1 CARACTERIZAREA PRINCIPALELOR COMPONENTE HARDWARE SI SOFTWARE ALE UNUI SISTEM ELECTRONIC DE CALCUL

1.    INTRODUCERE
    Un ordinator / computer (în limbajul uzual actual un calculator, sau un sistem de calcul) poate fi definit ca un echipament electronic de prelucrare automată a datelor, pe bază de program.
    Programele de calculator sunt seturi de instrucţiuni scrise prin intermediul unui limbaj de programare ce transcriu un algoritm.
    Limbajul de programare este un limbaj accesibil atât operatorului uman cât şi echipamentului tehnic.
    Un algoritm este o metodă de rezolvare a unei probleme printr-un număr finit de paşi.
    Un pas este o operaţie ce poate fi efectuată de către un operator.
    Datele sunt informaţiile trecute pe un suport.

    Configuraţia unui sistem este lista componentelor acelui sistem.
    Arhitectura unui sistem este configuraţia împreună cu relaţiile dintre elemente.

    Un sistem de calcul este un ansamblu de doua componente:
o    HARDWARE – este un termen care acoperă totalitatea componentelor electronice si mecanice ale sistemului de calcul ( partea fizica);
o    SOFTWARE – este un termen care acoperă totalitatea programelor utilizate intr-un sistem de calcul. În cadrul componentei software se distinge un element care asigură interconectarea tuturor componentelor sistemului de calcul, transformându-le într-o entitate – calculatorul si care asigură si interconectarea acestuia cu mediul exterior. Acest element software se numeşte sistem de operare.

    COMPONENTELE HARDWARE

    Hardul fundamental al unui PC este compus din 8 elemente majore:

•    Placa de bază – reprezinta suportul fizic şi logic pentru celelalte componente, fiind componenta hardware ce asigură interconectarea fizică a tuturor elementelor din configuraţia unui sistem de calcul;
•    Microprocesorul – la majoritatea calculatoarelor actuale, acesta este un microprocesor INTEL, sau unul dintre procesoarele compatibile INTEL produse de alte companii;
•    Set de echipamente intrare/iesire – incluzând tastatura, mouse, scanner, CD-ROM sau cititoare de cod de bare ca dispozitive de intrare. Cele mai uzuale echipamente de ieşire sunt imprimantele si monitoarele;
•    Un set compus din memoria rapidă si dispozitive de stocare mai lente – pentru a salva si regăsi date si programe;
•    O magistrală / set de magistrale – cu rolul de a conecta microprocesorul la memorie sau la adaptoarele care fac posibilă atasarea altor dispozitive prin porturile sau conectorii lor de extensie. Magistralele pot fi gandite ca nişte autostrăzi electronice care interconectează componentele hard ale unui PC;
•    Set de adaptoare -  care permit microprocesorului să controleze şi să comunice cu echipamentele I / O şi de stocare. Aceste adaptoare sunt ansambluri de circuite care se ataşeaza magistralelor sistemului si care convertesc fiecare magistrala într-un port de interfaţa care acceptă conectarea anumitor echipamente I / O. De exemplu, un adaptor de port serial se conectează la o magistrală a calculatorului şi se creaza un port COM ( de comunicare ) la care poate fi conectat un modem. Adaptorul este deci puntea de legatură între magistralele calculatorului şi dispozitivele care trebuie conectate la el;
•    Porturile – sunt interfeţe hard ( conectori fizici ) care permit ca în timpul fabricaţiei sau mai târziu să poată fi ataşată la magistralele calculatorului o gamă larga de adaptoare;
•    Dispozitive de stocare lente – unde datele si programele sunt păstrate pe termen lung. Acestea includ medii de stocare nevolatile ( magnetice sau optice ) ca, de exemplu, CD-URI si dischete.

    2. PLACA DE BAZĂ

    DEFINIŢIE

     Placa de bază este componenta hardware ce asigură interconectarea fizică şi o parte din cea funcţională a tuturor celorlalte componente ( hardware si software ) ale unui sistem de calcul.














    STRUCTURĂ – COMPONENTE
    
    Arhitectura plăcii de bază – descrie forma sa generală, tipurile de carcase şi surse de tensiune pe care le poate folosi precum şi organizarea sa fizică.

    Există mai multe tipuri de plăci de bază din punct de vedere al form-factorului:

AT: cel mai ieftin tip de placă de bază, însă de obicei acest tip de placă de bază este foarte mic si are o multime de cabluri pentru porturile seriale, paralele si PS/2 care pot impiedica introducerea unor plăci;
AT şi Baby AT: Aceste două variante diferă în principal prin dimensiuni, mai ales prin lăţime;
AT/ATX: Este la fel ca AT numai că există un conector şi pentru sursa de alimentare de tip ATX, pentru a folosi facilităţile acesteia din urmă, acest tip de placă de bază a fost, pentru o perioadă, cel mai vândut model pe piata din România;
ATX: Avantaj: Nu mai există cablurile pentru porturile seriale, paralele si PS/2, acestea fiind în suporturi metalice;
ATX si Baby ATX: A fost prima schimbare semnificativă dupa multi ani a design-ului plăcii de bază (1995);
Micro ATX: Este un ATX cu mai puţine sloturi de extensie, de obicei pe placă sunt puse şi placa video şi aceea de sunet;
NLX: La fel ca MicroATX, numai că placa de bază nu se fixează în nici un şurub şi ea este introdusă într-un slot special;
LPX şi LPX: Folosit în general în produsele de serie; Principalul scop este acela de a reduce spaţiul ocupat şi costurile;
NLX – Este forma moderna a plăcilor LPX fiind orientat tot spre micşorarea dimensiunilor sistemului.

CONTINE:

    Setul de cipuri ( Chipset-ul) – Este subcomponenta de control si comanda a placii de baza, fiind în general format din câteva cipuri principale, uşor de identificat, fiind cele mai mari cipuri de pe placa de bază cu excepţia procesorului. Chipset-urile sunt integrate, însemnând ca sunt lipite, pe placa de bază si nu sunt upgradabile fără a schimba întreaga placă.
    Aceste circuite logice controlează transferul de date dintre procesor, cache, magistrale sistem, periferice etc, aproape tot ce exista în interiorul calculatorului.

    Toate chipset-urile au 3 caracteristici comune:

System controller
Peripheral controller
Memory controller
System controller – tipul de răspuns al sistemului este critic pentru calculatoarele din ziua de astăzi, deoarece toate componentele trebuie să se sincronizeze perfect. Un semnal este înmulţit sau împărţit pentru a determina frecvenţa componentei cu care comunică. Pulsul sistemului este ţinut de catre system clock. Un oscilator produce un semnal cu care componentele de pe placa de bază se vor sincroniza Majoritatea chipset-urilor actuale au acest system clock programabil. Acest lucru dă posibilitatea utilizării unor procesoare la frecvenţe foarte mari prin schimbarea câtorva jumperi de pe placa de bază sau la unele plăci de bază din BIOS.
Memory controller – Această parte a chiset-ului determină tipul, viteya si cantitatea de RAM care va fi folosită de către sistem. De asemenea, el se ocupă cu folosirea memoriei cache L2/L3, corectarea erorilor şi greşelilor apărute la transferul de date dinspre / înspre memoria RAM.

Peripheral controller – conectează PC-ul cu alte device-uri.

    Componentele principale ale unui chipset modern sunt:

Northbridge – se referă la principalul circuit de control al magistralei cum ar fi memoria cache, memoria principală si controller+ul magistralei PCI;
Southbridge – caracterizează controller-ele periferice, ca EIDE sau porturi seriale.

    Soclul pentru procesor – O altă caracteristică importantă după care se deosebesc plăcile de bază sunt soclurile în care se introduce procesorul denumite SOCKET.
Magistrala – Reprezintă ansamblul conexiunilor care transferă semnalele între două componente ale calculatorului.

Magistrala de date (bus) – este canalul de date prin care componentele din interiorul calculatorului comunică intre ele.
Cu cât se pot trimite simultan mai multe semnale cu atât mai multe date se pot transfera şi deci magistrala este mai rapidă;
Într-un calculator informaţia este memorată sub formă numerică, sub formă de înşiruiri de cifre binare. Transferul pe liniile de comunicaţie se face astfel: valoarea pentru 1 bit este dată de existenţa unei tensiuni, un interval de timp (un tact de ceas ), pe un singur traseu al magistralei ( o conexiune similară unui fir ). Cel mai des se foloseşte tensiunea de 5V rezultând 1= 1 dacă această tensiune există, sau valoarea pentru 1 bit = 0 dacă tensiunea este egala cu 0V (lipseşte). Cu cât exista mai multe linii, cu atât se pot transfera mai multi biţi distincţi în acelaşi timp.
      
     Magistrala de adrese – este grupul de linii care transportă informaţia de adresă necesară pentru precizarea locaţiei de memorie către care este transmisă informaţia sau din care trebuie citită informaţia.
Fiecare linie dintr-o magistrală de adresă transportă un singur bit de informaţie, deci un singur bit de adresă. Cu cât există mai multe linii pentru specificarea adresei cu atât se vor putea adresa mai multe locaţii din memorie.
Mărimea unei magistrale de adrese limitează dimensiunea maximă de memorie internă adresabilă direct pe care un procesor o poate accesa.
    
