Rolul i funciile sistemului de calcul

Un calculator este o main care modeleaz informaia. Acesta poate prelucra foarte uor, ntr-un timp extreme de scurt, cu foarte mare acuratee o mare cantitate de informaie foarte complex. La baza dezvoltrii tehnicii de calcul au stat teoria informaiei i circuite electronice active. Informaia este un mesaj care nltur necunoaterea unui eveniment. Unitatea de msur pentru cantitatea de informaie este informaia elementar. Aceasta este reprezentat i furnizat prin precizarea unei variante cu dou posibilitai: adevrat sau fals, 0 sau 1. Pentru a putea modela informaia, calculatorul lucreaza cu date. Datele sunt reprezentarea informaiei n interiorul calculatorului. Un sistem de calcul folosete sistemul de numeraie binar. Informaia elementar se mai numete i BIT (Binary digiT). BIII se grupeaz cate 8 i formeaz un octet sau un byte. Octetul este unitatea de msur a informaiei, iar n practic sunt folosii multiplii: kilobyte, megabyte, gigabyte; 1 Kbyte = 1 Koctet = 210 octei = 1024 octei1 Moctet = 210 Koctei = 1024 Koctei = 220 octei1 Goctet = 210 Moctei 220 = Koctei = 230 octei Pornind de la teoria informaiei, calculatorul este o main cu 2 stri, care tie s modeleye sistemul de numeraie binar. Realizarea fizic a ansamblului de comutatoare a fost posibil numai dup apariia circuitelor active. Observaie: Comutatorul deschis = cifr binar 0; Comutator nchis = cifr binar 1. Informia circul n interiorul calculatorului sub form de bii, acetia fiind modelai cu ajutorul impulsurilor electrice care au aceeai frecven i care au 2 niveluri de tensiune. Tensiunea ridicat are cifra binar 1, iar tensiunea sczut are cifra binar 0. Pentru codificarea n sistemul de numeraie binar a caracterelor din care sunt comnpuse textele se folosete cosul ASCII. ASCII = American Standard Code Information for Interchange Observaie: Fiecare caracter, sunet sau culoare are un cod unic. Toate aceste informaii se numesc digitizarea desenului sau a sunetului. Calculatorul este o main care prelucreaz automat informaia i care pentru aceasta trebuie s i se furnizeze datele pe care le prelucreaz (date de intrare) i o list de instruciuni (programele). Dup prelucrarea informaiilor, calculatorul furnizeaz utilizatorului rezultatele obinute n urma prelucrrii (date de ieire). Date de intrare / Program -> CALCULATOR > Date de ieire Pentru realizarea acestor operaii, calculatorul este alcatuit din 2 componente:1. Componenta hardware (partea fizic a calculatorului)2. Componenta software (programarea datelor, partea logic) Calculatorul este un amsamblu de circuite electronice, electrice i pri metalice plus programe de instruciuni i ansambluri de comenzi. Programele poart denumirea de software. n operaiile de citire a datelor de intrare, a programelor i de scriere a datelor de ieire se folosesc suporturile de informaii. Pe suforturile de informaie citite de calculator informaia este pus binar, astfel: pe suport electromagnetic prin magnetizarea particulelor feromagnetice, dup o anumit direcie de magnetizare (pozitiv - cifra 1, negativ - cifra 2); Pe un suport optic: prin existenta unei alveole intr-o pozitie care va reflecta lumina ce poate fi detectata cu ajutorul unui laser.Pozitie cu alveole cifra 1, fara alveole cifra 0. Suporturile de informatie pot fi reutilizabile (suporturi care pot executa mai multe operatii de scriere in aceeasi zona. Artisturile memoristi si DVD-urile indestructibile nereutilizabile ( suporturi pe care se poate executa o singura operatie de scriere in aceeasi zona.

