principală;
- apoi unitatea de control decodează instrucţiunea pentru a stabili cum s-o execute;
- în fine, instrucţiunea este executată.
Componenta de bază a unui procesor este tranzistorul. Deşi noi spunem că un procesor
efectuează calcule, la nivelul cel mai jos procesorul manipulează două stări ale tranzistoarelor, on şi
off, care reprezintă cele două stări fundamentale, 0 şi 1.
Cache-ul procesorului
Deşi unitatea logico-aritmetică, regiştrii şi unitatea de control sunt componentele necesare şi
suficiente pentru a avea un procesor funcţional, procesoarele moderne alocă din spaţiul mic pe care-l
ocupă cache-ului. Cache-ul este o memorie de tip SRAM care este folosită pentru accesarea de
informaţii de către procesor într-o manieră mult mai rapidă decât este în cazul memoriei de tip
RAM, dat fiind că acesta se află în interiorul procesorului.
Pentru eficienţă maximă, cache-ul trebuie să conţină datele de care are nevoie procesorul.
Cache-ul este mult mai mic decât RAM-ul, prin urmare procesorul are reguli speciale, bazate pe
principiul localizării (atunci când o anumită adresă a memoriei este accesară, este probabil ca
adresele alăturate să fie nevoie să fie accesate în curând), care stabilesc ce date vor fi transferate din
RAM în chache.
Cache-ul este important în arhitectura curentă a computerelor, întrucât, în comparaţie cu viteza
de ceas a procesorului (clock speed) capacitatea de accesare a memoriei principale este foarte lentă,
ceea ce înseamnă că mare parte din timp procesorul este în stare de aşteptare de date.
Procesoarele cu mai multe nuclee
Două procesoare într-un sistem cresc performanţa acestuia, deşi nu-i cresc viteza. Aceasta este
ideea din spatele procesoarelor cu mai multe nuclee (de exemplu, dual-core). Pe lângă faptul că
măresc performanţa, nici nu cresc emisia de căldură.
Viteza de ceas (clock speed)
Cifra esenţială care se afişează de către comercianţi despre un procesor este viteza de ceas (de
exemplu, 2,4 GHz). Viteza de ceas reprezintă numărul de cicluri pe secundă. Deşi aceasta este
valoarea considerată fundamentală de către majoritatea clienţilor, lucrurile nu sunt chiar aşa. Dacă un
procesor ar executa o singură instrucțiune pe ciclu de ceas, atunci această viteză ar putea fi
folositoare pentru comparaţia procesoarelor, dar sunt probleme de construcție şi funcţionare (de
exemplu, complicaţiile generate de pipelining - spargerea instrucțiunilor în componente mici şi
executarea lor simultană, uneori generând procesări inutile de date şi, deci, întârzieri) care complică
lucrurile. Dacă, totuşi, ne putem baza pe viteza de ceas pentru compararea a două procesoare de
acelaşi model, ale aceluiaşi fabricant, nu ne putem baza pe acest criteriu pentru a compara
procesoare ale unor producători diferiţi. De exemplu, modelul AMD Athlon XP, la frecvenţa de 2,2
GHz, execută acelaşi număr de instrucțiuni ca modelul Intel, Pentium IV, cu frecvenţa de 2,8 GHz.
Dacă viteza de clock nu este cel mai bun indicator pentru compararea unor procesoare, atunci
care este? Se consideră că cea mai bună soluţie este testarea efectivă (benchmarking) a procesoarelor
prin rularea aceluiaşi program, pe un sistem unde se schimbă doar procesorul. Nici această soluţie nu
este infailibilă, pentru că s-a constatat că există diferenţe de performanţă între procesoare, funcţie de
ce program este rulat. Una peste alta însă, benchmarkingul este considerat cel mai rezonabil mod de
a compara procesoarele.
Placa de bază
Placa de bază este numele pentru placa de circuite care conţine multiple elemente esenţiale ale
computerului, printre care: procesorul, memoria de tip RAM, placa grafică ori placa de sunet. Placa
de bază şi elementele computerului sunt alimentate de sursa de alimentare, care este astfel calibrată
pentru a putea alimenta toate componentele conectate la computer (exceptându-le pe cele care se
alimentează separat de la reţeaua electrică). La placa de bază se conectează, prin diverse tipuri de
interfeţe: hard-diskul, unitatea CD-ROM, unitatea DVD etc.
