Evolutia Calculatoarelor

  • View
    286

  • Download
    8

Embed Size (px)

Text of Evolutia Calculatoarelor

Evolutia Calculatoarelor

CALCULATORUL, DE IERI I DE AZI

A.EVOLUIA CALCULATOARELOR Din cele mai vechi timpuri, oamenii au numrat, socotit i msurat lucrurile, le-au trecut pe rboj i au comunicat altor oameni despre aceste lucruri. Lucrurile acestea puteau fi numrul de oi dintr-o turm, greutatea unui copil, mrimea unui cmp, timpul scurs de la ultima secet sau intensitatea unui cutremur. Din timpurile cele mai vechi, oamenii au folosit unelte i tehnici care s-i ajute s numere cu mai mult acuratee, s msoare mai precis, s in un rboj sau s fac nsemnri care s se poat pstra mai mult timp, s transmit cu mai mult precizie; ei au folosit n acest scop, de exemplu, rigle, sextante, cntare i balane, ceasuri etc.

Calculatorul nu e dect cel mai nou din acest ir lung de maini de calculat i de nregistrat. Doar att-nimic mai mult. Tot ceea ce fac calculatoarele este de a calcula i nmagazina rezultatele calculelor.

Totui, acest principiu e mascat de un lucru: ceea ce fac ele poate c e simplu, dar fac lucrul respectiv n cantiti impresionante i incredibil de bine. Azi, viteza calculatoarelor se msoar n milioane de operaii pe secund. Operaiile pot s fie simple, dar ele pot fi combinate n foarte multe feluri pentru a rezulta un ir enorm de funcii utile. Acestea s-au ntmplat n ultimii 30-40 de ani; aceasta e istoria complet a calculatoarelor comerciale.

Un calculator poate fi definit ca un echipament electronic de prelucrare automat a datelor, pe baz de program. Un program reprezint un set de instruciuni executate de ctre calculator ntr-o ordine prestabilit. Calculatorul este o main inteligent ce a revoluionat istoria secolului XX. Noiunea de main inteligent nu trebuie s duc la ideea unei lumi dominat de calculatoare. De-a lungul timpului omul a ncercat s-i uureze munca prin crearea unor instrumente de lucru, calculatorul este un astfel de instrument, care face exact ceea ce i se spune, cu o vitez uluitoare,o mulime de operaii.Calculatorul este un sistem electronic ce cuprinde circuite i plci conectate ntre ele i nchise ntr-o carcas. n linii mari un calculator este format din compunente hardware i componente software. Elemente hardware reprezint totalitatea componentelor electronice i mecanice ale unui calculator, mai precis partea fizic. Software-ul cuprinde totalitatea programelor utilizate ntr-un calculator. Cel mai important software dintr-un calculator se numete sistem de operare i are rolul de a asigura interconectarea tuturor componetelor calculatorului, transformndu-le ntr-o entitate i tot sistemul de operare asigur interconectare calculatorului cu mediul exterior.Dup cum am mai spus calculatorul are rolul de reduce munca omului,acesta face parte din a treia etap a uurrii muncii omului, considerat i revoluia mainilor creier, orientat spre uurarea i creterea randamentului muncii intelectuale. Pentru nceput calculatorul a fost folosit n domeniile nvamntului i cercetrii, un al doilea stadiu a nceput n anii 60 i se caracterizeaz prin ptrunderea informaticii n unitile econonice i pentru asigurarea prelucrrii unor volume mari de date. Un al treilea stadiu se remarc dup anii 70 caracterizndu-se prin rspndirea calculatorului n toate domeniile, fiind folosite inclusiv ca i calculatoare personale.Tehnica de calcul i informatica a cunoscut dou mari etape: cea a dispozitivelor mecanice, semimecanice i electromecanice i etapa calculatoarelor electronice.Cel mai semnificativ n evoluia dispozitivelor mecanice, semimecanice i electromecanice a fost introducerea, n 1862, a mainii de calcul cu roi dinate de ctre filosoful francez Blaise Pascal.(FIG.1) ns aceast main facea doar operaii simple de adunare i scdere.FIG.1 MAINA DIFERENIAL

Un alt pas important n evoluia mainilor de calcul a fost teoria matematicianului George Boole (1815-1864) care clasifica informaiile n dou stri logice: adevrat sau fals. Dup aproximativ 75 de ani de a moartea lui Boole, Claude Shannon a fcut legtura ntre circuitele electronice i algebra boolean, transfernd circuitelor electronice cele dou stri logice prin introducerea de diferite voltaje pentru fiecare stare. Acestea erau folosite pentru a reprezenta uniti binare sau bii.Chiar dac primul calculator ce aparine primei generaii(1946) (FIG.2), coninea 18.000 de tuburi electronice (FIG.3), cntrea 30 de tone, ocupa o suprafa de 170 m i consuma energie electric ct o lacomotiv, a nsemant un salt important n evoluia tehnicii de calcul, att hardware, substituindu-se elementele mecanice, dar i n funcionarea logic a calculatoarelor, trecndu-se de la aritmetica zecimal la cea binar. Dezvoltarea calculatoarelor s-a bazat pe evoluia componentelor electronice, ajungndu-se astfel, de la ase tranzistoare cte coninea un circuit integrat la nceput, la 5,5 milione de tranzistoare la microprocesoarele Intel Pentium Pro. n ziua de astzi exist circuite integrate care conin tranzistoare de ordinul zecilor de miliarde. ntr-un studiu al acelei vremi, realizat de ctre Gordon Moore, s-a demonstrat c numrul tranzistoarelor ce vor fi mpachetai ntr-un cip se va dubla la fiecare 18 luni, aceasta fiind o regul care a fost respectat cu strictee n aceti 30 de ani, devenind astfel Legea lui More.

FIG.2 CALCULATORUL N ANII 1946 FIG.3 TUB ELECTRONICn ianuarie 1975, cei de la MITS au decsris un calculator bazat pe un microprocesor 8080, o surs de alimentare, un panou de comand i o memorie de 256 de octei, care este considerat ca fiind primul calculator personal care se vindea la un pre de 395 $. Calculatorul avea posibilitatea de a fi echipat cu periferice ulterior, acest lucru realizndu-se cu ajutorul sloturilor, calculatorul avnd astfel o arhitectur deschis. Acest calculator a dus la crearea de noi programe, inclusiv a limbajului de programare Microsoft BASIC (Beginners All-purpoze Symbolyc Instruction Code).Tot n anul 1975 a fost introdus pe pia un nou model de calculator personal, ce aparinea firmei IBM. Modelul 5100 avea 16 K de memorie i ncorpora un monitor cu 16 linii pe 64 de caractere, un interpretor al limbajului BASIC i o unitate de casete pentru stocare. ns preul de 9000 $ l-a plasat la periferia pieei calculatoarelor personale. Un an mai trziu, n 1976 a fost lansat Apple 1, de ctre Apple Computers, chiar dac costa numai 695 $ nici acesta nu a avut mare succes. Ulterior colecionarii au cumprat acest model la preul de 20.000 $. n 1977 a fost lansat Apple II, un calculator ce s-a bucurat de un succes enorm, reprezentnd un standard pentru calculatoarele ce i-au urmat, inclusiv cele IBM.Odat ajuns tehnologia n punctul n care un sistem este format din mai multe componente hard, care fizic sunt independente una de alta, dar toate la un loc formeaz un ntreg, ce reprezint calculatorul, a devenit tot mai uor de a configura i upgrada un sistem pentru nevoile personale.

Un calculator produs dup standardele IBM are la exterior, vizibile, dou module:unitatea central i monitorul. Se deosebesc apoi perifericele ca: tastatura, mouse-ul, boxele, imprimanta i multe altele. Unitatea central este format dintr-o carcas i majoritate componentelor hard ale calculatorului. Carcasa are rolul de proteja aceste componente de praf, ocuri etc. Este pur i simplu o cutie care la exterior prezint o serie de butoane ce ndeplinesc funcii de baz: pornire/oprire, resetare i eventual un buton pentru schimbarea frecvenei ceasului intern. Ultimele dou butoane nu sunt ntlnite la toate carcasele, la carcasele ATX butonul de reset nu mai este prezent n unele cazuri, resetarea revenind n sarcina sistemului de operare i a BIOS-ului, n schimb, butonul de schimbare a frecvenei a disparut complet de pe carcasele noi, el fiind necesar procesoarelor i286, i386, i486. Rolul acestui buton era de a njumti frecvena de tact a procesorului sau dimpotriv de a o mri, astfel frecvena putea fi setat la 66 Mhz sau 33 Mhz etc.B.Evoluia componentelor unui calculator personal.

