Echipamente Periferice

Cap1. Introducere

Componentele unui PC

Elementele esentiale ale sistemelor birotice sunt: echipamentele fizice (componenta hard), programele (componenta soft) si informatiile care reprezinta obiectul prelucrarii.

Componenta fizica este reprezentata de un calculator electronic sau de o retea de calculatoare, împreuna cu echipamentul pentru comunicatii. Acestea pot fi detaliate pe:

Calculator (calculatoare în retea) (în general, de tip PC) format(e) din: procesor, memorie interna, interfete cu echipamentele periferice si eventual interfete de retea si cabluri de conectare.

Dispozitive de intrare-iesire tipice calculatoarelor (tastatura, monitor, mouse, imprimanta, scanner, plotter, speaker) sau mai general, sistemelor informatice multimedia si de comunicare.

PROCESORUL

Componenta ce are rolul de a dirija celelalte dispozitive, de a împarti sarcini fiecareia, de a coordona si verifica executia sarcinilor primite. Un calculator nu poate functiona fara procesor. Procesoarele au avut evolutie rapida de la 8088,8086&80486, productia fiind asigrata în principal de firma Intel, printre primii producatori de procesoare destinate utilizatorilor privati. Alte firme producatoare sunt AMD, Cyrix, ITD. Procesoarele produse de AMD si Cyrix sunt mai ieftine decât cele produse de Intel si au o arhitectura compatibila cu cele produse de Intel, însa se dezvolta separat.

Procesorul i386 a fost primul processor care a inclus 6 faze de executie paralela, la procesorul 80486 s-a dezvoltat mai mult paralelismul executiei prin expandarea unitatilor de decodificare a instructiunii si de executie într-o banda de asmblare (pieline) cu cinci nivele, astfel ajungându-se la 11 faze paralele. În plus, procesorul 486 are un cache intern de date si instructiuni de nivel L1 de 8Ko pentru a mari procentul instructiunilor ce pot fi executate la viteza de o instructiune pe impuls de tact. La acest processor a fost pentru prima data integrata unitatea de calcul în virgula flotanta (coprocesorul) în acelasi cip cu CPU-ul.

AMD a lansat în aceeasi perioada procesorul 486 DX5 cu frecvente pîna la 133, fara prea mult success. Surprinzator, dupa 486 nu a urmat 586, decât pentru Cyrix si AMD. Intel a decis sa schimbe formatul numelui trecând la Pentium.

Procesorul Pentium a adaugat o a doua banda de asamblare pentru a obtine performante superioare (cele doua benzi de asmblare (U,V) pot executa doua instructiuni pe un impuls de tact); memoria cache s-a dublat, existând un cache de 8 Ko pentru cod si unul similar pentru date. Pentru îmbunatatirea executiei ramificatiilor din programe s-a implementat conceptul de predictie a salturilor, introducându-se un tabel pentru memorarea adreselor cele mai probabile la care se fac salturile. Registrele principale au ramas pe 32 de biti, caile interne fiind pe 128 sau 256 de biti, magistrala de date externa  64 biti. Procesorul Pentium are integrat un controller de întreruperi avansat (APIC) folosit în sistemele multiprocessor.

Amd a lansat într-o perioada intermediara procesorul 586, apoi K5. dupa 586 pentru Cyrix urmând 6x86.

