COMPETENŢE T.I.C.
Conf. dr. Silvia Luchian
SUPORT CURS
2
3
UNIVERSITATEA „ALEXANDRU IOAN CUZA” IA ŞI
FACULTATEA DE DREPT
COMPETENŢE T.I.C. Conf. dr. Silvia Luchian
SUPORT CURS
Anul I
Semestrul I
2012-2013
4
5
Cuprins
Tehnologiile informaţionale şi de comunicaţie ................................................................................5
Date, informaţii, cunoştinţe..........................................................................................................5 COMUNICAREA OM-CALCULATOR. .......................................................................................7
Calcul şi calculator .......................................................................................................................7 Rezolvarea de probleme cu ajutorul calculatorului......................................................................8
ORGANIZAREA INFORMAŢIEI .................................................................................................9 Reprezentarea numerelor..............................................................................................................9 Reprezentarea simbolurilor ........................................................................................................10 Codificarea (Digitizarea ) imaginilor .........................................................................................13
Bitmap sau vectorial...............................................................................................................15 Avantaje si dezavantaje..........................................................................................................21 Limbaje de descriere a paginii ...............................................................................................22 Prezentare generală a fonturilor .............................................................................................22 Fonturi schiţă(vectoriale) .......................................................................................................22 Fonturi raster ..........................................................................................................................23 Fonturi de ecran......................................................................................................................23
Codificarea sunetului..................................................................................................................23 Structura unui sistem de calcul......................................................................................................23
Definiţii pentru un sistem de calcul............................................................................................23 Istoric..........................................................................................................................................24 Structura John von Neumann a unui sistem de calcul................................................................33 Clasificarea sistemelor de calcul ................................................................................................31
Memoria internă .............................................................................................................................42 Organizarea unui calculator IBMPC..........................................................................................42 Organizarea fizică a memoriei ...................................................................................................43 Caracteristici generale ale memoriei ..........................................................................................41 Ierarhia de memorii ....................................................................................................................43 Memoria ROM ...........................................................................................................................52
Pornirea calculatorului ...................................................................................................................55 Unitatea centrală de procesare (UCP) sau microprocesorul...........................................................53
Rolul microprosesorului .............................................................................................................53 Limbajul maşină. ........................................................................................................................55 Limbajele de programare ...........................................................................................................61 Pentium.......................................................................................................................................63
Magistralele unui PC......................................................................................................................60 Rolul magistralelor într-un PC ...................................................................................................60 Clasificarea magistralelor...........................................................................................................61 . Cererile de întreruperi (IRQ – Interrupt Request)....................................................................64
Echipamentele periferice................................................................................................................65 Dispozitive periferice de intrare.................................................................................................66 Dispozitive periferice de ieşire...................................................................................................75 Monitorul....................................................................................................................................76
6
Imprimanta .................................................................................................................................78 Echipamente periferice de intrare-ieşire ....................................................................................80 Hard- discul ................................................................................................................................80
Sisteme de operare .........................................................................................................................87 Niveluri software şi interacţiunea cu hardware..........................................................................87 Coordonarea activităţilor desfăşurate de calculator ...................................................................90
Model de teste de verificare a cunoştinţelor………………………………………………… …93 Bibliografie……………………………………………………………………………………….94
1
Tehnologiile informaţionale şi de comunicaţie
Tehnologiile Informaţionale şi de Comunicaţie (TIC ) grupeazǎ un ansamblu de echipamente
folosite pentru gestionarea informa ţiilor , în special calculatoare electronice şi programe .
Scopul TIC constǎ în: culegerea, convertirea, stocarea , transmiterea, regǎsirea şi valorificarea
informaţiilor.
Mijloace TIC: telegraful electric, telefonia fixǎ, radioul,televiziunea, calculatoare electronice
,internetul, telecomunicaţiile mobile, GPS (Global Position System)
Date, informaţii, cunoştinţe
Informa ţia defineşte fiecare din elementele noi conţinute în semnificaţia unui simbol sau grup de
simboluri într-o comunicare ştire, semnal, grup de imagini etc. prin care se desemneazǎ
concomitent o situaţie, o stare, o acţiune etc…1
Data este forma concretǎ (un numǎr ,o mǎrime ,o relaţie ,etc.. ) prin care se exprimǎ informaţia,
este materia primǎ pentru informaţie .
În informaticǎ data este un model de prezentare a informaţiei accesibil unui anumit procesor (
om, unitate centralǎ, program), model cu care se poate opera pentru a obţine noi informaţii despre
fenomenele, procesele şi obiectele lumii reale.
Datele sunt utilizate pentru:
• Transmiterea informaţiilor între oameni;
• Pǎstrarea informaţiilor pentru o utilizare viitoare
• Obţinerea de noi informaţii prin prelucrǎri.
Pornind de la acelaşi set de date, persoane diferite, prin prelucrǎri diferite (în funcţie de nivelul de
cunoştinţe), pot desprinde informaţii diferite, de aici rezultǎ cǎ o trǎsǎturǎ fundamentalǎ a
informaţiei este subiectivitatea.
Cunoştin ţele cuprind totalitatea noţiunilor, ideilor, informaţiilor pe care le are cineva într-un
domeniu oarecare .
Pentru a deveni informaţii, datele privitoare la obiectul de activitate trebuie prelucrate în
concordantă cu cerinţele informaţionale, adică culegerea datelor şi prelucrarea lor şi apoi
distribuirea lor la factorii de decizie.
1 Stoica, I.,Informaţie şi culturǎ. Sinteze .Reflecţii. Atitudini, Editura Tehnicǎ, Bucureşti ,1997
2
Deci:
- datele privesc evenimentele primare, colectate pentru informare sau rezolvarea unor
probleme sau situaţii;
- informa ţiile sunt mesaje obţinute prin prelucrarea datelor: calcule, sortări, clasificări.
Datele supuse prelucrării sunt introduse în calculator sub formă de cifre şi text (litere, cifre
şi alte caractere speciale).
In prezent se defineşte informatica ca ştiin ţa care prelucrează datele prin mijloace
electronice.
In dezvoltarea informaticii se pot distinge patru etape:
1. Etapa 1940…1960, în care informatica are un caracter de noutate şi pătrunde în statele
majore ale armatei americane, universităţi şi institute de cercetare.
2. Etapa 1960…1970, în care informatica a pătruns în întreprinderi şi mai ales companii
comerciale şi petroliere.
3. Etapa 1970… 1990, în care informatica s-a bazat mai ales pe realizarea şi utilizarea
calculatoarelor de medie capacitate. Informatica a pătruns în toate domeniile vieţii
cotidiene, dar mai ales în activitatea militară, economică, cercetare ştiinţifică şi
învăţământ.
4. Etapa 1990…2000 şi continuare, când au luat amploare PC-le care au pătruns în toate
domeniile de activitate economică şi socială, inclusiv în casele oamenilor. Totodată au
apărut calculatoarele inteligente care îşi dezvoltă programele proprii de organizare şi de
recunoaşterea mediului înconjurător inclusiv vocile şi scrisurile oamenilor cu care sunt în
contact.
3
COMUNICAREA OM-CALCULATOR.
Rezolvarea de probleme văzută ca “Intrare ���� Prelucrare ���� Ieşire”
INTRODUCERE
• 1951, compania IBM( I nternational Business Machines Corporation) a putut vinde un
total de 19 exemplare din primul calculator produs, faptul a fost considerat un succes
comercial. Pe atunci, un calculator putea executa 5 000 de operaţii pe secundă, ceea ce se
considera a fi o viteză uriaşă. Piaţa utilizatorilor era însă neînsemnată ca număr de
cumpărători potenţiali.
• procesor (componente centrală a unui calculator).
• creşterea puterii de calcul a maşinii (hardware), ci şi scrierea de programe (software)
:care au ca scop rezolvarea de probleme comune unui mare număr de oameni (inclusiv de
tipul hobby-urilor) sau a comunicaţiilor globale.
� domeniul activităţilor productive : începând de la munca de birou (birotica) şi
până la activităţile din halele de producţie (administrarea depozitelor,
aprovizionare, logistică, activităţi de creaţie, planificarea producţiei), circulaţia
bănească (cărţi de credit, tele-banking, net-banking), e-commerce, teleworking;
� învăţământ: programe de învăţare, programe de prezentare, procurarea
informaţiilor de pe internet, CD-ul ca purtător de informaţii;
� domeniul privat: card-uri pentru obţinerea banilor lichizi, card-uri cu cip, card-uri
smart, infoterminale, jocuri, camere digitale de luat vederi/ aparate digitale de
fotografiat, CD-uri şi DVD-uri pentru timpul liber;
� alte domenii: medicină, ştiin ţă (microscopie, modelare şi evaluare statistică),
transporturi (sisteme de dirijare a transporturilor aeriene, feroviare), comunicaţii
(administrarea reţelelor de telefonie).
Calcul şi calculator.
Calculatorul este o maşină universală de calcul. (numere, matrici, segmente, cuvinte,
imagini, sunete etc.). Ce înseamnă “calcul” sau “problemă care poate fi rezolvată” nu discutăm în
4
acest curs. Pentru simplitate, să acceptăm că un calcul este o succesiune de operaţii (considerate
elementare) care rezolvă o problemă O aceeaşi maşină, care execută pe rând diverse programe,
se comportă pe rând ca fiecare maşină de calcul de care avem nevoie: Motivul principal care
determină viteza impresionantă de dezvoltare a tehnologiilor legate de calculatoare este că tot mai
multe activităţi de genul celor înşiruite mai sus devin rezolvabile cu ajutorul calculatorului, dacă
acesta devine mai rapid, îşi sporeşte capacitatea de memorare a datelor şi dacă se scriu
programele necesare.
Crearea reţelelor de calculatoare, dintre care cea mai vastă este Internetul, a extins
utilizarea calculatoarelor de la calcul, în diversele lui forme, la comunicare.
Rezolvarea de probleme cu ajutorul calculatorului
VĂZUTĂ CA :
“INTRARE ���� PRELUCRARE ���� IEŞIRE”
Fie că e vorba de tehnoredactarea unui text, de o comunicare prin Internet, de proiectarea
unei structuri în construcţii sau de crearea unei baze de date contabile, rezolvarea unei probleme
cu ajutorul calculatorului are, la nivel general, două entităţi aflate în comunicare: omul şi
calculatorul. Omul transferă maşinii de calcul o parte a activităţii sale intelectuale – rezolvarea
acelei probleme. Soluţionarea unei probleme presupune:
� Analiza problemei, formularea corectă şi determinarea unei metode de rezolvare
a ei, stabilirea algoritmilor de calcul, reprezentarea graficǎ sub forma de schema
logică sau organigramă;
� Programarea, reprezentarea schemei logice în limbajul de programare adecvat
rezolvării problemei cu ajutorul calculatorului;
� Implementarea, aplicarea în practică a soluţiei.
algoritm =o metodă de soluţionare a problemei, metodă reprezentată într-un limbaj adecvat
mijloacelor de calcul disponibile, caracterizată prin generalitate (se aplica cu minime modificări
la problemele în clasa respectivă), finalitate (soluţia problemei este furnizată după un număr finit
de operaţii) şi realizabilitatea (adică sunt folosite mijloacele de calcul disponibile).
5
Fluxul de date în cadrul căruia are loc comunicarea om-calculator.
Transformările pe care le suferă un program scris în limbaj evoluat până ajunge să poată fi
executat.
Aşadar, omul comunică cu calculatorul – îi dă acestuia programe şi date de
prelucrat şi primeşte de la el rezultatele prelucrării
ORGANIZAREA INFORMA ŢIEI
CODIFICAREA UTILIZAT Ă PENTRU STOCAREA INFORMA ŢIILOR
Reprezentarea numerelor
366
0000000101101110
82,5
01000010 10100101 00000000 00000000
an
01100001 01101110
6
AN
01000001 01001110
Sistemele de numeraţie poziţionale
Nr = anan-1…a2a1a0 = an .rn +an-1 .r
n-1 + …+ a2 .r2 + a1 .r
1 +a0 . r0 (1)
Sistemul de numeraţie zecimal
Alfabetul sistemului zecimal : 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Aceste cifre sunt prin definiţie numere
consecutive, astfel 7 = 6 + 1; într-un număr zecimal (citind de la dreapta la stânga) cifra din
dreapta reprezintă unităţile, următoarea zecile‚ apoi sutele şi aşa mai departe, adică un număr în
baza 10 conform relaţiei (1) poate fi scris ca o sumă de puteri ale lui 10:
mii sute zeci unităţi
1 3 = 1x 101 + 3 x 100
1 9 7 = 1 x 102 + 9 x101 + 7 x 100
1 9 9 8 = 1 x 103 + 9 x 102 + 9 x101 + 8 x 100
Sistemul de numeraţie binar
Sistemul de numeraţie binar, cel mai simplu posibil inventat acum 500 de ani în China şi
cel mai utilizat în reprezentarea codificată a numerelor în calculatoare, are următoarele
caracteristici:
1. Baza de numeraţie a sistemului este 2 şi conţine numai două simboluri, cifrele: 0 şi 1;
2. Cifra cu valoarea cea mai mare este 1.
Un număr scris în baza 2, poate fi dezvoltat după puterile bazei astfel:
N2 = anan-1…a2a1a0 = an .2n +an-1 .2
n-1 + …+ a2 .22 + a1 .2
1 +a0 . 20
7
Exemple de numere scrise în baza 2:
13=8 + 4 + 1=1 x 23 +1 x 22 +0 x 21 +1 x 20 = 1 1 0 12
197=128+64+4+1=1 x 27 +1 x 26+0 x 25 +0x 24 +0 x 23 +1 x 22 +0 x 21 +1 x 20
=1 1 0 0 0 1 0 12
Sistemul
zecimal
Sistemul
binar
0 0
1 1
2 10
3 11
4 100
5 101
6 110
7 111
8 1000
9 1001
10 1010
11 1011
12 1100
13 1101
14 1110
15 1111
16 10000
20 10100
30 11110
40 101000
8
50 1010010
BIŢI ŞI OCTEŢI.
Toate operaţiile în calculator se fac asupra unor astfel de reprezentări: orice număr, orice
literă, orice sunet sau imagine devine în calculator un şir de cifre binare, adică un şir format din 0
şi 1.
Acest element atomic de reprezentare a informaţiilor în calculator – un 0 sau un 1 – se
numeşte BIT . (BInary digiT)
Grupurile de opt biţi, puse în evidenţă în exemplele de mai sus, se numesc octeţi (byte)
Datele se reprezintă în calculator prin unul sau mai mulţi octeţi; aşa stau lucrurile inclusiv pentru
instrucţiuni.
Un alt înţeles al cuvintelor bit şi octet este acela de “gazdă” a unui bit sau a unui octet: prin bit
se mai înţelege şi elementul hardware care poate înregistra un 0 sau un 1; din punct de vedere
tehnic, acesta este un circuit . Şi cuvântul octet poate însemna “circuitul care stochează
reprezentarea a opt cifre binare”.
INFORMA ŢIA DIGITAL Ă
Cuvîntul “ digital” are înţelesul exact “codificat sub formă de numere binare” “
Când vorbim de capacitate de memorare, mai ales acestui din urmă înţeles i se ataşează multipli
– de obicei, ai octetului.
multiplii octetului:
1 KB= kilo-octet, care înseamnă 1024 =210 de octeţi luaţi la un loc.
De ce tocmai 1024 şi nu 1000? Am văzut că reprezentările în calculator se fac folosind
baza 2. Şi multiplii sunt exprimaţi prin puteri ale lui 2: 1024 este puterea a zecea a lui 2. ,adicǎ
210
1 MB= mega-octet înseamnă 220 octeţi =210 KB (1 048 576, deci ceva mai mult de un
milion de octeţi) sau 210 kilo-octeţi. )
1 GB= giga-octet înseamnă 230 octeţi =210 MB=220 KB (ceea ce reprezintă 1 073 741
824, peste un miliard de octeţi) sau 210 mega-octeţi sau 220 kilo-octeţi. )
9
1 TB =tera-octet, înseamnă 240 octeţi =210 GB=220 MB=230 KB (de ordinul a un milion
de milioane de octeţi).
FUNCŢIILE LOGICE BOOLENE
Matematicianul englez George BOOLE a reuşit să facă o legătură între formulele algebrice
şi relaţiile logice. Pornind de la principiul că o propoziţie poate fi adevărată sau falsă, BOOLE
atribuie valoarea 1 propoziţiilor adevărate şi respectiv 0 propoziţiilor false, elaborând algebra
booleană.
Notând propoziţiile cu a, b c, etc se pot construi funcţiile logice:
• Disjuncţia (operaţie logică tradusă prin sau) a două propoziţii
• Conjuncţia (operaţie logică tradusă prin şi) a două propoziţii
• Negaţia unei propoziţii notată cu not
• Disjuncţia exclusivă(operaţie logică tradusă prin xor) a două propoziţii
In cazul a două propoziţii a şi b se pot obţine tabele de adevăr, pentru disjunţie, conjuncţie
şi negaţie aşa cum rezultă din tabelul de mai jos:
a b a sau b a şi b not a a xor b
0 0 0 0 1 0
1 0 1 0 0 1
0 1 1 0 1 1
1 1 1 1 0 0
Algebra booleană este utilizată în aplicaţiile din automatică, teoria circuitelor şi releelor
electronice şi deci la realizarea calculatoarelor.
Alături de logica booleană, au apărut mai nou logicile polivalente printre care logica
trivalent ă cu valorile de adevărat, fals şi posibil şi logica fuzzi care admite domenii de trecere
“gri”, fiind apropiată de logica de gândire obişnuită din industrie, economie, etc.
10
Reprezentarea simbolurilor
Institutul Naţional American pentru Standarde (American National Standards Institute -
ANSI) a adoptat American Standard Code for Information I nterchange (ASCII , pronunţat
„aschii”),modele cu o lungime de 7 biţi
Codul ASCII extins la un format de 8 biţi pe simbol ,s-a format prin adăugarea unui 0 pe
poziţia celui mai semnificativ bit în faţa fiecărui model de 7 biţi al vechiului cod. Această tehnică
nu numai că nu produce un cod ale cărui cuvinte au dimensiunea egală cu a unei celule uzuale de
memorie, dar furnizează alte 128 de şabloane suplimentare (care se obţin prin plasarea valorii 1
pe poziţia bitului cel mai semnificativ din octet), permiţând astfel reprezentarea simbolurilor
excluse din codul ASCII iniţial. Din nefericire, datorită faptului că în general fabricanţii dau
propriile lor interpretări acestor caractere suplimentare, adesea datele care conţin şabloane extinse
sunt dificil de transferat între diferite aplicaţii.
“Hello.”:
01001000 01100101 01101100 01101100 01101111
H e l l o .
Unicode, modele de 16 biţi pentru reprezentarea fiecărui simbol. Unicode conţine 65 536
şabloane diferite.
Organizaţia Internaţională de Standarde (International Standard Organisation - ISO) , din
care face parte şi ANSI.
Utilizând modele de 32 de biţi pentru reprezentarea simbolurilor, acest cod poate
reprezenta peste 17 milioane de simboluri.
Analog versus digital
Un semnal analog este continuu (lumina, sunetul, cǎldura).