1.Placa de baz (Fig.4) (motherboard, systemboard), este o component determinant pentru un calculator personal. Placa de baz a sistemului este de fapt o plac de circuite imprimate multistratificat denumite PCB (printed circuit board). Placa fizic este de fapt o mpreunare de mai multe straturi subiri fiecare coninnd circuitul necesar conectrii diferitelor componente ale plcii..

PLAC DE BAZ ASUS

MODEL:P4PE-X

FSB:800 Mzh

MEMORIE:3X DDR400(max 3GB)

I/O:2XSERIAL;1XPARALEL;6XUSB;

IDE/SATA:2XUDMA 100;

SLOTURI:1XAGP 8X/6PCI;

LAN:BROADCOM 10/100 Mbps Ethernet;

FORMAT:ATX;

CHIPSET:INTEL 845PE/ICH4;

SOCKET:478.

Fig.4 PLAC DE BAZ

O perioad aceast tehnologie era scump i greu de obinut, dar timpul i automatizarea au redus aceast complexitate pn la punctul n care placa de baz nsi este o component minor a costului general al sistemului. Ea controleaz i optimizeaz toate transferurile de date dintre CPU i periferice. Conine magistralele, chipsetul, BIOS-ul i porturile: pentru tastatur, seriale, paralele, PS/2, USB i gzduiete (pe ea se cupleaz prin conectori specifici) CPU-ul i uneori cache-ul L2/L3, memoria intern de baz, cipurile, plcile de I/O, controlerele pentru FDD, discurile IDE i/sau SCSI i plcile de tip plug-in. Pe lng aceast funcie, de suport pentru celelalte componente, are rolul de a regla si distribui tensiune procesorului i celorlalte componente. O placa de baz de calitate are variaii mici al intensitii curentului 'livrat' i mai multe valori ale tensiunii pe care o poate furniza.Socket 1-169 pini, lucreaz la tensiunea de 5V suport procesoarele 486 DX2 i DX4.Socket 2 - o minor imbunatatire facut de Intel pentru a suporta si procesoarele Pentium Overdrive(processor de upgrade) 238 pini

Socket 3 - alt interfa de la Intel 237 pini 3,3V-5V, suporta procesoarele 586.Socket 4 - trecerea la procesoare Pentium, suporta doar procesoare Pentium 60 i 66.Socket 5 - 3,3V 320 pini, suporta iPentium 75-133Mhz.Socket 6 - 3,3V 235 pini, destinat procesoarelor 486, un Socket 3 mai avansat.Socket 7-cel mai popular, 2,5-3,3V 321 pini suporta procesoare 75-200Mhz, procesoare Pentium MMX, K5, K6, 2x86, 6x86MMX.

Socket 8 - 3,1-3,3V 387 pini destinat doar procesoarelor PentiumPro. Slot 1 - 2,8-3,3V, o schimbare radical, procesorul se introduce n slot ca o plac obisnuit , 242 pini , este folosit doar de Intel , fiind o alegere bun pentru sistemele biprocessor.

Calculatorul este construit n jurul plcii de baz. De obicei aceasta se gsete montat pe latura de jos la calculatoarele ce au carcasa aezat pe orizontal (desktop) i pe lateral la cele ale cror carcas este eezat vertical (tower). Ca form i dimensiune plcile de baz pot avea orice form i dimensiune, ns majoritatea sunt construite dup una din cele cteva dimensiuni standard. Primele standarde pentru plcile de baz au fost stabilite de firma IBM. Chiar dac au tiat buci destul de mari din piesele originale, ca s micoreze costurile, majoritatea productorilor au meninut compabilitatea cu produsele IBM, pstrnd poziia gurilor de montare, astfel nct o plac s poat fi nlocuit cu o alta foarte simplu.Momentan pe pia exist mai multe tipuri de plci de baz din punct de vedere al form-factorului:

-AT este cel mai ieftin tip de plac de baz, ns acest model este folosit foarte puin, fiind depit moral, are o mulime de cabluri pentru porturile seriale, paralele i PS/2, care pot mpiedia intruducerea unor plci. AT i Baby AT, acest format a fost foarte rspndit la plcile de baz. Aceste dou variante difer n principal prin dimensiuni, mai ales prin lime. Modelele AT aveau 12 inchi (30,5 cm) lime i nu ncpeau n carcasele mini sau midi destktop care erau din ce n ce mai rspndite. Acest lucru era ntlnit n general la clasa 386 sau mai veche. Alt problem era c datorit dimensiunilor plcii, aceasta se suprapunea cu sloturile pentru discurile fixe. Aceasta ngreuna instalarea, depanarea sau upgradarea sistemelor. Formatul AT se distinge prin forma sa i prin prezena unui singur conector de tastatur lipit pe placa de baz.-AT/ATX, este la fel ca AT numai ca exist conector i pentru sursa de alimentare de tip ATX, pentru a folosi facilitile acesteia din urm, acest tip de plac de baz a fost pentru o perioad cel mai vndut model din Romnia.

-ATX, standardul actual, 60% din plcile de baz fabricate avnd acest form-factor, are ca avantaje faptul c nu mai exist cabluri pentru porturile seriale, paralele i PS/2 acesta fiind n suporturi metalice.

ATX i Baby ATX a fost prima schimbare semnificativ, dup muli ani, a design-ului plcii de baz la propunerea firmei Intel n 1995. Dup trei ani formatul ATX a devenit formatul standard de plci de baz.

-MicroATX, este un ATX cu mai puine sloturi de extensie, de obicei pe plac sunt puse i placa de sunet i cea video.

-NLX, la fel ca i cea MicroATX numai c nu se fixeaz n nici un urub i ea este introdus ntr-un slot special, acest standard la fel ca MicroATX a fost proiectat de ctre Intel.

-LPX acest standard a fost proiectat de ctre Wester Digital. Sloturile de extensie sunt montate pe o singur cartel care este nfipt n placade baz. Acest form-factor este folosit de obicei de producatorii OEM, de exemplu PackardBell, Nec, Dell.

2.Procesorul. (Fig.5) Componenta ce are rolul de a dirija celelalte dispozitive, de a mpri sarcini fiecreia, de a coordona si verifica execuia sarcinilor primite. Un calculator nu poate funciona fr procesor. Procesoarele au avut evoluie rapid de la 8088,808680486, producia fiind asigurat n principal de firma Intel, printre primii productori de procesoare destinate utilizanirilor privai. Alte firme producatoare sunt AMD, Cyrix, ITD. Procesoarele produse de AMD si Cyrix sunt mai ieftine dect cele produse de Intel si au o arhitectura compatibil cu cele produse de Intel , ns s-a dezvoltat separat .

PROCESOR INTEL P4,3.00Ghz SOCKET 478 MODEL:INTEL PENTIUM 4 PRECOTT;

FRCVENA:3000Mhz;

FSB:800Mhz;

CACHE:L1-16Kb;L2-1024Kb;

TEHNOLOGIE:SSE3,HYPER THEREADING2

Fig.5-PROCESOR

Procesorul i386 a fost primul processor care a inclus 6 faze de execuie paralele, la procesorul 80486 s-a dezvoltat mai mult paralelismul execuiei prin expandarea unitilor de decodificare a instruciunii i de execuie ntr-o band de asamblare (pieline) cu cinci nivele , astfel ajungndu-se la 11 faze paralele. n plus, procesorul 486 are un cache intern de date i instructiuni de nivel L1 de 8Ko pentru a mri procentul instruciunilor ce pot fi executate la viteza de o instruciune pe impuls de tact. La acest processor a fost pentru prima dat integrat unitatea de calcul n virgula flotant (coprocesorul) n acelai cip cu CPU-ul .

AMD a lansat n aceeai perioad procesorul 486 DX5 cu frecvene pn la 133, fr prea mult success. Surprinzator, dup 486 nu a urmat 586, dect pentru Cyrix si AMD . Intel a decis s schimbe formatul numelui trecnd la Pentium .