Amd si Cyrix au ramas multa vreme într-un con de umbra al lui Intel, mai ales ca procesoarele intel Pentium (lansate la frecvente de 75Mhz) s-au dezvoltat rapid, de la frecventa de 166 Mhz fiind adaugate instructiunile MMX (-un set de 57 noi instructiuni, patru tipuri noi de date si un nou dst de registrii pentru a accelera performantele aplicatiilor multimedia si de comunicatii ; MMX se bazeaza pe o arhitectura SIMD (Single Instruction,Multiple Data), permitând imbunatatirea performantelor aplicatiilor ce folosesc algoritmi de calcul intensivi asupra unor mari siruri de date simple (procesoare de imagini 2D/3D). Dupa Pentium urmeaza Pentium Pro care are o arhitectura superscalara pe trei cai- poate executa trei instructiuni într-un impuls de tact având un cache L2 de 256 Kb strâns legat de CPU printr-o magistrala dedicata pe 64 de biti Procesoarele Pentium si Pentium Pro au fost dezvoltate pâna la frecvente de 233 Mhz, urmatorul pas fiind Pentium II (este un PentiumPro cu MMX) si Pentium III.

Revenind la AMD, a lansat procesorul Amd K6 ce avea în plus 32kb cache level 1 fata de K5. Urmatorul pas a fost AMD K6-2, care a dat o replica MMX-ului de la Intel cu un set de instructiuni numite !3D NOW ; trebuie amintit ca si procesoarele K6 au înglobat instructiuni MMX frecventa maxima atinsa fiind de 500Mhz. AMD K6-3 înglobeaza 256kb level 1 cache ceea cea aduce un spor de viteza substantial Cyrix a ramas în urma, unui 6x86 la 200Mhz corespunzându-i un Pentium la 150Mhz, pe când la AMD seria K6 K62 a fost extrem de reusita, depasind pe alocuri procesoarele Intel la frecvente echivalente.

Fiecare processor din seria x86 este compatibil fizic cu placa de baza, astfel procesoarele se introduc într-un soclu de pe placa de baza, ce are un numar standard de pini (321). Pentru a descuraja concurenta, Intel a schimbat modul de conectare a procesoarelor Pentium II-III, conectarea la mainboard facându-se printr-un nou tip de soclu  Sec  Slot 1 ; Intel nu a dat drept de productie (licenta) a acestui soclu firmelor AMD si Cyrix. Ca replica, AMD a conceput procesorul AMD K7, ce concureaza direct Pentium II prin frecvente de pana la 900Mhz si cache level 2 512Ko,pentru un nou tip de soclu  Slot A.

Succesul pe piata al procesoarelor Intel a fost datorat faptului ca fiecare nou procesor îngloba functiile precedentului (astfel un Pentium II este capabil de executa cod scris pentr 386), caracteristicî intalnitî rar la început (1980). Procesoarele Sparc, Alpha, Dec, Risc sunt extrem de scumpe, incompatile cu codul x86, ele fiind în proiectate pentru aplicatii paralele, volum mare de calcul, sisteme multiprocessor. Firma SPARC a lansat de curînd procesorul pe 64 biti UltraSparc la 1,5 Ghz.

Trebuie amintit ca un calculator poate avea unul sau mai multe procesoare. Placile de baza normale permit prezenta unui singur processor, însa sunt producatori ce ofera optiunea de dual processor. Astfel în sistemele produse de Digital, HP se pot întâlni între 2-8 procesoare. Problema este ca numai anumite sisteme de operare stiu sa foloseasca multiprocesarea (Linux, SunOs, Unix, WindowsNT). Astfel în Windows 9x prezenta unui processor suplimentar nu va influenta cu nimic performanta sistemului. Sistemele multiprocessor sunt folosite în servere sau în statii de lucru cu flux mare de date (CAD, GIS, etc). Un alt motiv de a folosi un sistem multiprocessor este securitatea oferita. Astfel în cazul unei defectiuni produse la unul din procesoare conducerea va fi luata de celalalt.

MEMORIA

În configuratia unui sistem de calcul întalnim doua mari tipuri de memorii  RAM si ROM. Memoria este spatiul de lucru primar al oricarui calculator. Lucrând în tandem cu CPU (procesorul) are rolul de a stoca date li de a procesa informatii ce pot fi procesate imediat si în mod direct de catre processor sau alte dispozitive ale sistemului. Memoria este de asemenea legatura dintre software si CPU.