Elementele de arhitectura a calculatoarelor personale (PC)
Unitatea centrala
Unitatea centrala - este compenenta care realizeaza efectiv operatiile de prelucrare a datelor. Unitatea centrala se afla in interiorul carcasei calculatorului pe placa de baza (motherboard sau mainboard). In componenta sa intra procesorul, memoria de lucru si controlerul de intrare/iesire (I/O-control) cu sistemul de magistrale (bus-uri).
Placa de baza
Placa de baza - are un rol deosebit de important in componenta unitatii centrale, stand la baza multor caracteristici ale sistemului. Pe placa de baza sunt prinse in sloturi procesorul, placa video, placa de sunet (care impreuna cu placa video poate sa fie integrata pe placa de baza), placa de retea si alte placi pe care utilizatorul doreste sa le includa. La aceasta placa se conecteaza tastatura, mouse-ul si/sau creionul optic. O caracteristica a placii de baza este modularitatea ei. Prin modularitate se intelege faptul ca asupra ei se pot face modificari prin adaugarea sau inlocuirea diferitelor componente. Efectiv, placa de baza face legatura intre componente 818e412i le sistemului. Exista de asemenea un mecanism de intreruperi care este deosebit de important deoarece acesta realizeaza logica de comanda.
O placa se prezinta sub forma unui circuit imprimat cu mai multe straturi. Fiecare strat poate contine mii de trasee si legaturi la circuitele care interconecteaza toata arhitectura hardware a unitatii centrale. Perifericele comunica intre ele cu ajutorul magistralelor pe care placa de baza le contine.
Intel este cel mai mare producator de placi de baza la ora actuala, insa mai exista si alte companii producatoare de placi de baza, precum VIA, SiS, etc. Placile de baza se pot clasifica dupa clasa si modelul de procesor pe care il suporta.
Conectorii de extensie se gasesc in unitatea centrala si permit utilizatorului sa faca modernizari ale echipamentului.
Ceasul sistem este un "cip" aflat pe placa de baza. Semnalele ceasului sistem care se afla pe placa de baza influenteaza cadenta ceasului intern, al procesorului, iar printr-un factor de multiplicare putem afla valoarea acestuia. Toate elementele si circuitele placii de baza functioneaza in ritmul impus de ceasul sistem. Pe placa de baza putem observa de asemenea si o baterie de litiu. Aceasta baterie permite gestionarea timpului chiar si atunci cand calculatorul este oprit. Tot aceasta baterie permite BIOS-ului sa pastreze din memoria ROM informatii referitoare la configuratia si setarile implicite care se efectueaza. Daca bateria se consuma, informatile din BIOS devin neoperationale.
Toate componentele placii de baza sunt conectate la o sursa de alimentare. Sursa furnizeaza tensiunea de alimentare pentru circuitele electronice si componentele placii de baza. Sursa converteste tensiunea alternativa intr-o tensiune mai mica. Regulatorul de tensiune se afla si el pe placa de baza si are rolul de a furniza procesorului o tensiune constanta indiferent de calitatea de la sursa de alimentare.
Procesorul
Procesorul - este elementul de baza al unui microcalculator. Microprocesorul este un set de circuite integrate intr-o pastila de siliciu. Principala caracteristica a procesorului este viteza, legata de viteza ceasului de sistem care vibreaza la o anumita frecventa masurata in MHz. Procesorul este un cip de dimensiuni ceva mai mari decit cele obisnuite care se conecteaza la placa de baza prin intermediul unui conector specific, numit slot sau socket. De asemenea procesorul executa instructiunile care constau in prelucrari logice sau calcule matematice simple asupra datelor. Cateva caracteristici ale procesorului sunt viteza de lucru, capacitatea maxima de memorie pe care o poate accesa, setul de instructiuni pe care le poate realiza, articularea configuratiei intr-o arhitectura multiprocesor. Viteza unui procesor este definita de frecventa ceasului intern, frecventa ceasului sistem, dimensiunea registrilor procesorului, etc. Procesorul lucreaza direct cu memoria cache. Magistrala este un grup de conexiuni care poate trasfera semnalele intre doua componente ale calculatorului, cele mai importante fiind magistrala de date si de adrese.