Procesorul Pentium a adaugat o a doua band de asamblare pentru a obine performane superioare (cele dou benzi de asamblare (U,V) pot executa dou instructiuni pe un impuls de tact); memoria cache s-a dublat, existnd un cache de 8 Ko pentru cod i unul similar pentru date. Pentru mbuntirea execuiei ramificaiilor din programe s-a implementat conceptul de predicie a salturilor, introducndu-se un tabel pentru memorarea adreselor cele mai probabile la care se fac salturile. Registrele principale au ramas pe 32 de biti, cile interne fiind pe 128 sau 256 de biti, magistrala de date extern 64 biti. Procesorul Pentium are integrat un controler de ntreruperi avansat (APIC) folosit n sistemele multiprocessor .

AMD a lansat ntr-o perioad intermediar procesorul 586, apoi K5. Dup 586 pentru Cyrix urmnd 6x86 .

AMD si Cyrix au ramas mult vreme ntr-un con de umbr al lui Intel, mai ales c procesoarele Intel Pentium (lansate la frecvene de 75Mhz) s-au dezvoltat rapid, de la frecvena de 166 Mhz fiind adugate instruciunile MMX (un set de 57 noi instruciuni, patru tipuri noi de date si un nou set de registrii pentru a accelera performanele aplicaiilor multimedia si de comunicaii; MMX se bazeaza pe o arhitectur SIMD (Single Instruction,Multiple Data)), permind mbuntirea performanelor aplicaiilor ce folosesc algoritmi de calcul intensivi asupra unor mari iruri de date simple (procesoare de imagini 2D/3D). Dup Pentium urmeaz Pentium Pro care are o arhitectur superscalar pe trei ci poate executa trei instruciuni ntr-un impuls de tact avnd un cache L2 de 256 Kb strns legat de CPU printr-o magistral dedicat pe 64 de biti. Procesoarele Pentium si Pentium Pro au fost dezvoltate pn la frecvene de 233 Mhz, urmatorul pas fiind Pentium II (este un PentiumPro cu MMX) i Pentium III.

Revenind la AMD, a lansat procesorul AMD K6 ce avea n plus 32kb cache level 1 fa de K5. Urmatorul pas a fost AMD K6-2, care a dat o replic MMX-ului de la Intel cu un set de instruciuni numite 3D NOW; trebuie amintit c i procesoarele K6 au nglobat instruciuni MMX frecvena maxim atins fiind de 500Mhz. AMD K6-3 nglobeaz 256kb level 1 cache ceea cea aduce un spor de vitez substanial.

Cyrix a ramas n urm, unui 6x86 la 200Mhz corespunzndu-i un Pentium la 150Mhz, pe cnd la AMD seria K6 K62 a fost extrem de reuit, depaind pe alocuri procesoarele Intel la frecvene echivalente .

Fiecare processor din seria x86 este compatibil fizic cu placa de baz, astfel procesoarele se introduc ntr-un soclu de pe placa de baz, ce are un numr standard de pini (321) . Pentru a descuraja concurena, Intel a schimbat modul de conectare a procesoarelor Pentium II-III, conectarea la mainboard facndu-se printr-un nou tip de soclu Sec Slot 1; Intel nu a dat drept de producie (licen) a acestui soclu firmelor AMD si Cyrix. Ca replic, AMD a conceput procesorul AMD K7, ce concureaz direct Pentium II prin frecvene de pana la 900Mhz si cache level 2 512Ko, pentru un nou tip de soclu Slot A. Succesul pe pia al procesoarelor Intel a fost datorat faptului c fiecare nou procesor ngloba funciile precedentului (astfel un Pentium II este capabil de executa cod scris pentr 386), caracteristici ntlnite rar la nceput (1980). Procesoarele Sparc, Alpha, Dec, Risc sunt extrem de scumpe, incompatile cu codul x86, ele fiind proiectate pentru aplicaii paralele, volum mare de calcul, sisteme multiprocessor . Firma SPARC a lansat procesorul pe 64 biti UltraSparc la 1,5 Ghz . Trebuie amintit ca un calculator poate avea unul sau mai multe procesoare. Placile de baz normale permit prezena unui singur processor, ns sunt producatori ce ofer opiunea de dual processor. Astfel n sistemele produse de Western Digital, HP se pot ntlni ntre 2-8 procesoare. Problema este c numai anumite sisteme de operare tiu s foloseasc multiprocesarea (Linux , SunOs , Unix , WindowsNT). Astfel n Windows 9x prezena unui processor suplimentar nu va influena cu nimic performana sistemului. Sistemele multiprocessor sunt folosite n servere sau n staii de lucru cu flux mare de date (CAD, GIS, etc). Un alt motiv de a folosi un sistem multiprocessor este securitatea oferit. Astfel n cazul unei defeciuni produse la unul din procesoare conducerea va fi luat de celalalt .

3.Memoria. (Fig.6) Este o component hardware foarte important a calculatorului, fiind suportul pe care se stocheaz date, att cele folosite n mod curent la rularea unor aplicaii ct i cele de care vom avea nevoie mai trziu peste cteva zile, luni sau ani.

MEMORIE DDRAM 521Mb PQI VITEZA:400Mhz;

CAPACITATE:512Mb;

FORMAT:184 pini;

MODEL:PC 3200

Fig.6-MEMORIAIndustria memoriilor este una dintre cele mai dinamice aplicaii ale electronicii din zilele noastre. n ultimi ani chip-urile de memorie au avansat ntr-un ritm alert, ceea ce a dus la o scdere dramatic a preului/MB. Factorul principal care a dus la creterea produciei fiind cererea de memorie, care a crescut datorit programelor ce utilizeaz tot mai mult memorie dar i datorit avantajului (d.p.d.v. al performanelor) pe care memoria RAM l ofer n comparaie cu alte tehnologii de stocare a informaiei. n acelai timp performanele noilor module au fost mbunatite, 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 acetia ar fi evoluia procesoarelor, care prin cresterea frecvenei introduc necesitatea creterii performanelor pentru memorii. De-a lungul timpului memoriile au fost construite prin prisma mai multor tehnologii, dintre acestea doar o parte au reuit s se impun pe pia. Principalul motiv fiind, raportul performan/pre.ntr-un calculator ntlnim dou tipuri de memorie: intern i extern fiecare avnd un rol bine stabilit.

Memoria intern este cea care stocheaz temporar datele de care au nevoie pe moment aplicaiile i sistemul de operare pentru a rula, dar i informaiile eseniale pentru pornirea sistemului.

Memoria extern este folosit pentru stocarea datelor o perioad de timp mai mare dect o sesiune de lucru a unui sistem de calcul. Memoria intern. Reprezint o succesiune de locaii (de memorie) care au asociat cte un numr numit adres(de memorie).

Pe placa de baz sunt conectate urmtoarele tipuri de memorie:

-memorie RAM CMOS (Complementary Metal Oxid Semiconductor)

-memorie ROM (Read Only Memory)-memorie RAM (Random Acces Memory).

Memoria RAM CMOS, i menine coninutul dup oprirea sistemului fiind alimentat cu ajutorul unei baterii. Aceast memorie folosete pentru memorarea unor parametrii de sistem cum ar fi: data i ora curent, configuraia sistemului, configuraia memoriei.

Memoria ROM este n general utilizat pentru a stoca BIOS-ul (Basic Input Output System) unui calculator. n practic, o dat cu evoluia calculatoarelor acest timp de memorie a suferit o serie de modificri care au ca rezultat rescrierea/arderea "flash" de ctre utilizator a BIOS-ului. Scopul, evident, este de a actualiza funciile BIOS-ului pentru adaptarea noilor cerine i realizri hardware ori chiar pentru a repara unele imperfeciuni de funcionare. Astfel ca n zilele noastre exist o multitudine de astfel de memorii ROM programabile (PROM, EPROM, etc) prin diverse tehnici, mai mult sau mai puin avantajoase n funcie de gradul de complexitate al operrii acestora.

BIOS-ul este un program de mrime mic (< 2MB) fr de care computerul nu poate funciona, acesta reprezint interfaa ntre componentele din sistem si sistemul de operare instalat (SO).

Memoria RAM, este memoria la care accesul este permis att pentru citire ct i pentru scriere. Aceasta lucreaz n tandem cu procesorul avnd rolul de a stoca date i programe care pot fi accesate rapid de ctre procesor sau de alte dispozitive ale sistemului.

Memoria RAM se clasific n SRAM (Static) i DRAM (Dynamic).