Pentru a putea fi masurate intr-un sistem de calcul digital, aceste semnale trebuiesc convertite in
valori numerice discrete. Asemenea date nu pot avea numai două stări, ci este posibilă o
multitudine de stări intermediare: de exemplu înregistrările audio, erau stocate sub forma unor
11
unde continue pe materiale cum ar fi vinilul sau benzile magnetice şi erau transmise sub formă de
unde electromagnetice modulate.
În prezent stocarea digitală o înlocuieşte pe cea analogă din mai multe motive:
• Numerele binare au nevoie doar de două stări alternative: “închis” şi “deschis”
• Datele digitale sunt uşor de copiat şi manipulat
• Pot fi compactate (recodificate la dimensiuni mai mici) cu puţină sau fără pierdere
de informaţie
• Pot fi stocate sau transmise folosind aceleaşi metode.indiferent de tipul de date
(text, imagine, sunet etc)
• Pentru a putea fi înţelese sau folosite de oameni, sunt reconstruite în formă
anologică cu ajutorul unor procesoare speciale numite “convertoare numeric-
analogic (DAC)”
Un convertor analog – digital (ADC) este un circuit electronic care converteşte o tensiune
analogicǎ de la intrare intr-o valoare digitalǎ. O caracteristica importanta a unui ADC o constituie
rezolutia acestuia. Rezolutia indica numarul de valori discrete pe care convertorul poate sa le
furnizeze la iesirea sa in intervalul de masura. Deoarece rezultatele conversiei sunt de obicei
stocate intern sub forma binara, rezolutia unui convertor analog-digital este exprimata in biti.
Conversia analogic- digital
Pentru reprezentarea unui semnal analogic în formã digitalã, acesta trebuie sǎ urmeze douǎ
transformǎri :
1. discretizarea sau eşantionarea este operatia prin care se reprezinta o marime cu variatie
continua sub forma unui ansamblu finit de esantioane
esantionarea: din semnalul analogic de intrare se preleveaza la perioade constante de timp
(∆T secunde) esantioane de amplitudine (cadre), care sunt de fapt o serie de dreptunghiuri
cu inaltimea egala cu amplitudinea momentana a semnalului si cu latimea egala cu
perioada de esantionare (∆T secunde)
2. cuantizarea: "precizia" conversiei : 8, 12, 14, 16 sau 20 biti (rezoluţia ADC)
Dupã eşantionare şi cuantizare semnalul poate fi folosit de aplicaţii multimedia pentru a
prelucra şi/sau stoca şirurile de bi ţi generate de unitãţile ADC
12
În exemplele grafice de mai jos, vedeţi acelaşi semnal analog disctretizat, dar cuantizat diferit :
13
Codificarea (Digitizarea ) imaginilor
O imagine este o suprafata de obicei dreptunghiulara caracterizata, la nivelul oricarui punct al ei,
de o anumita culoare. La modul ideal, culoarea variaza in mod continuu in oricare directie. Din
pacate, in sistemele numerice, nu se pot utiliza marimi care variaza continuu ci doar forma
discretizata a acestora.
Discretizarea unei imagini constǎ in impartirea imaginii intr-un caroiaj asemanator unei table de
sah. Fiecare sectiune de imagine delimitata de acest caroiaj va fi considerata ca avind o culoare
uniforma - o medie a culorii existente pe aceasta .
14
Aceste sectiuni sunt numitepixeli sau puncte de imagine, numarul acestora definind rezolutia
imaginii.
Pixel-Cuvântul provine din engleză de la PICture ELements (elemente de imagine). Se
prescurtează prin "px", uneori şi cu "p".
Un multiplu des întrebuinţat este 1 Mpx = 1 megapixel = 1 milion pixeli
Un pixel are trei atribute care se pot exprima digital (numeric):
- culoare,
- opacitate (trasparenţǎ şi
- poziţie în matricea în care se divide imaginea
Rezoluţia digitală poate fi exprimată în pixeli (de ex. o imagine de 800x600 pixeli), sau şi în
megapixeli (o imagine de 2 megapixeli).
1. Rezoluţia în pixeli exprimă dimesiunile imaginii, în ipoteza că este vorba de o
imagine dreptunghiulară, şi anume (lungimexlǎţime) măsurate în pixeli. Această
exprimare nu se poate aplica la alte forme de imagini.
2. Rezoluţia în megapixeli (prescurtat: Mpx) exprimă numărul total de pixeli cuprinşi
în aria imaginii, indiferent de forma ei. De exemplu, dacă o imagine este
dreptunghiulară şi are 2 megapixeli, ea ar putea avea atât o rezoluţie de
1.600x1.200 pixeli (1.600x1.200 = 1,92 megapixeli, rotunjit la 2 Mpx), dar şi
20.000 x 100 pixelisau şi nenumărate alte combinaţii. Foarte des, numărul de
megapixeli se rotunjeşte până la cel mult 2 cifre dupǎ virgulǎ.
3. Rezoluţia în dpi "dots per inch" - reprezintă şi ea o măsură a clarităţii unei
imagini, de data asta reale, care a fost produsă de un dispozitiv anume de
prelucrare a imaginilor, cum e cazul mai ales pentru imprimante, scanere şi ecrane.
Astfel, dpi-ul reprezintă numărul de puncte tipografice ce pot fi tipărite sau afişate
pe lungimea de un inch.
4. Altă măsură înrudită cu pixelul este "punctul tipografic" sau prescurtat "pt", care
este o unitate fundamentală în domeniul DeskTop Publishing (DTP) - tipografia
bazată pe digitalizare şi computere.
Un pt are mărimea de 0,3527 mm. De aceea, la o imagine cu 72 dpi, fiecare
punct (dot) corespunde exact unui pt (25,4 mm/inch : 0,3527 mm/dot = 72 dpi).
15
Bitmap sau vectorial
I. Reprezentare bitmap ("hartã de biti")
“bits-per-pixel”, numărul de biţi necesari înregistrării tuturor informaţiilor despre un pixel.
Versiunea digitală a imaginii se numeşte bitmap (hartă de biţi).
Bits-Per-Pixel Numărul maxim de culori
1 2 (alb şi negru)
4 16
8 256
16 32 768 sau 65 536 (depinde de format)
24 16 777 216
Fi şiere de tip bitmap
Format Descriere
BMP Format bitmap utilizat de Microsoft Windows
GIF Graphics Interchange Format – format bitmap de 8 biţi, creat de Compuserve şi utilizat
în special pe Internet
16
PCX Format grafic creat de firma ZSOFT, suportat de multe aplicaţii grafice
JPG Joint Photographic Experts Group – format grafic în care imaginile sunt memorate
comprimat
TIFF Tagged Image Format File-format graphic în special pentru imagini scanate,deoarece
suportă orice dimensiune, rezoluţie şi orice număr de culori
Formatul Graphics Interchange Format (.GIF)
Inca de cand a fost introdus in 1987, acest format este foarte utilizat in World Wide Web pentru a
permite paginilor Web sa contina si sa afiseze imagini. Este un format eficient deoarece:
•••• poate stoca culori ce pot fi reprezentate prin valori de maxim 8-bits (calitatea este
redusa dar si dimensiunea imaginii);
•••• are o rata de compresie buna, reducand dimensiunea imaginii;
•••• ofera un raport bun intre calitate si dimensiune fisier;
•••• permite stocarea in imagini a zonelor de transparenta;
•••• permite realizarea de animatii bazate pe imagini.
Incepand cu 1996, a fost definit un nou format, Portable Network Graphics (extensia.PNG)
pentru a inlocui formatul GIF,deoarece:
• asigura un nivel de calitate mai ridicat deoarece implementeaza un algoritm de
compresie fara pierdere de informatie;
• poate conduce la rate de compresie mai mari ca cele obtinute prin GIF
• poate stoca culori ce pot fi reprezentate prin valori de maxim 24-bits/pixel si 48
bits/pixel.
Deoarece, formatul PNG nu suporta animatie (doar extensii neoficiale ale standardului PNG),
GIF-ul ramane singura optiune cand vine vorba de a include intr-o pagina Web a unei forme
simple de animatie (nu Flash sau video). Toate browser-ele moderne sunt capabile sa afiseze si sa
interpreteze GIF-uri animate.
GIF-urile animate sunt fisiere cu extensia .gif ce contin mai multe imagini. Imaginile (frame-uri
sau cadre) sunt afisate pentru o perioada scurta de timp intr-o secventa (repetitiva sau nu),
generand astfel senzatia de animatie.
17
II. Reprezentarea vectorialã
Reprezentarea vectorialã se referã la descrierea imaginii printr-o serie de linii, forme (pãtrate,
cercuri, elipse si alte astfel de figuri geometrice simple), umplute cu o anumitã culoare sau
hasurate.
o serie de comenzi cu parametri, într-un format ASCII: un cerc cu razã de 100 milimetri al
cãrui centru se aflã în punctul de coordonate x=225 mm si y=500mm : circle (225,500,100). Cele
douã metode sunt folosite într-un limbaj de descriere cum este PostScript.
Tipuri de fişiere grafice vectoriale
Format Descriere
CGM Computer Graphics Metafile – format dezvoltat de organizaţii pentru elaborarea de
standarde, suportat de multe aplicaţii grafice
EPS Encapsulated PostScript – utilizează o combinaţie de comenzi din limabjul PostScript şi
de formate TIFF şi PICT
PICT format dezvoltat de Apple Computer, este suporat de toate aplicaţiile grafice pentru
calculatoare Macintosh
WMF Windows Metafile Format – format grafic dezvoltat de firma MicroSoft
CDR format vectorial propriu editorului grafic Corel Draw
Avantaje si dezavantaje
Formatul bitmap stocarea imaginilor cu variatii complexe de culoare, umbriri, etc., Formatul
vectorial este folosit în mod special în cadrul aplicatiilor CAD sau a imaginilor continând forme
simple sau o paletã de culori mai micã.
În programele DTP (desktop publishing), fonturile sunt convertite în mod frecvent din format
vectorial în format bitmap si invers,..
Reprezentarea bitmap.
� mãrimea imaginii limitatǎ: odatã cu mãrirea rezolutiei va fi nevoie de un spatiu de stocare
mai mare si corespunzãtor o zonã de memorie mai mare pentru procesare si afisare.,
abilitatea stocãrii fisierelor bitmap într-o formã comprimatã.
� Flexibilitatea scazutǎ. imaginile bitmap au o rezolutie fixã, adicã atunci când este
înregistratã informatia se stie sigur cã avem X pixeli pe orizontalã si Y pixeli pe verticalã.
18
Dacã se încearcã mãrirea imaginii atunci pixelii vor deveni destul de mari pentru ca sã se
poatã observa forma lor rectangularã - apare astfel un efect numit "efect de scarã".
Programele de graficã mai evoluate pot evita aceastã problemã folosind interpolarea ;
vom micsora o imagine vom pierde din rezolutie (sau claritate). Dacã vom dori
restaurarea imaginii la mãrimea initialã vom ajunge sã vedem ceva relativ confuz si de
proastã calitate.
Reprezentarea vectorialã are mai multe limitãri decât reprezentarea bitmap în ceea ce priveste
continutul imaginilor care se doresc a fi stocate în acest format. Avantajul major este totusi
� flexibilitatea si eficienta. în cazul folosirii lor în diferite aplicatii.
De exemplu o linie dreaptã poate fi reprezentatã doar prin coordonatele punctelor ce
simbolizeazã capetele si nu prin fiecare punct al liniei ca în cazul tehnicii bitmap. O curbã
poate fi aproximatã printr-o serie de linii drepte legate între ele. Scalarea (mãrirea sau
micsorarea) poate fi fãcutã fãrã ca acest lucru sã influenteze în vreun fel rezolutia.
Limbaje de descriere a paginii
Page Description Languages (PDLs), display lists sau metafiles.
PostScript reprezentarea vectorialã pentru periferice cum sunt ecranul si imprimanta. corpul
literelor, este descris folosind o reprezentare vectorialã. Problema intervine în cazul descrierii
fotografiilor dar PostScript a fost conceput astfel încât fisierele (vectoriale) sã poatã include si
bitmap-uri.
Prezentare generală a fonturilor
Un font este un design grafic care se aplică unei colecţii de numere, simboluri şi caractere. Un
font are urmǎtoarele calităţi : setul de caractere, dimensiunea, spaţierea şi înălţimea. Fonturile se
utilizează pentru a imprima text pe diverse dispozitive de ieşire sau pentru a afişa textul pe ecran.
Fonturile au stiluri de font, cum ar fi cursiv, aldin sau aldin cursiv.
Fonturi schiţă(vectoriale)
Fonturile TrueType şi OpenType sunt fonturi schiţă, care se redau din comenzi de linie şi din
comenzi de curbă. OpenType este o extensie pentru TrueType.
Fonturile TrueType au fost o alternativă superioară fonturilor bitmap folosite până atunci, aşa
că în 1991 Apple a introdus tehnologia TrueType în Mac OS System 7. TrueType a fost
implementat pe Windows 3.1. în 1992
19
Parteneriatul din 1996 dintre Adobe și Microsoft a avut ca obiectiv (pe lângă șocul produs de
o asemenea colaborare) dezvoltarea formatului Open Type (adică un True Type Open)
Atât fonturile TrueType, cât şi OpenType se pot scala şi roti . Fonturile TrueType şi OpenType
arată bine în toate dimensiunile şi pe toate dispozitivele de ieşire care sunt acceptate de Microsoft
Windows.
Fonturi raster
Fonturile raster sunt denumite şi fonturi bitmap. Acestea sunt stocate ca bitmapuri. Fonturile
raster sunt proiectate cu o dimensiune specifică şi cu o rezoluţie specifică pentru o anumită
imprimantă. Nu este posibilă scalarea sau rotirea fonturilor raster. Dacă o imprimantă nu
acceptă fonturi raster, nu le va imprima. Următoarele fonturi sunt cele cinci fonturi raster:
• Courier
• MS Sans Serif
• MS Serif
• Small
• Symbol
Fonturi de ecran
Fonturile ClearType sunt fonturi care sunt optimizate pentru un ecran LCD. Pe un ecran LCD,
fonturile ClearType utilizează elemente informaţionale de dimensiuni mai mici decât un pixel
pentru a netezi marginile zimţate ale fonturilor. Constantia, Cambria, Corbel, Candara, Calibri şi
Consolas.
ClearType este o tehnologie pentru afişarea fonturilor pe computer, astfel încât ele să apară clare
şi netede. ClearType oferă textului de pe ecran un aspect mai detaliat, astfel încât acesta este mai
uşor de citit perioade lungi de timp, fără a solicita ochii sau a provoca oboseală psihică.
Funcţionează foarte bine pe dispozitive LCD, incluzând monitoare cu ecran plat, PC-uri mobile şi
dispozitive portabile mai mici.
Codificarea sunetului
Sunetul reprezinta o serie alternativa de modificari ale presiunii aerului, care se propaga sub
forma de unde sferice concentrice. Detectarea sunetului se face masurand si convertind variatiile
20
de presiune ale aerului , fiind o unda elastica ce se propaga prin aer cu o viteza medie de aprox.
344 m pe secunda
Grafic care arată sunetul analog generat de cuvântul "hello"
( www.howstuffworks.com)
Sunetele generate de dispozitive sau persoane sunt captate de dispozitive de captare a sunetelor.
Cel mai bun exemplu de dispozitiv de captare a sunetelor este microfonul. Principiul de
funcţionare al acestuia este similar modului de funcţionare a urechii umane, prin urmare, sunetele
care ajung la microfon interacţioneazã cu membrana acestuia care genereazã semnale electrice
care reprezintã amplitudinea sunetului în funcţie de timp.
În continuare, semnalele electrice generate de microfon trebuie transformate în şiruri de numere.
Acest lucru se realizeazã de cãtre o unitate ADC (Analog Digital Convertor) care primeşte la
intrare o tensiune electricã şi genereazã la ieşire un numãr reprezentat binar. Datoritã faptului cã
orice tensiune electricã se reprezintã numeric printr-un şir finit de biţi, apare o eroare numitã
eroare de cuantificare.
21
.
Figura de mai sus aratǎ cum se face eşantionarea semnalului sonor :
1. unda originarǎ
2. frecvenţa de eşantionare
3. date eşantionate
4. unda reconstituitǎ
Calitatea sunetului digital care se doreşte a fi obţinutã depinde de:
• numãrul de biţi folosiţi pentru a reprezenta un cadru(cuantǎ de sunet) şi de
• intervalul de timp dintre cadre.
Calitatea sunetului este mai bunã cu cât numãrul de biţi/cadru este mai mare şi cu cât intervalul
de timp dintre douã cadre este mai mic.
De exemplu, pentru sistemul telefonic, cadrele sunt reprezentate folosindu-se 7 sau 8 biţi,
intervalul dintre cadre este 1/8000 secunde (8000 cadre/sec) şi se pierd toate sunetele cu
frecvenţe mai mari de 4 kHz.
Un alt exemplu îl constituie CD-urile audio. Pe un CD-audio sunetele sunt înregistrate folosindu-
se 16 biţi pentru a reprezenta un cadru şi intervalul dintre cadre este 1/44.100 (44.100 cadre/sec).
Un CD înregistrat stereo are deci două canale care conţin 44100 de valori de 16 biţi pentru fiecare
secundă de muzică; asta înseamnă o rată de transfer a informaţiei de 2 * 44100 * 16 = 1.411Mbps
(megabiţi pe secundă). Aceasta este viteza cu care informaţia iese din CD-player-ul calculatorului
dumneavoastră; în interior rata este chiar mai mare, din cauza codificării redundante. Un compact
22
disc poate stoca aproximativ 70 de minute de muzică, avînd deci o capacitate de 783 MB
(megaocteţi)
44100 probe / canal / secundă x 2 octeţi / eşantion x 2 canale x 74 x minute x60 secunde / minut
= 783,216,000 bytes
Deci, un CD stochează un număr foarte mare de biţi pentru fiecare secunda de muzica:
(44100 eşantioane / secundă * 16 biţi / eşantion * 2 canale = 1411200 biţi pe secundă)
Semnalul audio poate fi de tip wave (undă) sau midi.
Metoda WAVE (similarǎ cu metoda bitmap de la imagini)gerereazǎ un fisier cu extensia wav
(tiff pentru posesorii de MAC) Sunetele wave digitale reprezintă sunete codificate şi stocate
efectiv. Fişierele .wav au dimensiuni mari: 3 minute = 20 MB
MP3 (Moving Picture Experts Group, Audio Layer 3- MPEG-2 Audio Layer 3) este un
format de compresie a unui fisier audio wave , fişiere cu extensia .mp3. Calitatea
sunetului este similară celei de pe CD. O compresie standard MP3 va reduce
dimensiunea fisierului cu pana la 10 ori.
Metoda MIDI - Musical Instrument Digital Interface (Interfata Digitala pentru Instrumentele
Muzicale) (similarǎ cu metoda vectorialǎ de la imagini)
Pentru utilizarea unui echipament MIDI cu un calculator IBM PC, în general este necesară o
interfaţă MIDI (există un număr redus de calculatoare echipate cu interfeţe MIDI încorporate).
Cele mai răspândite interfeţe MIDI sunt sub forma unor plăci de extensie, dar există de
asemenea interfeţe MIDI seriale (care se conectează la un port serial al calculatorului) şi
interfeţe MIDI paralele (care se conectează la un port paralel).
