Structura si functionarea unui calculator

STRUCTURA SI FUNCTIONAREA UNUI CALCULATOR

Din cele mai vechi timpuri, oamenii au numarat, socotit si masurat lucrurile, le-au trecut pe raboj si au comunicat altor oameni despre aceste lucruri. „Lucrurile” acestea puteau fi numarul de oi dintr-o turma, greutatea unui copil, marimea unui camp, timpul scurs de la ultima seceta sau intensitatea unui cutremur.
Hardware

Unitatea de sistem este partea cea mai importantă a calculatorului. În ea e adăpostit procesorul, diferite tipuri de memorii şi partea electronică răspunzătoare de controlul tuturor celorlalte componente. Ea mai conţine un ventilator pentru sursă şi un cooler pentru procesor.

· Placa de bază

Aceasta este componenta principală a unui calculator. Pe ea sunt montate toate plăcile(video, sunet, modem), procesorul şi memoria. La pornirea unui calculator pe monitor sunt afişate pe ecran toate componentele calculatorului configurate de BIOS-ul acestei plăci.

· Procesorul

Durata necesară unui calculator ca să execute o activitate depinde de o serie de factori. Primul este viteza procesorului – circuitul (chip-ul) care reprezintă ”miezul” calculatorului. Acesta se măsoară în megahertzi(MHz) şi, cu cât numărul acesta e mai mare cu atât e mai rapid procesorul ( poate efectua mai multe operaţii pe secundă.

Chip-ul procesorului şi componenta electronică pe care se bazează sunt cunoscute sub numele de Unitatea Centrală de Procesare (CPU= Central Processing Unit).

Pe el se află un ventilator numit COOLER care răceşte procesorul.

· Sursa

Sursa este transformatorul calculatorului, care îi dă curent necesar plăcii de bază pentru a funcţiona componentele calculatorului, şi mai ales protejează calculatorul de stricăciunile pe care le poate face un curent electric mai puternic sau mai slab.

Memoria

Definiţia dată unui calculator cuprinde ideea de stocare: calculatorul trebuie să poată stoca rezultatele calculelor şi operaţiilor efectuate. In practică, un calculator trebuie să stocheze o cantitate uriaşă de informaţie şi necesită diferite tipuri de memorii; dintre acestea, la două se face de regulă referire în reclama pentru calculatoare: RAM şi spaţiul de pe HDD.

· RAM ( Random Acess Memory – „memorie cu acces aleatoriu”) este folosită de calculator ca un fel de zonă de lucru în timp ce efectuează o anumită operaţiune. Aici sunt reţinute listele de comenzi cu care se operează la momentul respectiv, datele cu care se operează, precum şi rezultatele intermediare ale operaţiilor efectuate. Componenta notată cu „R” din RAM (Random- „aleatoriu”) precizează principalul ei avantaj: memoria permite accesul aleatoriu, ceea ce poate avea acces direct la oricare din părţile sale – nu trebuie să caute mereu de la un capăt la altul până găseşte ceea ce îl interesează. Acest lucru îi dă rapiditatea specifică.

Capacitatea memoriei se memoriei se măsoară în bytes. Un byte constă în opt biţi.

· ROM („Read Only Memory”- „memorie care poate fi numai citită”).

Aici sunt stocate programele calculatorului de nivel inferior – cele care îi dictează ce comportament să adopte, cum să-şi controleze circuitele, cum să trateze diverse tipuri de dispozitive de intrare etc. ROM diferă de RAM în două feluri: mai întâi, nu se schimbă după ce calculatorul este programat şi asamblat (poate fi citită dar nu poate fi scrisă); în al doilea rând conţinutul ei rămâne neschimbat chiar şi atunci când

calculatorul e închis (RAM este „volatilă” – conţinutul ei se şterge dacă se întrerupe alimentarea de la sursa de energie electrică).

· Hard Disk-ul

După viteza de prelucrare a datelor şi valoarea memoriei de tip RAM, următorul factor determinant al puterii calculatorului este dimensiunea spaţiului de pe hard disk. Un hard disk este un dispozitiv de stocare a informaţiei. Este mult diferit faţă de RAM din mai multe motive.

Mai întâi, hard disk-urile înregistrează magnetic informaţia, cam cum se înregistrează pe discurile muzicale sau pe casete video. Discurile nu sunt „volatile”. Odată înregistrată informaţia, aceasta rămâne pe hard disk până când este schimbată sau ştearsă.

În al doilea rând, procesul de imprimare a informaţiei pe HDD sau de prelucrare a ei pe un HDD implică o mişcare de tip mecanic. Discul se învârteşte cu viteză mare, constantă, iar un cap de citire (şi scriere) se mişcă, intrând sau ieşind pe suprafaţa lui.

Acest cap de citire / scriere poate schimba polarizarea unor minuscule particule magnetice de pe suprafaţa discului şi pot, de asemenea, detecta polarizarea particulelor. Componentele mobile se uzează prin această mişcare; fiabilitatea lor este mai bună decât cea a memoriei RAM, cu alte cuvinte discurile sunt mai susceptibile să funcţioneze prost decât RAM, care nu presupune mişcare.