Componenta hardware- asigura urmatoarele functii: functia de memorare, functia de comanda si control, functia de prelucrare si functia de intrare-iesire.1. Functia de memorare: prin aceasta functie, componenta hardware asigura memorarea datelor si a programelor. Functia este asigurata de memoria interna si memoria externa. In memoria interna se pastreaza programele si datele care se executa, se pastreazadatele si programele de care s-ar putea sa fie nevoie la un moment dat, stocate sub forma de fisiere.2. Functia de prelucrare: prin aceasta functie, componenta hardware trebuie sa asigure efectuarea operatiilor aritmetice logice elementare, precum si operatiile matematice. Functia este asigurata de unitatea aritmetico-logica. 3. Functia de comanda si control: prin aceasta functie, unitatea hardware asigura extragerea instructiunilor din memoria interna si analiza lor, Comanda pentru executarea fiecarei operatii, extragerea datelor de intrare din memoria interna, aranjarea datelor de iesire din memoria interna. Functia este asigurata de unitatea de comanda si control.4.Functia de intrare-iesire: prin aceastafunctie, componenta hardware trebuie sa asigure introducerea datelor si a programelor in memoria interna si furnizarea informatiilor rezultate. Functia este asigurata de dispozitivele periferice de intrare, iesire, precum si de interfetele de intrare-iesire.

Functia de Functia de memorare intrare-iesire

Functia de Functia de prelucrare comanda si control

Blocuri functionale ale calculatorului Calculatorul este un sisten format din mai multe blocuri functionale. Arhitectura unui calculator defineste modul in care subansamblele hardware sunt conectate. Fizic fara sa se tina cont de amplasarea lor. Subansamblele sunt definite dupa functionalitatea, astfel arhitectura unui calculator este data de:- unitatea de comanda si control- unitatea aritmetico- logica - Unitatea de memorie interna- Unitatea de memorie externa- Unitatea de intrare-iesire Unitatea de comanda si control si unitatea aritmedico-logica formeaza unitatea centrala. Unitatea centrala de prelucrare, denumita popular procesor, (COU central proccessing unit ) este creerul calculatorului. Procesorul stie sa identifice instructiunile, sa decodifice o instructiune, sa recunoasca codul operatiei din instructiuni, sa activeze circuitul corespunzator operatiei si sa execute operatii aritmetico-logice. Observatie: Procesorul este singura componenta hardware care poate sa faca diferenta intre programe si date. Blocurile functionale ale calculatorului:

Memoria interfetele de Interna intrare-iesire Unitatea de unitate Unitatile deComanda si control centrala Intrare-iesire

Unitatea sistemul deAritmetico-logica intrare-iesire

Odata cu aparitia circuitelor integrate, constructia unitatii centrale de pe lucrare se bazeaza pe un singur circuit integrat, performant,numit microprocesor sau Lip. Circuitul integrat este o capsula in mijlocul careia de gasesc sute de mii de circuite electronice. Microprocesorul se monteaz ape placa de baza cu ajutorul unor picioruse, numiti pini. Microprocesorul este format din circuite electronice cu ajutorul carora poate interpreta si executa instructiunile cerute de catre utilizator. Viteza de lucru a microprocesorului se masoara in milioane de operatii pe secunda. De exemplu, un procesor 486, la 65 de megahetz poate executa 45.000.000 de operatii pe secunda. Cuvantul microprocesorului reprezinta numaarul de bitzi, intotdeauna un numar de 8, care pot fi prelucrati la un moment dat de procesor. Exemplu: 8, 16, 32, 64 de bitzi. Cu cat cuvantul microprocesorului este mai mare, cu ata viteza de lucru este mai mare si implicit sistemul mai performant. Microprocesoarele difera intre ele prin numarul de instructiuni pe care le pot executa, viteza de executie si cantitatea de memorie pe care acesta o foloseste.Tipul microprocesorului defineste apartenenta unui procesor la o familie de procesoare care au caracteristici comune. Aceste caracteristici determina performantele calcuatorului, viteza de lucru, setul de instructiuni care sunt interpretabile. In momentul actual pepiata exista 2 mari familii de procesoare. 1. Compatibile I.B.M. (procesoare furnizate de catre companiile intel, AMD si CIRIX)2. Compatibile motorola (procesoare furnizate de catre firma Apple, care echipeaza calculatoarele Machlintosh)Observatie: Cele 2 tipuri de procesoare nu sunt compatibile intre ele.In cadrul aceleiasi familii (inter AMD), procesoarele sunt compatibile dar necesita placa de baza specifica fiecarui producator. Memoria interna este locul de munca a calculatorului, locul in care sunt aduse programele si datele, pentru a putea fi prelucrate de procesor. Memoria interna este un depozit pentru informatia codificata binarm iar capacitatea ei se masoara in Mocteti si gigabitzi. Intru-un calculator se folosesc 2 tipuri de memorie interna: RAM si ROM.