    





În calculator se întâlnesc următoarele tipuri de magistrale, in functie de numarul de biti:

Numar    Denumirea    Utilizată pentru    Comentarii
1    AGP    Placa grafică    Viteze f. mari de transfer a datelor
2    PCI    Majoritatea comp.    Cea mai solicitată
3    AMR    Placă de sunet, modem    -
4    ISA    Pl. de sunet, modem, pl. de reţea    Pe punct de dispariţie


    Calculatorul are o ierarhie de mai multe magistrale de date. Majoritatea calculatoarelor moderne au cel puţin patru magistrale. Este considerată o ierarhie pentru ca fiecare magistrală este extensia alteia, mergând astfel până la procesor.
1.Magistrala procesorului – este la cel mai înalt nivel, fiind folosită la transferul de date între chipset si procesor;
2.Magistrala memoriei cache – are o arhitectură de nivel înalt, implicând o magistrală dedicată pentru accesarea memoriei cache;
3.Magistrala de memorie – magistrala de sistem de al doilea nivel care conectează subsistemul de memorie cu chipset-ul şi procesorul;
4.Magistrala locală I / O – este o magistrală rapidă de intrare / iesire folosită pentru conectarea perifericelor importante la memorie, chipset şi procesor. Cele mai comune magistrale locale I / O sunt Vesa Local Bus (VLB) şi peripheral Component Interconect (PCI);
5.Magistrala standard I / O – conectează cele 3 magistrale de mai sus fiind standardul cel mai vechi folosit la sistemele actuale. Este folosit pentru peroferice mai lente (modemuri, plăci de reţea) şi pentru compatibilitate cu alte componente;  
Accelerated Graphics Port (AGP) este mai mult un port decât o magistrala. Diferenţa este că în timp ce magistrala este destinată comunicării mai multor componente între ele, care o împart, pe un port comunică doar două.


    Componenta BIOS

    Acronimul vine de la BASIC INPUT OUTPUT SYSTEM, componenta hardware de memorie ROM care asigură interfaţa dintre sistemul de operare (software) si hardware-ul calculatorului.
BIOS-ul este un set de rutine de program care dau sistemului de calcul caracteristicile fundamentale. Programele din BIOS se ocupă de POST ( Power On  Self Test) – testarea componentelor hardware (memorie, tastatura etc), la pornirea PC-ului şi alocarea resurselor (Plug and Play – Introdu si porneşte).

    BIOS-ul include si programul de setare CMOS care reţine informaţii despre dată şi timp, tipul de afişaj instalat, numărul si tipul harddiskurilor instalate etc.

    Conectorii

Exită următoarele tipuri de conectori:
    Socket-ul – asigură conectarea procesorului la MB
    Slot conector pentru plăci (ISA, PCI...)
    Conectori de extensie
    Conectori electrici (mufe) care furnizează diferite tensiuni componentelor.

    Ceasul - este componenta hard ce generază un număr de impulsuri electrice într-o periaodă de timp. Un impuls generat de ceas se numeşte tact, iar frecvenţa ceasului MB se masoară în multiplii unui Hz. Fiecare tact este un semnal de efectuare a unei operaţii elementare.

    Cmos ( Complementary Metal Oxide Semiconductor) este o componentă hard întreţinută de o baterie ce contine o serie de parametrii functionali intimi ai sistemului de calcul precum parola de intrare sau setările ceasului intern al comp.

    PROPRIETĂŢI ALE PLĂCII DE BAZĂ

Funcţional, ea realizează conectarea componentelor sistemului;
Prin logica de control realizează arbitrarea accesului la magistrală între elementele ce solicită acest acces; transferul între diverse dispozitive;
Mecanismul de întreruperi este foarte important deoarece generează logica de comandă ( control ). Implementarea mecanismului multitasking se face in mod virtual pe sisteme cu un singur procesor, însă pe sistemele multiprocesor paralelismul task-urilor este unul real;
În prezent există plăci de bază care au încorporate multe funcţii ( audio, video etc). Este recomandată evitarea acestor tipuri deoarece pentru că stricarea unei componente duce la o placă inutilă- Se recomandă utilizarea plăcilor cu structură modulară care pot fi uşor upgradabile.

3. PROCESORUL

DEFINIŢIE

    Microprocesorul este componenta hardware a calculatorului, care identifică şi execută instrcţiunile aritmetice şi logice din programele sistemului de calcul.









STRUCTURĂ – COMPONENTE

    Pentru a înţelege mai bine cum funcţionează un microprocesor trebuie pornit de la prezentarea unităţilor care alcătuiesc un microprocesor modern.

    Instruction cache – o memorie intermediară în care se stochează instrucţiunile înainte de a intra în microprocesor pentru prelucrare;
    Decode Unit – Unitatea de decodare ce transformă instrucţiunile complexe, scrise de programator în simple instrucţiuni înţelese doar de Arthimetic Logic Unit (ALU) si Registers;
    Prefetch unit – Această unitate are rolul de a ordona instrucţiunile şi a le trimite catre Control Unit;
    Control Unit – Are rolul de a da comenzi unităţii de prelucrare matematică;
    Arthimetic logic unit – Unitatea de prelucrare matematică. Aceasta ştie să adune, să scadă, să împartă şi să înmulţeascădouă numere scrise în cod binar şi să execute operaţii logice între operanzi legaţi prin operatori logici AND, OR şi NOT;
    Registers – Este o mică yonă de stocare folosită de unitatea de prelucrare matematică pentru a executa comenzile date de Control Unit. Datele pot veni de la Control Unit, Memoria de bază sau Data cache;
    Data cache – Lucrează cu ALU şi Registers şi are rolul de a păstra instrucţiunile cele mai utilizate pentru a mări viteza de execuţie a programului;
    Bus Unit – Puntea de legatura dintre microprocesor si memoria de bază;
    Addressing Unit – furnizează prin Bus Unit adresa calculată în vederea accesării memoriei interne în care se află atât instrucţiunile cât şi datele cu care acestea lucrează;
    Registre interne – Un registru intern al procesorului este o mică zonă de memorie cu viteză de comutaţie foarte mare, cu care de fapt procesorul lucrează direct şi prin care comunică cu mediul exterior lui. Mărimea (numărul de biţi) al acestei memorii este un indiciu important asupra cantităţii de informaţie pe care o poate prelucra la un moment dat. Registrele interne sunt de obicei mai mari decât magistrala de date ceea ce înseamnă că procesorul are nevoie de doua perioade de ceas pentru a umple un registru înainte de a-l prelucra.
Circuitele de control – Aceste circuite conţin un decodor de instrucţiuni. Ele interpretează conţinutul unui registru şi încearcă să identifice instrucţiunea ce o conţine (o compară cu instrucţiunile proprii), pentru a o lansa în execuţie.


CARACTERISICI ŞI PROPRIETĂŢI

Caracteristicile microprocesorului sunt date de:
Tipul de procesor si producătorul;
Capacitatea de memorie pe care o poate aloca la un moment dat;
Setul propriu de instrucţiuni pe care le poate recunoaşte şi executa;
Viteza de lucru este dată de caracteristicile registrelor de lucru, frecvenţa ceasului intern şi tipul microprocesorului.


Schematic, structura de bază a unui microprocesor se poate reprezenta astfel:


 
    Se observă că procesorul lucrează direct cu memoria internă uneori cu o parte mai rapidă a acesteia şi anume memoria cache. Bus Unit stabileşte legături cu componentele externe procesorului prinmagistrala de date, de adrese şi de control, aducând instrucţiuni din memorie si depunându-le în Prefetch Queue. De aici, sunt transferate în Instruction Unit pentru a fi decodificate şi apoi în Execution Unit pentru a fi executate.

    Tipuri de arhitecturi de microprocesoare

Luând drept criteriu: “tratarea instruţiunilor în cod pentru maşina de aplicaţii în curs de executare” găsim două tipuri de arhitecturi:
   Arhitectura CISC – implementează în decodorul de funcţii din UCC peste 400 de instrucţiuni. Instructiunile se descompun în microinstrucţiuni, iar o instrucţiune complexă se poate executa în unul sau mai multe instrucţiuni elementare, deci cu cât sunt mai multe instrucţiuni elementare, cu atât va fi mai lent microprocesorul.
   Arhitectura RISC – implementează în decodorul de funcţii din UCC un set redus de instrucţiuni şi se optimizează funcţia pentru cea mai rapidă execuţie. De asemenea, instrucţiunile sunt în număr minim, lungime fixă, codificare intensă, des utilizate. Acest tip de arhitectură este cu 50-75% mai rapid decât CISC, permiţând prelucrarea paralele a mai multor aplicaţii.







4.    MEMORIA

DEFINIŢIE

    Memoria este o componentă hardware care preia, stochează şi redă date, atât cele folosite în mod curent la rularea unor aplicaţii cât şi cele de care vom avea nevoie mai târziu peste câteva zile, luni sau ani.

TIPURI DE MEMORIE

    Într-un calculator există două tipuri de memorie: internă si externă., fiecare având un rol bine determinat.

