Configuratia unui PC compatibil IBM

Configuratia unui PC compatibil IBM

Introducere

Au trecut mai bine de doua decenii de când firma IBM, prin cel mai bun si

inspirat studiu de marketing din domeniul calculatoarelor, a definit si a caracterizat cel

mai important segment de piata din domeniul tehnicii de calcul, cel al calculatoarelor

personale profesionale.

Domeniul calculatoarelor personale, al arhitecturii IBM PC, a devenit cel mai

dinamic, cel mai productiv domeniu, care a facut din calculator un fenomen de masa, un

instrument simplu, prietenos si eficace in activitatea economica, de proiectare, de

management, in activitatea stiintifica, industriala de gestiune, in activitatea medicala, de

învatamânt, artistica etc.

Fiecare dintre noi întelegem importanta unui calculator si mai ales accesul la

informatii, pe care calculatorul îl poate media, intr-o era cum este Era Informatiei. Astazi,

din ce in ce mai multi oameni poseda suficiente cunostinte in modul de utilizare a unui

calculator, compatibil IBM, si in operarea unor programe simple, cum ar fi cele de editare

text sau chiar cele de editare grafica. Dar câti dintre noi stim din ce este compus un

calculator, cum functioneaza acesta sau, mai ales, care sunt caracteristicile de baza ale

subansamblelor unui sistem d 727k109h e calcul.

Pe plan mondial este unanim recunoscut faptul ca orice activitate moderna,

eficienta are la baza tehnica de calcul. Aceasta afirmatie a devenit de fapt o axioma. In

tarile dezvoltate, toate domeniile in care lucreaza omul, începând cu industria si comertul,

ajungând pana la munca de birou si învatamânt, cuprinzând medicina, transporturile si

chiar arta, sunt cel putin sprijinite de utilaje si aparate moderne, între care calculatoarele

ocupa un loc de frunte. In ceea ce priveste calculatoarele, in ultimul deceniu s-a conturat

tot mai clar o tendinta noua: trecerea de la sistemele mari si mini la calculatoare

personale (microcalculatoare). Acestea si-au demonstrat din plin eficienta: posibilitatea

utilizarii in cele mai variate domenii, viteza mare de lucru, adaptabilitate la cerintele celor

mai diversi utilizatori, etc.

Ce este un PC ?

Calculatorul este un echipament electronic ce permite prelucrarea automata a

datelor sau realizarea unor sarcini, cum ar fi calculele matematice sau comunicatiile

electronice, pe baza unor seturi de instructiuni, numite programe. Programele sunt seturi

de comenzi sau instructiuni, ce se executa intr-o anumita ordine, care sunt culese si

procesate de componentele electronice ale calculatorului, rezultatele fiind stocate sau

transmise componentelor periferice, cum ar fi monitorul sau imprimanta.

Este de remarcat faptul ca din ce in ce tot mai multe elemente importante din

arhitectura unui calculator au capatat individualitate, pastrându-si bineînteles integrarea

in sistem, prin acest lucru urmarindu-se posibilitatea upgrade-urilor fara a se înlocui

întregul calculator. Astfel acestuia i se poate conferi titulatura de sistem de calcul, adica

un ansamblu de doua componente: hardware (care cuprinde totalitatea componentelor

electronice si mecanice) si software (care cuprinde totalitatea programelor utilizate).

Partea hardware cuprinde memoria care stocheaza datele si instructiunile ce

permit calculatorului sa functioneze, unitatea centrala de procesare (CPU) care duce la

îndeplinire acele instructiuni, unitatea BUS care conecteaza pârtile componente ale

computerului, unitatile de intrare, ca de exemplu tastatura si mouse-ul, care permit userului

sa comunice cu computerul, unitatile de iesire, ca de exemplu imprimanta si

monitorul, care permit computerului sa afiseze informatiile cerute de user, si altele.