Memoria RAM (Randon Access Memory) este o memorie in care se poate scrie si din care se poate citi. este o memoorie neremanenta ( la scoaterea de sub tensiune datele se pierd) Se pastreaza datele sistemului de operare si a programelor incarcate uzual. Memoria ROM ( Read Only Memory) este o memorie din care se poate citi si in care nu se poate scrie este o memorie remanenta (la scoaterea de sub tensiune datele nu se pierd) este implementata sub forma unui circuit integrat in care se implementeaza un program de tip firmware ( e scris de producator), desemnat initierii lucrului la calculator la punerea sub tensiune a acesuia. Continutul ei nu poate fi modificat de catre utilizator.

Memoria interna este o memorie neremanenta, de capacitate mica. O sesiune de lucru dureaza din momentul in care se porneste calculatorul, pana in momentul in care este oprit. In timpul unei sesiuni de lucru, in memoria interna a calculatorului sunt aduse programele care sunt prelucrate de procesor si datele prelucrate cu ajutorul programeor. La scoaterea de sub tensiune, programele si datele din memoria interna se pierd si este necesar ca acestea sa fie pastrate intr-un alt tip de memorie, numit memorie externa.

Memoria externa este o memorie remanenta, unde sunt pastrate toate datele salvate in calculator. In functie de modul in care este inregistrata informatia, exista 2 tipuri de memorii externe:1. Magnetice2. OpticeMemoriile esterne sunt caracterizate de capacitatea de memorarea si de viteza de transfer a acestora.

Dispozitive pe suporturi magnetice

Suporturile magnetice sunt construite dintr-un metal (aluminiu) sau plastic flexibil, pe care este depus un strat cu o suprafata avand proprietati feromagnetize si care este protejat de o carcasa de metal sau plastic. Aceasta substanta poate fii magnetizata dupa 2 polaritati diferite ce corespund cifrelor 0 si 1, astfel pastranduse informatia si atunci cand calculatoreul nu este alimentat cu curent. Exista 2 tipuri de suporturi optice externe magnetice: discuri flexibile (FDD Floppy Disk Drive), care au o capacitate de memorare de 1,44 megabitzi. HDD (Hard Disk Driver), care este un pachet de discuri metalice, avand o capacitate de stocare foarte mare, de ordinul Terrabitzilor.

Dispozitivele peroferice folosite pentru citirea memoriilor externe se numesc unitati de discuri magnetice. Hardiskul fiind un dispozitiv cu capete de cititre si scriere, ermite suprascrierea informatiei de o infinitate de ori. Viteza poate sa ajunga poanala la 100 de MgBitzi/s. Viteza de transfer a dischetelor este de 500 de Kocteti/s. (0,5 Mega)

Dispozitive pe suporturi optice

- sunt construite dintr-un material metalic (aluminiu), ce nu are proprietati magnetice, luctruit, acoperit cu un material plastic in care sunt practicate alveole, o lumina laser baleaza suprafata discului si reflecta lumina catre un cititor. In fucntie de prezenta sau absenta alveolei, cititorul citeste cifra 0 sau 1. In principiu exista 2 tipuri de suporturi optice: CD (compact disk), DVD (digital video disk.) Viteza de transfel al unui CD este de 7.800 Kocteti/s , iar viteza de transfer al unui DVD poate ajunge pana la 78 Mocteti/s.Viteza de transfer a fost redenumita cu un factor factor de multiplicare de la 1x-52x, acesta insemnand 1x viteza primului CD rom creat. (150 Kocteti/s) Discurile DVD permit stocarea pe un disc compact cu mai multe straturi de plactic, in care sunt practicate alveole. Exista 3 tipuri de DVD-ri: cu un singur strat, avand o capacitate de 4,7 Gocteti. Cu 2 straturi, 8,5 Gocteti. DVD cu 3 straturi, 17 Gocteti