4.1  Memoria internă

DEFINIŢIE:      Memoria internă este o succesiune de locaţii (de memorie) care au asociat câte un număr numit adresă (de memorie).

Tipuri de memorie internă

i.    Memoria RAM CMOS  îşi menţine conţinutul după oprirea sistemului, fiind alimentată cu ajutorul unei baterii. Această memorie foloseşte pentru memorarea unor parametrii de sistem cum ar fi data si ora curentă, configuraţia sistemului, configuraţia memoriei etc.
ii.    Memoria ROM: Este numită şi memoria internă permanentă deoarece programele care au fost scrise în ea sunt fixate definitiv.  Această memorie este ideală pentru păstrarea BIOS-ului sau a informaţiilor primare despre configuraţia sistemului. În cadrul acestei categorii găsim PROM (Programmable ROM), EPROM (Eraseble Programmable ROM), EEPROM ( Electrically Erasable PROM) etc. În prezent, pentru BIOS sunt folosite memorii EEPROM, care pot fi şterse şi rescrise, ceea ce permite actualizarea foarte uşoară a informaţiilor.
iii.    Memoria RAM este memoria la care accesul este permis atât pentru citire cât şi pentru scriere. Acest tip de memorie are următoarele caracteristici:

timpul de acces;
capacitatea de memorare;
tipul de memorie.

    Această memorie lucrează împreună cu procesorul si are rolul de a stoca date şi programe care pot fi accesate rapid de catre procesor sau de alte dispozitive ale sistemului.
    Fizic, memoria este constituită din elemente care prezintă două stări stabile, adică două nivele de tensiune la ieşire sau două nivele magnetice. Cele două stări stări stabile sunt reprezentate convenţional prin simbolurile 0 şi 1 denumite biţi sau cifre binare. Biţii se grupează cate 8 formând octeţi sau bytes, notat B. Pentru a măsura capacitatea de memorie se utilizează multiplii ai baitului şi anume: kilobaitul, megabaitul, gigabaitul.
    Timpul de acces al memoriei se defineşte ca fiind intervalul de timp dintre momentul furnizării adresei de către procesor şi momentul obţinerii informaţiei de la acea adresă din memorie.
    RAM-ul poate fi SRAM (Static RAM) sau DRAM ( Dynamic RAM). Cipurile DRAM sunt mai lente decât cele SRAM, din cauza tehnologiei de fabricaţie. SRAM-ul este compus din tranzistori, iar schimbarea stării unui bit este o operaţie foarte rapidă.
    SRAM – Foloseşte tot un sistem matricial de reţinere a datelor având linii şi coloane, dar este de 5-6 ori mai rapidă, de două ori mai scumpă şi de două ori mai voluminoasă decât DRAM. De asemenea, este o memorie volatilă dar nu necesită o reîmprospătare constantă. SRAM-ul foloseşte pentru fiecare celulă de memorie un circuit de tip flip-flop care permite sarcinii electrice “să curgă spre ieşire”.
    DRAM – Foloseşte condensatori pentru a  păstra datele, condesatori ce au nevoie de reîncărcare periodică.
    
    
    Viteza memoriei RAM este măsurată în ns (nano-secunde). Cu cât numărul de ns este mai mic, cu atât cipul este mai rapid. Cu ani în urmă, modulele de memorie aveau viteze de 120, 100 şi 80ns. În prezent, sunt folosite cipuri de 10 ns sau chiar mai rapide.
    Tipul tradiţional de RAM este DRAM-ul (Dynamic RAM). La apariţia primelor PC-uri, viteza cipurilor DRAM era suficientă pentru a ţine pasul cu cei 4.77 MHz ai bus-ului 8086/8088 sau chiar cu mai rapidul 80286 (cu un bus de pâna la 12 MHz, care necesita memorii cu timp de acces de 80 ns). Odată cu apariţia procesorului 80386 au apărut viteze de ceas de 20, 25 sau 33 MHz, cu care cipurile DRAM existente nu au mai putut ţine pasul.

Tipuri constructive de memorii DRAM
-    SIP – conectori în formă de pini. Dezavantaj: fragilitatea pinilor.
-    SIMM – o posibilitate mai uşoară de upgrade, circuitele grupate pe o plăcuţă care poate fi uşor instalată sau dezinstalată în socluri speciale cu care este prevăzută placa de bază.
-    Două formate: cu 30 sau cu 72 de poziţii de conectare.
-    DIMM – circuite integrate situate pe ambele feţe, care pot fi de asemenea cu 30 sau cu 72 poziţii de conectare.


Un nou tip de memorie, de data aceasta mult mai performanta, si care există în folosinţă şi azi este memoria DIMM (Dual Inline Memory Module) de tip SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory), ce funcţionează  la 66, 100 sau 133 MHz si numără 168 de pini.
    Ea poate fi instalată în orice slot de memorie, fără a ţine seama de perechi sau orice altceva. Memoria SDRAM este pe interfaţă paralelă şi are timpi de acces intre 10 si 8 ns.
Memoria DDR-SDRAM (Double Data Rate) –este o memorie rapidă, folosită in calculatoarele moderne, având o arhitectrua FULL-DUPLEX. Memoria DDR are viteze la fel ca si cele ale memoriei SDRAM, insa înmulţite cu 2 (Double DR).
 Poate fi instalată atît  pe plăci de bază  pentru procesoare INTEL cît si pe plăci de bază pentru procesoare AMD. Ea este de mai multe tipuri în functie de viteza de transfer a datelor între magistrala principală si cipurile de memorie. Astfel, există de exemplu module de memorie PC 1600 (contin cipuri DDR200), PC 2100 (DDR266), PC 2700 (DDR333) si PC 3200 (DDR400), unde numărul de după DDR indică frecvenţa la care funcţionează cipurile de memorie, iar numărul care intră în componenţa numelui modulelor indică lăţimea de bandă ("bandwidth") în MHz.
In final, memoria specifică procesoarelor Pentium 4 este cea RDRAM (Rambus Dynamic Random Access Memory), şi se montează în sloturi RIMM.
Ea a fost inventată de firma Rambus şi este o memorie pe interfaţă serială, ce are o latenţă mai mare decât cea a memoriei DDR-SDRAM, însa o latime de bandă superioară. Se instalează pe principiul perechilor, la fel ca şi în cazul memoriilor SIMM, însă costul ridicat şi plăcile de bază speciale ce sunt necesare o fac din ce în ce mai puţin utilizată.

2.1.4. Memoria cache – Este un tip de memorie RAM, cu o viteză mult mai mare, viteză dată de modul de construcţie. Este mult mai scumpă decât celelalte tipuri de memorii. Este folosită în principal de procesor ca memorie de lucru curent sau ca o interfaţă între procesor şi alte tipuri de memorii sau alte elemente hardware. Uneori o singură zonă de memorie cache nu este suficientă pentru a face faţă capacităţilor procesorului şi atunci se foloseşte încă o zonă de memorie cache, numită şi de nivel 2 (Level 2).

4.2. Memoria externă

DEFINIŢIE

Memoria externă este folosită pentru stocarea datelor pe o perioadă de timp mai mare decât o sesiune de lucru a unui sistem de calcul.

CARACTERISTICI ŞI PROPRIETĂŢI

În funcţie de suportul pe care se stochează datele există două tipuri de memorie externă:
Nereutilizabilă la prelucrări automate cu calculatorul (hârtia, filmul, folia de plastic, foaia de calcul etc);
Reutilizabilă prin prelucrări automate cu calculatorul.

Memoria externă reutilizabilă prin prelucrări automate cu calculatorul poate fi pe suport sensibil la câmpul magnetic (hard disk şi floppz disk) pe suport sensibil la lumină, ce lucrează în mod optic cu raze laser (CD-ROM, CD-R, CD-RW şi DVD-ROM, DVD-RAM) şi pe suport magneto-optic.

Caracteristicile principale ale unei componente hardware de memorie externă sunt:
Tipul de memorie şi fabricantul
Volumul memoriei
Viteza de acces la informaţie
Rata de transfer a informaţiei
Tipul de interfaţă  cu sistemul de calcul
Caracteristicile de formă şi conectare




 FLOPPY DISK DRIVE

    DEFINIŢIE:

 FDD este componenta hardware, suport de memorie externă, conectată la calculator prin intermediul unei interfeţe. În unităţile de disc se introduc discuri flexibile.

CARACTERISTICI:

    Un disc de 3,5” cu formatul DS-HD (dublă faţă, înaltă densitate) are structura: 2 feţe, 80 de piste pe faţă, 18 sectoare pe pistă, capacitate 1,44 MB.
    Inventarea unităţii de floppy disc este atribuită în general lui Alan Shugart, spre sfârşitul anilor 60, pe când acesta era angajatul firmei IBM. Unitatea a fost creată în 1967, în laboratoarele IBM din San Jose.