Partea de software este in general compusa din sistemul de operare si din

programe utilitare care permit computerului managmentul fisierelor sau al unor

periferice.

Componente

Placa de baza

Este componenta hardware care asigura interconectarea

functionala (împreuna cu sistemul de operare) si fizica

dintre toate componentele a unui sistem. de calcul

Structura

a. Conectori (asigura interfata între 2 medii) - sloturi, socketuri, mufe, porturi

slot - sloturi expansionale (PCI, PCI Express, ISA, VL (VESA Local-Bus), AGP,

CNR, AMR); slot pentru procesoare (Slot A (AMD), Slot 1 (intel))

socket

b. Magistrale - colectie de fire prin care sunt trimise date de la o componenta la

alta; magistrala este de doua tipuri : magistrala de adresa si magistrala de date

(magistrala de date transfera datele concrete, pe când magistrala de adrese

specifica locul unde se duc datele)

- conectarea procesorului cu placa de baza;

- magistrala de adrese din memoria interna si externa;

- magistrala de date;

- magistrala de conectare altor componente;

- latimea bus-ului poate fi de 8 biti, 16 biti, 32 biti si 64 biti; latimea bus-ului

determina cantitatea de date transmisa.

c. Ceas - componenta hard care genereaza un numar de impulsuri într-o perioada de

timp. Un impuls generat de ceas se numeste tact. La un tact se efectueaza o

operatie elementara.

d. zona tampon de memorie (cache) (L1, L2, L3) - este un mecanism special de

stocare cu viteza mare.

e. Chipset - este componenta de comanda si de control a placii de baza. Prin el se

instituie un sistem de întreruperi. IRQ 0 este rezervat pentru. crash.

Southbridge - chip-ul ce controleaza toate functiile de intrare/iesire ale

computerului (USB, audio, port serial, BIOS-ul, ISA, canalele IDE) mai putin

memoria, sloturile PCI si AGP-ul.

Northbridge - chip sau chip-uri ce controleaza functiile placii de baza; ea

conecteaza procesorul cu memoria; northbridge-ul comunica prin FSB cu

procesorul.

f. BIOS Basic Input Output System) - este o componenta hard de memorie, în care

se gaseste un modul program ce asigura o conexiune minimala cu suporti de

memorie externa. Acest program cauta pe suporti de memorie externa sistemului.

de operare si daca-l gaseste îl lanseaza în executie. La pornirea calc. se preia

continutul din BIOS si din CMOS în memoria externa ca un program care se

pregateste a fi executat si se lanseaza în executie. Acum este de tip Flash, adica

poate fi rescris de catre utilizator (upgrade in cazul unor noi versiuni de BIOS,

corectarea greselilor precedente, suport pentru componente noi).

g. CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor) - este o componenta hard

de memorie întretinuta de o baterie. În aceasta memorie se pastreaza date

personale despre caracterul de folosire a calculatorului: parola de intrare,

configuratia de baza; semiconductoarele CMOS folosesc circuitele : NMOS

(polaritate negativa) si PMOS (polaritate pozitiva)

Microprocesorul

CPU - central processing unit sau Unitatea centrala de procesare

Este componenta hardware ce poate

decodifica, interpreta si în cazul în care le

recunoaste, executa instructiuni cuprinse în

fluxul de date ce îi este destinat. Este singura

componenta care poate recunoaste si executa

instructiunile din programe.

Structura

a. ALU (Arithmetic Logic Unit) - este componenta hardware a computerului (mai

nou inclusa in procesor) ce realizeaza toate operatiile aritmetice si logice.

b. Register (registre) - este zona speciala de stocare la viteze mari din procesor;

toate datele trebuiesc reprezentate in registre înainte de a fi procesate.

c. FSB (front side bus) - magistrala ce conecteaza procesorul de memoria fizica.

d. Ceas - viteza cu care procesorul executa instructiuni; vitezele sunt exprimate in

megahertzi (MHz) sau mai nou gigahertzi (GHz)

Caracteristici

1. Microprocesoarele au anumite caracteristici care le confera performanta:

- viteza de lucru, data de viteza ceasului;

- capacitatea de memorie pe care o poate aloca la un moment dat;

- setul de instructiuni pe care le poate executa;

- capacitatea registrilor de lucru;

- tipul constructiei.