Registrul intren al unui procesor este o zona de memorie cu o viteza de comutatie extrem de mare, cu ajutorul careia procesorul lucreaza cu mediul exterior. Un registru este alcatuit dintr-un grup de celule de memorie folosite pentru a stoca temporar o informatie. Procesorul lucreaza cu un numar specific de biti care alcatuiesc un cuvant.
Unitatea aritmetica si logica (ALU) executa atat operatile aritmetice precum si adunarea si scaderea precum si cele logice care sunt comparatia cu un rezultat fals sau adevarat.
Circuitele de control sunt niste circuite care au in componenta un decodor de instructiuni. Acestea interpreteaza continutul unui registru si incearca sa identifice instructiunea ce o contine pentru a lansa o executie.
Principalele caracteristici ale puterii unui procesor sunt :
* cantitatea de memorie ce poate fi citita la un moment dat
* viteza de executie a operatiilor
* numarul de instructiuni diferite ce pot fi executate
Microprocesorul îndeplineste functiile unitatii centrale : executa operatii aritmetice si logice, decodifica instructiuni speciale, transmite altor cipuri din sistem semnale de a memora date, adrese de memorie, adresa în care se gaseste urmatoarea instructiune de executat precum si indicatorii care arata cum s-au terminat instructiunile anterioare .
Procesoarele pot fi clasificate dupa:
- domeniul de activitate: personal computer
servere
- producator
- frecventa la care lucreaza procesorul: 800 Mhz - 3400 Mhz.
- memoria cache: 64 Kb, 256 Kb, 512 Kb, 1 Mb, 2 Mb, etc.
- socket-ul folosit: Socket A
Socket 478
Socket 754
Socket 940
- frecventa FSB-ului: 133Mhz - 800 Mhz
HDD-ul
Harddisk-ul - este dispozitivul principal de stocare a datelor. El consta in unul sau mai multe discuri care se rotesc. Pretul unui HDD este determinat de marimea spatiului de memorare, si de viteza de memorare.
Reprezinta cea mai importanta unitate de stocare a datelor. Acestea sunt înmagazinate permanent, indiferent daca calculatorul este deschis sau închis . Pe hard-disc sunt stocate toate fisierele de date ale utilizatorului.. El nu se vede deoarece se afla în interiorul echipamentului ,de calcul si este o componenta deosebit de sensibila.
Tipuri de hard-disk-uri: interne si externe (conectare la USB, Firewire)
Criterii de clasificare:
a) interfata utilizata (IDE, ATA, SerialATA, SCSI)
b) rotatii ale platanelor: 5400 rpm, 7200 rpm, 10000 rpm, 15000 rpm
c) capacitate de stocare: 20 Gb - 300 Gb
d) memoria cache: 2 Mb, 8 Mb
Memoria
Memoria - memoria ROM (read only memory) este un circuit integrat care contine un ansamblu de registri care au aceeasi marime si care stocheaza informatiile primite odata pentru totdeauna. Ea nu poate fi nici stearsa, nici actualizata. Procesorul nu poate scrie sau rescrie datele de pe memoria ROM. Exista totusi si memorii tip PROM care pot fi modificate doar in fabrica de catre utilizator, doar o data, si dupa aceea ea devine memorie ROM. Memoria EPROM poate fi stearsa cu ajutorul unui program. Stergerea este posibila cu ajutorul razelor ultra-violete si reprogramarea se face cu ajutorul unui programator de memorii.
Memoria cache este un fel de memorie cu o viteza mult mai mare, viteza care este data de modul de constructie, in acest mod fiecare element de memorie este un cache. Zonele de memorie interna care sunt instalate pe un PC sunt urmatoarele:
a) memoria conventionala
b) zona de memorie superioara
c) zona de memorie inalta
d) memoria extinsa
e) memoria expandata
f) memoria RAM video
g) memoria ROM pentru adaptoare
h) componenta ROM BIOS de pe placa de baza
Memoria externa este acea memorie care este folosita pentru o perioada de timp mai mare decat o sesiune de lucru a unui sistem de calcul.
