Cuprins

- RAM (Random Access Memory) indică faptul că memoria poate fi scrisă cât şi citită în mod aleator la orice adresă – memoria pricipală, memoria flash , discurile magnetice

- ROM (Read Only Memory) indică faptul că memoria poate fi doar citită- discurile optice şi memoriile care conţin firmware (= software care gestionează echipamente hardware )

- RW (Read Write) indică faptul că memoria poate fi scrisă cât şi citită într-o anumită ordine – discuri optice – reinscriptibile

- R (Recordable) este asemănătoare cu ROM pentru discurile optice. Pentru CD-R şi DVD-R inscripţionarea poate fi realizată cu ajutorul unui program iar pentru CD-ROM şi DVD-ROM se realizează din fabrică

Evoluţia procesoarelor constă în mărirea vitezei de lucru în timp ce evoluţia memoriilor are loc în sensul măririi capacităţii de stocare. Rămâne în urmă viteza de acces la memorie care este mai redusă decât viteza de prelucrare a procesorului. De aici apare o desincronizare al cărei efect aste faptul că procesoarele sunt supuse unor timpi de aşteptare în care solicită informaţie din memorie.

Avem două tipuri de memorii:

1) Memoria principală (RAM):

- Are viteza mărită

- Stochează pe termen scurt datele

- Livrează rapid informaţi procesorului

- Este neremanentă, adică păstrează informaţia doar pe durata funcţionării calculatorului

2) Memoria externă

- Este remanentă

- Acces lent la suporturile de memorie : CD, DVD, hard-disk, flash, dischetă

Memoria principală acoperă timpii de aşteptare dar avem două desincronizări.

1) Între memoria principală şi memoria permanentă rezolvată prin:

- Creşterea vitezei de rotaţie a discurilor

- Folosirea unor zone de memorie de tip buffer

- Utilizarea unor interfeţe (mai performante) de comunicare între cele două memorii: SATA, IDE, SCSI, USB

2) Între memoria principală şi procesor, rezolvată prin intermediul memoriei cache:

- Memoria cache are capacitate redusă şi memorează temporar instrucţiuni de program din memoria principală

Deci viteza unui procesor depinde de viteza de transfer între memorii şi viteza de transfer între procesor şi celelalte componente. Aceşti parametri sunt fixaţi de placa de bază.

Salvarea este operaţia prin care utilizatorul decide ce anume va prelua din memoria principală pentru o stocare permanentă. Altfel toate informaţiile din memoria principală se vor pierde.

Încărcarea este operaţia prin care utilizatorul hotărăşte ce program să fie executat sau ce fişier să fie deschis în memoria principală.

Pe lângă cele două memorii descrise mai sus avem şi memorii de capacitate redusă, cum ar fi:

- Regiştrii: ţin de nucleul procesorului şi memorează datele imediate din calcule

- Memoria plăcii de bază: păstrează programul firmware

- Memoria VideoRAM: este inclusă în placa video

Memoria internă este acelaşi lucru cu memoria principală. Dar de fapt, memoria internă conţine toate componentele de memorare care nu sunt externe.

Memoria RAM este şi ea tot o memorie principală.

Capacitatea memoriilor

Aceasta se măsoară în byte şi multiplii săi: 1 byte = 8 biţi = 1 octet.

Multiplii săi sunt: kilo = 2¹⁰, mega = 2²⁰, giga = 2³⁰, terra = 2⁴⁰ , peta = 2⁵⁰ , exa = 2⁶⁰ , zetta = 2⁷⁰ , yotta = 2⁸⁰ . Şi totuşi se obişnuieşte aproximarea : 2¹⁰ = 1024 ≈ 1000 = 10³ .

Din 1999 s-au introdus prefixe noi pentru multiplii de tip binar pentru a evita confuzia cu puterile lui 10. Astfel avem multiplii: kibi (Ki), mebi (Mi), gibi (Gi), tebi (Ti), pebi (Pi), exbi (Ei), zebi (Zi), yobi (Yi).