Musical Instrument Digital Interface, sau MIDI, este un standard electronic şi un protocol de
comunicare care defineşte fiecare notă muzicală cu ajutorul unui instrument muzical electronic,
cum ar fi sintetizatorul, în mod exact, permiţând instrumentelor muzicale electronice şi
computerului să schimbe date între ele sau să "comunice" unul cu celălalt.
23
Acest standard defineşte cum trebuie codificate portativele notelor muzicale. Se codificǎ
astfel:frecvenţa sunetelor,durata sunetelor şi instrumentul care va emite notele MIDI nu
transmite semnal audio ci informaţia digitală a muzicii.Prin intermediul standardului MIDI ,s-au
definit 127 de instrumente diferite: 7 tipuri de piane, 8 tipuri de chitare, flaut, ciripit de pǎsǎrele,
sonerie de telefon, elicopter.,...
Plăcile de sunet ale computerelor moderne sunt compatibile MIDI şi capabile să creeze sunete
realiste ale instrumentelor muzicale. Sunetul midi reprezintă un set de comenzi convertit de
sintetizatorul MIDI. Fişierele cu sunet MIDI au extensia .mid şi au dimensiuni foarte mici.
Structura unui sistem de calcul
Definiţii pentru un sistem de calcul
Un sistem de calcul este un ansamblu de componente hardware (dispozitive fizice) şi
componente software (sistem de operare şi programe specializate pe domenii) ce oferă
servicii utilizatorului pentru coordonarea şi controlul executării operaţiilor prin
intermediul programelor.
Orice sistem de calcul (computer system) pentru a realiza funcţiile sale de bază trebuie
să execute următoarele operaţii:
- introducere date (citire) – I(Input)
- memorare date şi instructiuni (reprezentare) – M(Memory)
- prelucrare date si instrucţiuni (procesare) – P(Processing)
- ieşire date (scriere) - O(Output)
Funcţionarea unui sistem de calcul are loc după următoarea schemă de
principiu :
24
http://ebooks.unibuc.ro/informatica/Birotica/index.htm
Istoric
Primul model de calculator programabil – cu un set de instrucţiuni – este considerat a fi ,
în general, “Analytic Engine”, realizat de inventatorul englez Charles Babbage in 1832.
Maşinăria lui Babbage a fost concepută pentru a realiza o secvenţă de calcul folosind instrucţiuni
pe cartele perforate şi avea o memorie şi o unitate de procesare. Ca şi concepţie era complet
mecanică. Babbage nu şi-a asamblat calculatorul niciodată .
In 1890, Herman Hollerith a folosit ideea reprezentării informaţiilor sub forma perforaţiilor
în cartele de hârtie şi a realizat un mare calculator utilizat pentru înregistrarea şi prelucrarea
datelor din recensământul din SUA, care a durat astfel doar 3 ani. Maşinile cu cartele perforate
ale firmei Hollerith s-au perfecţionat şi producţia lor a crescut vertiginos, astfel că în 1924 după
mai multe fuziuni a fost creată International Business Machines Corporation- IBM - fiind şi
astăzi cea mai mare companie de calculatoare din lume căreia i se datorează deschiderea pieţei de
computere personale (PC - IBM compatibile).
Aceste maşini erau caracterizate prin următoarele:
• Viteza de lucru era limitată, fiecare operaţie mai complicată durând câteva secunde.
• Uzura maşinilor era destul de ridicată.
• Antrenarea lor se făcea cu motoare mecanice, de obicei prin curele de transmiterea
puterii.
• Pentru fiecare operaţie trebuia dată o comandă manuală.
• Introducerea datelor se făcea manual, prin intermediul unui sistem de clape.
• Maşinile lucrau independent una de alta, fără să poată fi interconectate.
25
• Prin folosirea cartelelor, se puteau folosi rezultatele date de o maşină ca date de
intrare pentru altă maşină.
Maşinile electromecanice de calculat
Maşinile electromecanice si-au făcut apariţia în 1920, o dată cu apariţia electricităţii, forţa
motrice motoare a fost înlocuită cu forţa motrice electrică. Acestea au folosit mult mai uşor
cartela perforată, uşor de citit şi perforat de către dispozitivele electromagnetice, astfel încât
rezultatele obţinute de o maşină puteau fi folosite ca date de intrare pentru altă maşină.
Astfel în perioada 1920..1930 au fost perfecţionate maşinile cu cartele perforate, ele
prelucrând şi informaţii alfanumerice care cuprindeau statele de plată, fisele de magazie, etc.
In anul 1928 Taushek a descoperit principiul tamburului magnetic pentru înregistrarea
informaţiilor, principiu folosit şi azi la calculatoarele PC, pentru memoria externă cu dischete.
Profesorul Howard Aiken de la Universitatea Havard împreună cu specialiştii firmei IBM
Corporation, a construit în 1940 prima maşină electromecanică complexă de calculat, numită
Mark 1. Această maşină folosea relee electromagnetice controlate electronic şi folosea sistemul
de introducere, stocarea şi prezentarea rezultatelor pe cartele perforate.
Primele maşini de calculat electronice
Intre anii 1937 …1941 John Atanasov şi asistentul său Clifford Berry aplică tehnologia
lămpilor cu vid pentru a construi calculatoare digital integral electronice.
O lampă electronică este un dispozitiv care poate opri, amplifica sau întrerupe un curent
electric. În anii 1920 şi 1930, oamenii de ştiinţă au cercetat modul în care pot fi conectate aceste
dispozitive în matrice, care să accepte semnale electrice reprezentând numere, să proceseze
semnalele în funcţie de program şi să afişeze rezultatul. Printre calculatoarele cu tuburi renumite
se numără şi British Colossus, proiectat pentru a sparge codul german Enigma din cel de-Al II-lea
Război Mondial şi cel american, ENIAC (Calculator şi Integrator Numeric Electronic), primul
calculator electronic general cu memorie. La cererea şi cu subvenţia armatei în SUA a apărut
ENIAC (Electronic Numeric Integrator And Computer). El a fost realizat la Universitatea din
26
Pennsylvania sub conducerea savanţilor Mauchly şi Eckert, în perioada 1942…1945 şi a fost
inaugurat la 16 februarie 1946, fiind în funcţiune până în anul 1955.
Cântărind 30 de tone, funcţiona cu numere zecimale în loc de numere binare şi necesita
mulţi operatori. Acest calculator a cântărit 30 tone, avea cca. 45 m lungime şi era construit din
50.000 de comutatoare şi 18.000 de tuburi electronice. Cele 18 000 de tuburi electronice se
încingeau în timpul funcţionării şi provocau des defecţiuni. Aceste maşini erau imense, iar
programarea presupunea schimbarea circuitului prin cuplarea sau decularea unor cabluri, însă
modelele ulterioare reţineau programele în zone de memorie electronice.
Putea să execute 5.000 de adunări sau scăderi cu 10 cifre pe secundă, depăşind de 1.000 de
ori rapiditatea celor mai performante maşini de calcul electromecanice. Din cauza tuburilor care
se ardeau destul de des, comenzile erau realizate de două ori, cu întreruperi în care se introduceau
date de test pentru depistarea tuburilor arse.
In 1944 matematicianul John von Neumann a lansat ideea programului înregistrat, pentru
care o maşină de calcul trebuie să fie dotată cu un dispozitiv de memorare a datelor şi a
comenzilor şi care trebuie să lucreze cu o viteză mare şi trebuie să permită înregistrarea simplă şi
rapidă a informaţiilor. Astfel au apărut noţiunile de algoritm de rezolvare a unei probleme şi
programul de prelucrare a algoritmului, a secvenţelor de comenzi şi memorare date.
John von Neuman a recomandat constructorilor de calculatoare 3 principii care sa fie
utilizate la realizarea unor calculatoare complexe şi rapide:
� Programele şi datele trebuie să fie codificate sub formă binară;
� Programele şi datele trebuie păstrate în memoria calculatorului;
� Trebuie să existe o unitate centrală de prelucrare care trebuie să poată extrage, decodifica
şi executa instrucţiunile programului.
Pornind de la teoria lui Neumann a fost construit EDVAC
(Electronic Discrete Variabile Computer).
În 1947, inventarea tranzistorului la laboratoarele Bell Telephone a transformat
domeniul calculatoarelor. Aceste componente minuscule erau făcute din cristal semiconductor,
cum ar fi germaniul şi siliciul, erau mai mici şi mai fiabile decât lămpile electronice. În curând,
27
au intrat în producţie calculatoare mai compacte şi mai ieftine, deşi unele încă mai ocupau o
cameră întreagă.
Imaginea unor tipuri de tranzistori: www. iStockphoto.com/Shur23
În 1959, inginerii de la Texas Instruments au arătat că e posibilă încorporarea mai multor
tranzistori, conectaţi prin linii electrice pe o singură bucată de siliciu. Această inovaţie e
cunoscută sub numele de circuit integrat sau cip de siliciu. http://ro.wikipedia.org/wiki/Cip
Circuitul integrat , prescurtare în engleză: IC, de la integrated circuit, (i se mai spune şi
"cip", de la cuvântul englez chip), este un dispozitiv electronic alcătuit din mai multe componente
electrice şi electronice interconectate, pasive şi active, situate pe o plăcuţă de material
semiconductor (făcută de exemplu din siliciu), dispozitiv care în cele mai multe cazuri este
încapsulat într-o capsulă etanşă prevăzută cu elemente de conexiune electrică spre exterior,
numite terminale sau pini („picioruşe”).
28
Un circuit integrat, mărit http://ro.wikipedia.org/wiki
De atunci, viteza şi puterea de calcul a calculatorului, ca şi numărul celor ce îl utilizează,
au evoluat cu o viteză neegalată de nici o altă tehnologie. Se afirmă că, dacă transporturile ar fi
evoluat cu aceeaşi viteză, astăzi ar fi trebuit să putem ajunge la Paris într-un minut şi la preţul de
un dolar. Evoluţia tehnologiilor legate de calculator duce la dublarea puterii de calcul cam la
fiecare an şi jumătate (afirmaţie cunoscută sub numele de legea lui Moore2: numărul de
tranzistori care pot fi puşi pe un cip se dublează la fiecare 12-18 luni).
Circuitele integrate au dus repede la dezvoltarea unor calculatoare mai mici şi mai ieftine.
Cu toate că circuitele integrate au micşorat dimensiunile calculatoarelor, unităţile de procesare
erau încă alcătuite dintr-o serie de circuite pe cip-uri separate.
2 Preşedintele onorific şi cofondatorul producătorului de cip-uri Intel, a formulat această lege în 1965.
29
Imaginea unui circuit integrat(cip) Intel http://www.intel.com/
Intel Corporation : firmǎ de microprocesoare
În 1971, un inginer care lucra pentru Intel şi-a dat seama că circuitele comandate pentru un
calculator electronic puteau fi puse toate pe un singur cip, dispozitivul obţinut putând fi folosit ca
un cip de calcul de uz general. Rezultatul a fost cip-ul Intel 4004, primul microprocesor din
lume. Acesta conţinea, pe lângă cip-ul de siliciu cu 2300 de tranzistori, încapsulat într-o
membrană protectoare ceramică, şi o serie de pini metalici proeminenţi, prin care era conenctat la
alte componente ale dispozitivului controlat, putând executa 60 000 operaţii pe secundă
Structura John von Neumann a unui sistem de calcul
În 1945, John von Neumann a descris primul model arhitectural pentru calculatoare.
Componentele principale ale unei maşini von Neumann sunt: Unitatea Centrală de
Prelucrare (UCP), Unitatea de Memorie (UM), Sistemul de Intrare – Ieşire (SI/O).
� Unitatea Centrală de Prelucrare (UCP) are rolul de a prelucra informaţiile şi de
a controla activitatea celorlalte echipamente. UCP este alcătuită din:
MD
MA
30
• Unitatea de Comandă şi Control (UCC) emite semnale de control către
celelalte dispozitive; controlează decodificarea şi executarea instrucţiunilor.
• Unitatea Aritmetico – Logică (UAL ) – utilizată pe parcursul execuţiei
instrucţiunilor, efectuează operaţii aritmetice (+, -, /, * etc.) şi logice (and, or, not, xor).
• Regiştri sunt zone de stocare temporară a informaţiilor care reţin temporar
rezultatul operaţiilor efectuate de UAL .
� Unitatea de Memorie (UM) are rolul de a stoca datele şi instrucţiunile programelor
în curs de execuţie. În funcţie de modul de acces la informaţii, memoria internă poate fi:
• ROM (Read Only Memory) cu acces numai la citire;
• RAM (Random Access Memory) cu acces la scriere şi citire.
� Sistemul de Intrare – Ieşire (SI/O) permite introducerea/ extragerea
informaţiilor; este format din:
• Dispozitive de memorare externă;
• Dispozitive de intrare;
• Dispozitive de ieşire.
� Comunicarea între aceste componente se realizează prin intermediul unor magistrale. O
magistrală reprezintă un grup de linii de conexiune ce permit transmiteres de semnale.
Există două tipuri de magistrale:
• Magistrale de adrese (MA) transmit numai adrese de memorie şi conectează UCP cu
memoria RAM.
• Magistrale de date (MD) transmit date şi instrucţiuni; conectează UCP, RAM şi celelalte
componene ale sistemului.
31
•
http://ebooks.unibuc.ro/informatica/Birotica/index.htm
http://ebooks.unibuc.ro/informatica/Birotica/index.htm
Clasificarea sistemelor de calcul
1. Supercalculatoare
maşini cu puteri de calcul uriaşe, rezultate pe de o parte din puterea procesoarelor care stau la
baza lor şi pe de altă parte din faptul că ele pot integra mai multe procesoare de înaltă
performanţă(sau mai multe calculatoare), care lucrează în paralel, ca un tot. Supercalculatoarele
32
sunt utilizate pentru rezolvarea problemelor deosebit de complexe (cum ar fi problema
schimbării globale a climei, cea a genomului uman, aplicaţii din astronomie etc.). Preţurile unor
astfel de calculatoare sunt de ordinul sutelor de mii sau chiar al milioanelor de dolari. Din această
categorie fac parte supercalculatoarele Cray;
Imaginea unui supercalculator
33
2. calculatoare mari (mainframe-uri)
cu mare capacitate de stocare şi prelucrare a datelor.. Termenul mainframe tinde să fie înlocuit
de acela de server de întreprindere (enterprise server: calculator folosit pentru aplicaţii de tipul
celor ale marilor companii din economie). Iniţial, prin mainframe se înţelegea tipul de calculator
ce a precedat minicalculatoarele – de dimensiuni foarte mari, dar cu performanţe ce aveau să
rămână mult inferioare microcalculatoarelor de azi.Un astfel de calculator primeşte date de la
numeroase periferice (“terminale neinteligente” - care nu fac nici o prelucrare independentă a
datelor care trec prin ele) şi efectuează apoi prelucrările aferente la milioane de tranzacţii pe zi
3. minicalculatoare
apărute la sfârşitul anilor ’60 şi marcând procesul de miniaturizare a calculatoarelor; termenul
este depăşit astăzi, pentru calculatoare de acel tip fiind utilizat acela de server mediu (mid-range
server);
minicalculator al anilor `70 (Digital PDP 11/20)
4. server
34
calculator ce oferă servicii / resurse software sau hardware, altor calculatoare (clienţi) într-o reţea
de calculatoare. Ca regulă, un server dispune de un procesor mai puternic decât cele ale
calculatoarelor servite, şi de memorii (inclusiv secundare) mari,hard discuri multe;
Imaginea unui server
http://www.howstuffworks.com/
5. staţia de lucru (workstation) – un calculator desktop cu procesor şi memorie mai
puternice, putând fi utilizat pentru aplicaţii de tipul graficii tridimensionale sau
dezvoltarea de jocuri;
6. micro-calculatoarele
calculatorul personal (PC) are putere de calcul inferioară tipurilor de mai sus, dar realizează
singur toate operaţiile necesare prelucrării automate a datelor, de la introducerea datelor de
prelucrat la afişarea rezultatelor. Cu alte cuvinte, acest tip de calculator este proiectat pentru a fi
folosit de o singură persoană. PC-uri nu sunt doar cele ce folosesc sistemul de operare
Windows, ci şi cele de tip Apple–Mac Intosh.
Din punct de vedere ergonomic, micro-calculatoarele pot fi astăzi clasificate după gradul de
miniaturizare şi, în consecinţă, posibila poziţie a lor în timpul folosirii: lângă birou (tower), pe
birou (desk-top), “în poală” ( laptop / notebook)
a. Calculator de birou (desktop) – este un PC staţionar. De obicei, un desktop are putere de
calcul şi memorie mai mari decât ale calculatoarelor portabile similare;
35
b. Laptop (notebook) – calculator PC portabil la care placa de bază (procesor, memorie etc.),
monitorul, tastatura, perifericul de poziţionare pe ecran (înlocuind mouse-ul), unitatea de
disc dur, unitatea CD sau DVD sunt toate integrate într-un modul de dimensiunea unui
album de pictură.
Un calculator laptop (Toshiba ). HowStuffWorks.
36
Componentele aceluiaşi laptop: track-ball (înlocuind mouse-ul), tastatura, placa de bază,
monitorul LCD, procesorul, conexiunea modem, placa de sunet, memoria RAM, bateria
reîncărcabilă, baterii de rezervă, unitatea de disc dur. HowStuffWorks.
Laptop-ul poate funcţiona fără legătură la priză, folosind bateria, care are o independenţă de
câteva ore.
c. Tablete PC
O tabletǎ PC este în esenţă un laptop mic, echipat cu un ecran tactil rotativ ca un dispozitiv de
intrare suplimentare, şi rulează un sistem de operare pentru PC –ul standard (sau uşor adaptat)
cum ar fi Windows sau Linux.
HP Compaq tablet PC with rotating/removable keyboard
d. Netbook-urile
sunt calculatoare ultra-portabile, care sunt chiar mai mici decât tradiţionalele laptop-
uri .. (aproximativ 300 dolari la $ 500- înseamnă că sunt mai ieftine decat aproape
orice laptop de brand). Cu toate acestea, componentele netbook-uri sunt mai puternice
decât celedin laptop-uri
e. Palmtop (calculator de palmă sau PDA – Personal Digital Assistant)
37
– PC de dimensiuni foarte mici. Deseori, discul dur este înlocuit cu memorie flash. De
obicei tastatura lipseşte, rolul acesteia fiind preluat de tehnologii bazate pe atingerea
directă a ecranului. O versiune ceva mai mare a palmtop-ului este handheld computer
(calculatorul ţinut în mână).
Palmtop şi interiorul său. HowStuffWorks.
Calculatoare PDA : Compaq iPaqH3835 şi HP Jornada 54. HowStuffWorks.
f. Calculatoare la purtător (wearable computers)
oferă servicii uzuale ale unui calculator – lucru cu baze de date, multimedia, agende,
e-mail – integrate într-un ceas, într-un telefon celular sau chiar ca accesoriu la haine!
Junko Kimura
38
Memoria internă
Organizarea unui calculator IBMPC.
Calculatoarele de tip PC au o unitate centrală de procesare (numită microprocesor), o unitate de
memorie principală (RAM) şi dispozitive periferice, dintre care unele joacă rol de memorie
secundară. Căile de comunicaţii care leagă între ele aceste componente sunt numite bus-uri sau
magistrale. Programele se memorează în memoria RAM înainte de a fi executate.
Organizarea hardware a unui calculator de tip IBMPC
39
Memoria RAM este o memorie cu acces direct realizată din module (cipuri) de diverse capacităţi.