PĂRŢI COMPONENTE:

1.CAPETELE DE CITIRE / SCRIERE – In mod normal, unităţile de floppy disk moderne au două capete de citire – scriere, ccea ce le conferă calitatea de unităţi “dublă faţă “ HD. O astfel de unitate foloseşte unul dintre capete pentru o faţă a dischetei, iar pe cel de-al doilea pentru cealaltă faţă, astfel încât discheta poate fi citită sau scrisă pe ambele feţe. Capetele se pot mişca în linie dreapta, înainte sau înapoi, pe suprafaţa dischetei, în vederea poziţionării pe pista dorită. Datorită faptului că cele două capete sunt montate pe acelaşi mecanism de deplasare, mişcarea lor nu este independentă ci simultană. Capetele sunt confecţionate din feroaliaje moi care încorporează bobine electromagnetice. Fiecare cap are o structură complexă, fiind alcătuit dintr-un cap de înregistrare centrat între două capete de ştergere tip “tunel” în cadrul aceluiaşi ansamblu. Metoda de înregistrare este denumită “ştergere tunel”; pe măsură ce este înregistrată pe o pistă, capetele de ştergere vin din spate în urma capului de înregistrare, şterg zonele preiferice ale pistei, ceea ce duce la formarea unei piste mai curate. Datele sunt forţate astfel în cadrul unei yone înguste pe fiecare pistă. Prin această acţiune se împiedică apariţia interfeţelor. În acelaşi timp, prin eliminarea marginilor laterale ale pistei, sunt îndepărtate semnale a căror amplitudine este din ce în ce mai mică şi care din această cauză ar putea crea probleme.
2.DISPOZITIVUL DE ACŢIONARE A CAPULUI – Acesta foloseşte un motor şi realizează mişcări ale capului înainte şi înapoi pe suprafaţa dischetei. Motorul folosit este de tip special şi se numeşte motor pas-cu-pas, putând efectua în ambele sensuri mişcări care să reprezinte o turaţie completă şi de aceea are puncte bine determinate de oprire. Fiecare pas defineşte poziţia unei piste pe dischetă. Controlerul comandă poziţionarea motorului prin transmiterea unui anumit număr de paşi pe care motorul îi va executa. În mod obişnuit, motorul “pas cu pas” este legat de sania capului printr-o lamelă metalică, elastică, ce se înfăşoară şi se desfăşoară pe fulia motorului, transformând mişcarea de rotaţie în mişcare de translaţie. Pentru transformarea celor două tipuri de mişcare, unele unităţi de floppy disk folosesc un alt sistem bazat pe un “şurub fără sfârşit”. În cazul acestui sistem sania capului este aşezată pe un şurub care este răsucit de axul motorului pas-cu-pas. Datorită faptului că un astfel de sistem este mai complicat, el este utilizat în unităţi de dimensiuni mai reduse cum sunt cele de 3 ½ inci. Cele mai multe motoare pas-cu-pas folosite în unităţile de floppy disk au mărimea pasului impusă de spaţiul dintre piste. În majoritatea unităţilor de floppz, motorul pas-cu-pas este un mic obiect cilindric situat într-unul din colţuri. De obicei, cursa completă a unui motor pas-cu-pas durează aproximativ 200 ms. În medie, o jumătate durează 100ms, iar o treime 66 ms. Durata unei jumătăţi sau  a unei treimi de cursă a dispozitivului de mişcare a capului este folosită la determinarea timpului mediu de acces al unităţii de floppy. Timpul mediu de acces este timpul necesar capetelor pentru deplasarea aleatoare de la o pistă la alta.
3.MOTORUL DE ANTRENARE A DISCHETEI – imprimă dischetei mişcarea de rotaţie. Viteza obişnuită de rotaţie este,  în funcţie de tipul unităţii, de 300 sau 360 rotaţii pe minut. Unitatea de 5 ¼ inch high density (HD) este singura cu turaţia de 360 rotaţii pe minut. Toate celelalte unităţi de 5 ¼ inch double density (DD), de 3 ½ ich DD, de 3 ½ inch AD şi de 3 ½ inch extra high density (ED) se rotesc cu o turaţie de 300 rotaţii pe minut. Noile mecanisme de antrenare folosesc, în majoritatea lor, un sistem de compensare automată a forţei de rotaţie, care măreşte această forţă în cazul dischetelor cu frecare mai mare, sau o micşorează în cazul celor cu frecare mai mică, menţinând tot timpul turaţia la valoarea fixată, de 300 sau 360 rotaţii pe minut.
4.PLĂCILE CU CIRCUITE – O unitate de floppy disk conţine totdeauna una sau mai multe plăci “logice” , plăci cu circuite electronice folosite la comanda capetelor de citire scriere, a dispozitivului de acţionare a capului, a motorului de antrenare a dischetei, a diferiţi senzori şi a altor componente. Placa logică reprezintă interfaţa unităţii de floppy disk cu controlerul din calculator. Interfaţa standard folosită în toate calculatoarele personale pentru unităţile de floppy disk este interfaţa Shugart Associates SA – 400. Această interfaţă inventată de Shugart în anii 70 a constituit baza pentru majoritatea interfeţelor de floppy disk.
5.MASCA – Este o piesă din plastic care îmbracă faţa unităţii de floppy disk.
6.CONECTORI – Aproape toate unităţile de floppy disk au cel puţin 2 conectori: unul de alimentare şi altul pentru cablul care asigură transferul datelor şi comenzilor către şi dinspre unitate.






UNITATEA DE STOCARE PE DISC FIX (HARD DISK)

    DEFINIŢIE

Hard disk-ul este o componentă harware, un dispozitiv utilizat la stocarea cantităţilor mare de informaţii oferind un acces relativ rapid la acestea.

















COMPONENTELE UNEI UNITĂŢI DE HARD DISK

1.    Pachetul de discuri
2.    Capetele de citire – scriere
3.    Mecanismul de antrenare a capetelor
4.    Motorul pentru antrenarea pachetului de discuri
5.    Placa logică
6.    Cabluri şi conectoare
7.    Elemente folosite pentru configurare
8.    Masca frontală (opţională)

     Toate acestea sunt introduse de obicei într-o incintă etanş numită Head Disk Assembly. Incinta HAD, considerată de obicei ca fiind o singură componentă, ce este rareori deschisă. Alte piese aflate în afară de HDA, cum ar fi masca frontală, plăcile logice şi alte componente hard folosite pentru asamblare sau configurare, pot fi dezasamblate şi scoase din unitate.
    Spre deosebire de acestea, unităţile de hard disk au de obicei mai multe discuri montate unele peste altele, fiecare disc având două feţe pe care se pot înregistra informaţiile. Cele mai multe tipuri de unităţi au cel puţin două sau trei discuri. Fiecare disc este împărţit în mai multe piste. Pistele care au aceeaşi poziţie faţă de axul pachetului de discuri, de pe fiecare faţă a câte unui disk, luate toate la un loc, formează împreună un cilindru. Unitatea de hard disk are câte un cap de scriere-citire pentru fiecare dintre feţele unui disk, toate capetele fiind montate pe un dispozitiv comun care le pun în mişcare, numit rack.
    Stocarea datelor se face prin modificarea de către capete a câmpului magnetic al suprafeţei discului pe diferite sectoare / piste.
    Capetele se mişcă împreună spre interiorul şi spre exteriorul pachetului de discuri, fără să atingă suprafaţa acestora, fiind suspendate pe o pernă de aer, la o mică distanţă deasupra sau dedesubtul fiecărei feţe de disc. În cazul în care capul ar putea veni în contact cu discul care se roteşte cu viteză mare, s-ar putea pierde câţiva octeţi de informaţie sau chiar s-ar distruge unitatea. Acest eveniment este numit coliziunea capului (head crash). Cele mai multe unităţi au pe discuri lubrifianţi speciali şi suprafeţele discurilor sunt întărite pentru a putea rezista la “decolările şi aterizările” zilnice ca şi la ciocnirile mai puternice.
    Un alt parametru important la un hard disk îl reprezintă timpul de căutare al unei piste pe disc. Această valoare se poate găsi sub diferite imterpretări. Unii producători măsoară timpul de deplasare a capului de la o pistă la alta cu valori de 1-4 ms, în timp ce alţii consideră timpul mediu de găsire a unei piste cu valori între 6 şi 13 ms.
    Interacţiunea dintre hard disk şi calculator se face printr-o interfaţă (controller). Principalele tipuri de interfeţe sunt ST 4121206, IDE, SCSI şi Fiber Channel.