SRAM, acest tip de memorie utilizeaz n structura celulei de memorie 4 tranzistori si 2 rezistene. Schimbarea strii ntre 0 si 1 se realizeaz prin comutarea strii tranzistorilor. La citirea unei celule de memorie informaia nu se pierde. Datorit utilizri matricei de tranzistori, comutarea ntre cele dou stri este foarte rapid.

DRAM are ca principiu constructiv celula de memorie format dintr-un tranzistor si un condensator de capacitate mic. Schimbarea strii se face prin ncrcarea/descrcarea condensatorului. La fiecare citire a celulei, condensatorul se descarc. Aceast metoda de citire a memoriei este denumit "citire distructiv". Din aceast cauz celula de memorie trebuie sa fie rencrcat dup fiecare citire. O alt problem, care micoreaz performanele n ansamblu, este timpul de remprosptare al memoriei, care este o procedur obligatorie i are loc la fiecare 64 ms. Remprosptarea memoriei este o consecin a principiului de funcionare al condensatoriilor. Acetia colecteaz electroni care se afl n micare la aplicarea unei tensiuni electrice, ns dup o anumit perioad de timp energia nmagazinat scade n intensitate datorit pierderilor din dielectric. Aceste probleme de ordin tehnic conduc la creterea timpului de ateptare (latency) pentru folosirea memoriei.

Deosebiri SRAM/DRAMPrincipalul avantaj al memoriei dinamice (DRAM) este preul foarte redus pentru obinerea unei celule. De altfel, acesta este i singurul plus pe care aceast memorie l are n comparaie cu SRAM. n schimb performanele snt cu mult n urma memoriei statice (SRAM). Datorit modului prin care se comut ntre strile 0 i 1 i a modului n care se execut citirea celulei de memorie, SRAM nu are nevoie de rescriere a datelor dup ce acestea au fost citite i nici de mprospatarea celulei de memorie. Atfel c timpii de acces sunt mult mai mici iar viteza la care acest tip de memorie lucreaz depaete cu mult performanele memoriei dinamice. Datorit preului de cost mare pentru obinerea unei celule SRAM, acest tip de memorie este utilizat numai pentru fabricarea memoriei cache ce se implementeaz n plcile de baza sub denumirea de cache level 2 (L2) ori pentru memoria cache level 1 (L1) ce este integrat n structura procesoarelor. Memoria cache L1 funcioneaz la aceai frecven cu cea a procesorului n timp ce pentru memoria cache L2 frecvena de lucru este jumtate fa de frecvena procesorului. Memoria cache a fost introdus ca un artificiu tehnologic, care trebuie s suplineasc diferena de frecven dintre procesor si memorie.Memoria extern, poate fi:

-nereutilizabil la prelucrrile automate cu calculatorul (hrtie,film, faie de calc);

-reutilizabil prin prelucrri automate cu calculatorul.

Memoria extern reutilizabil prin prelucrri automate cu calculatorul poate fi pe suport sensibil la cmpul magnetic, (hard disk i floppy disk) pe suport sensibil la lumin, ce lucreaz n mod optic cu raze laser (CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD-ROM, DVD-R, DVD-RAM) i pe suport magneto-optic.n informatic, informaia trecut pe un suport se numete dat.Componentele harware de memorie extern sunt caracterizate de:-tipul de memorie i fabricantul;

-volumul memoriei;

-viteza de acces la informaie;

-rata de transfer a informaiei;

-tipul de interfa cu sistemul de calcul;

-caracteristicile de form i conectare.

3.1.Floppy Disk Drive (Fig.7) reprezint un suport de memorie itern conectat la calculator prin intermediul unei interfee. n unitile de disc se introduc discuri flexibile. Un disc de 3,5 cu formatul DS-HD (dubl fa, nalt densitate) are structura: 2 fee; 80 de piste pe fa; 18 sectoare pe pist, capacitate 1,44 MB. Exist uniti de dischete care suport dischete de mare densitate de 100-200MB, nestandard (Sony, Travan) i care pot citi i dischetele de 3,5'; interfaa fiind separat pentru acest tip de uniti de dischete.

FDD TEAC 3.5 1.44MB

DIMENSIUNE:3.5

CAPACITATE:1.44MB

Fig.7 FLOPPY DISK DRIVE

Inventarea unitii de floppy disc este atribuit lui Alan Shugart, spre sfritul anilor 1960, pe cnd acesta era angajatul firmei IBM. Primele discuri aprute pentru calculatoare numite i dischete, floppy diskuri sau discuri flexibile permiteau stocarea a maxim 160 KB de informaii, momentan depindu-se valoarea de 2MB. Dimensiunile unei uniti de disk flexibil sunt de 5,25 i de 3,5. Cele mai des ntlnite n sistemele noi sunt discurile de 3,5 care sunt mult mai fiabile i mai rigide.

Prile componente ale unei uniti de floppy disk:

-capetele de citire respectiv scriere,n mod normal untile de floppy disk moderne au dou capete de citire/scriere, ceea ce le confer calitatea de uniti dubl fa, astfel nct discheta poate fi scris sau citit pe ambele fee;

-dispozitivul de acionare al capului, acesta folosete un motor i realizeaz micri ale capului nainte i napoi pe suprafaa dischetei;

-motorul de antrenare a dischetei imprim dischetei o micare de rotaie (300 rot/min);

-plcile cu circuite sunt folosite la comanda capetelor citire/scriere, a dispozitivului de acionare a capului, a motorului de antrenare a dischetei, a diferiilor senzori i a altor componente;

-masca este o pies din plastic care mbrac faa unitii de floppy disk;

-conectorii, aproape toate unitile de floppy disk au cel puin doi conectori: unul de alimentare i altul pentru cablul care asigur transferul datelor i comenzilor ctre i dinspre unitate; Alimentarea este fcut cu +5V direct de la sursa de alimentare a calculatorului. 3.2.Compact discul (Fig.8) constitue un alt suport de memorie extern cu caracteristici superioare fa de discurile flexibile. CD-ROM-ul (Compact Disc Read Only Memory) reprezint suportul de memorie n plin ascensiune datorit facilitilor deosebite pe care le prezint, att n ce privete tehnologia avansat de fabricaie, ct i n ce privete modul de organizare i de accesare a informaiilor. Stocarea i accesarea datelor de pe CD-ROM-uri, se realizeaz prin mijloace optice cu o vitez mult mai rapid, care reduc numrul de componente mecanice i mresc fiabilitatea suportului.

DVD-RW SAMSUNG MODEL:TS-H552B;

INTERFA:E-IDE;

BUFFER: 8Mb;

DVD-16X;DVD-R-12X;CD-52X;

CD-RW-32X;CD-R-40X.

Fig.8-COMPACT DISKIstoria CD-ROM-urilor nu este prea indepartat de zilele noastre. Preocuprile n acest domeniu se remarc ndeseobi dup anul 1980, n urma unei nelegeri ntre renumitele companii Philips i Sony. Pn la aceast dat fiecare dintre cele dou companii realizase, dup propriile concepii i tehnologii, anumite variante de CD-ROM-uri ns abia n anul 1982, ca urmare a nelegerii stabilite, acestea au definitivat standardul actualelor CD-ROM-uri. Discurile CD-ROM i discurile CD-audio sunt asemanatoare, dar n acelai timp sunt i diferite unele fa de altele. Ele sunt identice ca suport, ca principiu de citire, i ca mrime i format fizic, ns diferite din punct de vedere al coninutului informaional i al unitilor hard pentru nregistrare i redare. Un CD-audio, introdus nsa ntr-o unitate hard de CD-ROM, va putea fi citit si redat fr probleme. Pe lng unitile CD-R i audio pe pia se mai gasesc i CD-RW (rewritable), scrierea acestoara este permis de mai multe ori, fa de cele CD-R care pot fi scrise o singur dat. Din pcate nu toate unitile CD pot citi discuri CD-R sau CD-RW. Principalele caracteristici de performan ale unitilor de CD sunt :

capacitatea de sctocare ;

timpul de acces ;

rata de transfer ;

viteza de lucru.