Este o memorie volatilă în care utilizatorul prin programele care le lansează în execuţie, poate
scrie şi citi date. Ea este practic, memoria de lucru curentă. Dacă se doreşte păstrarea conţinutului
din această memorie în vederea reutilizării ulterioare, acesta va fi salvat, adică va fi memorat pe
un suport de memorie externă (hard disc, floppy disc, CD de exemplu) înante de a părăsi aplicaţia
respectivă.
Organizarea fizică a memoriei
� circuite integrate (chip-uri) care au rolul de a stoca informaţiile (date şi instrucţiuni). în
forma binară.
� chip-ul de memorie este un circuit integrat (integrated circuit (IC))
format din milioane de tranzistori si condensatoare
deci memoria este o succesiune de locaţii binare, fiecare fiind capabilă să reţină o cifră binară (0
sau 1).
Cantitatea de informaţie ce poate fi înregistrată într-o locaţie binară se numeşte bit (Binary
Digit=cifră binară).
Principalele operaţii de lucru cu memoria sunt extragerea informaţiilor din memorie
(citire ) şi transferul informaţiilor în memorie (scriere).
Localizarea unei zone de memorie =adresa (cea mai mică zonă de memorie adresabilă este
celula de memorie, constituită din 8 locaţii binare consecutive).
Cantitatea de informaţie stocată într-o succesiune de 8 locaţii binare se numeşte octet
(byte).
Numărul total de bytes care pot fi înregistraţi în memorie reprezintă capacitatea
memoriei. Pentru a exprima capacitatea memoriei se folosesc multipli ai byte-ului.
1KB(Kilobyte) =1024 bytes=210 bytes
1MB(Megabyte)=1024KB=220 bytes
1GB(Gigabyte)=1024MB=230 bytes
1TB (Terabyte)=1024GB=240 bytes
adresa absolută unică (adresa fizică), numerotarea octeţilor începând de la 0. spaţiul de
adrese al memoriei (calculatorului). Dimensiunea memoriei adresabile depinde de dimensiunea
40
magistralei de adrese (numărul de linii care transportă adresa, fiecare linie transportând un singur
bit).
Pentru a avea o reprezentare a acestor mărimi, să amintim că până în anii ‘80, capacităţile
uzuale ale memoriilor interne ale calculatoarelor erau de ordinul a 256 sau 512 kilo-octeţi (adică,
262 144 octeţi sau 524 288 octeţi).
Dimensiunea memoriei adresate
Familia de procesoare Dimensiunile
magistralei de
adrese B KB
MB
GB
8088,8086 20 biţi 220 210 1
286,386 SX 24 biţi 224 214 24
386 DX, 486, Pentium 32 biţi 232 222 212 4
Apariţia micro-procesoarelor a fost însoţită şi de realizarea cipului de memorie de 1 mega-
octet. Astăzi, un calculator Pentium are în mod uzual o memorie internă de sute de mega-octeţi
sau chiar de un giga-octet, putând ajunge în principiu până la patru giga-octeţi.
Întrucât se folosesc 32 de biţi pentru a scrie o adresă, se pot scrie 232 adrese diferite, adică pot fi
identificaţi 232 octeţi : exact 4 giga-octeţi.
Organizarea logică a memoriei
Modul de adresare al memoriei este mai complex, datorită structurii microprocesoarelor Intel,
care utilizează 2 registre de adrese: registrul de segment şi registrul de deplasare.
Memoria internă este organizată în blocuri de 64 KB, numite segmente. Pentru a
identifica un segment este necesară specificarea adresei sale de început, numită adresa de bază a
segmentului. Aceasta este reţinută în registrul de segment. În registrul de deplasare este
reţinut numărul de octeţi ce constituie deplasarea zonei de memorie faţă de începutul segmentului
(offset sau deplasare). Pentru a specifica o adresă în acest format (adresă logică) se utilizează
notaţia {segment : deplasare.}
Modul de obţinere a adresei absolute depinde de dimensiunea regiştrilor procesorului şi de
dimensiunea magistralei de adrese.
41
Oricare ar fi tipul de memorie, aceasta este considerată constituită din celule de memorie (bytes),
celula fiind cea mai mică parte a memoriei ce poate fi adresată direct şi care reprezintă unitatea
de masură a memoriei, 1 celulă = 1 byte = 1 octet= 8 biţi.
Celulele de memorie sunt folosite pentru stocarea diferitelor tipuri de informaţii (numerice,
alfabetice, grafice, sunete, etc.). Evident, în funcţie de natura informaţiei, pentru un tip de
informaţie, se utilizează una sau mai multe celule de memorie. De exemplu, pentru reprezentarea
în memorie a numerelor reale se utilizează 4, 6, 8 sau 10 celule (bytes), în cazul limbajului de
programare Borland Pascal, determinând utilizarea mai multor domenii de valori reale: Single,
Real, Double şi Comp, Extended, domenii ce se deosebesc prin precizia de calcul pe care o oferă
în acest mod.
Prin urmare, limbajele de programare oferă metode şi tehnici diferite pentru reprezentarea
informaţiilor , determinând precizii de calcul diferite, utilizatorul fiind acela care va decide, în
funcţie de precizia de calcul dorită, limbajul de programare ce trebuie folosit sau programul de
calcul ce trebuie apelat
Din punct de vedere fizic, memoria aflată pe placa de bază a unui calculator este constituită din
câteva cipuri de capacitate 4MB, 8MB, 16MB, 32MB sau maxim 64MB ce reprezintă memoria
principala a sistemului de calcul, ce include o memorie de bază (convenţională ) de 640Kb de tip
RAM.
Caracteristici generale ale memoriei
1. Principala caracteristică tehnică a unei memorii este dimensiunea ei, exprimată prin
capacitatea sa maximă de stocare a datelor. Calculatoarele personale au pornit cu memorie
internă de ordinul a un mega-octet (220 – ceva mai mult de un milion – octeţi). Acum
capacitatea uzuală a memoriei interne este de ordinul sutelor de mega-octeţi, putând ajunge în
principiu la 4096 de mega-octeţi (4 giga-octeţi).
2. Cuvîntul de memorie=numǎrul de octeţi de informaţie care pot fi citiţi sau scrişi într-o
singurǎ operaţie de transfer cu memoria. Transferul cu memoria este operaţia prin care, de la
o adresǎ de memorie, sunt transferaţi un numǎr de biţi corespunzǎtor citirii sau scrierii în
memorie. Unitatea de transfer cu memoria este cuvîntul de memorie.
3. Lungimea cuvîntului de memorie este o caracteristicǎ constructivǎ a unui sistem de
calcul.Poate fi :8biţi , 16biţi ,32biţi , 64 biţi
4. Timpul de acces la memorie.Orice acces la memorie este precedat de furnizarea de cǎtre
procesor a adresei de memorie, unde se va face operaţia de scriere sau citire. Timpul de acces
42
la memorie este intervalul scurs între momentul furnizǎrii adresei de cǎtre procesor şi
momentul obţinerii informaţiei
5. Ciclul de memorie este timpul minim necesar între douǎ accesǎri succesive la memorie
6. Viteza de transfer sau rata de transfer reprezintǎ numǎrul de unitǎţi de informaţie
transferate în unitatea de timp Se mǎsoarǎ în octeţi sau multipli de octeţi pe secundǎ
• bit size a unui procesor ne dǎ informaţia despre cât de mulţi octeţi (bytes )de
informaţii poate accesa de la RAM in acelaşi timp.
� (ex.: un CPU pe 16-bits poate procesa 2 bytes la un moment de
timp, iar un CPU pe 64 bits poate procesa 8 bytes la un
moment de timp)
• Megahertz (MHz) reprezinta masura vitezei de procesare a unui CPU sau clock
cycle (tactul unui CPU)
(ex.: un PIII la 800 MHz pe 32 de bits poate procesa 4 bytes simultan de 800
milioane de ori pe secunda (sau chiar mai mult daca se utilizeaza tehnologia
pipelining))
7. Tipul tehnologic
Din punct de vedere al principiului de stocare a datelor memoria RAM poate fi de tip:
• DRAM (Dynamic Random Access Memory;
• SRAM (Static Random Access Memory.
a. dinamică – permiţând capacităţi mai mari deoarece elementul de memorie care
stochează un bit are un singur tranzistor. Preţul plătit însă este necesitatea de a
împrospăta conţinutul memoriei relativ des (la fiecare 70 nano-secunde), de fiecare dată
printr-o întrerupere a programului în curs de execuţie.
In general memoria RAM din calculatoare este de tipul: dynamic random access memory
(DRAM)
• un tranzistor si un condensator luati impreuna formeaza o celula de memorie
• fiecare celula de memorie. reprezinta un singur bit de informatie
• tranzistorul are rolul unui comutator ce permite circuitului de control sa citeasca
starea condensatorului sau sa-i schimbe starea (incarcat sau descarcat)
• utilizand condensatoare, apar probleme de mentinere a starii de incarcare
43
• controlul de memorie are rolul de a verifica starea condensatorului si de a reface
starea acestuia (Operaţia se numeşte „reîmprospătarea memoriei” (refreshing
memory), ea constând în recitirea conţinutului la intervale de timp prestabilite şi
reînscrierea lui la aceleaşi adrese. De exemplu, un cip de 8MB necesită
reîmprospătarea conţinutului la fiecare 32 de milisecunde.)
• Pentru a avea acces la date şi instrucţiuni, microprocesorul este conectat la memoria
internă DRAM (Dynamic Random Access Memory) -memorie dinamică cu acces
aleator al cărei conţinut este volatil, pierzându-se odată cu întreruperea sursei de
alimentare.
În scopul asigurării unui timp de acces cât mai redus şi o reîmprospătare a
conţinutului corelată cu asigurarea unei interfeţe cu magistrala locală a
microprocesorului, memoria DRAM comunică cu magistrala locală a
microprocesorului printr-un dispozitiv numit controler DRAM.
b. statică – de capacitate mai mică, întrucât utilizează 4-6 tranzistori pentru a reprezenta un
bit. utilizeaza o tehnologie complet diferita
• fiecare bit de informatie este memorat in circuite bistabile (flip-flop)
• ficare circuit bistabil are nevoie de 4-6 tranzistori + firele de conectare => spatiu
mare ocupat
• circuitele bistabile nu trebuie reactualizate => creste viteza
• deoarece ocupa mai mult spatiu este mai scumpa
• este utilizata pentru memoria imediată a procesorului (CPU’s cache)
O trăsătură convenabilă a calculatoarelor personale este faptul că memoria principală a
acestora poate fi mărită chiar fără a avea cunoştinţe avansate de electronică: pot fi montate
module suplimentare în socluri special existente, după principiul general “ Plug-and-Play” =PnP
(în traducere aproximativă, “fixezi şi poţi folosi imediat”).
Este poate cel mai simplu aspect al procesului cunoscut sub numele de
upgrade (“îmbunătăţire”)
Ierarhia de memorii.
44
Clasificarea memoriei unui sistem de calcul
http://ebooks.unibuc.ro/informatica/Birotica/index.htm
Aşa cum anticipa von Neumann în 1946, memoria calculatoarelor este organizată pe niveluri şi
funcţii ( ierarhie de memorii): cu cât este mai aproape de procesor, un nivel de memorie este
mai rapid, dar are capacitate mai mică de stocare.
45
Diagrama ierarhica a memoriilor accesate de CPU
http://stuff.dewsoftoverseas.com/computer-memory.htm
Nivelul 0.-regiştrii procesorului 16-20 regiştri(cu viteză maximă de acces şi capacitate de
memorare de numai 8-64biţi).Pentru informaţia din regiştri nu este folositǎ adresa,deci viteza
de acces este cea mai mare
Nivelul 1.-nivelul memoriei imediată (cache)
Actualele microprocesoare lucrează la o frecvenţă care nu permite memoriilor DRAM să-şi
sincronizeze activitatea cu acestea, motiv pentru care între microprocesor şi DRAM se plasează o
memorie mai mică având un timp de acces mai apropiat de cel al microprocesorului, numită
memorie cache.
Memoria cache este o memorie SRAM (Static RAM) în care se încarcă porţiuni din DRAM ce
vor fi accesate foarte rapid, ceea ce creează iluzia că toată memoria DRAM este disponibilă la
aceeaşi viteză cu cea a memoriei cache. Circuitul care supraveghează transferul din memoria
DRAM în memoria cache se numeşte controler de cache; aceasta de regulă, este inclus în acelaşi
cip cu controlerul DRAM.
46
• Cache internă, ce poate avea capacitatea cuprinsă între 2 şi 64 kilo-octeţi, şi
• Cache externă, cu capacităţi între 256 kilo-octeţi şi 2 mega-octeţi.
Compaq 64 MB (MPN-262398-B21) Cache Memory. DualTime.
Nivelul 2.-nivelul memoriei principale (RAM) constă dintr-o memorie volatilă3. “memorie în
acces direct” (random access memory)
Un cip de memorie apare ca un strat de siliciu de câţiva milimetri. Pentru a fi uşor de manevrat,
cipurile de memorie sunt închise ermetic într-o capsulă care asigură protecţia siliciului. Cipurile
sunt lipite unul lângă altul pe modulele de memorie, ocupând astfel o suprafaţă mai compactă de
câţiva centimetri. Modulele de memorie astfel constituite, apar sub forma unor circuite integrate
cu conectori externi, pentru a fi introduse în soclurile disponibile pe placa de bază.
Există trei tipuri tehnologice de module de memorie RAM:
• SIMM (Single In-Line Memory Module), depăşit astăzi, avea o capacitate de transfer de
32 biţi;
3 La scoaterea de sub tensiune a calculatorului, memoria RAM pierde informaţia stocată.
47
• DIMM (Dual In-Line Memory Module) / DDR-DIMM (Double Data Rate DIMM), cu
transfer simultan a 64 biţi şi cu capacităţi de memorare cuprinse între 8 şi 128 Mega-
octeţi;
• RIMM (Rambus In-Line Memory Module), comparabilă cu memoria DDR, dar atingând
viteze de transfer mai mari decât aceasta, ceea ce este util pentru aplicaţii grafice.
Modulele de tipurile amintite sunt asamblate în memorii RAM de diverse tipuri (DRAM –
Dynamic RAM, EDO DRAM – Extended Data Out DRAM, SDRAM – Synchronous DRAM,
RDRAM – Rambus DRAM, DDR SDRAM – Double Data Rate SDRAM), care aduc
îmbunătăţiri succesive de viteză, ajungând de la 133 MHz (SDRAM) la 200 MHz (DDR
SDRAM).
Modul RIMM cu transfer simultan a 64 biţi. Rambus.
(Intel pentru microprocesoarele Pentium IV, )
Memorie de tip SDRAM de 1 GB (IBM MPN-33L3326). DualTime.
http://computer.howstuffworks.com/computer-ram-memory-channel.htm
48
proiectul IBM- MRAM (Magnetic RAM), a căror viteză de citire/scriere va fi de aproximativ 10
ns. MRAM utilizează celule magnetice ce nu-şi vor pierde conţinutul odată cu
întreruperea alimentării.
corporaţiile Toshiba şi Infineon Technology care vor lansa module de memorie FeRAM iniţial
cu o capacitate de 32 MB/modul, tehnologia de elaborare bazându-se pe
construirea celulelor de memorie din materiale feroelectrice.
Nivelul 3-nivelul memoriei secundare este reprezentat de un mediu de memorare
permanentă (care nu pierde informaţia la scoaterea de sub tensiune) de mare capacitate.
discul dur (hard disk).
Memoria virtuală.
Memoria ROM
Memoria ROM este, cum arată numele (Read-Only Memory), o memorie ce permite doar operaţia
de citire. (cum sunt cele ce codifică operaţiile utilizate la pornirea calculatorului, din BIOS).
BIOS pe memorie Flash (American Megatrends )
http://computer.howstuffworks.com/bios.htm
Exista 5 tipuri tehnologice de ROM
• ROM
• este sub forma de linii si coloane (matrice)
• daca la intresecţia dintre coloane şi linii exista diode atunci se considera ca in nodul
respectiv este starea 1 altfel 0
• => este programata in momentul constructiei (nu mai poate fi programata)
• PROM (ProgrammableRead-Only Memory )poate fi programata (o singura data)
49
• se realizeaza sub forma de matrice
• intre linii si coloane exista niste “sigurante”, care in momentul
programarii pot fi arse (starea 0) sau nu (starea 1)
• EPROM ( Erasable programmable read-only memory )(EPROM)
• poate fi rescrisa
• celula de memorie este formata din 2 tranzistori separati printrun strat
subtire de oxid
• pentru rescriere este nevoie de stergerea in prealabil a intregii memorii
• stergerea se realizeaza prin expunerea chipului la lumina UV de o anumita
frecventa
• o expunere prea lunga duce la deteriorarea chip-ului
• EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)
• utilizeaza pentru stergere campul electric aplicat unei celule
• nu este nevoie de stergerea totala a chip-ului
• este foarte lenta
• Flash memory –un tip de EEPROM ce lucreaza la viteza mai mari
• flash-urile sunt şi foarte rezistente la şocurile mecanice, ceea ce le face
foarte apte pentru aparatele portabile. În sfârşit, memoriile bazate pe
50
flash-uri mai rezistă şi la presiuni mari, temperaturi ridicate şi scufundare
în apă.
O unitate de stocare USB. Cipul din stânga este memoria
flash. La dreapta lui se vede microcontrolerul
Memoria R O M Memoria R A M
1. Este formată dintr-un singur chip
conectat pe placa de bază .
2. Permite acces doar la citire .
3. Este nevolatilă .
4. Este inscripţionată de firma
constructoare de hard
1. Este formată din mai multe chipuri
conectate pe placa de bază .
2 Permite acces la citire şi scriere
3. Este volatilă
Memoria video 2 mega-octeţi.
VRAM
VideoRAM , denumita si multiport dynamic random access memory (MPDRAM), un tip
de RAM utilizat pentru placile video :termenul de “multiport” provine de la faptul ca VRAM-
ul are doua porturi de acces independente, permitand CPU-ului si procesorului grafic accesul
simultan la memorie.
51
Memorie video Viking Components (GPA1321U4GS3). DualTime.
De câtǎ memorie are nevoie sistemul de operare ?
� WINDOWS® XP PROFESSIONAL and HOME
o Baseline: 128MB - 256MB
o Optimal: 512MB - 1GB
� WINDOWS® 2000 PROFESSIONAL
o Baseline: 128MB - 256MB
o Optimal: 512MB - 1GB
� LINUX
o Minimum: 4MB fara XWindows
o Baseline: 128MB - 256MB
o Optimal: 512MB - 1GB
� MACINTOSH™ OS X
o Minimum: 48MB - 128MB
o Baseline: 128MB - 256MB
o Optimal: 512MB - 1GB
Pornirea calculatorului
Pasul 1- efectuat de utilizator. Se apasă butonul”On” (pornit) al calculatorului. În acest fel,
calculatorul este pus sub tensiune şi începe să funcţioneze; operaţiile următoare, până la pasul 3
inclusiv, se vor efectua automat, fără intervenţia utilizatorului.
Pasul 2 – efectuat de BIOS . Acest pas se concentrează asupra hardware-ului.