2. Marimea cuvântului (capacitatea de memorie direct adresabila:16 biti, 32 biti, 64 biti).

3. Setul de instructiuni predefinite.

Microprocesoarele au doua tipuri logice functionale

CISC (implementeaza peste 400 de instructiuni care se descompun în

microinstructiuni).

RISC (cât mai putine instructiuni dar în acest fel se optimizeaza functia pentru.

cea mai rapida executie) este 50% - 75% mai rapid decât CISC. În sistemele RISC

sunt posibile si prelucrarea paralela a mai multor operatii.

Hard Disk-ul

Hard disk-ul este singura parte mecanica,

esentiale pentru functionare care, la ora actuala,

mai face parte dintr-un calculator modern. Din

aceasta cauza, ea este si cea mai înceata - in

comparatie cu restul componentelor PC-ului

(desigur, excludem floppy-ul si unitatea CD-ROM,

care nu se folosesc). In interiorul cutiei

unui hard disk se gasesc unul sau mai multe discuri

(platane) de aluminiu, un motor si un sistem de

magneti si electromagneti, toate controlate de un

mic procesor, si închise aproape ermetic intr-un

mediu cu o puritate foarte mare.

Hard disk-urile IDE moderne au evoluat din discurile care dotau primele IBM PC

XT. Interfata IDE (Integrated Drive Electronics) a început sa fie folosita pe scara larga in

sistemele personale pe la începutul anilor '90. Aceasta oferea o interfata intre disc, BIOS

si sistemul de operare prin intermediul a trei parametri - CHS - Cylinders (cilindri),

Heads (capete), Sectors (sectoare). evoluat in EIDE (Extended IDE), care avea o noua

metoda de a adresa discul, numita LBA (Logical Block Addressing), adica fiecarui sector

distribuindu-se cate un numar intre 0 si 224, lasând controlerul sa converteasca aceasta

adresa in formatul Heads, Sectors si Cylinders. Pe lânga alte imbunatatiri aceasta interfata

suporta si alte unitati (CD-ROM, DVD etc.) si interfata a fost redenumita ATAPI

Ajungându-se la momentul in care aceasta interfata a devenit prea înceata pentru ratele de

transfer de care era nevoie, i s-a adus noi modificari. Astfel au aparut UDMA 33, UDMA

66, UDMA 100, UDMA 133 (se foloseste si UltraATA in loc de UDMA sau UltraDMA),

cu ratele de transfer de maxim 33, 66, 100 si 133MB/s.

Standardul RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks) a aparut in anul 1988,

ca si consecinta a nevoii de rate de transfer mai mari si a nevoii de siguranta. Dezvoltarea

acestuia a fost strâns legata de interfata SCSI, datorita modului sau de functionare si

numarului mare de device-uri care se pot atasa in acelasi timp. Standardul prezinta cinci

nivele RAID, in care doua sau mai multe hard disk-uri sunt "unite" logic de controler

pentru a crea un singur disc, cu performante si securitate crescute.

Standardul SCSI Small Computer System Interface) este o interfata paralela

folosita de computerele Apple Macintosh, PC-uri si multe sisteme UNIX pentru atasarea

de periferice. Interfata SCSI este folosita cel mai des de computerele Macintosh ce vin cu

un port pentru conectarea de hard disk-uri sau imprimante. Aceste interfete ofera o viteza

de transfer a datelor mai mare (pana la 80 MB/s). Pe un port SCSI se pot atasa mai multe

componente.