Dispozitivul de memorie cu cea mai mare capacitate este HDD. Capacitatea acestora a evoluat de la 5 MB (în anii `50) la câţiva terabyte în prezent. Hard-disk-ul apare şi în playere multimedia portabile cu memorie mare (IPod).

Memoria de tip flash existentă în camere digitale, playere, USB-uri pot stoca până la zeci de GB.

Capacităţile uzuale ale CD-urilor sunt de 650-700 MB dar există şi de 870 MB.

Capacitatea unui DVD este de aproximativ 4,3 GB.

Capacitatea memoriei principale are efect asupra performanţei sistemului. Memoria principală o regăsim sub forma unor plăcuţe RAM de diverse capacităţi. Putem adăuga astfel de plăci RAM în limita numărului de sloturi de pe placa de bază.

Capacitatea memoriilor intermediare (buffer şi cache) este redusă, având câţiva megabytes pentru memoriile buffer de la imprimante şi de la sute de kilobytes până la peste 1 MB pentru memoria cache a procesorului.

Capacitatea memoriei plăcii de bază (EEPROM sau flash) este redusă, de la 128 KB până la peste 1 MB.

Componenta de procesare

Este cunoscută şi ca CPU (Central Procesing Unit)= procesor.

Procesorul este format din:

- UC unitatea de comandă care gestionează ordinea de execuţie a instrucţiunilor

- UAL unitatea aritmetico-logică care realizează calculele efective

o Operaţii aritmetice: +, *, -, /

o Operaţii logice: AND, OR, NOT

o Conţine regiştrii care reprezintă zone de memorie incluse în procesor, ce păstrează temporar datele operaţiilor din UAL

- Memoria cache internă este inclusă în procesor pentru o accesare mai rapidă a memoriei principale

- Unităţi de calcul extins şi coprocesoare: componentele MMX sau 3DNOW pentru operaţii cu sunet şi imagine

Performanţa unui procesor depinde de:

- Frecvenţa acestuia, măsurată în Hertzi, reprezentând viteza de lucru

- Spaţiul de adresare este capacitatea de memorie principală cu care procesorul poate lucra. Spaţiul este dat de numărul de biţi folosiţi de procesor care poate fi de 32 biţi sau de 64 biţi. Unul de 32 biţi poate adresa 4 GB.

- Anumite plăci de bază permit utilizatorului să schimbe frecvenţa procesorului prin operaţia de overclocking (mărirea frecvenţei) sau de underclocking (scăderea frecvenţei).

- Memoria cache asigură comunicarea rapidă cu memoria principală.

- Tehnologia de construcţie a procesorului

Sarcinile procesorului au fost preluate în timp de către:

- Procesorul grafic şi cel audio

- Chipset-ul responsabil cu coordonarea comunicării între componentele calculatorului şi procesor

Procesorul se încălzeşte în timpul lucrului necesitând sistem de răcire (cooler), care se lipeşte de procesor printr-o pastă conductoare de căldură.

Cooler-ele pot fi:

- Pasive: reprezentate printr-un radiator prevăzut cu lamele care disipă căldura

- Active: ventilator alimentat electric

- Software: reprezentat prin programe capabile să scadă frecvenţa de lucru a procesorului

Componenta de interfaţă

Interfaţa de intrare

Este formată din dispozitivele ce introduc datele în sistemul de calcul asigurând funcţia de scriere.

1) Tastatura : permite introducerea textului de către utilizator

Este formată din :

- Zona alfanumerică

- Zona funcţională (ESC +F1…F12)

- Zona navigare (săgeţile, Del, salt în pagină)

- Zona numerică redusă

La momentul actual există tastaturi flexibile, segmentate sau tastaturi ce conţin taste pentru acces rapid la Internet şi pentru playere.

Există şi tastatura virtuală:

- Este afişată pe un ecran obişnuit şi acţionată prin mouse

- Este afişată pe ecran senzitiv şi acţionată prin presiune directă cu degetele sau cu un pix digital. Aceste tablete digitizate pot recunoaşte şi scrisul de mână cu pixul (online-handwriting)

- Proiectată luminos pe o suprafaţă oarecare şi funcţionează prin blocarea luminii cu degetele

Tastaturile miniaturale sunt optimizate pentru thumbing (tastare cu degetul mare).