Observatie: Atat CD-rile cat si DVD-urile sunt consruite ca sa fie exploatate diferentiat: unele pot fi reutilizabile, permitand stergerea si rescrierea informatiei si nereutilizabile, care permit citirea si scrierea doar o singura data a informatiei.Suportul care asigura introducerea datelor si scoaterea acestora din calculator se numeste dispozitiv periferic. Aceste dispozitive sunt echipamente specializate care asigura interfata dintre calculator si utilizator. Acestea sunt 3 tipuri: dispozitive de intrare, de iesire si dispozitive mixte (intrare-iesire). Dispozitive de intrare:- tastatura, mouse, scaner, joystick, webcam, microfon, tableta grafica. Dispozitive de iesire:- monitor( placa video), boxe/casti, imprimanta, plother (imprimanta cu dimensiuni mari)Dispozitive periferice mixte:- USB , stick, placa de retea, HTMI, unitate CG/DVD, ecran tactil.

Tastatura- este un periferic e intare care face parte din confuguratia minima a unui sistem si prin apasarea unei taste se genereaza un cod unic pentru fiecare baza. Tastatura contine 4 blocuri de taste.1. Tastatura alfanumerica, care contine tastele propriu zile; 2. Tastatura de editare: tastele cu sageti, page up, page down,. Home, end, backspace, delete; 3. tastatura numerica: cifre de la 0-9, tastele +, -,* inmultit si impartit; 4. Grupul tastelor functionale. Cuprinzand tastele de la F1-F12.

Observatie: 1. In principiu, tastatura alfa-numerica contine 48 de taste. 2. exista taste care apasate individual nu executa nici o operatie. (tasta shift, control, alt) 3. Se poate insera orice caracter specific fiecarei limbi in parte.

Tastaturile se deosebesc intre ele prin: nr. De taste si pozitia acestora, dupa cum urmeaza tastatura englosaxona, cu taste dispuse QWERT si tastatura franceza cu taste dispuse AZER.

Mouse-ul - cel mai raspandit periferic de indicare care s-a impus odata cu aparitia interfetelor grafice.- este un dispozitiv pt. Care ecranul calculatorului devine o masa de lucru virtuala.Pe aceasta msa cursorul arata pozitia care va fi scrisa in caracter pe ecran. Cu ajutorul mouse-ului se pot executa 4 operatii:1. Operatia de indicare, cu care cursorul este deplasat pe ecran, pentru a indicate un anumit obiect; 2. Operatia clock, prin care se actioneaza scurt un buton al mouse-ului folosit deobicei pentru confirmarea alegerii pozitiei pe ecran; 3. Operarie dublu click, prin care se actioneaza scurt de 2 ori succesiv butonul mouse-ului si cere in general lansara in executie a unui program; 4. Operatia de glisare (tragere), prin care se deplaseaza mouse-ul, avand butonul stanga apasar, se foloseste de obicei pentru copierea sau mutarea de fisiere.