     CD-ROM-UL a apărut ca o extensie a CD-ului în 1984. Este un disc de plastic cu diametrul de 4.7”. Diferenţa constă în organizarea datelor. Pe CD-ROM informaţiile sunt structurate în sectoare, care pot fi citite independent, aşa cum se procedează şi în cazul unui hard disk. Spre deosebire de hard disk-uri şi floppy disk-uri CD-ROM-ul are o singură pistă, o spirală care porneşte din centru spre marginea exterioară. Pe fiecare CD-ROM se pot stoca până la 700 MB de date sau 74 minute de muzică.
    Există două principii folosite în citirea discurilor CD-ROM: CLV şi CAV.
    CLV = Constant Linear Velocity : este o metodă care a fost utilizată la proiectarea primei generaţii de unităţi de citire. Pista de date trecea pe sub capul de citire cu o viteză constantă indiferent daca erau accesate porţiuni de pe interiorul sau exteriorul discurilor. Acest proces este posibil prin schimbarea vitezei de rotaţie în funcţie de poziţia capetelor de citire. Cu cât capetele sunt mai aproape de centrul discului cu atât viteza de rotaţie este mai mare, pentru a menţine un flux constant de informaţii.
    CAV = Constant Angular Velocity metoda folosită în majoritatea unităţilor mai noi şi rapide, inplică o viteză de rotaţie fixă a discului. Prin urmare viteza de transfer variază, datele din zona exterioară a discului fiind transferate la o rată mult mai mare. Viteza de rotaţie cunoaşte o limitare obiectivă. În cazul hard disk-urilor se pot atinge valori superioare deoarece platanele se învârt într-un mediu special şi închis. În cazul unităţilor CD-ROM vitezele mari duc la apariţia vibraţiilor şi a zgomotelor supărătoare.
    Pe piaţă se găsesc şi unităţi CD-R (recordable) şi CD-RW (rewriteable). Scrierea CD-R se bazează pe faptul că aceste discuri au un strat sensibil la temperatura care îşi poate modofica starea o singură dată. Suportul CD-R este numit şi WORM (Write Once Read Many). O bună soluţie pentru crearea CD-urilor o reprezintă unităţile CD-RW care permit scrierea discurilor de mai multe ori.



    DATE TEHNICE care trebuie urmărite la achiziţionarea unui CD-ROM:

Viteza de transfer a datelor – Această caracteristică trebuie să fie urmărită în primul rând având în vedere că ea trebuie să fie cât mai mare;
Timpul de acces – Reprezintă întârzierea dintre primirea comenzii de citire şi citirea primului bit al datelor; exprimat în milisecunde cu valoare tipică de 350 ms;
Memoria internă – Unele unităţi CD-ROM sunt livrate cu cipuri de memorie pe placa logică. Aceste cipuri joacă rolul de buffere ( stocarea datelor citite înainte de  a fi trimise calculatorului);
Interfaţa – Există două modele de interfaţă, una fiind pe 8 biţi şi cea de-a doua pe 16 biţi.
 
  Unităţi DVD – Unităţile dvd ( Digital Versatile Disk) au fost dezvoltate de câteva mari companii în domeniul mediilor de stocare optice, preum Sony şi Philips. Citirea discurilor DVD se realizează prin intermediul unei raze laser cu o lungime de undă mai scurtă decât în cazul CD-ROM-ului. Sunt posibile astfel densităţi de stocare mai mari. Stratul pe care se păstrează informaţia este de două ori mai subţire decât în cazul CD-urilor. Există astfel posibilitatea scrierii daqtelor în două straturi. Nivelul exterior, aurit, este semitransparent, permiţând citirea stratului inferior, argintat. Raza laser are două intensităţi, cea mai puternică fiind folosită pentru citirea celui de-al doilea strat.
Există trei versiuni DVD: DVD-ROM, DVD-R şi DVD-RAM.

5.    SISTEMUL VIDEO


 MONITORUL


DEFINIŢIE: Monitorul este componenta hardware prin care se prezintă sub formă de imagini şi text (afişare) informaţia generată de calculator.

CLASIFICAREA MONITOARELOR

a)    După culorile de afişare
i)    Monitoare monocrome: pot afişa doar două culori, de obicei negru şi una din culorile alb, verde sau ocru-galben.
ii)    Cu niveluri de gri: pot afişa o serie de intensităţi de culoare între alb şi negru.
iii)    Color: utilizează combinarea a 3 culori fundamentale: roşu, verde şi albastru, cu diferite intensităţi pentru a crea ochiului uman impresia unei palete foarte mari de nuanţe.
b)    După tipul semnalelor video:
i)    Monitoare digitale – acceptă semnale video digitale
ii)    Monitoare analogice pot afişa un numar nelimitat de culori datorită faptului că acceptă semnalul video analogic
c)     Dupa tipul grilei de ghidare a electronilor în tub:
i)    Cu mască de umbrire – ghidarea fluxurilor de electroni spre punctele de fosfor corespunzătoare de pe ecran este realizată de o mască metalică subţire prevăzută cu orificii fine.
ii)    Cu grila de apertură: În locul măştii de umbrire se află o grilă formatată din fire metalice fine, verticale, paralele, bine întinse şi foarte apropiate între ele.
d)    după tipul controalelor exterioare:
i)    Cu controale analogice – ajustarea afişajului se face cu ajutorul unui set de taste şi butoane speciale.
e)    După tipul constructiv al ecranului
i)    Monitoare cu tuburi catodice convenţionale(CTR)
ii)    Dispozitive de afişare cu ecran plat ( FPD)





1 Specificaţiile monitorului

Dimensiunea ecranului şi suprafaţa utilă
Lăţimea de bandă – este o măsură a cantităţii totale de date pe care monitorul le poate manipula într-o secundă şi se măsoară în MHz.
Tactul de afişare – este tactul cu care placa video trimite informaţiile grafice necesare afişării unui pixel pe ecranul monitorului.
Rata de reîmprospătare pe orizontală – este o măsură a liniilor orizontale baleiate de monitor într-o secundă.
Întreţeserea cadrelor – este o tehnologie mai veche provenită din televiziune unde iniţial se lucra cu 30 de cadre întregi de imagine pe secundă. Din cauză că rata de refresh  de 30 Hz produce pâlpâirea flagrantă a imaginii afişate, s-a divizat semnalul video în două câmpuri pentru un acelaşi cadru, rezultând câte două semicadre de imagine.
Densitatea de punct – este definită ca distanţa dintre oricare două puncte vecine de pe ecran.
Rezoluţia – capacitatea unui monitor de a afişa detalii fine.
Monitoare cu frecvenţă fixă / multisincrone.
Compatibilitatea DPMS – sau VESA DPMS , adică Video Electronics Standards Association’s Display Power Management System, este un standard care defineşte tehnicile de reducere a consumului de energie electrica şi de prevenire a arderii punctelor de fosfor ale ecranului monitorului.
Protecţia anti-radiaţie – fixează limite maxime pentru radiaţiile electro-magnetice de foarte joasă-frecvenţă.
Tratarea anti-reflexie – pentru a evita refelctarea luminii externe şi fenomenul de oglidire, ecranele monitoarelor sunt tratate cu substanţe speciale, care dispersează lumina incidentă din exterior.
Suport Plug & Play – uşurează munca de instalare şi configurare a monitorului la sistemul de calcul gazdă.

Tipuri constructive de ecrane şi tuburi

1)    Ecrane cu tub catodic
a)    Tuburi catodice cu mască de umbrire
b)    Tuburi catodice cu grilă de apertură
2)    Ecrane plate
a)    Ecranul cu cristale lichide
b)    Ecranele cu plasmă
3)    Ecrane tactile
a)    Ecrane tactile capacitive
b)    Ecrane tactile acustice
c)    Ecrane tactile rezistive
d)    Ecrane tactile cu infraroşii



 PLACA VIDEO

DEFINIŢIE:

Placa video este ansamblul de circuite care realizează prelucrările finale ale informaţiei care va fi afişată pe ecranul monitorului, generând totodată comenzile de afişare necesare spre monitor.

ARHITECTURA ŞI PĂRŢILE COMPONENTE ALE PLĂCII VIDEO

    Componentele de bază ce alcătuiesc arhitectura unei plăci video sunt:

•    Memoria video
•    Coprocesorul video
•    Regiştrii de deplasare
•    Controllerul de atribute
•    Circuitele de conversie analog-numerică
•    Video-BIOS
•    Controllerul de magistrală, generatoare de tact.

Memoria video – Pentru a funcţiona, o placă video trebuie să dispună de memorie. Memoria este folosită de sistemele de afişare ca buffer de cadre, în care imaginea de pe ecran este stocată în formă digitală, fiecărui element de imagine corespunzându-i o unitate de memorie.
Întregul conţinut al buffer-ului de cadre este citit de 44 până la 75 de ori pe secundă în timp ce imaginea stocată este afişată pe ecran.
În cazul cipurilor DRAM normale, operaţiile de citire şi de scriere nu pot fi făcute simultan.Una dintre operaţii trebuie să aştepte terminarea celeilalte. Aşteptarea afectează negativ performanţele video, viteza generală a sistemului şi rabdarea utilizatorilor. Stările de aşteptare pot fi eviate prin folosirea unor cipuri speciale de memorie, aceste memorii funcţionează precum un depozit cu două uşi – microprocesorul poate introduce date în depozit pe o uşă în timp ce sistemul video le scoate pe cealaltă. Această memorie poate avea două forme: memorie cu două porturi reale, care permit scrierea şi citirea simultană, şi cipuri de memorie video având un port care permite accesul aleatoriu pentru citire şi scriere şi un port care nu permite decât citirea secvenţială.


 6. SISTEMUL AUDIO

    Multimedia este sistemul de punere alături pe un PC a vocii, imaginii, datelor şi secvenţelor video.
    