Hard-diskul şi dispozitivele optice (CD-ROM ori DVD) se conectează la placa de bază prin
intermediul unei interfeţe IDE (Integrated Drive Electronics); în fapt, IDE a fost înlocuit de EIDE
(enhanced IDE), care permite transferul mai rapid de date şi conectarea unor hard-diskuri de o mai
mare capacitate. O interfaţă IDE suportă conectarea a două dispozitive; dacă sunt conectate două
dispozitive, unul trebuie stabilit "master", iar altul "slave". Această "setare" se face prin intermediul
unor comutatoare disponibile pe dispozitive (unde sunt menţionate şi instrucţiuni privind
funcţionarea dispozitivului ca "master" ori "slave").
Placa de bază dispune de magistrale (buses) necesare comunicării de date între diferite
componente ale computerului.
Placa grafică
Procesorul nu generează direct imagini care sunt afişate pe monitor. Sarcina de a produce şi
afişa imaginile revine plăcii grafice.
Plăcile grafice de ultimă generaţie sunt computere în miniatură, având propria memorie de
tip RAM, din ce în ce mai mare, comparabilă cu memoria de tip RAM a sistemului informatic. De
asemenea, au propriul procesor care poate fi mai complicat decât procesorul principal al
computerului.
Dispozitive de intrare: mouse, tastatură, trackball, scanner, touchpad, light pen,
joystick, cameră video, microfon etc
Mouse-ul este un DPI (dispozitiv periferic de intrare) care are rolul de a controla mişcarea
cursorului pe ecran; este important pentru GUI (Graphic User Interface – Interfaţa Grafică cu
Utilizatorul) deoarece opţiunile şi obiectele se pot puncta, putându-se executa apoi clic asupra lor. În
funcţie de principiul pe care se bazează construcţia sa, poate fi:
• mouse optic (foloseşte un laser pentru detectarea mişcării; răspunde mai rapid şi mai precis la
comenzi decât mouse-ul mecanic, dar are preţ mai ridicat)
• mouse mecanic (are o bilă metalică sau de cauciuc ce se poate roti în toate direcţiile mutând
corespunzător indicatorul pe ecran, sensul de mişcare fiind detectat perin senzorii pe care îi conţine)
• mouse optomecanic (combină cele două tehnologii, dar nu necesită suprafaţă specială pentru
deplasare)
mouse optic
Touchpad-ul este un DPI (dispozitiv periferic de intrare) care constă dintr-o suprafaţă
sensibilă la atingere, folosită ca dispozitiv de punctare la unele laptop-uri; deplasarea pointer-ului pe
ecran este determinată de mutarea degetului pe această suprafaţă; în partea inferioară are butoane
similare cu cele ale mouse-ului.
Joystick-ul este folosit mai ales pentru jocurile pe calculator; se prezintă sub forma unei
manete care are la bază o serie de butoane; este similar mouse-ului ca principiu, însă mişcarea
cursorului pe ecran păstrează o anumită inerţie, în sensul că indicatorul se deplasează pe direcţia şi în
sensul în care este îndreptată maneta, oprirea deplasării făcându-se prin aducerea manetei la poziţia
iniţială.
Trackball-ul (bila rulantă) funcţionează pe principiul unui mouse clasic, numai că bila este
aflată deasupra dispozitivului şi poate fi mişcată cu ajutorul degetelor sau cu palma; lângă bilă există
1-3 butoane pentru acţionarea comenzilor.
Scanner-ul este utilizat pentru copierea optică a informaţiei imprimate pe hârtie, fapt ce are ca
efect digitizarea unei imagini (codificarea sa în formă binară).
Camera video permite preluarea şi stocarea de imagini şi filme în format digital.
Microfonul permite recepţionarea sunetelor, de aceea este important în comunicarea verbală
prin folosirea unor programe de aplicaţie care au rutine de recunoaştere vocală; este conectat la placa
de sunet a computerului.