Monitorul- este un peroferic de iesire care face parte din configuratia minima a unui sistem.- afiseaza rezultatele pe un display in urma prelucrarii datelor.Caracteristici: diagonala (15- 17,19 inch) , numarul de culori reprezinta numarul de culori folosite pentru realizarea unei imagini. Acesta poate fi 256-> 16.000.000 culori. , rezolutia reprezinta numarul de pixeli de pe ecran, exprimat in numarul de pixeli de pe linie inmultit cu numarul de pixeli de pe coloana. Pixelul este o pata foarte mica de culoare. Aemnalul furnizay de placa de retea este compus din 3 culori: RVB (rosu, verde, blue)Observatie: Exista monitoare cu tub catodic, numite CRT, monitoare cu plasma TFT si monitoare cu led.Scaner-ul- este un dispozitiv periferic de intrare prin care pot fi citite imaginile grafice (imagini, texte, fotografi). Imaginea pe care o cteste scaner-ul este formata din puncte. Fiecare punct este definit printr-un cod de culoare, obtinandu-se versiunea elogida a documentului.Caracteristici: rezolutia reprezinta numarul de puncte pe inch pe care le poate citi atat scaner-ul. Cu cat imaginea este mai mare, cu ata rezultatul va fi mai apropiat de realitate. Rezolutia poate fi cuprinsa intre 300- 9.600 de pixeli.Numarul de culori reprezinta setul de culori codificate de scaner. Viteza de scanare reprezinta viteza cu care scaner-ul citeste o imagine.Observatie: Cu cat viteza de citire creste, cu atat rezolutia scade si invers.Imprimanta- un periferic de iesire prin care informatia este afisata pe un suport de hartie.Caracteristici: viteza de imprimare, dimensiunea maxina a hartiei de imprimat.Tipuri de imprimanta: cu jet, laser, termica, matriciala.Nr. Crt.pretCalitateVitezacomsumabil

JetFoarte micMediemareScump

LaserMareFoarte mareFoarte mareMediu

TermicaMareMareMareMediu

matrialaFoarte mareslabaFoarte micaFoarte mic

Unitatea de sistem

Unitatea centrala este impartita modular (impartita in componente electronice). Cea mai importanta componenta fiind placa de baza. De aeasta placa de baza se conecteaza toate celelalte componente ale sistemului, memoria interna, memoria externa, unitati optice, sursa de alimentare, placa video, porturile USB, tastatura, mouse-ul.

Generatii de procesoare:Intel AMD Cyrix8086 286 286 286386 386 386486 486 486Pentium I 586 586Pentium II K6-2 686Pentium III K7 -Pentium IV AthlonCelerion DuronDual Core Athlen 64x2Core 2 DuoQuad Core:i 3i 5i 7

Componenta software Sistemul de operare este o componenta a structurii calculatorului si reprezinta ansamblul programelor care au rolul de a realiza utilizarea optima a resurselor calculatorulu. El este format din s 2 componente: nucleu si interfata. Componenta software a unui calculator este structurata astfel:

SoftwarePrograme de aplicatie Programe ale sistemului Sistemul de operare Programe utilitare Nucleu interfata

Programele de aplicatie sunt folosite pentru a se executa activitati cu caracter particular, specifice unei specializari. Programele sistemului sunt folosite pentru a se executa activitati comune sistemelor de calcul in general. Ele pot fi utilizate de mai multe calculatoare, indiferent de scopul in care utilizatorul foloseste calculatorul. Programele utilizate sunt folosite pentru a executa activitati comune mai multor tipuri de utilizatori. Sistemul de operare este o colectie de programe folosite pentru gestionarea resurselor calculatorului si controlarea intregii lui activitati. Sistemul de operare asigura legatura cu utilizatorul, copierea programelor din memoria externa in instructiunile din aeste programe si comunica rezultatele obtinute. Sistemul de operare dispune de2 tipuri de componente: nucleu si interfara. Calculatorul dispune de 2 componente (resurse) : resurse fizice si resurse logice. Resursele fizice reprezinta componentele hardware, iar resursele logice sunt totalitatea programelor de care dispune calculatorul si care au functii de administrare a programelor de aplicatie, de organizare si prelucrare a datelor. Interfata sistemului de operare defineste modul in care utilizatorul interactioneaza cu sistemul de operare. Interfata asigura functia de comunicare prin intermediul unui dialog intre cei doi. Programele de aplicatie sunt create pentru a rezolva exclusiv problemele unui grup de utilizatori.

Obsservatie: In functie de problemele pe care le rezolva, acestea se pot clasifica in:- programe de uz general; - programespecifice; - programe pentru client.