2) Mouse

- Există pe piaţă mouse-uri cu 5 butoane. În afară de cel stâng/ drept, celelalte pot fi programate să execute anumite operaţii realizate frecvent în anumite programe.

- Mouse-ul se mişcă în plan. El poate fi mecanic/ optic.

- Variante de mouse: touchpad, trackball, stylus, digital pen, light pen, varainte de joystick, volan, mouse pentru picior

3) Scanner

- Instrument utilizat pentru digitizarea imaginilor preluate de pe o suprafaţă plană sau tridimensională

- Cele mai uzuale sunt scannerele cu pat , asemănătoare xerox-ului

Scannerele se caracterizează prin rezoluţie = numărul de puncte generate raportat la suprafaţă.

4) Webcam

- Transferă imaginea în timp real în memoria externă a calculatorului

- Dacă mai multe calculatoare legate în reţea sunt dotate cu webcam-uri putem realiza o videoconferinţă

- Se caracterizează prin rezoluţie măsurată în megapixeli

5) Tuner

- placă adaptoare care preia semnal video analogic şi transformă în semnal digital

- poate conţine program de decodare a semnalului TV

6) Microfon

- Se poate utiliza pentru a înregistra sunetul sau pentru a-l retransmite prin calculator şi sistemul Voice-over-IP. Sistemul VoIP va înlocui în timp, telefonia fixă.

- Poate fi folosit pentru introducerea textului prin dictare; pentru executarea de comenzi sau pentru identificarea persoanelor

7) Cititoare de coduri de bare

- Folosite pentru inventarierea produselor

- Codul de bare este citit printr-un sistem similar scanner-ului

8) Cititoare de caractere magnetic

- se utilizează în domeniul bancar

- presupune scrierea textului cu o cerneală specială (cu proprietăţi magnetice) datorită căreia citirea se poate efectua şi dacă caracterele sunt invizibile sau acoperite de strat protector

9) Cartele inteligente

- Dispozitive de memorare cu procesor dar care îşi preiau energia din dispozitivul de citire

- SIM-urile, carduri bancare, legitimaţii

Interfaţa de ieşire

1) Monitorul

- O primă caracteristică este dată de rezoluţie = numărul de pixeli ce formează o imagine

- Distanţa dintre pixeli este dot pitch

Calitatea imaginii depinde de diagonala monitorului (o altă caracteristică a monitorului). Pentru 15 sau 17 inch putem avea o rezoluţie 1280 x 1024 sau 1024 x 768. Dacă valorile sunt mai mici atunci avem toate şansele să vedem pixelii şi chiar distanţa dintre ei.

Altă caracteristică este dată de tipul monitorului:

- Cu tub catodic (CRT)

- Cu ecran plat

Cele cu ecran plat pot fi:

- Cristale lichide ( TFT, LCD) care filtrează lumina printr-o peliculă de cristale lichide

- Plasmă (PDP): pelicula este formată din celule cu gaz

- diode emiţătoare de lumină (LED): ecrane de dimensiuni foarte mari folosite în aer liber

Alte caracteristici:

- timpul de răspuns

o procesul prin care se modifică starea cristalelor lichide şi care se observă în modificarea culorilor la imagini aflate în mişcare

o cele mai avansate au un timp de răspuns de 2 milisecunde iar ele mai slabe au 12 sau 16 milisecunde

- rata de refresh

o frecvenţa cu care imaginea este refăcută (de sus în jos)

o la o rată sub 70 Hz apare efect de pâlpâire

Funcţionarea monitorului depinde de placa video la care se conectează. Ea poate fi:

- conectare VGA – pentru CRT dar şi LCD

- conectare DVI – pentru LCD, videoproiector, televizoare

Placa video conţine propriul procesor (GPU), propriul sistem de răcire, propria memorie principală (Video RAM). Procesorul calculatorului este degrevat de o parte din sarcini, acestea fiind transferate procesorului grafic. Piaţa plăcilor video este disputată între producătorii NVidia (ce produce GeForce) şi ATI ( cu Radeon). Plăcile încorporate în placa de bază au performanţe reduse deoarece sarcinile sunt executate de procesorul central.