 PLACA DE SUNET

    Calculatoarele moderne pot fi dotate cu o placă de extensie care face posibilă reproducerea muzicii sau vocii. Această placă de extensie se numeşte placă de sunet.
    Interfaţa MIDI – Musical instruments digital interface – este un concept de comunicaţie pentru instrumente electronice bazate pe interfeţe seriale. Comunicaţia are loc pe baza unui protocol, fiind posibilă astfel comunicarea mai multor instrumente de la producători diferiţi. MIDI posedă o serie de instrumente de comandă denumite MIDI EVANTS.

    Termeni şi concepte legate de plăci de sunet:

-    Înălţimea – rata de producere a vibraţiilor. Se măsoară în Hz sau cicluri pe secundă. Nu se pot auzi toate frecvenţele posibile.
-    Intensitatea – unui sunet se numeşte amplitudinea produsă de puterea vibraţiilor care produc sunetul. Tăria sunetului se măsoară în decibeli (DB).
-    Răspunsul în freacvenţă – al unei plăci de sunet este gama în care un sistem audio poate înregistra şi-sau reda la un nivel de amplitudine auditiv constant.
-    Distorsiune armonică totală – măsoară liniaritatea răspunsului unei plăci de sunet respectiv a curbei de răspuns în frecvenţă. Este o măsurare a acurateţei cu care sunetul este reprodus.

Tipuri de plăci de sunet

După modul de conectare pe placa de bază, plăcile de sunet pot fi PCI sau ISA. Odată cu consacrarea standard a magistralelor PCI, plăcile ISA au devenit tot mai rare. O placă ISA bună nu va avea performanţe mult mai slabe în coparaţie cu versiunea PCI, dar plăcile de bază noi oferă din ce în ce mai puţine sloturi ISA. Din această cauză, înainte de a se achiziţiona o placă de sunet, trebuie să se aibe în vedere dacă există slot liber pe placa de bază.








7.    
ALTELE

 CARCASĂ, TASTATURĂ, MOUSE

    Carcasa – este cutia în care se fixează o parte din componentele unui calculator.
    Tastatura – este cel mai răspândit  dispozitiv de introducere a textului pe calculator.
    Principalii parametrii de caracterizare ai unei tastaturi sunt:
•    Viteza de tastare
•    Rata de eroare
•    Rata de învăţare
•    Oboseala
•    Portabilitatea
•    Preferinţele utilizatorilor

Interfaţa tastaturii: O tastatură constă dintr-o serie de comutatoare montate într-o reţea, numită matricea tastelor. Când se apasă o tastă, un procesor aflat în tastatură o identifică prin detectarea locaţiei din reţea care arată continuitatea. De asemenea, acesta interpretează cât timp stă tasta apăsată şi poate trata chiar şi tastările multiple. Interfaţa tastaturii este reprezentată de un circuit integrat denumit kezboard chip sau procesor al tastaturii. Un buffer de 16 octeţi din tastatură operează asupra tastărilor rapide sau multiple, transmiţându-le sistemului succesiv.
În cele mai multe cazuri, atunci când apăsăm o tastă, contactul se face cu mici întreruperi, respectiv apar câteva clipuri rapide închis – deschis. Acest fenomen de instabilitate verticală a comutatorului se numeşte bounce, iar procesorul din tastatură trebuie sa îl filtreze, adică să îl deosebească de o tastare repetată intenţionat de operator.
Lucrul acesta este destul de uşor de realizat deoarece întreruperile produse de instabilitatea verticală sunt mult mai rapide decât tastările repetate cele mai rapide.

    Mouse-ul – este componenta hardware a carui mişcare pe o o suprafaţă plană este corelată cu deplasarea pe ecran a unui cursor cu o formă deosebită, de obicei săgeată, ce constituie cursorul de mouse.
    COMPONENTE:
O placă cu componente electronice
O carcasă pe care o ţinem în mână şi o deplasăm pe birou
O bilă de cauciuc care semnalează sistemului mişcările făcute
Câteva butoane
Un cablu pentru conectarea lui la sistem
Un conector de interfaţă pentru ataşarea dispozitivului la sistem.





PLACA DE REŢEA

    Facând parte din categoria plăcilor de extensie, placa de reţea este echipamentul instalat pe un PC pentru a realiza conectarea acestuia la o reţea.
    Calculatoarele personale şi staţiile de lucru dintr-o reţea locală sunt echipate de obicei cu plăci de reţea ce realizează transmisia datelor folosind tehnologie Ethernet sau Token Ring. Conexiunea realizată prin intermediul unei plăci de reţea este permanentă spre deosebire de conexiunea oferită de modem care se limitează doar la timpul cât linia telefonică este deschisă.
    Tehnologia Ethernet este cea mai răspândită în cadrul reţelelor locale. Dezvoltată iniţial de Xerox, această tehnologie a fost îmbunătăţită mai departe de Xerox, DEC şi Intel. De obicei, sistemele sunt echipate cu plăci Ethernet sau de tip 10 BASE-T.
    

MODEM-UL

    Modem-ul este echipamentul care permite unui calculator să comunice cu altul prin intermediul liniilor telefonice. Modem-ul converteşte semnalul digital venit de la calculator în semnal analogic pentru circuitele telefonice convenţionale pe bază de sârmă sau fibră optică, precum şi cele prin undă radio sau prin cablu video şi invers, adică primeşte semnal analogic şi îl converteşte în semnal digital.
    Semnalul de la portul serial al unui PC preluat de modem, este transformat în semnal analogic modular care apoi este transmis pe linie telefonică la un alt modem. Acest al doilea modem demodulează semnalul primit, îl transformă în semnal digital şi apoi în formatul interfeţei RS 232 şi il trimite prin capul de modem la portul serial al calculatorului la care este conectat.
    Marea majoritate a modemurilor disponibile pe piaţă sunt capabile să transmită şi să primească şi date de tip fax. În acest caz, dacă documentul ce se doreşte a fi trimis este în format electronic, calculatorul îl tratează ca pe o imagine scanată ce va fi trimisă ca bitmap.
    Tipuri de modem: interne şi externe.




 IMPRIMANTA

    Imprimanta este un dispozitiv ataşat unui calculator ce permite tipărirea imaginilor şi textelor aflate în calculator pe diferite formate standard de suport putând fi considerată ca un fel de maşină de scris automată.

    Imprimantele pot fi:
1)    Imprimante orientate pe caracter – memorează şi tipăresc un caracter dintr-o dată:
a)    Imprimante cu impact – caractere metalice + panglică tuşată
b)    Imprimante cu ace (matriciale) – principiul matricii de puncte pentru afişare
c)    Imprimante chimice – presiune (ardere) hârtie tratată chimic
d)    Imprimante cu jet de cerneală – picături microscopice încărcate electric
2)    Imprimante orientate pe linie – imprimante de impact la nivel de linie
3)    Imprimante orientate pe pagină – numite imprimante laser asociază tehnologia laser cu tehnologia copiatoarelor

Imprimanta matricială cu 9, 18 sau 24 de ace – realizează imprimarea prin impactul acelor din metal preţios, acţionate de electromagneşi peste o bandă tuşată, asupra hârtiei. Se caracterizează printr-o viteză de tipărire redusă, rezoluţie mică şi un zgomot pronunţat. Avntajul acestor imprimante este preţul foarte redus al consumabilelor.
Imprimanta cu jet de cerneală – funcţionează prin pulverizarea fină a unor picături de cerneală pe hârtia de imprimat. Există mai multe tehnologii de imprimare cu cerneală, cum ar fi inkjet, bubblejet, cu sublimare etc care variază în funcţie de modul de impregnare a cernelii pe foaie. În principiu, imprimarea cu cerneală constă în pulverizarea picăturilor de cerneală prin intermediul unor duze foarte fine. Avantajele oferite de aceste imprimante constau în rezoluţia bună şi viteza relativ mare de imprimare. Dezavantajul îl constituie costul ridicat al consumabilelor.
Imprimanta laser – după cum arată numele, foloseşte raze de laser sau mici diode luminiscente care încarcă electrostatic un tambur de imprimare, corespunzător caracterului care urmează a fi imprimat. Prin facilităţile oferite, ele sunt dedicate îndeosebi utilizatorilor care au nevoie de performanţă şi viteză de tipărire. În plus, costul consumabilelor raportat la numărul de pagini tipărite este mult mai redus decât la imprimantele cu cerneală. Procedeul de imprimare constă în folosirea unei raze laser pentru a atrage cerneala pe un tambur care apoi imprimă cerneala pe foaie. Această tehnologie asigură o viteză de imprimare, care poate varia între câteva pagini şi câteva zeci de pagini pe minut, alături de o reoluţie foarte bună.

    Principalii parametrii de caracterizare ai unei imprimante sunt:

Calitatea imprimării sau rezoluţia – numărul de puncte tipărite pe un inch
Viteza – se măsoară fie prin numărul de caractere tipărite pe secundă, fie prin numărul de pagini pe minut
Modalitatea de alimentare cu hârtie
Zgomotul care se produce în timpul tipăririi
Numărul de fonturi pe care le poate tipări, tipul acestora şi compatibilitatea fonturilor pentru imprimantă cu fonturile pentru ecran
Limbajul de control al imprimantei – set de comenzi
Capacitatea de emulare a imprimantei – capacitatea unei imprimante de a recunoaşte limbajul de control al altei imprimante
Costul imprimantelor
Conectivitatea
Lăţimea carului – numărul de coloane de caractere imprimabile pe hârtie
Cromatica rezultatului imprimării.