Creionul optic (light pen) este un DPI asemănător unui creion care are în vârf un senzor optic;
permite scrierea şi desenarea direct pe ecran, pentru aceasta fiind necesar un ecran special care să
preia impulsul electric generat de semnalul optic al creionului în punctul în care atinge ecranul.
light pen
Tastatura este principalul dispozitiv de introducere a datelor de tip text, de aceea face parte
din configuraţia minimă a unui calculator; poate să permită şi lansarea unor comenzi către sistemul de
operare prin apăsarea simultană a mai multor taste sau a unor taste speciale. Are cinci grupe de taste:
funcţionale, speciale, numerice, de deplasare, alfanumerice.
Dispozitive de ieşire: unităţi de afişare video, ecran sau monitor, imprimante, plotter,
difuzoare, sintetizatoare de voce etc
Monitorul este un DPO (dispozitivul periferic de ieşire) care permite vizualizarea rapidă a
rezultatelor executării unei aplicaţii. Principalele caracteristici ale unui monitor sunt:
• numărul de culori folosite pentru afişare (se pot folosi de la 256 până la 16 777 216 culori, fiecare
dintre acestea fiind codificată în binar; fiecărui pixel i se atribuie un cod de culoare)
• aspectul ergonomic (se referă la modul de protecţie contra radiaţiilor şi curbura ecranului)
• rezoluţia (numărul de pixeli de pe ecran; cu cât rezoluţia este mai mare, cu atât imaginea este mai
clară)
• diagonală (cele mai răspândite sunt cele de 15 şi 17 inch; cele cu diagonală mai mare se folosesc în
general pentru aplicaţiile de grafică profesională sau în proiectarec)
• claritatea imaginii (caracterizată de distanţa pe verticală între doi pixeli adiacenţi - dot pitch)
Monitoarele se clasifică în:
• monitoare cu tub catodic - CRT care funcţionează pe principiul televizoarelor cu tub catodic;
imaginea se formează prin impresionarea suprafeţei ecranului la impactul luminos pe care îl produc
spoturile de electroni generate de tubul catodic; imaginea se "împrospătează" la intervale mici de timp
numite rate de refresh
monitor crt
• monitoare cu cristale lichide - LCD care funcţionează pe baza a două straturi de material polarizant,
cu soluţie de cristale lichide între ele; la trecerea curentului electric, cristalele se orientează astfel încât
să oprească trecerea luminii; are ca avantaje lipsa radiaţiilor electrice şi magnetice, claritatea imaginii
afişate deoarece nu prezintă o curbură a ecranului precum monitoarele cu tub catodic, dimensiunile
reduse, greutatea mică, consumul mai mic de energie.
monitor lcd
Difuzoarele sau boxele sunt dispozitive utilizate pentru redarea sunetului.
Plotterul este proiectat pentru a face posibilă trasarea desenelor, schiţelor de mari dimensiuni;
dispune de un sistem de peniţe ataşate unui braţ mobil, care sunt mişcate în planul coordonatelor
carteziene pe o hârtie aşezată pe masa de desen.
Imprimanta este dispozitivul destinat ieşirii pe hârtie a informaţiilor; cele mai des întâlnite
tipuri de imprimante sunt:
• matriceală (cu pini sau ace) - tipăreşte caracterele prin imprimarea unor puncte grupate în forma
desenului caracterului, executate cu ajutorul unor pini care lovesc o bandă impregnată cu un tuş
special; este o imprimantă zgomotoasă şi lentă, cu preţ scăzut, rezoluţia depinzând de numărul de ace
Matriceala
• cu jet de cerneală - tipăreşte caracterele tot prin construirea lor din puncte, prin împrăştierea unui jet
din rezervorul de cerneală, prin nişte orificii mici numite duze; este destul de silenţioasă şi are un cost
mediu
jet de cerneala
• cu laser - se bazează pe trecerea unui fascicul laser peste un praf încărcat electrostatic numit toner; la
trecerea fasciculului, tonerul se lipeşte de hârtie, prin încălzirea acesteia fixându-se; este silenţioasă şi
rapidă, are costuri mari.