Memoria RAM ( Random Access Memory ) este memoria la care accesul este deplin atat prin citire cat si prin scriere. Exista mai multe tipuri de memorii RAM, precum SDRAM (single data RAM), DDRAM (double data RAM). DDR-ul are avantajul de a putea trimite si primi in acelasi timp informatii, pe cand SDR-ul mai intai primeste si apoi trimite.
Criterii de clasificare a memoriilor:
a)tipuri de module de memorie: - EDO-RAM (modelele mai vechi)
- SDRAM (PC100, PC 133)
- DDRAM ( PC2100-PC 4000)
- RIMM/RAMBUS (PC 800, PC 1066, PC4000)
SO-DIMM (pt. notebook sau laptop)
b)frecventa la care lucreaza: 100 Mhz - 550 Mhz (PC 5000)
c) cantitatea de memorie: 64 Mb, 128 Mb, 256 Mb, 512 Mb, 1024 Mb
Placa grafica
Placa grafica - este acea componenta care reprezinta in primul rand dispozitivul de afisare cu unitatea centrala. Datorita chipurilor grafice pe care le are in componenta, placa grafica degreveaza procesorul de problema procesarii imaginii video si de afisarea acesteia. Placa grafica lucreaza in corelatie cu monitorul si cu ajutorul careia sistemul poate afisa prelucrarile, datele, imaginile pe care le foloseste. Principalele placi grafice de pe piata dupa tip si tehnologie sunt:
a) MDA - care permite afisarea de texte alb-negru
b) CGA - este capabil de a afisa si grafica in 4 culori
c) HGC - afiseaza alb-negru atat texte cat si grafica neperformanta din punct de vedere al rezolutiei
d) EGA - afiseaza texte si imagini in doar 16 culori
e) VGA - afiseaza grafica detaliata in 256 de culori
f) SVGA - grafica si rezolutii medii care are 65000 culori
g) XVGA - poate afisa de la 16,7 mil de culori si rezolutii foarte mari
Principalele componente ale placii grafice sunt cipul grafic, memoria RAM, magistrala de comunicatie, convertizorul digital-analogic RAMDAC. Placile grafice au memoria lor propie, de care au nevoie pentru a nu consuma din memoria sistemului atunci cand afiseaza o grafica mai detaliata, in rezolutie mai mare. Cu cat memoria este mai mare, cu atat performantele placii sunt mai bune.
Placile video sunt dispozitive ce fac legatura intre procesor, sistem si monitor. Ea este înzestrata cu microprocesor propriu numit accelerator grafic si cu memorie proprie numita memorie video . Au rolul de a afisa pe monitor datele procesate de CPU (de fapt rezultatul acestori procesari). Se conecteaza pe placa de baza printr-un slot ISA, PCI sau AGP. Placile video pot contine acceleratoare 3D care degreveaza procesorul, versiunile profesionale incluzand chiar 2 procesoare 3D pe placa video.
Imaginea care apare pe monitor este formata dintr - o serie de suprafete dreptunghiulare numite pixeli . Fiecare pixel reprezinta o anumita culoare si este atât de mic încât nu poate fi distins . Numarul de pixeli care se afiseaza pe ecran se numeste rezolutie . Aceasta împreuna cu monitorul face parte din ansamblul video al echipamentului de calcul.
Placa grafica reprezinta o componenta importanta a sistemului, viteza sa influentand în mare parte performanta sistemului. În functie de cantitatea de memorie existenta pe placa video rezolutiile la care poate lucra sunt 640x480,800x600,1024x764,etc . Placile video bune ofera si o rata de reimprospatare (de la 85 Hz in sus) a imaginii optima ce reduce riscul aparitiei afectiunilor oculare .
Placile grafice se pot diferentia in functie de:
a)tipul de conectare: ISA, PCI, AGP (modelele noi)
b)chipset folosit: ATI
NVIDIA
SIS (Xabre)
c)memoria folosita: Tip: SDRAM, DDRAM, DDRAM II
Cantitate: 1Mb, 8 Mb, 16 Mb, 32 Mb, 64 Mb, 128 Mb, 256 Mb
Bus memorie: 32 bits - 256 bits.