•    



 SCANNERUL

    DEFINIŢIE:

    Scannerul este un dispozitiv care transformă informaţia analogică în format digital. El se bazează pe fenomenul de modificare a intensităţii unui fascicul luminos în momentul în care acesta întâlneşte o suprafaţă de culoare oarecare.


    CARACTERISTICI

Rezoluţia
Adâncimea culorii
Suprafaţa şi viteza
Tehnologia folosită

TIPURI DE SCANNERE:

Flatbed scanners – este cel mai răspândit tip de scanner acesta asemănându-se cu un copiator
Sheetfed scanners – se aseamănă mai mult cu un fax sau cu un plotter
Drum scanners  - documentul se aşează pe un cilindru de sticlă care apoi se roteşte cu viteză foarte mare
Hand scanners – se aseamăna cu un mouse supradimensionat
Slide scanners – pentru filme foto, diapozitive, radiografii etc.

Componente software

Softurile sunt programele pentru calculator care ii permit unui utilizator sa folosească calculatorul pentru realizarea de activitati specifice cum sint editarea de text, prelucrarea grafica, etc. Un soft ("software" in lb. engleza) este alcatuit dintr-un un set de instructiuni (numite cod sursa) scrise intr-un limbaj special (numit limbaj de programare) care este inteles de calculator si interpretat in asa fel incit utilizatorul calculatorului sa poata desfasura activitatea pe care o doreste.
Componenta software principală (de bază) a unui calculator se numeste sistem de operare (SO). Sistemul de operare este programul (softul) care gestioneaza functionarea in mod unitar a componentelor hardware, adica le permite acestora sa colaboreze unele cu celelalte in scopul functionarii optime a softurilor (programelor) instalate pe calculator. SO se interpune deci intre componentele hardware si cele software iar de aici rezulta rolul sau esential pentru functionarea calculatorului. Fiecare soft (editoarele de text, programele de calcul tabelar, etc.) este specializat in realizarea anumitor sarcini si de aceea se poate spune ca fiecare soft este un fel de "creier" specializat in domeniul sau. Aceste "creiere" (diversele softuri instalate pe calculator) nu ar putea insa functiona optim daca nu ar avea la dispozitie un sistem de interactiune cu componentele hardware. Aici intervine SO care pune la dispozitie "reteaua nervoasa" prin care softul intra in contact cu "muschii" (componentele hardware) care trebuie sa produca actiunile dorite de soft (de ex. generarea de imagini, sunete, etc.).
Rolul SO nu se limiteaza insa la asigurarea unei interfete intre hardware si software, ci el are si alte roluri extrem de importante, ca de exemplu gestionarea resurselor calculatorului alocate softurilor care ruleaza in acelasi timp. Analogiile intre corpul uman si calculator sint instructive si in acelasi timp destul de usor de inteles. Daca lasam de-o parte analogia de mai sus putem sa cream o alta analogie referitoare la relatia dintre SO si softurile instalate. Sistemul de operare poate fi asemanat cu scheletul uman care ofera stabilitate si de asemenea puncte de fixare pentru muschi. Muschii sint aceia care pun in miscare diversele parti ale corpului in asa fel incit sa poata fi efectuate actiunile pe care le doreste un om (mers, alergat, apucat, zimbit, etc.). Softurile pe care le instalam pe hardisc pot fi asemanate cu muschii pentru ca ele sint acelea care ne permit efectuarea operatiunilor pe care le dorim (editare de text, vizionare de filme, etc.). Muschii nu ar putea insa functiona daca nu ar exista punctele de fixare oferite de oasele scheletului si in mod similar nici softurile nu ar putea functiona daca nu ar beneficia de suportul (ajutorul) sistemului de operare care le pune la dispozitie o parte din resursele calculatorului, in asa fel incit softurile sa-si duca la bun sfirsit sarcinile impuse de utilizator.
Numarul sistemelor de operare nu este mare, ele putind fi numarate pe degetele de la o singura mina. Acest lucru este datorat in buna masura complexitatii acestor softuri care sint de cele mai multe ori opera unor colective formate din mai multe zeci sau sute de programatori.
Cel mai raspindit SO pentru PC este Windows care exista in mai multe versiuni, dintre care cele mai noi sint Win 98 SE, Win ME, Win 2000 si Win XP, enumerate in ordinea aparitiei lor pe piata. Windows este un SO care trebuie folosit cu licenta de utilizare, fiind deci un SO care trebuie cumparat pentru a putea fi folosit in mod legal.
Primele SO pentru PC dispuneau de o interfata de comunicare cu utilizatorul bazata pe linia de comanda ("Command Line Interface" - CLI). Aceasta insemna ca un utilizator trebuia sa scrie cu ajutorul tastaturii o comanda si sa apese tasta Enter pentru ca in acest fel calculatorul sa inteleaga ce operatie are de efectuat. Crearea, stergerea sau mutarea fisierelor erau deci niste operatii relativ laborioase si pe deasupra utilizatorul trebuia sa fie mereu atent sa nu scrie o comanda gresit, caz in care calculatorul nu recunostea comanda si aceasta trebuia rescrisa. Pentru a usura interactiunea cu calculatorul a fost creata la mijlocul anilor 1980 o interfata cu SO bazata pe elemente grafice, la care nu mai era necesara scrierea comenzilor.
    Interfata grafica cu utilizatorul ("Graphical User Interface") a impus folosirea mausului in locul tastaturii ca dispozitiv de emitere de comenzi pentru calculator. Cu ajutorul mausului nu mai era nevoie sa fie scrisa comanda ci era de ajuns sa ii fie indicata calculatorului operatiunea care se dorea a fi executata. Acest lucru se realiza cu ajutorul unor simboluri grafice (constind din mici desene numite pictograme, iconite - "icons") pe care daca se facea dublu clic cu mausul erau lansate in executie diversele softuri instalate pe hardisc. Pictogramele se gaseau si in structura "butoanelor", elemente de interfata pe care daca se facea clic era lansata in executie o comanda (de ex. copierea unui fisier). Cu alte cuvinte nu i se mai "spunea" calculatorului ce sa faca, ci i se "arăta", lucru mai usor si mai putin predispus la greseli de interpretare din partea calculatorului. De asemenea, navigarea prin structura de fisiere ca si operatiile cu acestea au devenit mult mai usoare si mai intuitive decit inainte iar ca urmare folosirea calculatorului a devenit accesibila intregii populatii, indiferent de virsta sau de nivelul de educatie.
Sistemele de operare sint niste softuri complexe care se caracterizeaza prin faptul ca activitatea lor se desfasoara in cea mai mare parte in fundal si in mod automat, deci fara ca activitatea sa iasa in evidenta si fara sa fie nevoie de interventia utilizatorului calculatorului. Din aceasta cauza invatarea folosirii unui SO este usoara pentru ca acele aspecte ale activitatii sale care sint vizibile (si care deci trebuie invatate) sint de cele mai multe ori extrem de simple si se refera in principal la gestionarea fisierelor de pe hardisc si la configurarea echipamentelor hardware in asa fel incit acestea sa poata fi recunoscute de SO si astfel sa poata fi folosite corespunzator.
    Fiecare SO are nevoie softuri de aplicatii care sa fie scrise in mod special pentru el. Creatorii de softuri se orienteaza deci catre un anumit SO atunci cind se decid sa conceapa un soft. Acest lucru face ca pentru SO Windows sa existe un numar mai mare de softuri disponibile (cu plata sau gratuite) decit pentru SO Linux, explicatia fiind ca autorii de softuri pentru PC au interesul ca produsul muncii lor sa aiba o piata mai mare de desfacere. Totusi exista si pentru Linux sau BSD un numar apreciabil de aplicatii (in marea lor majoritate gratuite) in special in ceea ce priveste folosirea obisnuita a calculatorului (editare de text, explorarea internetului, etc.). Aceste SO sint insa deficitare in privinta softurilor pentru divertisment (jocuri pe calculator, programe profesionale de creare de muzica, etc.) ai caror autori se orienteaza in marea lor majoritate catre SO Windows si nu creeaza de cele mai multe ori si o varianta a softurilor pentru SO de tip Unix.
   Softurile aplicative (numite şi programe de aplicaţii) se instalează în cadrul sistemului de operare şi  permit efectuarea de sarcini diverse.
Programele de aplicaţii reprezintă nivelul superior al sistemului software, cel mai apropiat de utilizator, constituit din totalitatea programelor destinate rezolvării unor programe specifice.
Aceste programe de aplicaţii sau soft-uri de aplicaţii se împart în mai multe categorii:
•    Soft-ul specializat - este un produs specializat în rezolvarea anumitor sarcini pentru clientul care l-a comandat. Este mai costisitor, fiind realizat de obicei ca uniact, dar prezintă avantajul că este protejat împotriva pirateriei, el putându-se folosi doar pe echipamentul respectiv;
•    Soft-ul semigeneralizat - pachete de programe realizate de firme specializate care au o arie de cuprindere mare din punct de vedere al utilizatorului;
•    Soft-ul generalizat - programele din această grupa pot fi folosite de orice utilizator, fără nici o adaptare. Utilizatorul solicită programul de la firme specializate în funcţie de tipul calculatorului, de capacitatea sa de memorie şi de datele ce trebuie prelucrate. Tendinţa de realizare a acestor programe este de automatizarea a foarte multor funcţii, în condiţiile în care utilizatorul nu este un specialist în informatică.
Pentru un utilizator obişnuit cea mai mare importanţă şi utilitate o prezintă programele din categoria soft-urilor generalizate. Ele au fost create pentru uşurarea muncii  persoanelor care lucrează cu un calculator, fiecare aplicaţie având utilitatea sa. În funcţie de scopul pentru care au fost concepute, distingem:
a)    Aplicaţii pentru Birotică : ajutor, editare de text, dicţionare, imprimare, suite office,
b)    Aplicaţii pentru Fişiere : administrare, arhivare, backup, catalogare, căutare, inscripţionare, vizualizare;
c)    Aplicaţii pentru Internet : Web, e-mail, forum, chat, transfer de fişiere;
d)    Aplicaţii pentru Multimedia : audio, grafică, video;
e)    Aplicaţii pentru Programare : assembler, Basic, Pascal, C, Java, PHP & MySQL, ASP;
f)    Aplicaţii pentru Securitate : antivirus, antispysoft, antideturnare, parafoc, supraveghere, intimitate, criptare;
g)     Aplicaţii pentru Sistem : (hardware şi software) informaţii, performanţă, monitorizare, utilitare;
h)    Aplicaţii pentru Tehnice : software pentru studenţi şi ingineri