Componentele mobile mai provoacă şi întârzieri în procesele de citire şi de scriere, în vreme ce citirea de pe RAM e aproape instantanee. Capacitatea discului se măsoară în bytes.

Dischetele, CD-ROM-uri, DVD-uri.

Hard disk-urile enumerate mai sus sunt incorporate în calculator. Acestea rămân în calculator şi, în general, nu se transferă de la un calculator la altul. Există însă o serie întreagă de dispozitive de stocare mobile, care pot fi transferate cu uşurinţă de la un calculator la altul sau pot fi folosite ca suporturi de securitate (siguranţă), în caz de pierdere, deteriorare sau furt al calculatorului.

Dischetele (floppy disk-urile)

Alte tipuri de discuri sunt dischetele ( primele discuri mobile erau păstrate în învelitoare flexibile, şi de aici denumirea de „floppy disks”; cele de concepţie mai nouă, folosesc o carcasă rigidă de plastic cu o închizătoare metalică culisată).

Cel mai cunoscut tip de dischetă are 1,44 MB. Aceasta are spaţiu suficient pentru a cuprinde multe documente standard cuprinzând texte procesate, care pot fi transferate de la o persoană la alta.

La fel cum memoria de tip RAM mai este cunoscută şi sub denumirea de „memorie de lucru” sau „memoria principală”, discurile şi dischetele sunt numite adesea memorie auxiliară ( backing storage) sau memorie secundară (secondary storage).

· CD-ROM şi DVD :

Până nu demult, dischetele reprezentau şi principalul mod de încărcare a programelor pe calculator. Astăzi însă, software-ul este cel mai adesea furnizat pe CD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory). Ca mod de prezentare, un CD-ROM nu se deosebeşte de un CD cu muzică şi, de fapt, mai toate dispozitivele de citire a CD-urilor din calculatoare pot să redea şi muzică (CD-uri audio).

Evoluţia de la dischetă la CD-ROM, ca mijloc preferat de distribuire a software-ului, s-a produs în principal din cauza dimensiunilor sistemelor moderne de software: acestea au nevoie de mai mult spaţiu de stocare (în parte, acest lucru se datorează funcţionalităţii suplimentare şi în parte faptului că programele respective conţin, prin proiect, mai multe elemente de grafică şi pot include şi alte elemente de multimedia). Şi, în plus un CD-ROM poate îngloba informaţia conţinută în 460 de dischete – aproximativ de 650 de MB.

CD-ROM drives (partea din calculator care citeşte CD-ROM-urile) sunt oferite în prezent ca elemente standard la toate calculatoarele. Singura valoare de performanţă la care trebuie acordată atenţie este viteza acestuia; ea este întotdeauna exprimată ca multiplu al vitezei unui CD-player muzical obişnuit: astăzi, se consideră ca fiind standard drive-urile de CD-ROM cu viteza de 50X sau 52X.

CD-ROM-urile sunt pe cale de a fi depăşite de către DVD-uri (Digital Versatile Disk – “discuri digitale polifuncţionale” ), care arată la fel, dar au o capacitate de stocare cu mult mai mare – de până la 4,3 GB.

Pentru a înregistra informaţia pe un CD, este nevoie de un dispozitiv de inscripţionare pe CD – CDWriter sau CDReWriter . Informaţia este imprimată printr-un cod pe suprafaţa CD-ului, sub forma unor minuscule orificii, care sunt detectate de un fascicul de raze laser.

CD-urile diferă de discurile magnetice (HDD şi dischete) prin faptul că orificiile efectuate în suprafaţa de citire/inscripţionare a CD-ului sunt permanente: odată create ele nu pot fi schimbate sau şterse (deci, e memorie de tipul „numai citire” Read-Only Memory). Mijloacele magnetice de transmitere a informaţiei, pe de altă parte, pot fi

schimbate după dorinţă. Din acest motiv, hard disk-urile vor continua să rămână mijloacele preferate de stocare a informaţiei în aplicaţiile pe calculator obişnuite în birouri, până la apariţia CD –urilor de tip re-recordabile( care pot fi scrise sau şterse de mai multe ori) performante.

Componentele periferice

La majoritatea sistemelor de calculatoare, cele trei elemente de bază sunt tastatura şi mouse-ul( folosite pentru input), respectiv monitorul(folosit pentru output).

· Tastatura

O tastatură este un set de taste care oferă posibilitatea de a introduce informaţii şi comenzi într-un calculator. Aceste taste sunt de trei feluri

– Taste alfanumerice: litere şi numere;

– Taste cu semne de punctuaţie: virgula, punctul, două puncte;

– Taste speciale: taste cu funcţii speciale, taste de control, taste cu săgeţi, taste pentru majuscule etc.