Laser
• termică - culori de foarte bună calitate, preţ ridicat, foloseşte hârtie specială
Termica
Caracteristicile imprimantelor:
• rezoluţie (număr de puncte tipărite pe inch)
• viteză (numărul de caractere tipărite pe secundă sau numărul de pagini tipărite pe minut)
• modalitatea de alimentare cu hârtie
• zgomotul produs (măsurat în decibeli)
Dispozitive de intrare-ieşire: modem, touchscreen etc
Modemul funcţionează pe baza transformării semnalului digital (corespunzător calculatorului)
în semnal analogic (corespunzător liniei telefonice) şi invers. Este folosit în realizarea unor conexiuni
la Internet.
Touchscreenul sau ecranul tactil este un ecran acoperit cu o folie transparentă sensibilă la
atingere care permite punctarea obiectelor de pe ecran cu ajutorul degetelor; acest aspect poate fi
considerat un avantaj deoarece interfaţa pare naturală, dar şi un dezavantaj deoarece punctarea nu se
poate face cu mare acurateţe.
Memoria computerului
1. Memoriile RAM şi ROM ale computerului.
Memoria internă este locul de muncă al calculatorului, locul în care sunt aduse datele şi
instrucţiunile programelor aflate în curs de execuţie. Este formată dintr-un sistem de circuite integrate
alcătuite dintr-un număr mare de celule de memorie, fiecare celulă fiind un circuit care poate stoca un
bit de informaţie (acesta poate reţine doar una dintre valorile 0 sau 1)
Unitatea de memorie (UM) sau memoria internă este compusă din memoria ROM şi din memoria
RAM:
• memoria RAM (Random Access Memory) - este o memorie în care se poate scrie şi din care se
poate citi; este volatilă (la oprirea calculatorului, informaţiile scrise în această memorie se pierd);
păstrează programele necesare funcţionării sistemului de operare şi programele în care lucrează
utilizatorul; capacitatea memoriei interne se referă la capacitatea memoriei RAM; este unul din
factorii care influenţează performanţele computerului deoarece o memorie RAM de capacitate mică
nu permite rularea oricărui software
memorie RAM
• memoria ROM (Read Only Memory) - este o memorie din care se poate citi, dar în care nu se poate
scrie; este remanentă (la oprirea sistemului de calcul, conţinutul său este păstrat) şi mult mai scumpă
decât memoria RAM, deşi este de capacitate mult redusă în raport cu aceasta; este incripţionată de
firma producătoare şi are rolul de a verifica dispozitivele de intrare/ieşire, de a verifica memoria
RAM, de a iniţia încărcarea sistemului de operare în memoria RAM atunci când calculatorul este pus
în funcţiune
memorie ROM
2. Unităţi de măsură pentru memorie.
Sistemul de calcul nu recunoaşte decât datele binare deoarece construcţia sa se bazează pe cicuite
electronice care nu pot avea decât două stări distincte (prezenţa sau absenţa unei tensiuni electrice)
cărora le-au fost asociate cifrele din sistemul de numeraţie binar (0 şi 1). Pe de altă parte datele supuse
prelucrării sunt introduse în calculator sub formă de caractere (litere, cifre, caractere speciale). De
aceea este necesar ca fiecare caracter să poată fi "transformat" într-un şir de cifre binare, astfel încât
computerul să îl poată "înţelege".
Bitul (binary digit - cifră binară) reprezintă cea mai mică unitate de date care poate fi
reprezentată şi prelucrată de un sistem de calcul.
O succesiune de 8 biţi se numeşte byte sau octet, fiind cea mai mică unitate de date ce poate fi
reprezentată şi adresată de către memoria unui calculator.