Are loc “pornirea la rece” a calculatorului. Cea mai mare parte a procesului descris la
acest pas are loc şi în cazul în care se face o resetare (repornire) a calculatorului fără a-l scoate de
52
sub tensiune (“pornire la cald”); diferenţele între cele două tipuri de pornire sunt precizate mai
jos.
BIOS (Basic Input Output System), rezident pe memorie ROM, execută auto-testul la
pornire (power-on self-test – POST). Prin acest test se verifică existenţa, caracteristicile şi
funcţionalitatea diverselor componente şi echipamente ale calculatorului şi se pregăteşte
începerea execuţiei de programe. Principalele etape ale testului POST sunt:
- testarea funcţionării plăcii video. Placa video conţine de obicei un mini-BIOS care
iniţializează memoria video şi procesorul dedicat de pe placă. Dacă placa video nu
conţine aceste secvenţe de instrucţiuni, atunci BIOS încarcă driverul video de acolo unde
este memorat (pe un alt ROM);
- se testează dacă e vorba de o pornire “la cald” sau “la rece”. BIOS decide că pornirea este
“la cald” dacă în cei doi octeţi începând de la adresa 0000047216 (scrisă în baza 2 ca
00000000000000000000010001110010) se află valoarea hexazecimală 123416 (adică şirul
de biţi 0001001000110100); altfel, pornirea este considerată “la rece”;
- în cazul unei porniri “la rece”, BIOS execută următoarele acţiuni:
o verifică memoria RAM, testând la scriere şi la citire fiecare octet al acesteia;
o verifică existenţa unei tastaturi şi a unui mouse în stare de funcţionare (aceasta
însemnând şi testarea comunicării cu perifericele respective);
o verifică în acelaşi mod şi magistrala PCI. Dacă aceasta există şi este funcţională,
atunci se testează toate conexiunele PCI;
o detectarea unei erori în fazele descrise până aici este în mod cvasi-cert legată de o
problemă de hardware. Astfel de erori sunt anunţate de BIOS prin semnale sonore
şi / sau prin mesaje afişate pe monitor;
o mesajele afişate oricum în această etapă dau informaţii cum sunt cele privitoare la
identificarea BIOS-ului însuşi, la tipul procesorului, capacitatea memoriei,
unităţile de disc dur şi flexibil;
- urmează un pas în care BIOS se ocupă exclusiv de software: dacă sunt necesare drivere
speciale (cum sunt adaptoarele SCSI), acestea sunt încărcate;
- în finalul POST, BIOS verifică lista de periferice de pe care se poate lansa sistemul de
operare. Secvenţa de lansare a sistemului de operare se numeşte bootstrap loader, ea
însăşi făcând parte din sistemul de operare. BIOS încearcă să pornească procesul mai întâi
de pe primul periferic din listă, în caz de eşec de pe al doilea etc.
Pasul 3 – efectuat de bootstrap loader. Acesta
53
- pregăteşte zonele de memorie în care va fi stocat sistemul de operare, precum şi pe cele în
care se vor găsi programe utilizator şi alte date
- încarcă sistemul de operare în memorie
- predă controlul sistemului de operare.
Aici se încheie procesele legate de pornirea calculatorului .
Unitatea centrală de procesare (UCP) sau microprocesorul
Imaginea unei plǎci de bazǎ http://computer.howstuffworks.com/
Rolul microprosesorului
Unitatea centrală de procesare (UCP) sau microprocesorul supervizează aproape orice acţiune
în calculator:
1. citeşte din memorie pe rând fiecare instrucţiune a programului, în ordinea de execuţie, o
decodifică (de exemplu, adunare), citeşte datele pe care instrucţiunea trebuie să le
prelucreze (termenii adunării), efectuează operaţia indicată de instrucţiune, scrie rezultatul
în memorie şi trece la instrucţiunea următoare – care poate fi şi din alt program, dacă
programul curent s-a terminat sau se întrerupe; în acest din urmă caz, informaţiile curente
din procesor sunt salvate într-o stivă, pentru a putea fi restaurate la reluarea programului
întrerupt. Procesorul este implicat şi în alte tipuri de acţiuni, cum sunt
2. furnizarea tactului de către orologiul central şi
3. emiterea semnalelor de control pentru execuţia instrucţiunilor.
54
Ceasul intern – este un cristal de cuartz care vibrează la aplicarea unei tensiuni electrice;
frecvenţa ceasului este exprimată în cicluri/secundă = Hertz (Hz) şi este o măsură a performanţei
procesorului.
Acest curent alternativ se numeşte semnalul de ceas. Valoarea frecvenţei este de ordinul
milioanelor într-un PC, de aceea se măsoară în MHz
O perioadă de ceas este cel mai mic element de timp al procesorului.
Microprocesoare produc mai multe firme, printre care cea mai cunoscută este Intel; alte firme
producătoare de microprocesoare sunt AMD, Cyrix, Motorola etc.
Imagini de la fabricarea cip-urilor. HowStuffWorks.
Microprocesor Motorola Dragonball
pentru calculatorul handheld Palm Pilot M100. HowStuffWorks.
Un factor hotărâtor în viteza de prelucrare a oricărui calculator îl constituie performanţa
microprocesorului care este dată de următoarele caracteristici:
55
1. viteza de execuţie a instrucţiunilor programelor,
2. memoria internă pe care o poate adresa direct
3. memoria cache integrată.
1. Viteza de execuţie este dependentă de lungimea cuvântului de memorie şi viteza ceasului.
● lungimea cuvântului este determinată de capacitatea regiştrilor
microprocesorului, capacitate corelată cu numărul de linii al magistralei de date:
8, 16, 32, 64 biţi.
● frecvenţa ceasului (la primele microprocesoare, era de circa 4MHz, iar acum a
trecut de 3000 de MHz)
2. Memoria internă care o poate adresa direct este determinată de capacitatea registrului de
adrese, dependentă de lungimea cuvântului şi corelată cu numărul de linii al magistralei de date;
de exemplu, 32 linii de adresă pot accesa 232 adrese de memorie (4 G de RAM), iar 36 linii de
adresă pot accesa 236 (64 G de RAM) adrese de memorie.
3. Memoria cache integrată pe cipul microprocesorului (cacheL1) interpune un bloc de
memorie rapidă SRAM între microprocesor şi DRAM în care sunt păstrate datele şi instrucţiunile
pe care microprocesorul le va solicita în momentele imediat următoare; efectul acestei interpuneri
conduce de cele mai multe ori la eliminarea timpului de aşteptare de către microprocesor, a
încărcării datelor sau instrucţiunilor programelor din memoria internă DRAM.
Limbajul maşină.
Fiecare program, indiferent de limbajul în care a fost scris de către programator, ajunge să fie
executat de (micro)procesor numai după ce a fost tradus (compilat) în singurul limbaj pe care îl
“ştie” procesorul (şi deci calculatorul): limbajul său maşină. Dacă dăm spre execuţie la două
calculatoare, unul cu procesor Intel şi celălalt cu procesor Motorola, un acelaşi program scris
în C++, de fapt fiecare procesor va executa programul dat ca pe un şir de instrucţiuni în propriul
său limbaj-maşină; aşadar, în momentul execuţiei, un acelaşi program va arăta diferit în
calculatoare cu procesoare diferite.
Limbajul-ma şină conţine câteva zeci de instrucţiuni elementare, cele mai simple ce pot fi
executate de procesor. Execuţia unei singure instrucţiuni scrisă într-un limbaj evoluat (C++, de
exemplu) constă de fapt din execuţia unui şir de astfel de instrucţiuni elementare.
O instrucţiune în limbaj-maşină poate indica procesorului:
- să execute, prin intermediul Unităţii Aritmetice şi Logice, o operaţie aritmetică sau booleană
asupra unei reprezentări de număr – întreg sau fracţionar – sau asupra unei valori de adevăr;
56
- să transfere un şir de biţi dintr-o zonă a memoriei în alta;
- să modifice ordinea de execuţie a instrucţiunilor memorate, eventual după verificarea unei
condiţii logice.
Acestea sunt operaţiile la nivelul limbajului maşină. Ele sunt acei atomi din care este alcătuit
calculul, aşa cum îl “vede” procesorul. Felul în care sunt proiectate instrucţiunile limbajului-
maşină – din punctul de vedere al circuitelor care le execută şi al structurii şirurilor de bi ţi pe
care le prelucrează – constituie elementul fundamental de definire şi de proiectare a unui anumit
procesor.
Pornind de la aceste fundamente diferite, diverse procesoare ajung să execute în mod
identic un acelaşi program, indiferent dacă este scris în C++, Java sau Pascal. De ce au fost
inventate aceste noi limbaje, care constituie un nivel suplimentar faţă de limbajul-maşină?
Descrisă în instrucţiuni ale limbajului-maşină, rezolvarea unei probleme poate fi dusă la capăt de
procesor, dar este foarte greu de înţeles pentru om. Calculatoarele pot fi programate în limbaj-
maşină de foarte puţini specialişti. şi în prezent este utilizată doar la programarea unor
microprocesoare pentru automatele simple.
Un prim pas în drumul calculatorului spre larga utilizare de azi l-a constituit tocmai
creşterea numărului celor care îl puteau programa: au apărut limbaje mai apropiate de modul în
care omul îşi reprezintă rezolvarea unei probleme; astfel de limbaje (primul a fost Fortran, în
1954) se numesc limbaje evoluate. Pentru ca, aşa cum aminteam, procesoare diferite să execute la
fel un acelaşi program scris într-un limbaj evoluat este nevoie în primul rând ca fiecare calculator
să posede, în software-ul său, un compilator4 pentru limbajul evoluat şi, în al doilea rând, este
nevoie ca reprezentările datelor să fie standardizate pentru toate calculatoarele. Condiţia de
standardizare ţine de arhitectura calculatoarelor: reprezentările interne ale datelor elementare
(numere şi caractere) fac parte din arhitectura procesorului. Alegerea unei reprezentări înseamnă
deciderea procedurii (standardului) de codificare / decodificare a datelor, inclusiv opţiunea
privind lungimile pe care se reprezintă acestea. Spre exemplu, literele se pot reprezenta în toate
calculatoarele folosind codul ASCII, care asociază unei litere un şir de opt biţi: litera “A” se
reprezintă în ASCII ca “01000001”.
4 Un compilator este scris pentru un anume limbaj evoluat şi pentru un anume procesor. El traduce programe din acel limbaj evoluat în limbajul-maşină al procesorului respectiv.
57
Limbajele de programare
Cronologic, limbajul în cod maşină, a fost primul limbaj de programare utilizat. Pornindu-
se de la descrierea semantică a algoritmului, programul cuprinde un sir finit de instrucţiuni,
redactate sub forma unor secvenţe cu caractere binare
Astăzi, o mare parte din etapele necesare în programarea în limbajul maşină au fost transferate
calculatorului, prin crearea unor tipuri de limbaje de programare. Aceste limbaje sunt recunoscute
de calculator care este utilat cu anumite programe în acest sens, denumite compilatoare, care le
transformă în limbaj maşină.
Din punct de vedere semiotic, majoritatea specialiştilor susţin că unele dintre limbajele de
programare sunt mai apropiate de cele logice, pe când altele mai apropiate de cele naturale.
In ultimii 40 de ani, au fost realizate un număr impresionat de limbaje de programare
printre care putem enumera:
• ALGOL (ALGOrithmic Language), apărut în 1958, orientat pe calcule tehnico-
ştiinţifice, din care a apărut ulterior Limbajul PASCAL. – un limbaj algoritmic, în care se
dau o serie de reguli de formare a construcţiilor corecte, a fost folosit în universităţi;
• PASCAL, un limbaj creat în 1971, de tip structural (fiecare prelucrare este considerată
ca un bloc, iar blocurile pot fi închise, încapsulate unele în altele). Acest limbaj creat în
Elveţia a avut o mare dezvoltare odată cu apariţia microcalculatoarelor;
• FORTRAN (FORmula TRANslator) orientat pe calcule tehnico-ştiinţifice creat în
1956;un limbaj universal, unul din cele mai folosite limbaje în anii 70. In acest limbaj
există facilităţi în realizarea ciclărilor;
• COBOL (Common Business Oriented Language), orientat pe calcule economice, care
manipulează un volum mare de date,creat în 1960
• BASIC (Beginner’s All-purpose Symbolic Instruction Code), creat în 1975 este un
limbaj interactiv şi care poate fi folosit pe microcalculatoare şi chiar pe calculatoare de
buzunar. A fost creat în SUA şi permite utilizarea lui de către nespecialişti în informatică.
• LISP (LISt Processing language), creat în 1960 şi orientat pe prelucrări pe bază de liste.
Este primul limbaj neprocedural care stă la baza inteligentei artificiale şi a sistemelor
expert.
58
• PROLOG – limbaj folosit pentru programe expert din diferite domenii: medicină ( pentru
diagnostic şi recomandări tratament), geologie, procese tehnologice, etc.;
• C a fost creat în 1971 de către firma Bell-Telephone pentru a permite realizarea
sistemului de operare Unix. Este un limbaj foarte performant care posedă conceptele
limbajelor structurale de nivel înalt şi în plus îi permit accesul la hardware.
• C++ – limbaj orientat pe obiecte ce asigura stocarea datelor din realitate, instrumente de
programare şi de modelare a unor situaţii din lumea reala
• JAVA – este un limbaj modern, orientat spre obiecte şi este utilizat pentru paginile Web,
fiind bine protejat împotriva viruşilor.
Evoluţia microprocesoarelor.
Intel 4004 a reprezentat prima realizare a unui întreg procesor prin integrare pe un singur
cip (chip);
Intel 8008 a fost primul microprocesor folosit ca unitate centrală de procesare într-un
calculator.
Din punctul de vedere al succesului comercial al microprocesoarelor, capul de serie a fost
pentru Intel 8080 din 1974 – un microprocesor pe 8 biţi, cu frecvenţă a ceasului de 2 MHz şi
care integra 6000 de tranzistoare pe un singur cip.
Procesorul 80286 din 1982 lucra pe 16 biţi şi avea aproape 150000 de tranzistori, la o
frecvenţă de 6 MHz.
Pentium, lansat în 1993, ajunsese la 3 milioane de tranzistoare şi la frecvenţa de 60 MHz;
procesorul lucra cu date pe 32 sau 64 de biţi. După Pentium II (1997) şi Pentium III (1999), în
anul 2000 a apărut Pentium IV, având 42 de milioane de tranzistori şi o frecvenţă de 1500 MHz.
Un indicator al vitezei de lucru a unui procesor este câte milioane de operaţii pe
secundă se estimează că poate executa. Cum operaţiile efectuate variază mult de la un program
la altul, iar tipuri diferite de operaţii au timpi diferiţi de execuţie, măsura aceasta nu este exactă şi
depinde de aplicaţiile pentru care este folosit calculatorul. Cu caracter orientativ şi în scopul
comparării performanţelor relative, se afirmă că 8080 efectua 640000 de operaţii pe secundă,
80286 ajunsese la 1 milion, primul Pentium la 100 de milioane, iar Pentium IV la aproape 1700
de milioane (spre comparaţie, primele calculatoare, realizate înainte de 1950, puteau efectua
maximum 5000 de operaţii pe secundă).
59
Dacă luăm în considerare şi frecvenţa ceasului, observăm că numărul estimat de operaţii pe
secundă a crescut mai repede decât aceasta: de exemplu, primul Pentium putea efectua de 100 de
ori mai multe operaţii decât 80286, neavând însă decât o frecvenţă de 10 ori mai mare. Viteza de
lucru a unui calculator se referă la frecvenţa ceasului, exprimată deobicei în perioade (cicluri) pe
secundă.
Duratele de execuţie diferite a instrucţiunilor (exprimate doar în perioade de ceas) fac
irelevantă compararea sistemelor doar pe baza frecvenţei ceasului (contează foarte mult şi
eficienţa). Pentru a putea compara adecvat puterea procesoarelor, Intel a dezvoltat o serie de teste
de evaluare a performanţelor pentru cipurile sale, ca instrument de etalonare. Această etalonare se
numeşte ICOMP (Intel COmparative M icroprocesor Performance).
Creşterea suplimentară se explică nu prin tehnologie, ci prin ideile noi de arhitectur ă a
calculatoarelor: pipeline şi paralelism.
Funcţionarea paralelă este de obicei asociată unor arhitecturi RISC (Reduced
Instruction Set Computer – calculator cu mulţime redusă de instrucţiuni). Ca şi la CISC(Complex
Instruction Set Computer – calculator cu mulţime complexă de instrucţiuni)., este vorba de
numărul instrucţiunilor din limbajul maşină. În arhitectura RISC, orice instrucţiune-maşină CISC
neinclusă în limbajul-maşină RISC se simulează printr-o secvenţă de instrucţiuni RISC. Păstrând
puţine instrucţiuni (cele mai frecvent folosite), arhitecturile RISC sunt considerate ca dând
procesoare mai rapideÎn acest fel, într-un singur ciclu al ceasului ajung să se efectueze două
instrucţiuni, faţă de o instrucţiune la 15 cicluri ale ceasului, la procesorul 8088. De altfel, faţă de
comparaţia 80286 – Pentium I, în interiorul familiei Pentium diferenţa dintre raportul frecvenţelor
şi cel al numărului de instrucţiuni pe secundă s-a redus şi chiar inversat, ilustrând relativa
stagnare din punctul de vedere al ideilor de arhitectură.
Pentium.
Anunţat în 1992 şi lansat în 1993, tipul de microprocesor Pentium este încă cel mai recent
descendent al familiei Intel. Păstrând compatibilitatea cu cele patru generaţii anterioare de
microprocesoare, inclusiv cu 8088, Pentium introduce ideea de procesare paralelă: având două
căi identice de procesare a datelor, el poate executa simultan două intrucţiuni (pairing). Numită
de Intel “arhitectură superscalară”, acest mod de execuţie ilustrează pentru prima dată
funcţionarea paralelă la un procesor CISC Simplificând, putem imagina un procesor Pentium ca
integrând pe un singur cip două procesoare 486. Pentru a putea folosi întreaga putere oferită de
60
Pentium, poate fi nevoie ca ordinea instrucţiunilor să fie modificată (compilatoare cu optimizarea
codului), din cauza execuţiei în etape distincte a fiecărei instrucţiuni (pipeline).
Ajuns astăzi la o frecvenţă a ceasului de peste 3GHz (trei miliarde de tacturi pe secundă),
magistrala de comunicare a datelor având peste 500 MHz, Pentium în versiunea IV reprezintă un
important avans tehnologic – zeci de milioane de tranzistori pe un cip. Iată câteva idei de
arhitectură ce cresc performanţele procesorului Pentium:
- tehnica pipeline (execuţia etapizată şi intercalată a instrucţiunilor);
- memoria imediată (cache memory), caracterizată prin
o includerea în cipul-procesor
o amânarea scrierii în memoria principală până la un moment de încărcare mai mică
- un nivel suplimentar de memorie ce evită întârzierile în caz de eşec la accesul memoriei
imediate)
- coprocesorul încorporat (idee apărută la ultimele versiuni de procesoare 486. Primelor
microprocesoare pe 16 si 32 de biti li s-a asociat un coprocesor matematic pentru
calculele cu numere reale, numit respectiv 8087, 80287, 80387. Incepând cu
microprocesorul 80486, coprocesorul matematic este integrat în microprocesor.).