Frecventa de lucru: 150 Mhz - 1200 Mhz
Placa de sunet
Placa de sunet - este acea componenta cu ajutorul careia calculatorul proceseaza sunetul si il reda spre utilizator cu ajutorul boxelor sau sistemului audio. Sistemul audio este format din placa de sunet, boxe si microfon.
Placa de retea
Placa de retea - este placa de extensie cu care un calculator poate realiza conectarea la o retea, adica conectarea la mai multe calculatoare sustinute de un server. Ethernet este cea mai raspandita placa de retea si a fost dezvoltata initial de Xerox cu capabilitatea de a trasfera pana la 10 Mbps. Pentru un trasfer mai mare de atat exista placa Fast Ethernet (aprox. 100 Mbps) sau Gb Ethernet care deservesc servele marilor companii. Token ring este cel de-al doilea tip de placa de retea, si este folosita mai ales intr-o retea de tip stea sau cerc.
Monitorul
Monitorul - este principalul dispozitiv periferic de iesire care permite afisarea temporara a informatilor care se afla in calculator, date care au fost introduse de la tastatura sau rezultate ale prelucrarii lor. Monitorul este alcatuit din doua elemente principale; din dispozitivul de afisare si placa video. Monitoarele pot fi cu tuburi catodice CRT sau cu cristale lichide LCD. Monitoarele se pot clasifica dupa numeroase criteri, precum:
a) clasificarea monitoarelor dupa culorile afisate
b) clasificarea monitoarelor dupa semnalele video - (digitale sau analogice)
c) dupa tipul grilei de ghidare a electronilor din tub - (cu masca de umbrire, cu grila de aparatura)
d) dupa tirul controalelor exterioare - (analogice sau digitale)
e) dupa tipul constructiv al ecranului - (cu tub catodic conventional CRT, dispozitive de afisare cu ecran plat FPD care include ecranele LCD precum si cele cu plasma)
f) Dimensiunea ecranului si suprafata utila - (de la 9" la 32")
g) Latimea de banda - (cantitatea de date pe care monitorul le poate manipula intr-o secunda. Aceasta de masoara in MHz)
h) Tactul de afisare - (trebuie corelata cu latimea de banda, masura tot in MHz)
i) Refresh rate - (masoara numarul de cadre care este afisat pe monitor intr-o secunda. O rata de refresh mai mica de 85 Hz duce la obosirea prematura a ochilor).
j) Intretesarea de cadrelor - (30 cadre pe sec, reda imag. in miscare)
k) Densitatea de punct sau dot pitch-ul - (variaza intre 0.3l si 0.22)
l) Rezolutia - (capacitatea monitorului de a afisa imagini cat mai fine)
Tastatura
Tastatura - este principalul mijloc de introducere a datelor in calculator. Exista diferite tipuri de tastaturi, precum tastaturile standard cu 102 sau 105 taste, cele ergonomice cu un confort sporit pentru utilizator, si tastaturile speciale care integreaza pe langa perifericul clasic de a introduce date si alte dispozitive cum ar fi un scanner, trackball, boxe, microfon, etc. Tastele sunt grupate in blocuri de taste alfanumerice, functionale, taste de deplasare si pozitionare si bloc mini-numeric.
Tastatura este un echipament periferic de intrare destinat introducerii datelor. Pe tastatura exista urmatoarele grupe de taste:
* Taste alfanumerice
* Tastele numerice din partea dreapta
* Taste de control
Mouse
Mouse-ul - este cel mai folosit dispozitiv de comunicare utilizator-computer. Principalele firme care produc aceste periferice sunt Microsoft si Logitech. Pe piata exista exista mouse-uri cu butoane de scroll, mouse-uri optice, cordless (conexiune prin infrarosu).
El este utilizat pentru interactiunea utilizatorului cu programele instalate pe calculator. În mod normal mouse-ul se cupleaza la portul serial, în general la COM1. Dar exista si modele cu conectare la PS2 (cele mai uzuale), USB, wireless.