Byte
Deoarece datele reprezentate în memorie ocupă o succesiune de bytes, acestea sunt exprimate în
multiplii unui byte astfel:
• 1 kilobyte (kB) = 1024 bytes (210 B)
• 1 megabyte (MB) = 1024 kilobytes (210 kB)
• 1 gigabyte (GB) = 1024 megabytes (210 MB)
• 1 terrabyte (TB) = 1024 gigabytes (210 GB)
• 1 petabyte (PB) = 1024 terrabytes (210 TB)
• 1 exabyte (EB) = 1024 petabytes (210 PB)
Reprezentarea în memorie a datelor/informaţiilor se realizează la nivel de:
• byte (octet)
• cuvânt de memorie (2 bytes sau 16 biţi)
• dublu cuvânt de memorie (4 bytes sau 32 biţi)
• cvadruplu cuvânt de memorie (8 bytes sau 64 biţi)
Pe parcursul operaţiilor de prelucrare la care sunt supuse datele/informaţiile este necesar ca
UCC (Unitatea de Comandă şi Control) să poată localiza datele/informaţiile care se transferă între
diverse componente ale sistemului de calcul; de aceea fiecărei locaţii de memorie i se atribuie un
număr care se numeşte adresă, astfel că datele/informaţiile se vor regăsi prin specificarea adresei.
UCC priveşte memoria ca fiind o colecţie de locaţii binare, identificabile printr-o adresă unică,
specifică fiecărui grup de 8 biţi; la nivelul programelor acestor adrese li se asociază variabile cu rol de
adrese simbolice.
3. Compararea principalelor tipuri de dispozitive de stocare a datelor în funcţie de viteză, cost,
capacitate (de exemplu hard disk intern şi extern, dischete, cartuşuri, disc zip, CD-ROM etc.
Memoria internă fiind volatilă, este nevoie de memoria externă capabilă să stocheze permanent
informaţia.
Memoria externă
este reprezentată de suporturi magnetice sau optice care folosesc dispozitive specifice fiecărui
suport, numite unităţi de memorie externă, care permit citirea/scrierea informaţiei.
Discuri flexibile sau dischete sau floppy disk - disc magnetic, portabil, cu timp mare de
acces la date şi capacitate foarte mică de stocare (1,44 MB); se poate spune că nu se mai folosesc
deoarece datele nu se pot păstra mult timp pe acestea, iar computerele noi nu mai au încorporată
unitate de disc flexibil;
floppy disk
Hard-discuri (HD) - discuri magnetice, de obicei interne, pe care se pot stoca date într-un
calculator; există şi varianta externă (are conectori la magistrala de date a calculatorului şi poate fi
detaşat cu uşurinţă); sunt superioare celorlate suporturi de păstrare a informaţiei în ceea ce priveşte
viteza şi capacitatea de stocare; sunt organizate pe trei niveluri: cilindru, pistă, sectoare, realizarea
acestor structuri numindu-se formatare fizică şi este făcută de programe ale sistemului de operare;
caracteristicile tehnice ale unui hard-disc sunt timpul de acces la date (timpul necesar pentru accesul
unui sector; cu cât viteza de roataţie este mai mare, cu atât accesarea datelor se realizează mai rapid) şi
viteza de transmitere a datelor (cantitatea de informaţii citite într-o secundă); au viteze de cel puţin 10
ori mai mare decât viteza de citire/scriere a discului flexibil
hard-disc
Discurile CD - suporturi optice pentru stocarea informaţiei; au capacitatea de aproximativ 700
MB; sunt mai rapide în exploatare decât hard-discurile; sunt folosite în general pentru distribuirea
unor pachete de programe de aplicaţie sau pentru înregistrarea unor programe multimedia
Cd
Discurile DVD - suporturi optice pentru stocarea informaţiei; au capacitatea de aproximativ
4,7 GB, 8,5 GB sau 17GB; sunt mai rapide în exploatare decât hard-discurile; sunt folosite în general
pentru stocarea datelor în format audio şi video, a filmelor, a jocurilor în format electronic
DVD
Discurile zip - dispozitiv cu capacitate de memorare de 100-300 MB
disc zip
Memory stick-urile - dispozitiv utilizat pentru stocarea informaţiei în format electronic; are
viteză mare de acces la date, iar capacitatea de stocare poate fi mai mare decât a CD-urilor şi chiar a
DVD-urilor; prezintă mari avantaje deoarece informaţia poate fi scrisă şi rescrisă de un număr mai
mare de ori decât în cazul CD-urilor şi DVD-urilor reinscriptibile, sunt uşor de utilizat, se conectează
la portul USB al computerului
memory stick