2) Imprimanta

- Ajută la imprimarea informaţiei pe foi

- Tipuri:

o Cu toner

o Cu jet de cerneală (ink-jet, bubble-jet)

o Vopsea (solid ink, dye-sub) folosite mai mult pentru poze

o Fără cerneală= transformă cerneala în cristale direct în hârtie

Interfaţa de intrare-ieşire

1) Placa de sunet

2) Placă video

3) Touch screen

4) Inprimante multifuncţionale( scanner, xerox, imprimantă)

5) Joystick ( pot genera vibraţii în mâini)

6) Placa de reţea

7) Modem

a. modem dial-up sau ADSL = comunică prin cablu de telefonie fixă

b. Modem de cablu = prin cablu TV

c. Modem optic = prin fibră optică

d. Modem radio = prin unde radio (cele din celulare)

Componente suport

Placa de bază (Motherboard)

Principala caracteristică este asigurată de : frecvenţa FSB şi dotări.

Frecvenţa FSB

- reprezintă viteza magistralei între procesor şi celelalte componente. Dacă este sub cea a procesorului apar erori.

Dotările

- chipset

- conectori pentru diferite componente

- magistralele dintre conectori

- BIOS-ul

Conectorii sunt monitorizaţi de controllere.

Slotul este un conector de tip fantă. Socketul este un termen utilizat pentru suprafaţa de conectare a procesorului. Interfaţa reprezintă conectorul pentru celelalte dispozitive.

Interfaţa USB este folosită de mouse şi / sau tastatură

- Memorii flash

- Imprimante, webcam, playere

Interfaţa PS 2 permite conectarea mouse-ului şi a tastaturii.

Interfaţa paralelă permite conectarea imprimantelor.

Interfaţa fără fir (wireless) este folosită de:

- Bluetooth

- Wi-fi

BIOS

Este un program de tip firmware stocat în memoria ROM. Bios-ul asigură:

- Detectarea componentelor hardware conectate

- Modificarea frecvenţei procesorului

- Urmăreşte temperatura procesorului

- În etapa de bootare putem stabili în BIOS de pe care suport de memorie externă să fie încărcat sistemul de operare

Carcasa

Poate fi: tower sau desktop.

Componenta software

Componenta soft este reprezentată prin (după cum reiese din imagine):

- sistemul de operare ce rulează pe calculator permite utilizarea acestuia

- sistemul utilitar întreţine şi protejează sistemul

- softul aplicativ conţine programele şi documentele utilizatorului

Sistemul de operare

Este un ansamblu de programe ce gestionează resursele calculatorului şi asigură interfaţa cu utilizatorul.

Interfaţa logică

Asigură comunicarea utilizatorului cu calculatorul prin:

- linie de comandă: utilizatorul tastează comenzile (MS-DOS, UNIX, LINUX)

- interfaţa grafică (GUI): utilizatorul selectează cu mouse-ul în mod vizual (Windows)

Drivere

Programe ce asigură funcţionarea echipamentelor hard. Există drivere:

- specializate: nu sunt incluse în S.O. şi se cumpără o dată cu echipamentul hard

- generice: sunt incluse în S.O.

Componente reutilizabile

Sunt conţinute în S.O. şi folosite de alte programe .

De exemplu biblioteca DirectX utilizată de programele ce conţin imagine şi sunet a fost creat pentru jocuri iar acum e utilizat de programele de tip CAD şi multimedia iar varianta DX10 este utilizată de Windows Vista în gestiunea interfeţei cu utilizatorul.

