Informatică

Capitolul 1 Introducere în Informatică

1.1 Calculatorul electronic personal

Calculatorul personal sau PCul (Personal Computer) este un sistem electronic de calcul pentru uz personal şi care nu poate fi folosit decât de o persoană la un moment dat. Avântul pe care l-a luat industria microelectronică după anii 1980 a dus la scăderea masivă a preţurilor de cost al componentelor şi implicit al calculatoarelor personale care au devenit astfel accesibile tot mai multor companii mici şi mijlocii şi chiar utilizatorilor individuali. Creşterea performanţelor de calcul, pe de o parte, şi dezvoltarea de programe de aplicaţii cu interfaţă prietenoasă ce se adresează tuturor domeniilor de activitate umană – de la industrie, bănci-finanţe, proiectare asistată şi medicină până la artă şi jocuri – pe de altă parte, a condus la creşterea fără precedent a cererii de astfel de echipamente. Pe piaţă s-au impus două tipuri de calculatoare personale, unul aşa zis “compatibil IBM” bazat pe arhitectura dezvoltată de concernul IBM (International Busines Machines) şi al doilea – Apple – dezvoltat de firma cu acelaşi nume. Ele sunt diferite şi incompatibile, primul foloseşte procesoare Intel sau echivalente şi sisteme de operare produse de Microsoft iar al doilea procesoare Motorola şi sisteme de operare proprii. Programele destinate să ruleze pe unul din cele două tipuri de calculatoare nu rulează pe cel de celălalt. În Europa au căpătat o răspândire mai largă cele din prima categorie, iar în cele ce urmează vom desemna cu termenul PC doar calculatoarele personale compatibile IBM.

PCul, ca maşină, nu este de nici un folos în lipsa programelor de aplicaţie scrise pentru acesta. De aceea el trebuie privit ca un sistem format din echipamente electronice, care constituie componenta “hardware” şi programe, care constituie componenta “software”.

1.1.2 Descrierea hardware a calculatorului personal

Oricine a văzut vreodată un calculator personal a putut constata că acesta este format dintr-o cutie numită, impropriu, “unitate centrală” şi câteva componente exterioare, legate prin cabluri de aceasta: monitorul (sau ecranul), tastatura, un dispozitiv numit mouse (şoricel) şi altele mai mult sau mai puţin obligatorii.

În cutia unităţii centrale se găsesc următoarele componente:

1). O placă de bază (mainboard sau motherboard) pe care se află microprocesorul, memoria ROM (Read Only Memory), memoria RAM (Random Access Memory), şi o serie de circuite speciale care controlează, la nivel fizic, circulaţia semnalelor electrice între diversele echipamente de pe placă şi între acestea şi microprocesor, figura 1.2. Legătura cu echipamentele exterioare se realizează prin intermediul porturilor, aflate tot pe placa de bază. Aceste componente formează împreună unitatea centrală propriu zisă. Memoria ROM conţine informaţii referitoare la sistem şi este citită de

microprocesor la fiecare pornire a calculatorului. Memoria este nevolatilă, adică reţine informaţia chiar dacă calculatorul nu este alimentat cu energie electrică. Memoria RAM este cea în care se încarcă programele şi se depozitează datele pe parcursul execuţiei acestora. Este volatilă, informaţia se pierde dacă memoria nu este alimentată. Are o capacitate de stocare mult mai mare decât memoria ROM, uzual între 256MB şi 2GB. Memoriile RAM şi ROM alcătuiesc memoria internă a PC-ului. Tot pe placa de bază se află nişte slot-uri (conectori) pentru montarea unor echipamente de adaptare între unitatea centrală şi alte echipamente exterioare, numite periferice.

2). Plăci adaptoare: adaptoare video (pentru monitor), adaptoare de reţea (pentru lucrul în reţea), soundblastere (plăci de adaptare pentru difuzoare, microfon şi joystick), etc. Plăcile de bază moderne includ o parte din aceste componente chiar pe placa de bază (onboard). Placa adaptoare video dispune de o memorie proprie, uzual 16 64 MB. Soluţiile cu adaptor video “onboard” nu dispun de memorie proprie ci împart memoria RAM cu placa de bază.

3). Hard discul (HDD) sau discul rigid, figura 1.3, este unitatea pe care sunt păstrate programele şi datele. Este principala unitate de stocare a informaţiei datorită capacităţii mari de memorare, peste 80GB, şi faptului că este nevolatilă.