· Monitorul

Este obiectul care seamănă cu televizor. Aceste ecran se numeşte monitor (pentru că monitorizează ceea ce se întâmplă în interiorul calculatorului) sau VDU (visual display unit – „unitate de afişaj vizual”).

Cele mai multe programe sunt concepute în aşa fel încât îţi lasă impresia că sunt introduse datele direct de la tastatură sau de la mouse direct pe monitor; de fapt introducem în procesor şi acesta ne arată ce a primit, afişând pe ecran. Cele mai multe programe ne prezintă, de asemenea feedback-ul corespunzător avansului înregistrat în funcţionarea lor, afişând datele de ieşire pe ecran.

· Mouse-ul

Multe programe se prezintă pe ecran ca un GUI(Graophical User Interfaces – „interfeţe grafice cu utilizatorul”). UN GUI reprezintă programe, fişiere şi funcţiuni prin imagini care apar pe ecran. El cuprinde un indicator (pointer) care poate fi mişcat pe ecran până în dreptul imaginii care reprezintă intenţia utilizatorului, iar programul va acţiona în consecinţă.

Dispozitive opţionale

Mai sunt şi alte dispozitive care, deşi nu sunt esenţiale, constituie părţi normale ale sistemului, pentru folosire la domiciliu, la şcoală sau la birou. Acestea sunt imprimanta, modemul şi difuzoarele (conectate la placa de sunet). Altele – scanner, cameră digitală, microfon – au considerate exotice până mai acum 2-3 ani, dar sunt din ce în ce mai „normale” azi.

· Imprimantele

Există mai multe tipuri de imprimante pe piaţă: cele mai obişnuite sunt imprimantele cu laser şicele cu jet de cerneală.

-Imprimantele cu laser

Ele folosesc o tehnologie asemănătoare cu aceea folosită la fotocopiere, pentru a transfera imaginea de pe o pagină pe o foaie de hârtie. Imaginea e trasată la comanda calculatorului.

-Imprimantele cu jet de cerneală

Aceste imprimante au un „stilou” (capul de scriere) care cuprinde un cartuş de cerneală. Acesta se mişcă încolo şi încoace şi, la comanda calculatorului, aruncă o minusculă cantitate de cerneală exact unde e nevoie pe ace pagină.

-Alte tipuri de imprimante

Mai există o a treia categorie de imprimante: cele care imprimă prin impact. Acestea acţionează ca o maşină de scris: bat caracterele cerute pe pagină printr-o bandă impregnată cu cerneală sau acoperită de carbon. Există mai multe tipuri, care folosesc tehnici puţin diferite pentru a lăsa semne pe hârtie: imprimantele matriciale (cu matrice de puncte), imprimante cu disc în formă de floare, imprimantele în linie etc. Astăzi, utilizarea lor se limitează la aplicaţii specializate (tipărirea de bonuri la casele electronice de marcat, tipărirea orei de sosire pe biletele de la parcări) sau la imprimări de mare volum care nu folosesc elemente de grafică (formulare de impozitare, facturi de electricitate etc.).

O a patra categorie de imprimante sunt Plotter-ele care se folosesc în aplicaţii specializate, cum ar fi crearea de desene şi proiecte în arhitectură sau inginerie. Cele mai multe sunt concepute pentru a efectua desene foarte mari şi de calitate foarte bună. Sunt relativ scumpe.

· Modem-ul

Modem-ul se foloseşte pentru conectarea la Internet.

· Multimedia

Calculatoarele pot manipula orice tip de date care, se pot transfera în numere. Muzica, imaginile, desenele animate, materialul video, vorbirea omenească etc. constituie altfel de date ce pot fi procesate de calculator. Aceste aplicaţii se numesc aplicaţii multimedia; un calculator care foloseşte aceste aplicaţii se numeşte calculator multimedia.

· Scanner-ul

Poate fi imaginat ca fiind prima parte a unui xerox; acesta copiază o fotografie, un desen sau o pagină dintr-un text, introducându-le în calculator, unde pot fi manipulate sau imprimate. Scanner-ul poate fi folosit pentru a introduce un desen sau o fotografie într-o scrisoare(sau articol) sau poate fi folosit un software specializat pentru a descifra textul, folosindu-l apoi, tot sau parţial, într-un document care apare ca text procesat.

· Camera digitală

O cameră digitală funcţionează exact ca o cameră de luat vederi obişnuită, numai că nu foloseşte peliculă fotografică – imaginile sunt înregistrate digital în memoria camerei. De aici acestea pot fi transferate în calculator şi apoi, pur şi simplu, să fie imprimate.

· Difuzoarele

Difuzoarele reprezintă un echipament standard la toate calculatoarele noi, Ele sunt folosite pentru a pune muzică sau pentru a audia alte sunete.

· Placa de sunet

Acestea sunt folosite pentru a controla toate produsele audio.

· Microfonul

Multe aplicaţii de software pot fi comandate vocal. Aceste comenzi se dau printr-un microfon.