Capacitatea de stocare la un CD, este n medie de 700 MB, fiind cu mult mai superioar floppy-discului dar la o mare distan mare de Hard-Disk. Unitile DVD, chiar dac au aceeai form i mrime fizic, pot stoca ntre 4,7 GB i 17GB de date, scrierea acestora fcndu-se pe dou strturi. Timpul de acces reprezint, durata de timp ce se consum din momentul emiterii unei cereri de citire sau scriere i pn n momentul cnd ncepe efectiv operaia respectiv. Acest parametru se msoar n milisecunde i este mai mare ca la Hard-Disk, fiind cuprins, n medie, ntre 100 ms. i 400 ms. iar la cele mai moderne scade sub 100ms. Astfel n timp ce la Hard Disk-uri timpul de acces se situeaz sub 20 milisecunde, la CD-ROM-uri timpul de acces nu scade cu mult sub 100 milisecunde. Timpul mare de acces se explic, n primul rnd, prin faptul c la fiecare accesare CD-ul trebuie adus la o anumita viteza de rotire, n timp ce Hard Disk-ul are o vitez de rotaie constant, iar n al doilea rnd capul de citire, la unitatea CD, este ceva mai greu ca la Hard-Disk, coninnd mai multe elemente (laserul, fotocelula, unitatea de focalizare s.a.), iar manevra acestuia cere mai mult timp. Din acest punct de vedere unitile CD se afl n curs de perfecionare.

Rata de transfer se refer la cantitatea de informaie ce se transfer ntr-o secund i poate fi cuprins ntre 150KB/s (la primele tipuri de uniti de CD-uri) i peste 3000 KB/s (la unitatile moderne). Rata de transfer depinde, n primul rnd de timpul de acces i de viteza de lucru a unitii CD.

Viteza de lucru reprezint un parametru care influeneaz direct rata de transfer i timpul de acces i se stabilete n raport cu primul tip de unitate CD numit single-speed, care lucra cu un transfer de 150KB/secunda i fa de care s-au dezvoltat apoi viteze de 2xSpeed, de 4xSpeed, de8xSpeed s.a.m.d. ajungandu-se in prezent pn la 54x, pentru care ar corespunde, cel puin teoretic, unei rate de transfer de 650KB/s.3.3.Hard-Disk-ul (Fig.9) este o a treia unitate ce aparine memoriei externe, ntlnit i sub denumirea de disc dur sau Winchester, Hard Discul este un dispozitiv utilizat la stocarea cantitilor mari de informaii, oferind un acces relativ rapid la acestea. Unitatea de hard disk conine nite plcue, rotunde, rigide, fabricate de obicei din aluminiu sau din sticl ce au un nveli magnetic, numite discuri. Din punct de vedere logic, fiecare disc este mprit n cercuri cu diferite raze, numite piste (track), iar fiecare pist este mprit n sectoare (sector). Dac la nceput capacitatea unui Hard Disk se msura n zeci i sute de MB, la ora actual acestea ajung la capaciti de ordinul zcilor i sutelor de GB. n plus noile dimensiuni ale unitilor sunt din ce n ce mai reduse, n timp ce vitezele de transfer pe care le ofer sunt din ce n ce mai mari. n prezent, vitezele uzuale ntlnite la diferite tipuri de Hard Discuri sunt de 5.400 rpm, 7.200 rpm, 10.000 rpm i chiar 14.000 rpm.

HDD SEAGATE 120GB

MODEL:120GB 7200 8MB;

INTERFA:IDE ATA 133/100/66;

VITEZA:7200RPM;

MEMORIE BUFFER:8MB;

CAPACITATE:120GB.

Fig.9-HARD DISKInteraciunea dintre Hard-Disk i calculator se face printr-o interfa (controller), un controller este o coponent hardware de comand i control a diferitelor componente. Principalele tipuri de interfee sunt ST 4121506, ESDI, IDE, SCSI i Fiber Channel, fiecare avnd avantaje i dezavantaje.

-ST 4121506include n general toate componentele de la BUS interface i pn la Drive interface.

-ESDI este o interfa mai inteligent incluznd un aa numit DATA SEPARATOR pe unitatea Hard-Disk-ului. Au propriul lor BIOS pentru gestionarea operaiilor cu hard-disk-ul, pentru diagnosticare i pentru configurare. Are o rat de transfer de 24MB/s i se pot utiliza Hard-Disk-uri ce cel mult 4096 cilindrii, 64 de capete i 34 sectoare pe pist.-IDE (integrated device electronics), integreaz controlerul n hard-disk, legtura cu magistrala de intrare/ieire fiind realizat printr-un HOST ADAPTOR. Interfaa de tip gazd conine doar cteva circuite tampon i un circuit decodor necesar comunicrii ntre uniti de tip IDE i magistrala de intrare/ieire de pe placa de baz. Principala diferen ntre interfeele IDE i celelalte const n faptul c Hard-Disk-ul are cea mai mare parte a interfeei integrat n el, n timp ce la celelalte controller-ul este complet separat. De fapt ceea ce numim Hard Discuri IDE ar trebui s se numeasc Hard Discuri ATA, deoarece ATA reprezint interfaa (similar cu SCSI) pe care o folosesc unitile IDE.

-SCSI (Small Computer Interface) reprezint un standard de conectare a echipamentelor periferice de nalt performan. Un controller SCSI poate gestiona o combinaie de pn la 7 sau 15, echipamnete conectate mpreun pe o singur panglic asemntoare cu cea IDE. Perifericele cu interfa SCSI sunt mai rapide dect cele IDE , performana provine din existena unui procesor propriu ce gestioneaz cererile de date i degreveaz procesorul sistemului. Oferind rate de transfer de pn la 160 MB/s, interfeele SCSI s-au impus din ce n ce mai mult, mai ales pe piaa sistemelor de mare performan.

-Fibre Channel, dei este o tehnologie mai puin popular, din ce n ce mai multe uniti ofer suport pentru ea. Fibre Channel se preteaz la conectarea de calculatoare (n special la servere) la diferite dispozitive de stocare, suportnd distane ntre uniti de pn la 30 metri i rate de transfer de pn la 1Gbps. Un avantaj al arhitecturii Fibre Channel este c suport diferite protocoale, putndu-se conecta pe acelai lan i imprimante i Hard-Discuri. Interconectarea dispozitivelor se poate face att prin fibr optic ct i prin cablu coaxial sau torsadat. Dezavantajul acestei tehnologii este prul de implementare i suportul redus oferit de productorii de Hard-Disk-uri.4.Placa video. (Fig.10) Este un ansamblu de circuite care realizeaz prelucrrile finale ale informaiei care va fi afiat pe ecranul monitorului, genernd totodat comenzile de afiare necesare spre monitor. Afiarea datelor pe ecranul monitorului se face n mod similar operaiei de citire a unei cri: prin baleiere de la stnga la dreapta, i de sus n jos, punct cu punct (pixel cu pixel). Astfel, comenzile de afiare generate de placa video constau din: informaia de culoare a fiecrui punct de afiare (pixel) n parte (RGB-red/green/blue), i din semnalele de sincronizare a baleierii pixelilor:pe orizontal (semnal sincro-linii) i pe vertical (semnal sincro-cadre).

PLAC VIDEO ASUS MODEL:V9570LE/TD;

PROCESOR:GeForceFX5700; INTERFA:AGP 8X;