Funcţiile sistemului de operare

- Gestionează memoria principală

o Protejează memoria ocupată de S.O.

o Are grijă ca două programe să nu ocupe aceeaşi zonă de memorie

o Gestionează memoria virtuală necesară pentru un program care nu încape în memoria principală (modulele de program sunt încărcate în memoria principală numită memoria virtuală ≈ 500MB)

- gestionează procesele aflate în executare (un proces este imaginea unui program din memoria principală)

- asigură funcţionarea componentelor hardware

- asigură conectarea la reţele prin intermediul protocoalelor

- asigură securitatea datelor la nivel local / extern

- gestionează informaţia depozitată în fişierele şi directoarele aflate în memoria externă

Gestiunea fişierelor şi directoarelor

Informaţia este depozitată în fişiere care , la rândul lor, sunt grupate în directoare. Directoarele sunt grupate sub forma unui arbore răsturnat, în care:

- rădăcina este spaţiul de pe hard disk (C:)

- directoarele pot conţine alte directoare şi fişiere sau pot fi goale. Fiecare director se identifică printr-un nume

- fişierul este cel ce conţine informaţia propriu-zisă şi poate fi : text, audio, video, imagine etc. Tipul datelor conţinute în fişier este dat de extensia fişierului (1- 4 caractere) ce urmează numelui acestuia. Ex: NumeFisier.extensia.

Numele fişierului poate fi modificat de utilizator iar accidental poate fi modificată şi extensia. Dacă se schimbă extensia, sistemul de operare nu mai poate recunoaşte programul cu care poate fi deschis.

Extensiile pot fi ascunse pentru a preîntâmpina astfel de situaţii. Extensiile sugerează utilizatorului tipul informaţiei din fişier, dacă el este arhivat precum şi programul cu care poate fi deschis.

Câteva extensii de fişiere şi programele folosite pentru deschiderea lor:

Denumire fişier	Extensia	Programul utilizat
Fişier text	.txt	Notepad
	.doc, .rtf, .docx	Word
	.pdf	Acrobat
	.htm, .html	Mozilla Firefox, Internet Explorer, Opera
Fişier imagine	.bmp	Paint
Fişier imagine	.tiff, .psd	Photoshop
Fişier sunet	.wav	MediaPlayer
Fişier video	.vob	MediaPlayer
Tabele şi baze de date	.dbf, .dbc	VisualFox
	.xls, .xlsx	Excel
	.mdb, .mdbx	Access
Prezentări	.pps, .ppt, .pptx	PowerPoint
Programe executabile	.exe	Se deschid prin dublu click
Imagini comprimate	.jpg, .jpeg, .png, .gif
Sunet comprimate	.mp3, .wma
Video comprimat	.mpg, .avi
Arhive	.ace, .rar, .zip

Pentru a găsi un fişier într-o structură arborescentă putem utiliza programul Windows Explorer (de tip File Manager) care conţine instrumentul de căutare (search).

În caseta de căutare se va scrie numele folderului sau a fişierului căutat. Dacă nu se cunosc câteva litere din nume, acestea se vor înlocui cu ? . Dacă nu se cunoaşte un şir de caractere se va înlocui cu * .

Exemple:

1. Căutăm toate fişierele care încep cu litera m şi au extensia .jpg : m*.jpg

2. Căutăm toate fişierele care au extensia .exe : *.exe

3. Căutăm fişierele cu numele program dar nu cunoaştem extensia : program.*

Sistemul utilitar

Întreţinerea sistemului utilitar

Partiţionarea presupune împărţirea spaţiului de pe disc în mai multe partiţii care vor primi câte o literă începând de la C: (este pentru hard disk)

- ea se poate realiza atunci când instalăm S.O. sau cu ajutorul programului PartitionMagic după ce s-a instalat S.O.

Existenţa partiţiilor presupune:

- organizarea informaţiilor astfel încât căutarea se realizează mai rapid

- acţiunea viruşilor afectează (în general) numai o parte a partiţiilor

- blocarea accesului utilizatorilor la anumite partiţii

Partiţionarea este urmată de formatare.

Formatarea presupune:

- ştergerea tuturor informaţiilor de pe partiţie

- împărţirea spaţiului în sectoare. Acestea ajută sistemul de operare să regăsească folderele şi fişierele

- crearea sistemului de fişiere (tabela de alocare a fişierelor)

Sistemul de fişiere creat prin formatare pentru Windows este NTFS. El oferă o protecţie superioară a fişierelor şi o gestionare complexă a drepturilor de modificare / acces la folder / fişier.