În ultimii câţiva ani au apărut însă doar îmbunătăţiri strict tehnologice
Magistralele unui PC
Un sistem de calcul de uz general constǎ dintr-un procesor şi un numǎr de controlere de
dispozitive care sunt conectate printr-o magistralǎ comunǎ. Fiecare controler este responsabil de
un anumit tip de dispozitiv. În funcţie de controler, poate exista mai mult de un dispozitiv ataşat
la acesta. De exemplu, controlerul SCSI (Small Computer Systems Interface) poate avea panǎ la
şapte dispozitive ataşate la acesta.
Un controler are un buffer de stocare tampon local şi un set de registre cu destinatie specialǎ.
Controlerul este responsabil pentru transferul datelor între dispozitivele periferice, controlînd şi
bufferul local. Dimensiunea buffer-ului local diferǎ de la un controler la altul, in funcţie de
dispozitivul controlat.
Rolul magistralelor într-un PC
Magistralele sunt ansambluri de circuite prin care se realizează circulaţia datelor între
componentele unui calculator. Ele îndeplinesc două funcţii majore:
61
1. asigură legătura fizică şi comunicaţia între diferite componente ale calculatorului;
2. asigură fluxul datelor în timpul prelucrării acestora şi fluxul de semnale care întreţin
sistemul în stare de funcţionare.
Denumirea de "magistrale" a fost dată pentru a sublinia importanţa lor în realizarea comunicării
între componentele calculatorului.
Majoritatea calculatoarelor sunt construite pe suportul unei plăci de bază ce conţine o serie de
locaşe (sloturi) De asemenea, pe placa de bază mai pot fi inserate diverse plăci adiţionale pentru
conectarea dispozitivelor periferice de intrare/ieşire (spre exemplu, plăci de sunet, plăci de
captură video, plăci de modem etc.) sau echipamente de stocare externă (hard-diskuri, floppy
diskuri ,CD-uri,etc.).
Deoarece toate aceste componente partajează o singură magistrală comună,bus sistem, acest
model se numeşte arhitectură monomagistrală. Toate tipurile de comunicaţii ce apar între
componente au loc pe această magistrală
Placa de bază procesor Abit KT-7A AMD. www.howstuffworks.com.
În partea de sus, locaşul procesorului; sunt marcate locaşurile pentru diverse tipuri de conexiuni
(ISA, PCI, AGP).
Clasificarea magistralelor
Fizic, o magistrală este reprezentată printr-un ansamblu de trasee de pe placa de circuit
imprimat. Aceste trasee sunt utilizate pentru transmisia datelor, adreselor de memorie sau a
62
unor semnale de control. Din aceste considerente, în literatura de specialitate se regăsesc
denumirile de
- magistrala de date,
- magistrala de adrese şi
- magistrala de control.
Magistrala de adrese este utilizată de procesor pentru a selecta o locaţie de memorie sau un
anumit periferic.
Interfeţe de conexiune. Semnalele electrice de control pentru dispozitivele periferice sunt
diferite între ele (diferă între imprimantă şi scanner, sau modem, etc.), de aceea fiecare dispozitiv
periferic are propria interfaţă de conexiune. O componentă a interfeţei interacţionează cu
calculatorul folosind diferite coduri interne. Cealaltă componentă comunică cu echipamentul
respectiv, pe baza unui limbaj propriu. Funcţia de bază a interfeţei este aceea de asigura
translatarea mesajelor între calculator şi dispozitivul periferic.
La PC-uri se întâlnesc următoarele magistrale:
- magistrala principală a sistemului;
- magistrala microprocesorului;
- magistrala memoriei RAM;
a. Magistrala principală, numită şi magistrala de intrare/ieşire I/O sau bus sistem, este cea mai
solicitată în timpul funcţionării calculatorului, asigurând transportul datelor de la şi către orice
dispozitiv (unităţile de disc, imprimantă, dispozitive de afişare ş.a.). Solicitarea cea mai mare
vine din partea plăcii video.
Evolutia tehnologica a magistralei principale(magistrala de intrare-iesire)
- Arhitectura ISA (Industry Standard Architecture) capacitate de 16 biţi, frecvenţa de 8
MHz, deci viteză de transfer de 16 Mega-octeţi pe secundă – pe scurt, 16 MBps);
reprezintă un standard de „facto”, publicat de Intel, cu specificaţiile magistralei PC-AT.
- magistrala MCA (Micro Channel Architecture);
- magistrala EISA (Extend ISA– 32 biţi, 8MHz, 32 MBps);
- VESA Local Bus (Video Extended Standard Arhitecture VL-Bus) este practic de domeniul
trecutului. Acest tip de magistrală făcea legătura direct la procesor, pe 32 biţi şi la viteza
de 132 MBps, dar nu permitea conectarea a mai mult de două periferice pe magistrală;
- magistrala PCI (Peripheral Component Interconect) oferă perifericelor acces direct la
memorie; accesul la procesor este mediat printr-o punte bus. Introdus acum cca. 10 ani,
PCI a ajuns să ofere o capacitate de 64 de biţi şi o frecvenţă de 133 MHz; viteza maximă
63
de transfer este de 1 Giga-octet pe secundă (1GBps). PCI a început să fie utilizat intens
abia începând cu introducerea sistemului de operare Windows ’95, întrucât acesta oferea
pentru prima oară facilitatea plug and play (PnP ) ♣.Magistrala PCI prezintă marele
avantaj de a fi total independentă de procesor şi dispune de propria memorie
tampon. Arhitectura PCI poate fi combinată cu o altă arhitectură de magistrală, cum ar fi
ISA sau EISA. PCI este autoconfigurabilă, plăcile conectate fiind automat detectate şi
utilizate în mod optim (Plug and Play). permite accesul pe 64 de biţi, pentru a se putea
utiliza cu microprocesorul Intel Pentium.
Placǎ PCI. www.howstuffworks.com.
- Magistrala SCSI (Small Computer System Interface) suportă diverse periferice. Viteza de
transfer variază de la 4 Mocteţi/s la 80 Mocteţi/s.
- USB (Universal Serial Bus) este o magistrală serie apărută în 1996 şi care a devenit
succesoarea magistralelor tradiţionale. Ea permite utilizarea a 127 de periferice conectate
la un singur canal. În plus, permite recunoaşterea automată a perifericelor conectate pe
canal şi determinarea driver-ului necesar în funcţionare. Pe o astfel de magistrală,
informaţiile codificate în NRZI (Non Return to Zero Inverted) pot circula la un debit
adaptat perifericului (variază de la 1.5 la 12 Mocteţi/s pe un cablu torsadat).
USB utilizează principiile de funcţionare similare celor din reţelele locale
♣ PnP=Plug and Play implică recunoaşterea şi configurarea automată a perifericelor adăugate calculatorului, eliminându-se necesitatea unor setări manuale.
64
- magistrala AGP (Accelerated Graphic Port) (oferă o rată de transfer de peste 500 MB /
s)
Cererile de întreruperi (IRQ – Interrupt Request)
Printre elementele care şi-au crescut contribuţia la performanţa calculatorului datorită facilităţii
PnP se numără cererile de întreruperi şi accesul direct la memorie.
Cererile de întreruperi (IRQ – Interrupt Request) sunt modalitatea prin care o componentă
atrage atenţia procesorului că are de executat un transfer de date sau, în general, de efectuat o
sarcină. Spre exemplu, mouse-ul trimite procesorului un semnal IRQ atunci când este mişcat,
pentru a transmite o nouă poziţie pentru prompter. Un procesor poate executa în fiecare moment
o singură instrucţiune şi respectă ordinea de execuţie a instrucţiunilor din programul curent; cu
alte cuvinte, odată ce începe execuţia unui program, procesorul ar trebui să execute, la rând, doar
instrucţiunile acestui program. Dacă însă procesorul poate fi întrerupt, atunci el poate alterna între
execuţia unui program şi a altuia (multitasking). Tipurile de magistrale existente înainte de PCI
necesitau câte un semnal IRQ pentru fiecare periferic; cum PCI gestionează semnalele IRQ în
puntea-bus, se poate folosi un singur tip de semnal IRQ pentru mai multe periferice.
Accesul direct la memorie înseamnă că magistrala oferă perifericului posibilitatea de a
efectua transferul de date direct cu memoria RAM de pe placa de bază, fără a mai “deranja”
procesorul de la execuţia programului curent.
b. Magistrala microprocesorului(numita si magistrala locala) asigură legătura şi fluxul datelor
între microprocesor şi magistrala principala a sistemului şi între microprocesor şi memoria cache
având circuite pentru date, pentru adrese şi pentru control. Astfel, magistrala microprocesorului
Intel Pentium are 32 de linii pentru adrese şi 64 de linii pentru date şi un număr variabil de linii
de control.
c. Magistrala memoriei serveşte pentru transportul datelor între magistrala microprocesorului şi
memoria RAM prin intermediul unor cipuri care asigură corelarea vitezelor a două magistrale.
;asigură comunicarea între UCP şi memoria RAM, eventual printr-o memorie de tip cache. Ea se
află pe placa de bază şi este proiectată în aşa fel încât să corespundă specificaţiilor
microprocesorului.
65
Echipamentele periferice
Interacţiunea omului cu calculatorul are loc prin intermediul unor dispozitive numite periferice,
prin intermediul cărora se introduc în calculator date de prelucrat sau se extrag rezultatele
prelucrării.
Pe unele periferice informaţia este reprezentată într-o formă ce poate fi citită de om (monitorul,
imprimanta), iar pe altele informaţia se reprezintă într-o formă ce poate fi “citită” de calculator
(discurile flexibile, dure, compacte, DVD). Majoritatea perifericelor conţin un procesor dedicat,
adică un procesor (de un tip mai vechi), ce îndeplineşte sarcini simple legate de transferul de
date.
Echipamentele periferice se pot grupa funcţional următoarele categorii, după funcţia de bază pe
care o îndeplinesc:
- echipamente periferice de intrare( tastatura, mouse creionul optic, tableta digitală,
scanner-ul, cititorul de coduri de bare etc) care au ca principală funcţie, introducerea
datelor, comenzilor, programelor în calculator;
- echipamente periferice de ieşire (monitoare, imprimante etc) având ca funcţie de bază,
extragerea (afişarea) rezultatelor intermediare sau finale ale prelucrării;
- echipamente periferice de intrare-ieşire (echipamente de memorare )care se prezintă sub
forma dispozitivelor de memorie externă (hard disc, floppy disc, compact disc, casete
magnetice etc) care păstrează date şi/sau programe pe o durată nederminată, în vederea
reutilizării ulterioare sau destinate arhivării; ele se numesc şi echipamente de intrare-ieşire
deoarece permit atât introducere (scrierea) cât şi extragerea (citirea) informaţiilor pe
suportul de memorie externă.
- echipamente de transport la distanţă au rolul de a oferi o formă adecvată informaţiei ce se
emite/recepţionează prin suportul fizic (cablu electric, unde electro-magnetice, fibră
optică). În această categorie este inclus modemul
Echipamentele periferice de intrare respectiv cele de ieşire se ataşează la PC prin intermediul
porturilor şi adaptoarelor, (numite şi controllere), care la rândul lor se conectează la
microprocesor prin intermediul magistralei principale aflate pe placa de bază.
66
Dispozitive periferice de intrare
Tastatura
Tastatura (keyboard), asemănătoare celei a unei maşini de scris, este folosită pentru a introduce
date în calculator. Pe o tastatură uzuală se găsesc câteva zeci de taste (între 80 şi 110),
reprezentate într-o matrice a tastelor; acestea reprezentă litere mari şi mici, cifre, semne
ortografice, aritmetice, valutare, comerciale, precum şi taste cu funcţii speciale.
Figura 1.Matricea tastelor unei claviaturi. HowStuffWorks.
Tastatura, făcând parte din configuraţia minimă a oricărui calculator, serveşte pentru introducerea
informaţiilor de orice natură – date, programe, comenzi.
Tastaturile au evoluat o dată cu evoluţia calculatoarelor, de la cele mai diverse, spre o
standardizare atât a funcţiilor acestora, cât şi a numărului de taste, a modului de simbolizare şi de
organizare (dispunere) a acestora. Astfel o tastatură standard, pentru a putea realiza funcţiile
pentru care este destinată, dispune de următoarele tipuri de taste:
Taste alfa-numerice dispuse în zona centrală a tastaturii servesc pentru introducerea textelor
alfa-numerice cifrele ( 0,1,…9), literele ( a,A,b,B,… z,Z), spaţiul ( bara de spaţiu Space);, a
caracterelor speciale( $,%, @, !,?,…), şi a unor comenzi (caracterele alfabetice pot fi introduse în
format majuscul sau minuscul);
Taste numerice cu ajutorul cărora se introduc date numerice. Acestea sunt dispuse în două zone:
un grup de taste numerotate de la 0 la 9 dispuse pe un singur rând deasupra tastelor alfabetice şi
un alt grup simbolizate tot cu cifrele 0–9 având o dispunere matriceală, plasate în partea dreaptă a
tastaturii (acestea sunt utilizate pentru introducerea rapidă a datelor, îndeosebi de către operatori
cu rutină). Unele taste numerice au funcţii duble şi sunt simbolizate corespunzător.
Taste funcţionale simbolizate cu F1, F2, …, F12, servesc pentru lansarea unor comenzi sau
activarea unor funcţii diferite de la un produs software la altul.
67
Taste pentru deplasarea cursorului şi a textului pe ecran care grupează tastele cu săgeţi, tasta
TAB şi tastele următoare:
PgDn – determină deplasarea înainte a textului cu o pagină-ecran;
PgUp – face deplasarea înapoi a textului cu o pagină-ecran;
HOME – mută cursorul în colţul din stânga sus, dacă se află pe prima coloană, indiferent
de linie, sau mută cursorul la începutul liniei curente;
END – poziţionează cursorul la sfârşitul liniei curente, sau în colţul din stânga jos, dacă
se află pe ultima coloană a unei linii.
Taste pentru schimbarea funcţiei altor taste folosite individual sau apăsate în combinaţie cu
una sau două taste:
CAPS-LOCK – este o tastă alternativă care face trecerea de la scrierea alfa-numerică cu
majuscule (litere mari) la scrierea cu minuscule (litere mici) şi invers;
SHIFT – are aceeaşi funcţie ca şi CAPS-LOCK însă are efect numai cât este ţinută
apăsat;
ALT – acţionată împreună cu alte taste determină generarea unei comenzi sau chiar a
unor instrucţiuni de program
CTRL – se utilizează în combinaţie cu alte taste pentru generarea şi transmiterea unor
comenzi de control şi dirijare;
Taste pentru control şi corecţie
Din această categorie fac parte tastele care servesc pentru corecţii într-un text afişat sau, pentru
controlul unor funcţii ale sistemului cum sunt:
PAUSE/BREAK – suspendă temporar afişarea liniilor pe ecran sau, în asociere cu tasta
CTRL, poate să suspende execuţia unui program. (Reluarea afişării sau execuţiei
programului astfel întrerupt, se face acţionând o tastă oarecare);
PRINT-SCRN – tipăreşte pe imprimantă conţinutul ecranului;
ENTER – marchează terminarea unei linii introdusă de la tastatură (o comandă, o
instrucţiune sau o linie de date) şi transmiterea acesteia către calculator, concomitent cu
avansul la rândul (linia) următor;
ESC – suspendă execuţia programului sau a comenzii curente şi face să se revină la pasul
(ecranul) imediat anterior;
INSERT – este o tastă alternativă care selectează fie modul de lucru INSERT, când orice
caracter tastat se inserează în poziţia cursorului, fie modul de lucru EDIT, când caracterul
tastat îl substituie pe cel din dreptul cursorului;
68
DEL – şterge caracterul din dreptul cursorului;
BACKSPACE – şterge primul caracter de la stânga cursorului.
Tastatura se comportă, în timpul lucrului, ca un mic calculator, în sensul că are capacitatea de a
memora temporar o linie de date, o linie de comandă sau de instrucţiuni de program şi permite
efectuarea corecturilor necesare, înainte de transmiterea acestora în memoria internă a
calculatorului (înainte de acţionarea tastei ENTER). Acest lucru este posibil pentru că tastatura
are un microprocesor propriu şi un buffer de memorie RAM.
Fiecare tastă are asociat un cod numeric, care este un cod ASCII numit cod de scanare.
Microprocesorul propriu este capabil să sesizeze momentul apăsării unei taste şi momentul
eliberării sale putând genera repetitiv codul de scanare al tastei menţinute în poziţia apăsat:
grupează caracterele tastate câte două (16 biţi) şi le transmite spre calculator prin intermediul
circuitelor de control ale tastaturii
După modul cum sunt dispuse tastele alfabetice, tastaturile sunt standardizate în două tipuri:
– tastatura de tip anglo-saxon la care tastele alfabetice încep cu literele
Q W E R T Y…;
– tastatura de tip francez la care tastele alfabetice încep cu literele A Z E
R T Y…;
Tastaturile au un cod intern propriu care poate fi schimbat prin comenzi de configurare, în funcţie
de particularităţile ţării în care se utilizează tastatura respectivă –
Start �Control Panel �Regional settings.
Figura 2.Microprocesorul dedicat şi circuitele de control ale tastaturii. HowStuffWorks.
Legătura efectivă spre calculator este făcută printr-un conector ce poate fi de tip PS/2 sau
de tip USB.
69
Figura 3.Conector de tip PS/2, utilizabil şi pentru tastatură. HowStuffWorks.
În domeniul tastaturilor există o preocupare marcată de adaptare a acestora la operatorul uman
pentru a mări viteza de tastare şi a micşora numărul de erori. Figura de mai jos ilustrează câteva
tipuri de tastaturi ergonomice, oferite de producători. De asemenea se impun tot mai mult
tastaturi fără fir (wireless) care realizează legătura cu PC-ul prin unde electromagnetice.
Figura 4.Exemple de tastaturi ergonomice
Mouse–ul
Mouse-ul a trecut din categoria perifericelor opţionale, în categoria celor obligatorii, pe măsură
ce au fost create programe şi sisteme de programe care sunt greu de manipulat fără mouse şi pe
măsură ce au fost realizate anumite interfeţe grafice care-l ajută pe utilizator să se orienteze cu
uşurinţă pe ecran
Mouse-ul, un dispozitiv a cărui funcţionare se bazează pe corespondenţa dintre
rostogolirea pe pad (suport plan, aşezat pe birou, pe care se mişcă mouse-ul) a unei bile şi
mişcarea în consecinţă pe ecranul monitorului a unui marcaj mare cât o literă numit
prompter de mouse. În acest fel utilizatorul poate aduce marcajul pe poziţia dorită de pe
ecran. Apoi, folosind butoanele mouse-ului – în număr de două sau trei – el poate indica
70
alegerea uneia sau alteia dintre comenzile afişate pe ecran sau poate produce defilarea
textului pe ecran. Aceste caracteristici descriu comunicarea cu programele prin interfaţa
grafică utilizator (GUI).
Figura 5.Faţa inferioară a mouse-ului. HowStuffWorks.
Partea vizibilă a sferei, prin modificarea punctului variabil de contact cu suprafaţa biroului,
determină mişcarea prompter-ului pe ecran.
Un mic procesor interior mouse-ului interpretează semnalele venite de la senzori şi le
codifică în octeţi, pe care îi trimite spre procesor.
Figura 6.Procesorul dedicat din interiorul unui mouse (Logitech). HowStuffWorks.