MEMORIE:128MB DDR; FREC.PROC.:400Mhz; INTERFA MEM.:128biti; FREC.MEM.:200Mhz; CONECTORI:TV-OUT,

S-VHS,VGA Standard 15 pin

Fig.10-PLAC VIDEOPentru a avea un maxim de performan, transferul de date trbuie s se produc cu cea mai mare vitez. Transferul dintre procesor i chipset-ul video are loc prin intermediul unei magistrale. n prezent cea mai rapid magistral este AGP (Advenced Graphics Port) a crei frecven standard de funcionare este de 66 Mhz, pe care ns nu se poate conecta dect o singur plac. Cealalt magistral folosit pn nu de mult, se numete PCI, i funcioneaz de regul la 33 Mhz, avnd anteceden i cu 30 Mhz sau chiar 25 Mhz. Alte magistrale complet ieite din uz sunt: VLBus, ISA i EISA. Faptul c AGP-ul lucreaz la o frecven mai mare, nu nseamn dect c n teorie poate transfera date extrem de rapid.Aceast performan a unei plci video este dat printre multe altele, de memoria video. Memoria este folosit de sistemele de afiare ca buffer de cadre, n care imaginea de pe ecran este stocat n form digital, fiecrui element de imagine corespunzndu-i o unitate de memorie (care poate fi un bit, un octet sau mai muli octei). Memoria video se afl la mijloc i trebuie s serveasc ambele dispozitive n acelai timp, cu o frecven foarte mare. Soluiile se numesc VRAM ,WRAM, MDRAM, SGRAM, EDO RAM, dar si magistrala video pe 32, 64 i 128 de bii. Pentru a crete viteza de transfer a datelor, s-a mrit frecvena ceasului ce controleaz memoria, ajungnd la 100Mhz, 133Mhz i n prezent 200Mhz. ntregul coninut al bufferului este citit de peste 75 de ori pe secund n timp ce imaginea stocat este afiat pe ecran. Plcile video pot conine acceleratoare 3D care degreveaz procesorul sistemului, versiunile profesionale incluznd chiar 2 procesoare 3D pe placa video (ELSA Guillemond). Sunt dotate cu memorie (VRAM) ntre 512k(Trident) i 96Mb(ElsaG). Reprezint o component important a sistemului, viteza sa influennd n mare parte performana sistemului. n functie de cantitatea de memorie existent pe placa video rezoluiile la care poate lucra sunt 640x480,800x600,1024x764,etc. Placile video bune ofer i o rat de remprospatare a imaginii optim ce reduce riscul apariiei afeciunilor oculare.5.Monitorul. (Fig.11)Reprezint acea component a calculatorului prin care se prezint sub form de imagini i text, informaie generat de calculator. Comanda afirii informaiilor pe ecranul monitorului o realizeaz calculatorul, prin intermediul plcii video. Monitorul este conectat la placa video a sistemului prin intermediul unui cablu video, care transmite semnale de culoare i de sincronizare necesare afirii pe ecran a imaginilor dorite. Monitorul este componenta calculatorului,care consum cea mai mult energie electric.

Primele generaii de monitoare au fost de tip digital, primind de la calculator toat informaia necesar afirii sub form de semnale TTL, aprnd apoi monitoarele analogice din ce n ce mai constructive. S-a diversificat oferta, perfecionndu-se tehnologiile cristalelor lichide, plasma sau altele. MONITOR 17 LG MODEL:LG 1730S;

DIAGONALA:17;

TIP:LCD;

DOT PITCH:0,26mm;

REZOLUIE:1280X1024 pixeli;

FREC.VERT.:56-75Hz;

FREC.ORIZ.:30-83 Khz.

Fig.11-MONITORClasificarea monitoarelor: O clasificare sumar a monitoarelor ar putea fi facut dupa unul din criteriile :

a)dup culorile de afiare: -monitoare monocrome (afieaz doar dou culori,negru si alb/verde/galben); cu niveluri de gri, pot afia o serie de intensiti ntre alb si negru ;

-monitoarele color

b)dupa tipul semnalelor video: -monitoare digitale: accept semnale video digitale (TTL) sunt conforme cu standardele mai vechi IBM CGA si EGA. Sunt limitate la afiarea unui numr fix de culori.

-monitoarele analogice: pot afia un numr nelimitat de culori .

c)dup tipul grilei de ghidare a electronilor n tub:

-cu masc de umbrire: ghidarea fluxurilor de electroni spre punctele de fosfor corespunzatoare de pe ecran este realizat de o masc metalic subire prevzut cu orificii fine;

-cu gril de apertur: n locul mtii de umbrire se afla o gril format din fibre metalice fine, verticale, paralele, bine ntinse i foarte apropiate ntre ele. Calitatea acestor monitoare este superioar.

d)dup tipul constructiv al ecranului: -monitoare cu tuburi catodice conevenionale (CRT), sunt cele mai ieftine si mai performante de pe pia. Prezint diferite variante, cele mai ntlnite fiind shadowmask CRT i tuburile Trinitron, cu gril de apertur.

-dispozitive de afiare cu ecran plat (FPD-Flat Panel Display), LCD (cristale lichide) i PDP (Plasma Display Panel). Sunt utilizate la laptopuri, fiind net inferioare monitoarelor clasice.

-ecrane tactile, adaug posibilitatea de selectare i manipulare a informaiei de pe ecran cu mna; dimensiunile monitoarelor pot varia ntre 14 i 21 inch.6. Modemul. (Fig.12) Modemurile sunt dispozitive destinate conectrii ntre calculatoare cu ajutorul liniei telefonice. Pot fi de dou tipuri constructive: modemuri interne i modemuri externe. Modemurile interne se instaleaz ntr-un slot PCI sau ISA avnd integrate portul serial propriu. Ofer conectri la viteze cuprinse ntre 600bps si 56700bms. Unele versiuni ofer si capabiliti fax i voice, viteza maxim de primire/trimitere a unui fax fiind de 14400bps. Exist un numr mare de protocoale de corecie i compresie pentru modemuri , ce au rolul de a pstra integritatea datelor transmise (V32/V42,K5Flex,etc).

FAX MODEM PLANET

TIP:FAX MODEM PCI VOCE; CHIPSET:MI560CS;

TRANSFER:56600 BPS;

CONECTARE:PCI.

Fig.12 MODEM7.Placa de sunet. (Fig. 13) Plcile de sunet sunt dispozitive ce au rolul de a reda informaia binar sub form de sunet, sau de a converti sunetele n format bin. Astfel o plac de sunet se conecteaz la slotul ISA/PCI, apoi la CD-ROM printr-un cablu separat.

Plcile de sunet de la Creative sunt dotate cu memorie n care sunt nregistrate sunete originale de instrumente, fiind utile compozitorilor. Att Creative ct i Aureal au lansat o tehnologie de redare spaial a sunetului.

PLAC DE SUNET HERCULES MODEL:DIGIFIRE 7.1;

INTERFA:PCI;

IEIRE AUDIO:7.1;

PROCESOR AUDIO: CIRRUS LOGIC SOUND FUSION

CS4624

FIG.13-PLAC DE SUNET8.Tastatura. (Fig.14) O tastatur este un set de taste care ofer posibilitatea de a introduce informaii i comenzi ntr-un calculator. Aceste taste sunt de trei feluri:

Taste alfanumerice: litere i numere;

Taste cu semne de punctuaie: virgula, punctul, dou puncte;

Taste speciale: taste cu funcii speciale, taste de control, taste cu sgei, taste pentru majuscule etc.

TASTATUR INTERNET

TASTE MULTIMEDIA

INTERFA: PS/2

FIG.14-TASTATUR9.Mouse-ul. (Fig.15) Multe programe se prezint pe ecran ca un GUI (Graophical User Interfaces interfee grafice cu utilizatorul). Un GUI reprezint programe, fiiere i funciuni prin imagini care apar pe ecran. El cuprinde un indicator (pointer) care poate fi micat pe ecran pn n dreptul imaginii care reprezint intenia utilizatorului, iar programul va aciona n consecin. Acest pointer este manevrat cu ajutorul mouse-ului.

MOUSE LOGITECH TIP:OPTIC, FR FIR;

CONECTARE:USB

FIG.15-MOUSE10.Imprimanta. (Fig.16) Exist mai multe tipuri de imprimante pe pia: cele mai obinuite sunt imprimantele cu laser i cele cu jet de cerneal.

-Imprimantele cu laser

Ele folosesc o tehnologie asemntoare cu aceea folosit la fotocopiere, pentru a transfera imaginea de pe o pagin pe o foaie de hrtie. Imaginea e trasat la comanda calculatorului.

-Imprimantele cu jet de cerneal

Aceste imprimante au un stilou (capul de scriere) care cuprinde un cartu de cerneal. Acesta se mic de la stnga la dreatpa i la comanda calculatorului, arunc o minuscul cantitate de cerneal exact unde e nevoie pe acea pagin.

IMPRIMANT LEXMARK

TIP:A4 COLOR

MULTIFUNCIONAL;

VITEZ PRINTARE/COPIERE:

NEGRU-14PPM

COLOR-8PPM;

REZOLUIE SCANER: DIGITAL-9600DPI

OPTIC-600/1200DPI;

INTERFA:USB.

Fig.16 IMPRIMANT

-Alte tipuri de imprimante

Mai exist o a treia categorie de imprimante: cele care imprim prin impact. Acestea acioneaz ca o main de scris: bat caracterele cerute pe pagin printr-o band impregnat cu cerneal sau acoperit de carbon. Exist mai multe tipuri, care folosesc tehnici puin diferite pentru a lsa semne pe hrtie: imprimantele matriciale (cu matrice de puncte), imprimante cu disc n form de floare, imprimantele n linie etc. Astzi, utilizarea lor se limiteaz la aplicaii specializate (tiprirea de bonuri la casele electronice de marcat, tiprirea orei de sosire pe biletele de la parcri) sau la imprimri de mare volum care nu folosesc elemente de grafic (formulare de impozitare, facturi de electricitate etc.).