Unitatile de intrare, cum ar fi tastatura, mouse, scanner, joystick, camera

digitala, light pen, touch panel etc., permit celui ce opereaza computerul (user-ul) sa

comunice cu acesta.

Unitatile de iesire sunt acele unitati cu ajutorul carora computerul comunica

utilizatorului rezultatele procesarii sale: monitoare, imprimante, boxe, proiectoare etc.

Unitatile de intrare/iesire sunt acele unitati care pot prelua date sau informatii si

in acelasi timp pot transmite date sau informatii: modem, placile de sunet sau imagine

etc.

Memoria interna (RAM=random acces memory si ROM=read only memory).

Memoria RAM este acea memorie care se sterge la închiderea sistemului de calcul. Ea

poate fi de mai multe feluri: FPM-RAM (fast page mode), EDO-RAM (extended data

output), SD-RAM (syncronous dynamic), RD-RAM, DD-RAM si altele. Un important

mod de a le deosebi este prin viteza lor de a accesa datele. Fata de RAM, ROM este

memoria care poate fi doar citita nu si alterata, si nu poate fi stearsa.

Memoria externa este cea care pastreaza datele si informatiile chiar dupa

închiderea calculatorului si poate fi transportata. Aceasta poate fi stocata pe hard disk,

floppy disk, CD-ROM, benzi magnetice etc.

DVD-ul

DVD înseamna Digital Versatile Disc sau

Digital Video Disc si reprezinta un tip de

tehnologie pentru disk-uri optice asemanatoare cu

ale CD-ROM-ului. Capacitatea minima a DVDului

este de 4,7 GB, îndeajuns pentru un film.

DVD-urile sunt folosite de obicei ca medii de

stocare pentru reprezentari digitale ale filmelor sau

a altor reprezentari multimedia ce combina sunetul

cu imaginea.

Un DVD suporta capacitati de la 4,7 GB pana la 17GB si rate de acces de la

600KBps pana la 13MBps. Una din functiile unui DVD este ca suporta si tehnologii

vechi, însemnând ca pot reda si tehnologii CD-ROM vechi, CD-I si Video CD, cat si

noile DVD-ROM-uri. Noile playere DVD pot sa citeasca si CD-R. DVD-ul foloseste

tehnologia MPEG-2 pentru comprimare video.

Când tehnologia DVD a aparut în casele oamenilor, detinatorii unui DVD player

introduceau DVD-ul in unitate pentru a se uita la film - aceasta fiind o metoda noua decât

cea a vechilor VCR (video cassette recorder). Dintre atâtea formate de DVD (DVD+R,

DVD+RW, DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW, DVD-ROM), cum stiu utilizatorii care

format de DVD este compatibil cu cel de pe sistemul lor si de sunt atât de multe formate

de DVD? In cele urmeaza se va discuta despre diferitele tipuri de DVD-uri, diferentele si

incompatibilitatii dintre acestea.

DVD-ROM

DVD-ROM a fost primul standard DVD ce a iesit pe piata si a fost un format

read-only. La început au fost folosite pentru filme (ce ofereau o calitate superioara

casetelor video) si jocuri pentru PC, aceste disk-uri fiind recunoscute de toate unitatile de

DVD.

DVD+R si DVD+RW

DVD+R si DVD+RW sunt formate suportate de Philips, Sony, Hewlett-Packard,

Dell, Ricoh, Yamaha si altii. DVD+R este un format de DVD înregistrabil similar cu CDR.

Un DVD+R poate fi înregistrat o singura data, iar ceea ce a fost scris devine

permanent. DVD+RW este un format similar cu CD-RW. Datele de pe un DVD+RW pot

fi sterse si rescrise de multe ori, fara a strica discul. DVD-urile create de un

DVD+R/+RW pot fi citite de majoritatea playerelor comerciale de DVD.