În felul acesta, mişcările mouse-ului pot fi transformate în mişcarea prompterului pe
ecran. “Clic”-urile pe butoanele mouse-ului sunt receptate de cele două butoane laterale,
aflate de o parte şi de alta a firelor.
71
Mouse-ul este folosit în acele programe care realizează pe monitor interfeţe utilizator prin
intermediul tehnicii ferestrelor şi a casetelor de dialog (de exemplu în sistemele de operare
Windows). Cursorul de mouse urmăreşte pe monitor deplasarea mouse-lui pe masa reală (pad).
Cu ajutorul mouse-lui se pot efectua patru operaţii:
– Operaţia de indicare (point); semnifică simbolul afişat pe ecran specific mouse-ului,
având forme diferite în funcţie de programul în exploatare, poziţia lui pe ecran etc. şi
constituie mijlocul de reper al opţiunilor;
– Operaţia clic (click) prin care se acţionează scurt un buton al mouse-lui; semnifică
apăsarea şi apoi eliberarea rapidă a butonului din stânga sau dreapta mouse-ului având
ca efect selectarea, activarea sau marcarea unei opţiuni, unui meniu, submeniu sau
comenzi;
– Operaţia dubluclic (double click), prin care se acţionează scurt, de două ori succesiv un
buton al mouse-lui; semnifică două clicuri de mouse care se succed la un interval foarte
scurt, şi care conduc la lansarea în execuţie a unor programe sau execuţia unor comenzi
simple;
– Operaţia de tragere (drag and drop), prin care se deplasează mouse-ul pe masa reală cu
un buton acţionat. semnifică deplasarea mouse-ului ţinând butonul din stânga apăsat,
având ca efect marcarea unui text, mutarea unor obiecte sau ferestre, copierea etc.
Rezultă că mouse-ul este util numai în măsura în care pe ecran există afişate anumite opţiuni din
care se pot selecta şi activa cele necesare pe parcursul unei sesiuni de lucru.
Utilizarea mouse-ului simplifică modul de operare prin tastatură, acesta putând cumula funcţiile
mai multor taste: tastele de deplasare a cursorului, tasta ENTER, tasta ESC, tastele PgDn şi PgUp
precum şi orice tastă funcţională (F1–F12) sau alte taste sau opţiuni afişate pe ecran.
Unele modele de mouse (Intellymouse) dispun şi de o rotiţă între cele două butoane, pentru
derularea rapidă a informaţiilor dintr-o fereastră ca şi când s-ar acţiona bara de defilare verticală.
După modul cum sunt conectate şi cum comunică cu calculatorul distingem trei tipuri de mouse
şi anume:
• mouse serial, care se conectează la unul dintre porturile seriale sau prin port USB , fiind
mouse-ul cel mai utilizat şi acceptat de orice program;
• mouse cu placă de interfaţă proprie (numit şi mouse de magistrală) care se conectează la
calculator prin intermediul unui conector de extensie,sau printr-un port special intern
(fiind mai rar utilizat);
72
• mouse optic (fără fir) care comunică cu calculatorul prin intermediul unui semnal radio
preluat şi prelucrat de către o placă de interfaţă specială
Ca şi în cazul tastaturilor se observă o preocupare deosebită a producătorilor pentru
proiectarea unor mouse-uri ergonomice care să asigure comoditatea în timpul operării şi să nu
obosească mâna operatorului. În plus sunt din ce în ce mai folosite mouse-uri fără fir
(wireless) care uşurează munca utilizatorului micşorând numărul de cabluri de pe birou.
Figura 7.Exemple de mouse
Scannerul
Scanner-ul reprezintă un echipament opţional în cadrul unui sistem de calcul, ce lucrează în
spaţiul de culoare RGB, cu ajutorul căruia originalele color sau alb-negru sunt transformate prin
digitizare în fişiere ce pot fi prelucrate de programe de specialitate sau integrate împreună cu text
în programe de paginare.
Scanere flatbed, de asemenea, numite scanere de birou, sunt cele mai versatile şi utilizate
.
Sheet-fed scanerele sunt similare cu scanere flatbed cu excepţia cazului în care
documentul este mutat şi capul de scanare este imobil.
Scanere handheld utilizează aceeaşi tehnologie de bază, ca un scaner flatbed, Acest tip
de scaner de obicei nu oferă de bună calitate a imaginii. Cu toate acestea, poate fi util pentru
captarea rapidǎ de text.
Drum scanere sunt utilizate de industria de publicare pentru a captura imagini incredibil
de detaliate. Ei folosesc o tehnologie denumită-un tub de fotomultiplicatoare (PMT
Scannerul este un dispozitiv de intrare prin care pot fi citite imaginile grafice
(fotografii, desene,texte )tipărite pe hârtie. Imaginea de scanat este pusă pe suprafaţa
transparentă a dispozitivului si apoi "citită" prin metode electrooptice prin deplasarea cititorului
73
de-a lungul ei. Există şi dispozitive de scanat mobile, de rezoluţie şi precizie mai coborâte
(handy scanner).
Cu ajutorul unui sistem de senzori, scanner-ul preia imagini pe care le scanează (operaţia se mai
numeşte şi digitalizare) şi le transmite calculatorului care le memorează, sub forma unor fişiere,
după care acestea pot fi supuse prelucrării.
Senzorii scannerului se numesc celule CCD (Charge Coupled Device), care sunt de
fapt condensatori încărcaţi electric şi sensibili la lumină
O sursă de lumină dedesubtul imaginii/documentului iluminează suprafaţa acesteia.
Cu ajutorul unui motoraş captatorul CCD este deplasat şi astfel captează lumina reflectată de
document/imagine. Această lumină, cu ajutorul unui sistem de oglinzi, este focusată spre o
lentilă, care, la rândul ei, transmite fascicula luminoasă spre o diodă fotosensibilă. Aceasta
transformă lumina în curent electric. Intensitatea curentului depinde de intensitatea luminii
reflectate. Convertorul analog digital stochează fiecare valoare de curent ca un pixel digital
reprezentând o arie neagră sau albă. Scannerele mai sofisticate pot transforma curentul în tonuri
de gri. Un scanner color transmite lumina prin filtre (roşu, verde şi albastru, separat fiecare)
pentru a obţine tonurile de culoare produse de acestea. Apoi, informaţiile sunt transmise
calculatorului unde sunt traduse astfel încât să fie inteligibile cu un program de editare.
Figura 8. Modul de funcţionare al scanner-ului (http:// howstuffworks.com)
74
După scanare, suportul software permite vizualizarea imaginii pe ecran, mărirea,
micşorarea, modificarea şi reproducerea ei pe un dispozitiv de ieşire (plotter sau imprimantă).
Imaginea pe care o citeşte scannerul este o suprafaţă formată din puncte, fiecare punct fiind
definit printr-un cod de culoare, şi coordonatele sale.
Operaţia de scanare constă în împărţirea imaginii în puncte individuale numite
pixeli, prin luminarea imaginilor, care sunt apoi percepute prin intermediul senzorilor, în funcţie
de intensitatea luminii. Intensitatea luminii depinde, la rândul ei, de conturul şi luminozitatea
imaginii scanate.
La scannerele existente pe piaţă, o celulă CCD poate recunoaşte până la 2048 de trepte de
luminozitate.
Cu ajutorul unui software adecvat imaginile digitalizate sunt transmise calculatorului pentru
prelucrare. Prelucrarea ulterioară poate consta în finisarea contururilor, redimensionare, mutare,
rotire, colorare, umbrire,suprapunere etc. Principalele caracteristici care definesc performanţele
unui scanner şi calitatea imaginilor scanate sunt:
– rezoluţia;
– viteza de scanare;
– numărul de culori, reprezintă setul de culori care pot fi codificate de scanner;
– calitatea software-ului utilizat.
Rezoluţia este dată de numărul şi mărimea celulelor de citire CCD, şi se exprimă în număr de
pixeli pe inch sau dot per inch prescurtat dpi.
Cele mai răspândite scannere au rezoluţii de 200, 300 şi 600 pixeli/inch.
Imaginea scanată este cu atât mai fidelă, cu cât rezoluţia este maibună. O îmbunătăţire a
rezoluţiei presupune implicit creşterea densităţii de pixeli şi micşorarea dimensiunii acestora.
Pentru scanarea unor imagini color s-a ajuns până la rezoluţii de 4800 sau 9600 dpi.
Viteza de scanare depinde de o serie de factori dintre care mai semnificativi sunt următorii:
– viteza de reîncărcare a celulelor CCD în timpul scanării, care la rândul ei depinde de tehnologia
de fabricaţie a acestor condensatori;
– numărul de treceri, atunci când se scanează imagini color (pentru scanere la care principiul de
percepere a culorilor are la bază repetarea scanării);
– tipul şi mărimea imaginilor scanate, ştiut fiind că o imagine cu multe detalii şi nuanţe va
încetini viteza, întrucât sesizarea fiecărui detaliu necesită timp suplimentar şi treceri repetate.
75
Încercările de îmbunătăţire a rezoluţiei, prin creşterea numărului de senzori, conduc
implicit la scăderea vitezei de scanare. Cele două caracteristici, rezoluţie şi viteză se află într-un
raport invers proporţional. Scanner-ele pot fi utilizate şi pentru a introduce textul imprimat pe un
suport grafic în memorie sub formă de fişier text care poate fi apoi prelucrat cu un procesor de
texte. Pentru aceasta scanner-ul trebuie să fie însoţit de produse software de tipul OCR (Optical
Character Recognition- recunoaştere optică a caracterelor). Figura de mai jos ilustrează aspectul
obişnuit al unui scanner.
Figura 9. Scanner fix
Dispozitive periferice de ieşire
Plotter
Plotterul este un dispozitiv de ieşire care permite trasarea unui desen sau alte reprezentări grafice
(litere) prin deplasarea comandată, pe două direcţii a unuia sau mai multor dispozitive
de scriere (cu pastă sau cerneală). Dispozitivul este foarte util pentru trasarea desenelor,
diagramelor, având avantajul că se pot trasa orice fel de curbe în mai multe culori. În
prezent este înlocuit cu bune rezultate de imprimantele grafice. Au apărut, o serie de
echipamente multifuncţionale, un scanner-plotter fiind ilustrat în figura 9.
76
Figura 10.Dispozitiv multifuncţional simultan scanner şi plotter
Monitorul
Este dispozitivul care permite vizualizarea rapidă a rezultatelor date de calculator. Afişarea
informatiilor pe ecranul unui calculator se realizeaza prin intermediul placii grafice si a
driver-ului grafic asociat acesteia
Placa grafica sau adaptorul de ecran este componenta hard a calculatorului, care asigura gestiunea
memoriei ecran si controlul monitorului video.
Driverul grafic este componenta software care comanda placa grafica
Memoria ecran apartine placii grafice, ea pastreaza informatiile care se afiseaza „instantaneu” pe
ecran ( in realitate imaginea de pe ecran este generata de aproximativ 60 de ori pe secunda).
Memoria ecran poate fi adresata ca o memorie obisnuita.
Placa grafica trateaza ecranul in doua moduri: text si grafic.
In modul text, fiecare caracter care urmeaza sa apara pe ecran este pastrat in memoria ecran pe
doi octeti:
1 primul contine codul Ascii al caracterului;
2 al doilea cuprinde caracteristicile caracterului: culoare, iluminare, culoarea fondului,
clipire.
In modul grafic, memoria ecran cuprinde pentru fiecare pixel (element de imagine) de pe ecran
un cod reprezentat pe biti, prin care se determina culoarea pixelului. Datorita acestui
mod de codificare memoria ecran poate cuprinde imaginea codificata a mai multor
77
ecrane. Zona din memoria ecran necesara pentru memorarea unui ecran se numeste
pagina video.
Caracteristicile unui monitor sunt: claritatea imaginii, numărul de culori afişate, nivelul de
radiaţii electromagnetice. Monitorul se caracterizează prin
1. Tipul tehnologic : ecran cu cristale lichide (LCD) sau cu tub catodic (CRT)
2. Calitatea este dată de rezoluţie care reprezintă numărul puncte individuale de culoare,
cunoscut sub numele de pixeli ai ecranului, unde un pixel este un punct de pe ecran.
Rezoluţia se referă la numărul de pixeli, de pe un ecran. Rezoluţia este exprimată prin
identificarea numărul de pixeli de pe axa orizontală (rânduri) şi numărul de pe axa
verticală (coloane), cum ar fi 800x600.
3. Rezoluţia este afectată de o serie de factori, inclusiv dimensiunea ecranului , adicǎ
dimensiunea diagonalei (între 14 şi 21 de inch, între 36 şi 54 de cm)
4. numǎrul de culori
In tabelul de mai jos sunt prezentate principalele tipuri de monitoare:
Tip monitor Rezoluţie Număr de culori
VGA 640 x 480, 16
SVGA 800 x 600
1024 x 768
256
256
XGA 1.024 x 768 65.536
monitorul, de tipul unui ecran de televizor şi care afişează informaţii din calculator. Principiul
de afişare al imaginii este cel de la televizor: ecranul conţine un număr de puncte (pixeli) care,
prin culoarea pe care o primeşte fiecare, formează o imagine. Punctele sunt aşezate pe linii şi
coloane; pot fi, de exemplu, 1024 de linii şi 768 de coloane, adică un total de 786 432 puncte.
Spunem în acest caz că rezoluţia este de 1024/768. O imagine constă, în exemplul considerat,
din 786432 de perechi (punct + culoare ataşată). După trecerea, acum cca. 20 de ani, de la
monitoarele care afişau doar text la cele grafice, culorile şi rezoluţia imaginilor de pe monitor
au avut o dinamică remarcabilă, prin diverse tehnologii (IBM): CGA (Color Graphics
Adapter, 1981) ce afişa patru culori pe un total de 64000 de pixeli (320 / 200); EGA
(Enhanced Graphics Adapter, 1984) avea 16 culori şi o rezoluţie de 640 pe 350 pixeli; VGA
78
(Video Graphics Array, 1987), încă utilizată (256 de nuanţe de culori); XGA (Extended
Graphics Array, 1990), cu 65536 de nuanţe pentru o rezoluţie de 1024 / 768 de puncte şi cu
16800000 de nuanţe la o rezoluţie de 800 / 600 pixeli.
5. Imaginile se succed pe ecran cu o anumită frecvenţă ( rata de reîmprospătare. ) (spre
exemplu, 60 de hertzi, adică imaginea se schimbă de 60 de ori pe secundăCaracteristicile
imaginii afişate de monitor pot fi ajustate printr-o fereastră de dialog la care se ajunge prin
meniul Control Panel / Display.
Figura 11.Copie-ecran cu fereastra de dialog pentru alegerea opţiunilor legate de monitor
(Display Properties).
În fundal, fereastra de dialog Control Panel pentru calculatorul de tip laptop Thinkpad / IBM .
Imprimanta
- Este dispozitivul care afişează informaţiile din calculator pe suport de hârtie. Principalele
caracteristici ale unei imprimante sunt viteza de tipărire (în pagini pe minut) şi rezoluţia.
Exprimatǎ îndpi – dots per inch. (puncte per inch)
79
- Imprimantele sunt de mai multe tipuri după tehnologia de imprimare (cu jet de cerneală,
cu laser, termale); ele pot imprima în alb-negru sau color. O parte importantă a costurilor
legate de folosirea unei imprimante poate fi alcătuită de costul consumabilelor (cerneală,
toner).
In tabelul de mai jos sunt prezentate principalele tipuri de imprimante:
Tip
imprimantă
Caracteristici Domenii de
utilizare
Jet de
cerneală
- culori de bună calitate;
- preţ scăzut;
- rezoluţie 300 dpi;
- preţ mediu consumabile.
Uz individual şi
pentru domenii fără
pretenţii ridicate.
Laser - culori de foarte bună calitate;
- preţ ridicat;
- preţ mic consumabile.
Lucrări de foarte
bună calitate.
Termică - culori de foarte bună calitate;
- preţ ridicat;
- preţ mare consumabile.
Grafica de foarte
bună calitate.
Matricială - preţ scăzut;
- rezoluţia funcţie de numărul de
ace;
- preţ foarte redus pentru
consumabile
Documente
financiar–
contabile.
80
Figura 12.Interiorul unei imprimante laser color (Tektronix). HowStuffWorks.
Figura 13.Traseul unei pagini într-o imprimantǎ laser
www.howstuffworks.com
Echipamente periferice de intrare-ieşire
Hard- discul
81
Figura 14.Unitate de disc dur Western Digital (în carcasă şi desfăcută); disc dur şi capul de
citire (în formă de săgeată). HowStuffWorks.
Figura 15 Unitate de hard-disc desfăcută
Discul dur, sau hard-diskul a fost introdus pentru prima dată de către firma IBM sub denumirea
de disc Winchester Capetele de citire/scriere şi braţele de susţinere sunt sigilate împreună cu
platanele metalice pentru a fi protejate la praf sau diverse alte particule ce pot influenţa ulterior
mecanismul extrem de fin de citire/scriere.
Dimensiunea stratului de oxid de pe suprafaţa platanului este de aproximativ 2,5 µm iar capul de
citire/scriere se deplasează deasupra sau dedesubtul platanului la o distanţă infimă, de numai 0,5
µm (drept comparaţie, un fir de păr uman are o grosime de aproximativ 50 µm). Suportul de
memorie al discului dur funcţionează pe baza fenomenului magnetic.
Discul dur este o memorie nevolatilă ce joacă un rol fundamental în calculatoarele uzuale,
datorită
1. vitezei relativ mari de transfer al datelor (5-40 mega-octeţi pe secundă)
82
2. întârzierea între momentul cererii de citire a unui fişier de pe discul dur şi trimiterea
primului octet din fişier spre calculator este de numai 10-20 mili-secunde. şi
3. a capacităţii mari de memorare (10-40 Giga-octeţi).
Datorită acestor caracteristici, discul dur este esenţial în mecanismul memoriei virtuale (o zonă a
discului dur este tratată ca şi cum ar face parte din memoria RAM). Unitatea de hard disc are
viteză de funcţionare de cel puţin zece ori
mai mare decât cea a unei unităţi de floppy disc (3600 RPM rotaţii pe minut), dar
actualmente viteza de rotaţie este de 7200 RPM, 10000 RPM şi chiar
15000 RPM
Conectarea la magistrala principalǎ se face :
• IDE (Intelligent Drive Electronics) de la firma Compaq
• interfa ţa SCSI (Small Computer System Interface,)
•
83
Figura 16. Organizarea logicǎ a unui hard-disc
o discul flexibil( Floppy discul ) , de capacitate medie (în mod uzual, 1,44 Mega-
octeţi).
Figura 17.Împărţirea discului în piste (cercuri concentrice) şi sectoare (în galben).
HowStuffWorks.
Toate calculatoarele posedă o unitate de citire a discurilor flexibile
Capacitatea discurilor flexibile depinde de tipul discului şi densitatea de înregistrare, din
acest punct de vedere sunt:
Discul cu dublă densitate (DD), cu o capacitate de 720 KB
Discul cu înaltă densitate (HD), cu o capacitate de 1,44 MB;
84
Discul cu foarte înaltă densitate (ED), cu o capacitate de 2,88 MB.
Unitatea de disc flexibil are, între alte componente, capete de citire / scriere (câte unul pentru
fiecare faţă a discului) şi un motor ce roteşte discul.
Figura 18.Capetele de citire (sub etichetă) ale unităţii de disc flexibil.