a)    APLICAŢII PENTRU BIROTICĂ

Programele de aplicaţii pentru birotică sunt destinate pentru: editare de text, imagini şi formule matematice; calcul tabelar; realizare de prezentări, baze de date, pagini Web.
Dintre programele de aplicaţii pentru birotică cel mai cunoscut program de aplicaţii este: Microsoft Office, pentru care se recomandă sistemele de operare: Windows, sau Macintosh. Pachetul cuprinde o suită de programe de aplicaţii produse de compania Microsoft, în care sunt incluse programele: WORD, EXCEL, POWERPOINT, ACCESS.
Programul de aplicaţii pentru birotică Microsoft Office cuprinde:
1.Procesoare de text şi imagine fixă tip document: WORD, WORDPAD;
2.Procesoare pentru prezentări: POWERPOINT;
3.Procesoare pentru tabele, calcule şi reprezentări grafice: EXCEL;
4.Programe de gestiune a bazelor de date: ACCESS;

b)    APLICAŢII PENTRU FIŞIERE
Dintre aplicaţiile pentru fişiere distingem câteva grupe mari de aplicaţii:
1.Administrare de fişiere: Exemplu: TOTAL COMMANDER;
2.Arhivarea fişierelor: Exemple: WinZip, EasyZip, Winrar;
3.Catalogare de fişiere; Exemplu: Agent Ransack
4.Backup: Exemplu: PowerQuest Drive Image;
4.Căutare de fişiere (pe discurile calculatorului): Exemplu: Where is it ?;
5.Inscripţionare de fişiere pe CD / DVD; Exemple:   CDR DAO , Nero ;
6.Vizualizare de fişiere; Exemplu: Quick View Plus .

c) APLICAŢII PENTRU INTERNET

Internetul oferă mai multe servicii utilizatorilor săi. Toate serviciile funcţionează în mediul client-server. Pentru a avea acces la acestea, utilizatorul trebuie să folosească programele-client adecvate: pentru fiecare funcţie există programe specifice. Cum Internetul este într-o evoluţie constantă, programele-client au tendinţa de a integra diferitele funcţii şi totul devine din ce în ce mai uşor de utilizat.
1.Suita de programe: explorare Web, e-mail, newsgroups, chat: Exemple: Mozilla , Opera
2.Explorare Web; Exemplu: Internet Explorer ;
Căutare de pagini Web: Exemplu: Copernic Agent Professional ;
Descărcare de pagini Web: Exemplu: Offline Explorer ;
Realizare de pagini Web: Exemplu: Amaya ;

World Wide Web (WWW, Web) reprezintă o adevărată bibliotecă virtuală de unde se pot obţine foarte multe documente. Rata sa de creştere a fost spectaculoasă în ultimii ani, Web-ul devenind foarte repede o sursă de informaţii obligatorie pentru mulţi oameni. Una dintre calităţile care au impus acest serviciu este faptul că celelalte servicii ale Internetului pot fi accesate, în totalitate sau în parte, prin intermediul WWW.  Pe Web se pot găsi numeroase servicii de căutare, generale sau pentru un anumit domeniu. Dacă lansăm aceeaşi căutare prin mai multe servicii de căutare, introducând aceleaşi cuvinte cheie în formulare, vom obţine rezultate diferite. În plus, rezultatele vor fi diferite de la o zi la alta pentru acelaşi serviciu de căutare.
Poşta electronică (e-mail) permite utilizatorilor de Internet să schimbe mesaje scrise în mod eficient şi rapid. În general, recepţia mesajelor se face în mai puţin de un minut de la trimitere, peste tot în lume. Pentru a participa la această activitate, utilizatorul trebuie să dispună de o adresă de poştă electronică.
Programe client: Outlook Express ;
Monitorizarea conturilor de e-mail: exemplu: Magic Mail Monitor ;
Anti-spam ; exemplu: Mailfilter
Pe Internet se întâlnesc în principal trei tipuri de forumuri. Primul tip se bazează pe poşta electronică, funcţionând prin crearea şi menţinerea unei liste de abonaţi (listserv). Toate mesajele publicate sunt dirijate către adresele de e-mail ale abonaţilor. Anumite forumuri au un moderator care filtrează mesajele.
d)    APLICAŢII MULTIMEDIA


Identificarea şi redarea fişierelor multimedia; Exemplu: Multimedia Xplorer . Programele care permit vizualizarea şi conversia a numeroase tipuri de fişiere cu grafică, precum şi aplicarea de efecte speciale imaginilor, se numesc vizor.
Afişare (redare de fişiere imagine + opţiuni pentru adaptare); Ex.: XnView , ACDsee PowerPack ;
Ascultare şi vizionare (redare de fişiere audio şi video); Ex.: Winamp  , Jet Audio Plus  ;
Vizionare (redare de fişiere video);
Creare şi editare de imagini: Exemple: GIMP , Paint Shop Pro ;
Editare (realizare de fişiere audio);
Codare (realizare de fişiere video);
Prelucrare de fişiere



e) APLICAŢII PENTRU PROGRAMARE

Un program (software) este o listă organizată de instrucţiuni care, atunci când este rulată, face ca un calculator să se comporte într-un fel predeterminat. Calculatoarele nu pot fi folosite fără programe. Un program este ca o reţetă: conţine o listă de ingrediente (numite variabile) şi o listă de comenzi (numite declaraţii) care spun calculatorului ce să facă cu variabilele. Acestea din urmă pot reprezenta date, text sau imagini grafice. Un program este realizat cu ajutorul unor limbaje de programare . De obicei, fiecare program trebuie "tradus" în limbajul maşină pe care îl înţeleg calculatoarele. Această operaţie este realizată de programe numite compilatoare, interpretoare sau asambloare. Atunci când doriţi să folosiţi un program pentru calculator, aveţi nevoie de o versiune executabilă a programului. Acest lucru înseamnă că programul este deja în limbaj maşină, adică a fost compilat, asamblat şi este gata pentru a funcţiona.

f) APLICAŢII PENTRU SECURITATE

Antivirus: Exemple: Open AntiVirus , Panda Antivirus Platinum ;
Antispysoft - Programele spion şi publicitare pot indica altor persoane felul în care este folosit calculatorul tău. Rolul programelor antispysoft este să caute prin calculator şi să elimine elementele identificate.  Exepmle: SpyBot Search & Destroy;
Antideturnare; Supraveghere;
Intimitate;
 Criptare.

g) APLICAŢII PENTRU SISTEM

Informaţii hardware şi software. Exemple: PC Wizard 2004 , Everest ;
Monitorizare hardware;
Evaluarea performanţei;
Configurare: Exemplu: X-Setup Pro ;
Optimizare;
Întreţinere şi depanare;
Utilitare pentru partiţionare hard-disk; Exemplu: PowerQuest Partition Magic

h)    APLICAŢII TEHNICE

Programele de aplicaţii tehnice reprezintă soluţii informatice pentru oameni de ştiinţă şi ingineri: calcul matematic, achiziţie de date, analiza datelor, managementul şi controlul calităţii, CAD, simulări, laboratoare virtuale, design ingineresc, designul circuitelor electronice, sisteme de control, cercetare şi educaţie. Ele sunt create în funcţie de domeniul tehnic, economic sau ştiinţific în care se utilizează.



BIBLIOGRAFIE:



    1.Băneş,A.,-Informatică şi utilizarea calculatorului
  2.Botezatu,C.,– Bezele informaticii
  3.www.microsoft.com