O a patra categorie de imprimante sunt Plotter-ele care se folosesc n aplicaii specializate, cum ar fi crearea de desene i proiecte n arhitectur sau inginerie. Cele mai multe sunt concepute pentru a efectua desene foarte mari i de calitate foarte bun. Au un pre de cost foarte ridicat.C.PLACA VIDEO

Din totalul informaiei acumulate n decursul vieii de ctre om, covritorul procent de 80% provine pe cale vizual. De asemenea, dintre toate mediile de comunicare a informaiei, imaginile transmit omului cea mai mare cantitate de informaie n timpul cel mai scurt.

Aceste motive au contribuit , n decursul rapidei istorii a tehnicii de calcul, la apariia i evoluia a ceea ce astzi numim Interfa Video, mijlocul aproape exclusiv prin care calculatorul transmite informaie direct spre utilizator.

n momentul de fa, printre cele mai dramatice schimbri ce se produc ntr-un calculator se numr i sistemul video. Companiile se nfrunt pe via i pe moarte, dublnd practic performana cu fiecare nou generaie de produse. Motivul este simplu: cerina de putere de procesare a aplicaiilor curente a fost satisfcut de ultimele dezvoltri din domeniul prcesoarelor. ns, n domeniul graficii 3D i a titlurilor multimedia care s creeze ct mai bine o lume virtual mai este loc suficient pentru ca industria s mai aib de lucru.

Placa video este un ansamblu de circuite care realizeaz prelucrrile finale ale informaiei ce va fi afiat pe ecranul monitorului. Se genereaz totodat semnalele de imagine i cele de sincronizare necesare monitorului. Placa video este nzestrat cu un microprocesor propriu pentru efectuarea anumitor operaii, numit i accelerator grafic i cu memorie proprie, numit memorie video.

Imaginea pe care o vedem pe monitor este format dint-un ansamblu de mici suprafete dreptunghiulare, numite pixeli, unde fiecare pixel reprezint o anumit culoare (Fig.1).

Pixelul este un element unitate al afirii la un moment dat. Din punctul de vedere al plcii video, el este caracterizat de coordonatele pe orizontal i pe vertical ale poziiei pe care o are ntr-un cadru de afiare. Nu exist pe ecranul monitorului nici un obiect fizic real care s poat fi numit pixel, el exist doar n memoria plcii video. Pixeli sunt att de mici nt nu pot fi distini. Se vede doar imaginea n ansamblul ei. Numrul pixelilor afiai pe ecran se numete rezoluie. Rezoluia este o msur indirect a performanelor plcii video, fiind corelate rata de remprosptare pe vertical maxim cu adresabilitatea de pixeli. Din acest motiv rezoluia se exprim prin dou valori, corespunztoare modului n care au fost mprite.

Practic ecranul este mprit n pixeli prin mprirea limii i lungimii acestuia n pri egale. Din puctul de vederea al adresabiliti exist urmtoarele nivele de rezoluii: 640X480; 800X600; 1024X768; 1152X864; 1280X768; 1280X1024; 1600X1200; 1600X1280; 1792X1344; 1800X1440; 2048X1536. Evident cu ct rezoluia este mai ridicat, cu att imaginea obinut este mai clar, dar i efortul de afiare este mai mare.

Dac imaginea este monocrom (alb-negru) un singur bit poate memora nformaiile necesare pentru un pixel (1 alb, 0 negru). Dac se utilizeaz 16 culori, atunci pentru fiecare pixel sunt necesari 4 bii. n general, cu n bii se pot memora 2^n culori.

Exemplu: pentru rezolutia 640X480 se folosesc 256 de culori. Pentru memorarea culorii unui pixel este necesar un octet (8 bii). Apoi pentru memorarea tuturor culorilor folosite sunt necesari 640X480=307200 octei.

Fiecrei culori i se ataeaz un numr natural, prin care aceasta este recunoscut. O astfel de operaie se numeste codificarea culorilor. Un sistem de codificare a culorilor este RGB. Fecare culoare se obtine din alte trei fundamentale: rou (red), verde (green), i albastru (blue). Se prosupune c intensitatea fiecrei culori ia valori ntre 0 i 255. n concluzie, pentru a reine culoarea unui pixel sunt necesari 3 octei. Nu toate culorile sunt necesare pentru o imagine. Din acest motiv, din toate acestea se rein 16 (2^4), 256 (2^8), 65536 (2^16). Culorile care constituie culorile propriu-zise sunt memorate ntr-un vector, iar pentru fiecare pixel se memoreaz indicele n palet. De exemplu, dac se utilizeaz 16 culori, indicele n palet este un numr ntre 0 i 15.

NUMR DE BIINUMR CULORI POSIBILEAFIARE

1 bit2 culoriMonocrom

4 bii16 culoriColor simplu

8 biti256 culoriColor

16 bii64.000 culoriHi color

24 bii16,7 mil. culoriTrue color

Fig.1 Corespondena biilor n culoriArhitectura plcii video.

Memoria video. Pentru a funciona, o plac video trebuie s dispun de memorie. Memoria este folosit de sistemele de afiare ca buffer de cadre, n care imaginea de pe ecran este stocat n form digital, fiecrui element de imagine corespunzndu-i o unitate de memorie (care poate fi un bit, un octete sau mai multi octei).ntregul coninut al bufferului de cadre este citit de 44 pn la 75 de ori pe secund n timp ce imaginea stocat este afiat pe ecran. n cazul cipurilor DRAM normale, operaiile de citire i de scriere nu pot fi fcute simultan. Una dintre operaii trebuie s atepte terminarea celeilalte. Ateptarea afecteaz negative performanele video, viteza general a sistemului i rbdarea utilizatorului. Strile de ateptare pot fi evitate prin folosirea unor cipuri speciale de memorie, aceste memorii funcioneaz precum un depozit cu dou ui, microprocesorul poate introduce date n depozit pe o u n timp ce sistemul video le scoate pe cealalt. Aceast memorie poate avea dou forme:memorie cu dou porturi reale, care permite scrierea i citirea simultan, i cipuri de memorie video (VRAM-Video Random Acces Memory), avnd un port care permite accesul aleatoriu pentru citire i scriere i un port care permite dect citirea secvenil.

Principalul avantaj al tehnologiei VRAM este preul mai mare deoarece folosete mai mult spaiu pe cipul de siliciu (o suprafa mai mare cu aproximativ 20%). Costul este mai mare, compensated viteza de lucru superioar. Folosirea memoriei VRAM poate accelera sistemul video cu pn la 40%. Pentru ca imaginea s arate curat, s fie stabil i s nu oboseasc ochii, RAMDAC (convertor digital-analogic), trebuie s funcioneze la frecvene ridicate, n acest fel imaginea putnd fi afiat pe monitor (dac i el este de bun calitate) cu o frecven ergonomic de peste 85 Hz.

Un alt aspect important este cantitatea de memorie cu care placa video lucreaz. Aceasta determin n mod direct rezoluia i adncimea de culoare n 2D, precum i rezoluia mazim n 3D. Pentru afiarea unei imagini n 3D se utilizeaz semnificativ mai mult memorie dect in 2D, aceasta datorit mpriri acesteia n trei buffere: front, back i Z buffer. Primul dintre ele conine imaginea ce este afiat n acel moment pe monitor, cel de-al doilea conine imaginea ce urmeaz a fi afiat la momentul urmtor i care este nc n prelucrare, iar cel de-al treilea conine informaii privind cea de-a treia dimensiune a pixelilor afiai. Astfel o adncime de culoare de 16 bii nseamn 2 bytes (octei) de culoare pentru front buffer + 2 bytes de culoare pentru back buffer + 2 bytes de informaie de adncime (Z buffer) = 6 bytes pentru fiecare pixel de pe ecran.

Pentru a avea un maxim de performan, transferul de date trebuie s se produc cu cea mai mare vitez. Transferul dintre processor i chipset-ul video are loc prin intremediul unei magistrale. n present, cea mai utilizat magistral este AGP (Advanced Graphics Port) a crei frecven standard de funcionare este de 66 Mhz, pe care ns nu se poate conecta dect o singur plac. Cealalt magistral folosit pn de curnd este PCI, ce funcioneaz la 33 Mhz.

Dup tipul de afiaj exist mai multe standarde ale plcilor video.