DVD-R, DVD-RW si DVD-RAM

Acestea sunt formate suportate de Panasonic, Toshiba, Apple Computer, Hitachi,

NEC, Pioneer, Samsung si Sharp. DVD-R este un format DVD înregistrabil similar cu

CD-R si DVD+R. Exista doua standarde pentru DVD-R : DVD-RG pentru uz general si

DVD-RA pentru formate video ale DVD-urilor si care nu sunt disponibile publicului.

DVD-RW este un format similar cu CD-RW si DVD+RW. Discurile DVD-RAM pot fi

înregistrate si sterse in mod repetat, dar sunt compatibile doar cu unitati fabricate de

companii care suporta formatul DVD-RAM.

DVD-Video

Este un format video pentru filme de lung metraj pe suport digital. Un numar

redus de producatori au început sa vânda playere DVD-video, care se pot conecta la un

televizor precum un video. Spre deosebire de DVD-ROM-uri, formatul video digital

include o tehnologie "Content Scrambling System", prin care utilizatorilor le este

interzisa copierea DVD-urilor. Asta înseamna ca playerele DVD-ROM de astazi nu pot

reda formatul DVD-Video fara un upgrade de software sau de hardware pentru de decoda

discul criptat.

Scurt istoric al calculatoarelor personale

Primul microcalculator apare în 1973 în Franta, la Oresay, produs de societatea

R2E condusa de Andre Truong Trong Thi. Se numea Micral si era construit cu

microprocesorul Intel 8008, dispunând de 256 octeti de memorie extensibila pâna la 2

Kocteti (1 Koctet = 1024 octeti). Nimeni nu îsi imagina la momentul respectiv

dezvoltarea ce o va lua aceasta familie de calculatoare, al carei prim reprezentant era

Micral-ul.

Cei care au intuit importanta microcalculatoarelor, în ideea de a le apropia cât mai

mult de om, au fost Stephen Wozniak, de 26 de ani, angajat al firmei Hewlett-Packard si

Steve Jobs, în vârsta de 20 de ani. Ei produc în 1975 într-un garaj din Cupertino,

California, un calculator numit Apple I, introducând o data cu el si notiunea de calculator

personal. în scurt timp apare Apple II, ai carui succes urias face sa se dezvolte o întreaga

industrie de software si hardware pentru aceste tipuri de calculatoare.

De abia dupa 5 ani de la lansarea lui Apple I firma IBM, denumita si "Big Blue",

este convinsa de importanta acestei noi ramuri aparute de curând si se hotaraste sa intre în

Configuratia unui PC compatibil IBM

lupta. Ca urmare, gigantul IBM instaleaza în iulie 1980 o mica echipa formata din 14

persoane la Boca Raton, lînga New York, cu misiunea de a crea primul calculator

personal al firmei IBM. Calculatorul aparut în aceasta perioada nu respecta stilul obisnuit

al firmei, fiind construit numai cu componente produse în afara concernului:

microprocesor Intel 8088 (de 16 biti), disc flexibil Tandom, imprimanta Epson, sistem de

operare Microsoft.

Calculatorul, numit IBM PC (Personal Computer), se impune pe piata si datorita

lui, firma IBM ajunge în fruntea plutonului si în domeniul calculatoarelor personale.

Politica firmei de a impune IBM PC ca un standard în domeniul calculatoarelor personale

este sustinuta de o puternica campanie publicitara si în mod surprinzator de publicarea

specificatiilor tehnice ale masinii. In aceste conditii, majoritatea firmelor încep sa

produca calculatoare "compatibile IBM PC", iar programele de aplicatii sau de baza

trebuie sa aiba acea caracteristica tot mai des folosita de "compatibil IBM PC".