HowStuffWorks.
Discul compact (CD-ROM) a devenit, odată cu creşterea dimensiunilor programelor de firmă, o
formă obişnuită de distribuire a software-ului comercial. CD-urile au un diametru de 120 mm, 1,2
mm grosime şi pot stoca până la 800 MB de informaţie. Ele sunt construite dintr-un strat de
plastic, un strat de metal reflectiv şi un înveliş de lac. CD-urile reprezintă un mediu optic de
stocare diferit de mediile magnetice de genul floppy disk, hard disk sau discuri Zip.
Figura 19.Memorarea datelor pe disc compact se face în spirală, spre deosebire de
discul flexibil. HowStuffWorks.
Iniţial,memorie exclusiv citire (ROM), discul compact este astăzi şi suport reutilizabil
(dispozitivul periferic numindu-se CD-Writer – unitate de scriere pentru CD).
85
Figura 20.Interiorul unei unităţi de citire pentru Disc Compact. De la stânga la dreapta: locaşul
discului şi motorul pentru disc; dispozitivul pentru citire cu laser; dispozitivul de poziţionare a
razei laser, cu motorul aferent. HowStuffWorks.
Viteze de citire
Viteza de citire a unei unităţi CD-ROM determină rata de transfer a informaţiei de la CD-ROM la
calculator. În principiu, cu cât viteza de citire este mai mare, cu atât transferul datelor este mai
rapid. Viteza de citire a unei unităţi CD-ROM este multiplu de 150 KB şi este succedată de un
“x”. O unitate CD-ROM cotată cu viteza de citire 1x înseamnă că citeşte datele cu o viteză de 150
KB pe secundă.;un CD-ROM 10x citeşte 1500KB pe secundă
Fluxurile de date de pe un CD (video) pot necesita viteze de minim 12x. De asemenea, rata de
citire a unui CD-ROM nu este totdeauna uniformă. O unitate CD-ROM 100x poate ajunge la
această viteză în apropiere de centrul CD-ROM şi doar la viteza 40x pe pistele exterioare
Inscripţionarea CD-urilor
86
Figura 21. Secţiune printr-un disc CD-R.
Discurile CD-R sunt formate dintr-un substrat de policarbonat, ca şi discurile CD obişnuite, peste
care se aplică un strat special de înregistrare, bazat pe o vopsea fotosensibilă. Peste acest strat se
aplică un strat reflectorizant de metal (un aliaj de aur sau argint), şi în final un strat protector de
plastic
În momentul de faţă există două tipuri de CD recordere:
1. CD-R (Compact Disk Recordable) reprezintă prima tehnologie apărută.la CD-urile
comerciale produse în cantităţi mari. Această tehnică produce adâncituri pe CD ce sunt
citite de razele laser. Tehnologia CD-R foloseşte altă strategie pentru scrierea informaţiei
pe CD. Mediul CD-R adaugǎ un strat strat special de înregistrare, bazat pe o vopsea
fotosensibilă. între stratul reflectorizant de metal (un aliaj de aur sau argint) şi cel de
plastic cu rol protector. Acest strat de vopsea este translucid şi permite luminii să ajungă
la stratul de metal de unde se reflectă înapoi. Atunci când o unitate CD-ROM scrie
informaţii pe un mediu CD-R foloseşte un laser pentru a arde zone în stratul de vopsea
pentru a crea pete opace, care nu reflectă lumina. Aceste zone topite sunt opace şi
nonreflective Atunci când CD-ul este citit, ansamblul laser recepţionează reflecţiile doar
din zonele translucide. Această suprafaţă transformă reflecţia /nonreflecţia în biţi de date.
Sunt folosite două lasere: unul de citire şi unul de scriere. O unitate CD-R cu
caracteristicile 24x/40x are o viteză de scriere de 24 x şi una de citire de 40x.
2. CD-RW (Compact Disk ReWritable)..
Ca şi unităţile CD-R, unităţile CD-RW necesită utilizarea unui tip special de disc. Mediul
CD-RW este diferit în sensul că include un strat modificator de stare între straturile de
plastic şi cel de metal Acesta este compus din anumite elemente chimice care îşi modifică
starea fizică la anumite temperaturi. Când raza laser de scriere este folosită pentru a scrie
informaţii pe disc, zone ale amestecului sunt topite prin supraîncălzire şi menţinute în
această stare print-o rǎcire rapidǎ La unităţile CD-RW apare cea de-a treia rază laser:
aceea de ştergere. Raza de ştergere este utilizată pentru a aduce înapoi în stare cristalină
amestecul. O unitate CD-RW are caracteristicile 24x/12x/40x are o viteză de scriere de
24x, are o viteză de rescriere12x şi de citire de 40x
DVD-ROM (digital versatile disc) este o memorie exclusiv citire asemănătoare CD-ROM, având
însă capacităţi de stocare mult mai mari; a apărut în 1997. Capacităţile de memorare ale unui
87
DVD sunt de minimum 4 Giga-octeţi (aproximativ echivalentul unui film de 2 ore), ajungând la
16 Giga-octeţi.
Figura 22.Disc DVD. HowStuffWorks.
Carduri de memorie flash (CompactFlash, SmartMedia, PCMCIA) sunt memorii relativ rapide
exclusiv citire de tip EEPROM (electrically erasable programmable read-only memory –
memorii exclusiv citire programabile ce pot fi şterse electric). Astfel de memorii se folosesc, de
exemplu, şi la aparatele foto digitale.
Figura 23 Mărimea unui card SmartMedia cu capacitate de 64 Mega-octeţi este comparabilă cu a
unei monede. HowStuffWorks.
Sisteme de operare
Niveluri software şi interacţiunea cu hardware
Software = totalitatea programelor care permit funcţionarea unui sistem de calcul.
Fiecare program executat de calculator aparţine unui nivel:
- nivelul funcţiilor de bază pentru comunicarea software-hardware este constituit din
instrucţiunile ce intră în contact direct cu componentele fizice ale sistemului. În cazul PC-
urilor, acest nivel este constituit din setul de microinstrucţiuni (RISC şi CISC) al
microprocesorului şi din BIOS (Basic Input Output System) inscripţionat în memoria
ROM.
88
- nivelul sistemului de operare
- nivelul programelor de aplicaţii: nivelul superior, cel mai apropiat de utilizator, constituit din
totalitatea programelor destinate rezolvării unor probleme specifice:
o Programe pentru prelucrarea textelor: Microsoft Word, Corel WordPerfect, Lotus
WordPro, Adobe AcrobatReader;
o Programe de tehnoredactare (DTP – Desktop Publishing): QuarkXPress, Adobe
Pagemaker,;
o Programe de prezentare: Microsoft PowerPoint, Harvard Graphics;
o Programe de calcul tabelar: Microsoft Excel, Corel QuattroPro, Lotus 1-2-3;
o Programe pentru baze de date: Microsoft Access, FoxPro, dBase;
o Programe de grafică: CorelDraw;
o Programe pentru prelucrarea imaginilor: Adobe PhotoShop, Corel PhotoPaint;
o Programe CAD: AutoCad, Archicad;
o Editoare HTML (Web Publishing Software): Netscape Composer, Frontpage.
o Browser-e Internet: Microsoft Internet Explorer, Netscape Communicator;
o Programe pentru poşta electronică: Netscape Messenger, Microsoft Outlook
Express, Lotus Notes;
o Programe pentru agende: Microsoft Outlook, Lotus Organiser;
o Pachete de programe office: Microsoft Office, Corel Office, Lotus Notes
SmartSuite.
o Alte tipuri de software:
• programe utilitare ;un utilitar este un program de interfaţă între
utilizator şi sistemul de operare în vederea accesării unui serviciu
oferit de SO. (Norton Commander, Windows Explorer);
• driver-e: mici programe care comandă componente ale hardware-
ului; unele fac parte din SO, find livrate odată cu acesta (drivere-le
de mouse,tastatură) altele se livrează separat, fiind necesară
instalarea lor ulterioară;
• programe de asistenţă;
• jocuri;
• viruşi.
89
- nivelul programelor-utilizator (programele scrise de fiecare utilizator, pentru rezolvarea unor
probleme specifice).
Niveluri software şi interacţiunea cu hardware.
Fără sistemul de operare, calculatorul ar fi o colecţie inertă de circuite şi conexiuni. Ceea ce îl
transformă într-o maşină care ajunge să rezolve probleme prin intermediul diverselor programe,
este acest software special care îi gestionează resursele. Diversele programe, precum şi cererile
de la perifericele de intrare, se află într-o continuă competiţie pentru resurse (procesor,
memorie volatilă, memorie permanentă, fişiere). Sistemul de operare arbitrează această
competiţie, rezolvând conflictele şi crescând eficienţa utilizării resurselor sistemului.
Cele mai populare sisteme de operare – prin prisma numărului de utilizatori – sunt cele din
familia Windows a firmei Microsoft, cele din familia Unix şi cele din familia MacIntosh.
Diversele sisteme de operare aparţinând unei aceleiaşi astfel de familii oferă utilizatorilor un
mediu de lucru aproape neschimbat în timp; facilităţile oferite utilizatorului şi uneori resursele ce
pot fi folosite sunt cele ce se diversifică la versiunile mai noi.
Există sute de alte sisteme de operare, specializate pentru tipuri de calculatoare (cele de mai sus
sunt pentru PC-uri; altele sunt pentru mainframe-uri etc.) sau pe tipuri de aplicaţii (pentru
procese industriale / procese în timp real, robotică etc.).
Sistemul de operare Windows 95 (lansat oficial la 24.08.1995, următoarele versiuni fiind
lansate în anul 1998-Windows 98, şi anul 2007- Windows 2007;
Windows 2007, deţine supremaţia sistemelor de operare pe 32 sau 64 biţi de tip Desktop
(“birou de lucru”) şi care s-a vrut o extensie şi o variantă perfecţionată a sistemului de operare
MS-DOS (MicroSoft Disk Operating System), care era un sistem de operare monouser şi
monotask, ceea ce înseamnă că permitea folosirea calculatorului la un moment dat de către un
singur utilizator, rulându-se un singur program de aplicaţie.
90
În acelaşi timp, corporaţia americană Microsoft (cea mai prestigioasă firmă de software
din lume), a promovat şi sistemul de operare Windows NT (New Technology) destinat
aplicaţiilor de tip client-server pentru reţele de calculatoare ( Server & WorkStation) care să
înlocuiască supremaţia sistemelor de operare UNIX şi Novell NetWare
Windows reprezintă un sistem de operare complet , integrat pe 32 biţi şi care se distinge
prin:
� facilităţi de conectare în reţea;
� facilităţi de protected-mode;
� facilităţi de multitasking şi multithreading;
� procesor grafic pe 32 biţi;
� subsisteme pe 32 biţi pentru operaţii de imprimare şi comunicaţii multimedia;
� facilităţi Plug and Play.
3.2. Arhitectura unui sistem de operare
Componentele unui sistem de operare sunt :
Nucleul - realizează servicii pentru legătura cu rutinele BIOS şi legătura cu cerinţele
programelor utilizatorilor (această componentă se încarcă de pe hard disc în memoria
internă odată cu iniţializarea sistemului);
Interfaţa sistemului de operare asigură comunicarea între utilizator şi sistem
Coordonarea activităţilor desfăşurate de calculator
Nucleul sistemului de operare conţine programele care realizează următoarele tipuri de activităţi:
- iniţializează sistemul de calcul şi verifică starea resurselor
-gestionarea resurselor hardware şi software:.
• gestiunea operaţiilor de intrare/ieşire: la nivel fizic sunt asigurate operaţiile
de intrare/ieşire cu echipamentele periferice prin care se realizează
citirea/scrierea datelor pe suportul de informaţie, acţionându-se direct
asupra dispozitivului periferic. Sunt asigurate operaţiile de intrare/ieşire cu
echipamentele periferice la nivel logic. Prin aceste operaţii se realizează
organizarea, accesul, stocarea şi regăsirea datelor pe suportul de
informaţie. Unitatea logica de acces la echipamentele periferice este
fişierul.
91
• gestiunea datelor (fişierelor) pe suportul de memorie externă. Programe
ale sistemului de operare formatează hard diskul şi floppy diskul , definesc
structura sistemului de fişiere , asigură transferul de date cu echipamentele
periferice şi realizează o interfaţă între programele de aplicaţie şi sistemul
de intrare–ieşire. Modulele de program care realizează transferul de date
exista o singură dată în sistem ca şi componente ale sistemului de operare,
şi nu în fiecare program de aplicaţie care utilizează transferuri cu un
anumit echipament periferic.
• controlul încărcării în memoria internă, punerii în funcţiune şi încetării
activităţii pentru programele utilizator;
• sesizarea evenimentelor deosebite care apar în timpul execuţiei şi tratarea
acestor evenimente (mesaje de erori şi recomandări de rezolvare): în
timpul executării unor programe (de aplicaţie sau de sistem) pot să apară
evenimente deosebite ca de exemplu programul solicită: scrierea pe un
disc flexibil iar acesta nu este montat, scrierea la imprimantă iar aceasta nu
este conectată sau nu a fost alimentată cu hârtie, executarea unei operaţii
aritmetice iar rezultatul depăşeşte capacitatea zonei de memorie alocată,
etc. Evenimentele sunt sesizate de circuitele de control ale dispozitivelor
periferice şi transmise sistemului de operare care tratează aceste
evenimente.
- asigură un sistem de protecţie a datelor şi programelor
- oferirea unei interfeţe pentru utilizarea resurselor hardware de către diversele programe de
aplicaţii, fără ca acestea să trebuiască să trateze detalii legate de caracteristicile
respectivelor resurse. Rezolvarea acestei sarcini de către sistemul de operare are două
efecte foarte importante: portabilitatea şi flexibilitatea în configurarea hardware-ului.
� Portabilitate: sistemul de operare oferă diverse interfeţe pentru programele de
aplicaţii şi programele utilizator (API – Application Program Interface). Cu
ajutorul acestor interfeţe, un programator care scrie o aplicaţie pentru un
calculator o poate utiliza şi pe alt calculator, chiar dacă detaliile hardware nu
coincid pe cele două maşini.
92
� Flexibilitate: programul utilizator nu lucrează cu hardware-ul direct, ci prin
intermediul sistemului de operare. În consecinţă, programul poate fi rulat fără
modificări, chiar dacă, în timp, se produc modificări ale hardware-ului
aceluiaşi calculator. De exemplu, schimbarea imprimantei nu afectează modul
în care acţionează programul utilizator.
Interfa ţa cu utilizatorul : prin intermediul tastaturii sau al mouse-ului, utilizatorul transmite
comenzi sau răspunsuri la solicitările sistemului de operare Interfeţele pot fi realizate utilizând:
• limbaj de comandă ( utilizatorul transmite comenzile sub forma unui sir de caractere
care respectă o anumită sintaxă;
• sistem de meniuri;
grafic cu ajutorul unor desene specifice (icon-uri); acest din urmă mod de comunicare a
comenzilor către sistemul de operare se numeşte interfaţă grafică utilizator (GUI –
Graphical User Interface).
93
MODEL DE TESTE DE VERIFICARE A CUNOŞTINŢELOR
1. Explicaţi conceptul de limbaj de programare prin analogie cu cel de limbaj natural. Ce rol au limbajele de programare în informaticǎ?
2. Care sunt transformările pe care le suferă un program scris în limbaj evoluat până ajunge să poată fi executat de calculator?
3. Cum se face rezolvarea unei probleme cu calculatorul?(daţi un exemplu ) 4. Ce avantaje are codificarea digitalǎ faţǎ de cea analogicǎ?
a. Datele digitale sunt uşor de copiat şi manipulat
b. Pot fi compactate
c. Se înţeleg mai uşor
5. Cîţi byţi are memoria de 4MB? a. 4*1024 B b. 4*1024*1024 B c. 4*1024*1024 *1024B
6. Daţi trei exemple de domenii de aplicabilitate ale calculatorului. 7. MP3 (……………………………..)este :
a. un format de compresie a unui fisier audio b. un fisier audio de tip wave c. un tip de codificare
8. Cum explicaţi rǎspândirea fǎrǎ precedent a calculatoarelor personale şi utilizarea lor, inclusiv de cǎtre neprofesionişti, pentru rezolvarea unor probleme extrem de variate?
9. Care sunt principalele componente ale unui calculator si ce rol au ele (după John von Neumann)?
10. Ce sarcini specifice au de îndeplinit sistemele de operare? a. oferă diverse interfeţe pentru programele de aplicaţii şi programele utilizator b. oferirea unei interfeţe pentru utilizarea resurselor hardware c. regleazǎ ceasul microprocesorului
11. Ce este adresa de memorie? 12. Ce tipuri de imprimante cunoaşteţi şi ce caracteristici au ? 13. Ce componente hardware sunt necesare pentru a obţine o imagine de calitate pe monitor
a) monitorul video b) Placa grafica sau adaptorul de ecran c) Hard –discul sǎ aibǎ 2GB
14. Performanţa microprocesorului este dată de următoarele caracteristici: a) memoria internă pe care o poate adresa direct b) dacǎ are interfaţǎ MIDI (……………………………..) c) memoria cache integrată.
15. Ce servicii pun la dispoziţie informaticienii pentru utilizatorii neprofesionişti astfel încât aceştia sǎ poatǎ efectua prelucrǎri automate de informaţii cu ajutorul calculatorului?
94
Bibliografie:
Dinu Airinei,Ana Grama,Tudorel Fǎtu,Doina Fotache,Mircea Georgescu “Tehnologii
informaţionale pentru afaceri “,Editura Sedcom libris,2006
I. Vaduva, GH. Barbu, Bazele Informaticii, Editura Tehnica, 1997
J. Gleen Brookshear – Introducere în informatică, ed. TEORA, 1998.
Ed. Bott – Utilizare Microsoft Office ed. TEORA, 1998.
Wallace Wang, Roger C. Parker – Microsoft Office 2000 pentru Windows, Ed. Tehnică, 2001.
http://www.biblioteca-digitala.ase.ro/biblioteca Prof.univ.dr. Floarea Nastase; Conf.univ.dr.
Razvan Daniel Zota “Sisteme de calcul şi operare “
http://www.biblioteca-digitala.ase.ro/biblioteca Conf.univ.dr. Razvan Daniel Zota “Elemente de
arhitecturǎ a sistemelor de calcul şi operare “
http://ebooks.unibuc.ro/informatica/Birotica/index.htmConf. dr. Marin Vlada “Birotica şi tehnici
multimedia”
http://ro.wikipedia.org
http://computer.howstuffworks.com
http://vega.unitbv.ro/~jipa/
http://euro.ubbcluj.ro/~alina
http://www.itim-cj.ro/~jalobean
http://www.biblioteca-digitala.ase.ro/biblioteca
http://www.unibuc.ro/eBooks/informatica/
www.riti-internews.ro/ro/ghid.htm
Recommended
![Ricardo Cordero (Hrsg.) Déjà-vu? - Reichmuth & Co · : Cordero__Deja-vu__[Druck-PDF]/15.10.2012/Seite 4 : Cordero__Deja-vu__[Druck-PDF]/15.10.2012/Seite 5 5 Inhaltsübersicht](https://img.pdfslide.net/doc/110x75/5e2324ed923b835a057d487c/ricardo-cordero-hrsg-dj-vu-reichmuth-co-corderodeja-vudruck-pdf15102012seite.jpg)