Exista mai multe tipuri de mouse :
Scanner
Scannerul - este un periferic de intrare capabil sa transforme informatia analogica in format digital. Imaginea scanata este descompusa in puncte elemente care putem spune ca definesc performantele scannerului in materie de rezolutie. Rezolutia se masoara in dpi, adica numarul de puncte recunoscute pe o suprafata de dimensiunea unui inch . Adancimea culorii este si ea o caracteristica foarte importanta pentru un scanner si este o masura a numarului de culori pe care scannerul le poate recunoaste.
Imprimanta
Imprimanta - este un periferic de iesire care permite editarea pe hartie a rezultatelor unei prelucrari. Cateva caracteristici ale imprimantei sunt:
a) calitatea imaginii si rezolutia
b) Viteza de tiparire
c) Modalitatea de alimentare cu hartie
d) Zgomotul produs in timpul tiparirii
e) Numarul de font-uri pe care le poate tipari
f) Capacitatea de emulare o poate avea
g) Costul
h) Latimea carului
i) Cromatica
Exista mai multe tipuri de imprimante: deskjet, laserjet. O imbunatatire a functiei de imprimare o reprezinta aparitia echipamentelor care indeplinesc mai multe functii (denumite "multifunctionale"), care pe langa functia de imprimare mai asigura si functia de scanare si copiere,iar mai nou si functia de fax.
CD-ROM-ul / DVD-ROM-ul
CD-ROM - este unitatea de citire a CD-urilor. Se bazeaza pe tehnologia fascilului de lumina reflectat de catre suportul optic. Un CD obisnuit poate stoca pana la 800MB, un DVD in schimb poate stoca date de pana la 4.7GB pe singura fata. Exista trei feluri de compact discuri, adica CD-ROM-ul, CD-R-ul, sau CD-RW-ul.
Tipuri de CD-ROM: interne si externe.
Conectare: IDE, USB, Firewire
Unitatea de discheta
Serveste la citirea / scrierea datelor pe discuri de capacitati mai mici numite si diskete utile, mai rar pentru pastrarea informatiei sau pentru salvarea datelor de importanta. Capacitatea standard a unei diskete este de 1,44 Mb.
Microfon si difuzoare
Microfonul este un echipament periferic folosit mai ales in partea de multimedia pentru transmisia sau inregistrarea vocii. El se poate conecta direct la placa de sunet.
Boxele active - sunt un dispozitiv periferic cu ajutorul caruia utilizatorul poate interactiona pe cale auditiva cu sistemul. De obicei, boxele unui PC au o putere redusa, ele ajungand pana la 30W.
Exista mai multe tipuri: normale (cu doua boxe)
sisteme audio cu woofere sau subwoofere (woofer-ul, boxa centrala, sateliti).
Modemul
Modemul - cu ajutorul acestui dispozitiv intern sau extern, utilizatorul se poate conecta la Internet. Viteza de conectare si prelucrare a datelor variaza de la 28.8 la 56 Kbps. Modemul extern, desi costa mai mult, faciliteaza conectarea mult mai rapida la net.
Modem-urile sunt dispozitive destinate conectarii intre calculatoare cu ajutorul liniei telefonice . Pot fi de doua tipuri constructive : interne si externe .
Modem-urile interne se instaleaza într-un slot PCI sau ISA având integrate portul serial propriu. Ofera conectari la viteze cuprinse între 600bps si 56700bps . Unele versiuni ofera si capabilitati fax si voice , viteza maxima de primire/trimitere a unui fax fiind de 14400bps . Exista un numar mare de protocoale de corectie si compresie pentru modem-uri , ce au rolul de a pastra integritatea datelor transmise (V32/V42,K5Flex,etc) .
Modem-urile externe se pot conecta la un port serial sau USB.
Mai exista modem-urile pentru notebook sau laptop care sunt de marimea unei carti de credit si se conecteaza intre-un slot PCMCIA.
Ventilatoare
Contribuie la racirea componentelor electrice . Unul se afla în apropierea alimentatorului, iar celalalt care se mai numeste cooler sau fan, se afla situat pe procesor.
Pentru un mai bun transfer termic intre pastila procesorului si cooler se foloseste o pasta speciala numita pasta termoconductoare, aceasta fiind de trei tipuri: siliconica, din pulbere ceramica, pulbere de argint.
Tipuri de coolere:
|