Adaptorul i monitorul MDA (monocrom display adaptor), acesta este cel mai simplu tip de afiaj. Placa video IBM poate afia numai text la o rezoluie de 720X350 de pixeli (720 orizontal pe 350 vertical).

Ca sistem exclusiv pentru text, afiajul nu are posibiliti grafice intriseci. Iniial monitorul a fost bine vndut, fiind foarte rentabil. MDA furnizeaz i o interfa de imprimant, economisind un conector de extensie.

Afiajul este cunoscut pentru claritatea i buna rezoluie, care l fac ideal pentru utilizarea n domeniul afacerilor, mai ales pentru cei care utilizeaz programe de editare de text sau foi de calcul tabelar.

Deoarece afiajul monocrom este numai pentru text, nu l putem folosi n aplicaii care necesit grafic. Iniial, aceast deficien doar priva utilizatorul de jocuri pe monitorul monocrom, dar astzi chiar cele mai serioase programe n domeniul afacerilor folosesc din plin grafic i culoare.

Ulterior, o companie pe nume Hercules a scos pe pia o plac video numit Hercules Graphics Card (HGC). Aceast plac afieaz textul ami clar i poate face prelucrri grafice, de genul diagramelor.Adaptorul i monitorul CGA (color graphics adaptor). A fost unul dintre cele mai rspndite adaptoare timp de muli ani dei posibilitile sale lsau mult de dorit. Adaptorul are dou moduri principale de operare; alpfanumeric (A/N) sau cu toate punctele adresabile (APA-all points addressable). n varianta alfanumeric, placa opereaz n mod 40 de coloane X 25 linii sau 80 coloane X 25 linii, cu 16 culori. n modurile A/N i APA, setul de caractere este format cu o rezoluie de 8X8 pixeli. n modul APA sunt disponibile dou rezoluii: mod color cu rezoluie medie (320X200), cu 4 culori posibile dintr-o palet de 16; mod bicolor cu rezoluie nalt (640X200).

Majoritatea monitoarelor vndute pentru CGA sunt RGB, nu compuse. Semnalul color compus conine un amestec de culori care trebuie decodat sau separat. Monitoarele RGB primesc separate culorile rou, verde i albastru i le combin n diferite proporii pentru a genera alte culori. Monitoarele TGB ofer o rezoluie mai bun dect cele care folosesc semnalul video complex i afieaz mult mai bine textul pe 80 de coloane.

Un dezavantaj al plcii video CGA este acela c produce tremurarea (flicker) imaginii i efectul de zpad (snow). Flicker este tendina suprtoare a textului de a scnteia pe msur ce mutm imaginea n sus sau n jos. Snow este apariia precipitat de puncte strlucitoare oriunde pe ecran.

Multe companii care au comercilaizat adaptoarele CGA le-au sistat de mult producia, plcile VGA fcndu-le concuren la momentul respectiv.

Adaptorul i monitorul EGA (enhanced graphics adaptor). Acest adaptor a crei producie a fost sistat la introducerea sistemelor PS/2, const dintr-o plac grafic, o plac de extensie a memoriei grafice, un set modular de memorie grafic i un monitor color de rezoluie mare. ntregul pachet costa iniial aproximativ 1800 $. Produsele aprute ulterior pe pia au adus companiei IBM o competiie serioas n acest domeniu.

Avantajul standardului EGA este c ne putem construi modular sistemul. Deoarece placa funcioneaz cu orice fel de monitor produs de IBM la acea dat, se putea folosi cu monitorul IBM moncrom, cu mai vechiul IBM color, sau cu cel color extins. Cu placa EGA, monitorul IBM color afia 16 culori n mod 320X200 sau 640X200, iar cel monocrom are o rezolutie de 640X350 cu matricea caracterelor de 9X14 (mod text).

Funcionnd cu o plac EGA, monitorul color extins IBM este capabil s afieze 640X350 de pixeli n 16 culori dintr-o palet de 64. Mtricea caracterelor este de 8X14, fa de cea de 8X8 a plcii i monitorului CGA. Totui matricea caracterelor de 8X8 poate fi folosit pentru a afia 43 de linii de text. Ea poate fi adus la dimensiunea de 8X32 prin metode soft.

Folosind placa IBM de extensie a memoriei, se putea mri setul de 256 de caractere resident n RAM, la 512 caractere. Setul la IBM de memorie grafic adaug 1024 de caractere. Seturile de carctere sunt ncrcate prin programe. Sistemul VGA l depete pe cel EGA n multe privine. EGA are probleme n emularea adaptoarelor mai vechi CGA sau MDA i unele programe care lucrau cu plcile precedente nu pot lucra cu standardul EGA fr a fi modificate.

Adaptorul i monitorul VGA (video graphics adaptor). Odat cu lansarea sistemului PS/2, n aprilie 1987, IBM a mai introdus monitorul VGA. Sistemele PS/2 conin circuitele de baz ale adaptorului de afiaj pe placa de baz. Circuitele, denumite Video Graphics Aray (VGA) sunt implementate pe un singur cip de comand, realizat n tehnologie VLSI i produs de IBM. Pentru adaptarea noului standard graphic la sistemele mai vechi, IBM a introdus adaptorul de afiaj PS/2. Denumit i plac grafic VGA, adaptorul conine circuitul VGA complet pe o plac de lungime standard, cu o interfa pe 8 bii.

Componenta BIOS VGA conine softul de control aflat n memoria ROM a sistemului i care comand prin intermediul componentei BIOS, fr a avea nevoie s comande direct aceste circuite. Programul devine oarecum independent de hard i pot apela un set consistent de comenzi i funcii integrate n softul de control din memoria ROM a sistemului.

Adaptorul VGA permite afiarea pe ecran a 256 de culori dintr-o palet de 262.144 (156K) de culori posibile. Deoarece placa VGA are semnalul de ieire analogic, va trebui s dispunem de un monitor care s accepte un semnal de intrare analogic.

Adaptorul SVGA sau Super VGA. Acesta furnizeaz posibiliti care le ntrec pe cele oferite de adaptorul VGA. Spre deosebire de adaptoarele enumerate mai sus, super VGA nu se refer la o plac conform cu anumite date tehnice, ci la un grup de plci avnd posibiliti diferite. Spre deosebire de modurile oferite de standardele CGA, EGA, VGA ale IBM, noile moduri grafice sunt mai mult sau mai puin standardizate. Deoarece plcile super VGA constituie mai curnd o categorie dect o specificaie tehnic, piaa s-a divizat la acest nivel. Pentru a beneficia de posibiliti extinse ale fiecrei plci avem nevoie de un driver video special. Fiecare plac SVGA trebuie s aib un dreiver corespunztor pentru fiecare aplicaie pe care intenionm s o folosim cu aceasta.Adaptorul XGA , acest adaptor a aprut n 1990 i este rezultatul combinaiei dintre un sisitem VGA cu: mai multe culori, rezoluie mai mare, un coprocessor graphic i comanda magistralei. Fiind un adaptor master pe magistral, nseamn c XGA poate prelua controlul sistemului la fel ca placa de baz. Un master pe magistral este un adaptor cu propriul su processor care poate executa operaii n mod independent de placa de baz. XGA poate afia o rezoluie de 1024X 768 cu 256 de culori (16 culori cu memorie standard), este optimizat pentru sisteme de operare cu ferestre i include dreivere pentru DOS, OS/2 i Windows.n tabelul de mai jos (Fig.2) se poate vedea o comparaie ntre placile video realizate de patru mari productori:GIGABYTE, LEADTEK, ASUS, ATI. Se observ c cipurile acestor plci video, n mare majoritate, poart numele unora din firmele concurente, astfel respectivele plci nefiind n procent de 100% create de productorul a crei marc o poart. Unele personae susin c aceste plci care nu sunt produse n ntregime de un singur productor sunt mai puin performante dect cele complet produse de un singur productor. Prerea mea este c performanele unei astfel de plci nu sunt determinate de acest lucru, ci de tehnologia de fabricare a productorului respectiv. Cred c performanele unei plci video sau a oricrei componente dintr-un calculator depinde in ntregime de preul acesteia. Rar se ntmpl ca dou placi video ce au acelai pre dar au mrci diferite s aib caracteristici total diferite, iar dac se ntmpl diferena dintre acestea este foarte mic, deoarece dac nu se ridic la nivelul concurenei, chiar i la cel mai jos nivel, dispar n foarte scurt timp de pe pia.

PAGE 2