Un harddisc este apreciat prin capacitatea de stocare, viteza de rotaţie a platanului şi dimensiunea memorie buffer (tampon). Cu cât acestea sunt mai mari, cu atât performanţele de viteză a discului e mai bună, accesul la informaţie fiind mai rapid.

4). Unitatea de disc flexibil, floppy disc (FD) sau dischetă, figura 1.4, a fost o bună perioadă de timp principalul mijloc de transfer a informaţiilor de pe un calculator pe altul. Odată cu legarea în reţea a calculatoarelor şi a scăderii preţurilor altor medii de stocare, cum ar fi compact discurile (CD), importanţa unităţilor floppy a scăzut considerabil. Suportul informaţiei îl constituie un disc flexibil, acoperit pe ambele feţe cu un material magnetic. Pe acest disc se pot scrie şi respectiv citi informaţii prin intermediul unui cap magnetic conţinut în unitatea floppy. Datorită capacităţii reduse de memorare (comparativ cu dimensiunile tot mai mari ale programelor actuale) şi timpului mare de acces pentru scriere/citire, dischetele sunt din ce în ce mai puţin folosite.

5). Unitatea CD sau DVD, figura 1.6. Pentru stocarea şi transportul unor volume mari de date se foloseşte compact discul. În prezent exista 3 tipuri de CDuri: discuri care pot fi doar citite (Read Only), discuri care pot fi scrise o singură dată şi apoi numai citite (CD-R) şi discuri care pot fi scrise, şterse şi rescrise (CD-RW).Metodele de citire / scriere sunt optice, spre deosebire de HDD şi floppy unde metodele sunt magnetice. Unităţile de CD care pot doar să citească CDuri se numesc CD-ROM, iar cele care pot şi scrie se numesc CD-Writer. Şi la unităţile CD accesarea CDului este semnalizată prin aprinderea unui LED de culoare galbenă. Datorită dimensiunilor mari pe care le au programele actuale prezenţa unei unităţi CD-ROM devine indispensabilă. Capacitatea de stocare curentă a unui CD este de 700MB.

6). Sursa de alimentare, montată în spatele cutiei unităţii centrale şi prevăzută cu ventilator, figura 1.7, foloseşte pentru alimentarea cu energie electrică la parametrii ceruţi a tuturor echipamentelor din interiorul cutiei unităţii centrale. Caracteristicile principale sunt tensiunea de alimentare, uzual intre 100 şi 240V precum şi puterea electrică, valori tipice fiind 350W, 40W si 450W

Ca echipamente exterioare se identifică:

A) Monitorul este principalul dispozitiv de ieşire al calculatorului

Pe ecranul monitorului sunt afişate informaţii privind starea sistemului, comenzile date de utilizator, rezultatele rulării programelor. Cele mai multe monitoare utilizează ca dispozitiv de afişare tuburi catodice color (CRT - Cathodic Ray Tube), asemănătoare celor folosite în televizoare. Dimensiunile uzuale ale tuburilor, exprimate în lungimea diagonalei ecranului, sunt 15, 17 şi 19 inch. Un parametru important al monitoarelor îl reprezintă rezoluţia maximă, adică numărul maxim de puncte ce pot fi afişate corect pe ecran.

Se exprimă sub forma produsului dintre numărul de puncte pe orizontală şi pe verticală. Pentru cele mai multe aplicaţii rezoluţii de 800X600 şi 1024X680 sunt absolut suficiente. Unele aplicaţii speciale, cum ar fi proiectarea asistată de calculator necesită monitoare cu diagonală mai mare, care sunt capabile de rezoluţii superioare. Monitoarele sunt prevăzute cu butoane de reglaj ale luminozităţii, contrastului, dimensiunii şi geometriei imaginii. În funcţie de modul cum se realizează aceste reglaje monitoarele sunt de tip analogic sau digital. Acestea din urmă, tot mai frecvent întâlnite, oferă o serie de avantaje, cum ar fi acela că memorează setările făcute pentru fiecare rezoluţie, astfel că la schimbarea rezoluţiei nu mai trebuie intervenit asupra reglajelor. Alt avantaj este acela că, sesizând lipsa semnalului video de la unitatea centrală, trece într-o stare de consum energetic redus (stand by) iar la apariţia semnalului revine în modul de lucru anterior. Modul normal de lucru este semnalizat prin aprinderea unui LED de culoare verde, iar în starea de aşteptare culoarea acestuia devine galbenă.