Sistemul FAT32 ( până la Windows XP) nu poate lucra cu fişiere mai mari de 4 GB şi nu poate formata partiţii mai mari de 32 GB.

Formatarea se realizează în MyComputer astfel: poziţionăm mouse-ul pe suportul de memorie şi apăsăm click dreapta. Din lista ce apare alegem opţiunea Format. Quick Format realizează formatarea dar fără scanarea sectoarelor defecte de pe disc.

Scanarea se realizează în scopul detectării sectoarelor de disc defecte. Din MyComputer, dăm click dreapta pe discul de scanat. Apoi alegem Properties → Tools →Error checking. Operaţia se execută atunci când nu rulăm alte programe.

Defragmentarea se realizează cu programul Disk Defragmenter. După un timp mai îndelungat când au loc mai multe ştergeri şi salvări se vor elibera zone de dimensiune mică. O parte din ele se reacoperă cu alte fişiere mici. Atunci când vom salva un fişier mai mare, acesta va fi împărţit în fragmente pentru a ocupa zonele mai mici, rămase libere. Când vom solicita acest fişier vor fi necesare mai multe căutări pe disc pentru a regăsi tot fişierul, ceea ce duce la scăderea vitezei de acces.

Defragmentarea încearcă să reorganizeze fişierele în zone continue de pe disc. Gradul de fragmentare poate fi obţinut cu opţiunea Action →Analiyze din programul Defragmenter. Indicat este a se folosi defragmentarea atunci când gradul de fragmentare depăşeşte 15%.

Disk Cleanup elimină informaţiile nefolositoare de pe hard disk. Informaţiile eliminate sunt:

- fişiere din Recycle Bin (Coşul de gunoi)

- fişiere temporare create de anumite programe

- fişiere temporare create în timpul navigării pe Internet

Comprimarea fişierelor

Comprimarea presupune:

- reducerea spaţiilor de stocare deci rămâne mai mult spaţiu de utilizat

- măreşte viteza de transfer între componentele informatice

Comprimarea se poate efectua cu pierderea informaţiei sau nu. Pentru fişiere ce conţin programe, texte sau baze de date este necesară comprimarea fără pierderea informaţiei.

În cazul fişierelor multimedia (sunet şi imagine), percepţia umană poate tolera lipsa integrităţii informaţionale, deci ele se pot comprima cu pierdere.

Arhivarea fişierelor generează o arhivă ce are ca extensie . zip, .rar sau . ace. Arhiva, care poate conţine mai multe fişiere este folosită la transportul informaţiei prin reţele sau cu memorii externe. Pentru a folosi fişierele comprimate trebuie să utilizăm dezarhivarea (extragerea).

Putem avea:

- arhive executabile: au extensia exe şi pot fi dezarhivate chiar dacă programul de arhivare nu există.

- Arhive multivolum : arhiva este împărţită în fragmente cu dimensiunea dorită. Primul volum are extensia normală iar restul au numere.

Soft aplicativ

- este format din programe care nu sunt necesare sistemului de operare şi servesc numai utilizatorului exclusiv.

Putem întâlni următorii termeni:

- Freeware : soft gratuit cu utilizare nelimitată

- Alfa version, Beta version: versiuni de soft nefinalizat

- Home edition: soft limitat la nevoi casnice, orientat spre utilizator

- Professional edition: soft ce serveşte nevoilor avansate pentru profesionişti

- Enterprise edition: soft cu caracter economic

- Open source: software la care este distribuit şi codul sursă pe lângă forma executabilă (Linux şi PHP)

- Adware, Spyware: programe ce afişează reclame sau culeg date despre utilizatori, asociate cu viruşii. De obicei însoţesc alte programe şi pot ocupa memoria principală

- Demo: soft demonstrativ, cu funcţionalitate limitată

- Eduware, Tutorial: program de învăţare şi de asistenţă în utilizarea altor programe

- Shareware, Trial: program complet ce are termen de expirare al utilizării

- Service pack, Upgrade: program ce completează sau corectează alte programe distribuite anterior

- Software comercial: program distribuit pe cale comercială, cu licenţă de utilizare, protejat împotriva copierii şi cu suport de help