IBM PC era construit cu microprocesorul Intel 8088, functionând la o frecventa

de 4,77 MHz, cu 128 Kocteti de memorie extensibila pâna la 640 Kocteti, cu o unitate de

disc flexibil de 180 Kocteti si cu ecran monocrom. Modelul IBM PC/XT, care apare

aproape doi ani mai târziu, introduce unele îmbunatatiri: memorie interna de 256 Kocteti

extensibila pâna la 640 Kocteti, 2 unitati de disc flexibil de 360 Kocteti, ecran monocrom

sau color (CGA -Color Graphics Adapter) si o unitate de disc Winchester (optional doua).

In august 1984, IBM anunta modelul IBM PC/ÂT, care reprezinta un mare pas înainte,

datorita microprocesorului Intel 80286 cu care este construit, functionând la 6 MHz.

Evolutia ulterioara a urmarit cresterea vitezei de calcul, a capacitatii de memorie

prin îmbunatatiri tehnologice si nu arhitecturale. A crescut frecventa de lucru a

microprocesoarelor, au fost utilizate metode de extindere a memoriei pâna la 16 Mocteti.

A fost marita capacitatea discului Winchester, ajungând pâna la spatii de

memorare de ordinul Goctetilor (1 Goctet = 1024 Mocteti, iar 1 Moctet = 1024 Kocteti),

monitoarele color încep sa aiba o rezolutie din ce în ce mai mare, folosind noile tipuri de

adaptoare VGA (Video Graphics Array) si MCGA (Multi-Colour Graphics Array), este

de asemenea îmbunatatita rezolutia imprimantelor grafice (în special a celor cu laser).

Numarul interfetelor cuplate la sistem este tot mai mare: pentru creion optic, cititor optic

de caractere, scanner, dispozitive audio, etc.

Un alt pas înainte facut de firmele producatoare de calculatoare IBM PC a fost

introducerea microprocesorului Intel 80386, care reprezinta trecerea de la

microprocesoarele pe 16 biti la cele pe 32 biti. Toate modelele aparute au respectat

conventiile de compatibilitate "de jos in sus", astfel încât programele scrise pentru

primele modele pot rula pe toate modelele ulterioare.

Dupa o evolutie spectaculoasa în întreaga lume, constând din zeci de milioane de

bucati vândute în toate genurile de institutii, acoperind toate ramurile economiei,

transporturilor, medicinii, culturii, învatamântului, de fapt a tuturor domeniilor existente,

având mari implicatii sociale, domeniul PC devine unul dintre cele mai dezvoltate ale

tehnicii de calcul. Se prevede ca ramurile calculatoarelor personale si a

supercalculatoarelor vor fi principalele directii de dezvoltare a tehnicii de calcul în

urmatorii ani.

Ca întotdeauna, firma IBM intuieste evolutia calculatoarelor personale si urca o

noua treapta pe scara progresului. Deoarece ideea de "personal" a fost de mult depasita de

capacitatile unei astfel de masini, care în prezent atinge performantele

minicalculatoarelor, domeniul aplicatiilor fiind extrem de vast, iar performantele foarte

ridicate, "Big Blue" lanseaza în 1987 o noua familie de calculatoare personale, PS/2

(Personal System/2). De data aceasta, sistemul nu mai este atât de usor accesibil din

punct de vedere al specificatiilor tehnice, fiind si mult mai complex decât IBM PC. Multi

dintre utilizatori refuza trecerea la noul sistem, atât din motive financiare (datorita

pretului ridicat de cost), cât si faptului ca IBM PC satisface din plin cerintele lor. în

aceste conditii, a aparut o întrebare, la care nu se va putea raspunde decât în timp: Va

reusi oare PS/2 sa detroneze IBM PC ?

EXEMPLU DE SISTEM

PROCESOR

COOLER

PLACA DE BAZA

RAM

HDD

UNITATE OPTICA

FDD

PLACA VIDEO

SUNET

CARCASA

MONITOR

BOXE

MOUSE

TASTATURA

VOLAN

PRECIZARE: acest sistem este destinat jocurilor pe calculator, editare video, grafica 2D/3D si nu numai.