Sistemele de operare:WIN 3.1WIN 95WIN 98WIN 200WIN XP N.E - BUSSINESS - ProfesionalVISTAWIN 7 ULTIMATEWIN8

Programe de aplicatie

- sunt create pentru a rezolva exclusiv problemele unui grup de utilizatori. Acestea sunt create de o echipa de specialisti proiectanti, care se executa strict pe rezolvarea unor anumite cerinte specifice.Clasificare:- programele de us general, care deobicei se vand prin intermediul unor magazine specializare ca si produse de serie; - programe specifice: sunt create in serie mica si sunt vandute deobicei prin intermediul firmei producatoare; - programe pentru client: pot fi asimilate ca si un produs unicat si sunt create exclusiv la cererea unui client, entru a-i rezolva o problema specifica lui.

Software pentru calculatoare personale

Aplicatii pentru automatizarea biroului (sunt optimizate de administrarea documentelor comunicare si planificare) de birotica. Aplicatiile pentru gestionarea economica, in general se lucreaza cu volume de date care nu necesita calcule complicate (impozite, etc.). Se folosesc programe de calcul tabelat si gestiunea bazelor de date. Aplicatii pentru cercetare/proiectare: in general necesita cunostinte aprofundate de specialitate si se adreseaza strict profesionistilor in domeniu, de tip CAD. In general, in firme se folosesc urmatoarele tipuri de software de aplicatie:- procesoare de text (Word, Pagemarker, Quark Express);- procesoare de foi de calcul (Excel, sisteme gestiune a bazelor , SGBD, acces, Foxro, ORACLE), aplicatii grafise (CORSEL), Adobe, Photoshop);- software de comunitate permite utilizatorilor de calculatoare sa se conecteze intre ei pentru a partaja resursele interne si a comunica MEDIUM.Observatie: Cel mai popular soft de birou este creat de catre Microsoft Office-Word-Power Point- Excel-Outlook-Access-Front Page Observatie: Exista si alte softuri pentru birou care au licenta free. (lotus)

Retele de calculatoare

este formata dintr-un ansamblude calculatoare conectate intre ele iar calculatoarele pot sa faca schimb de date si pot folosi in comun resursele: imprimante, hardiskuri, apl.; Fiecare calculator isi pastreaza independenta de executie si de gestionare a propriilor resurse.1. Clasificarea retelelor in functie de accesul la retea: retele private, retele publice. 2. Clasificarea in functie de strategia de functionare: retele de la egal la egal, retele client-server.Observarie: Pentru reteaua client- server exista un administrator de retea care creeaza continuturile si drepturile de folosire a retelei. Exista server de fisiere, server de imprimanta si server de comunicare.3. Clasificarea retelei in functie de aria de raspandire:- retele locale: LAN- Local Aria Network (2 km) MAN Metropolitan Aria Network (oras) WAN Wide Aria Network ( tara) Avantajele folosirii retelelor:- folosirea in comun si simultan a resurselor hardware si software; - economia de resurse hardware (imprimanta), memorii externe si de resurse software; - accesul rapid la colectiile de date.

Securitatea informatiei Una dintre probleme, aparute odata cu dezvoltaea domeniului IT este legata de securitatea informatiei.Aceasta implica mai multe aspecte:- securitatea fizica a datelor; - securitatea impotriva furtului si a indiscretiei; - securitatea impotriva virusului informatic.1. Securitatea fizica a datelor pastrarea datelor pe un suport magnetic, ooptic sau electronic trebuie facuta in asa fel incat distrugerea accidentala sau voita sa fie redusa la minim. Teoretic aceste suporturi ar trebui sa fieprotejate intr-un mediu in care sa nu aiba acces persoanele neautorizate. temperatura de depozitare optima este de 21 C, fara umiditate mare, fara praf si fum. calculatorul trebuie protejat de supra sarcini care pot distruge.Observatie: Componentele fizice ale calculatorului: Calculatoarele personale ar trebui sa fie alimentate printr-o baterie (UPC) care stabilizeaza curentul si furnizeaza energie pentru o perioada scurta de timp, in cazulintreruperii alimentarii.2. Securitatea impotriva furtului sau a indiscretiei- mai multi utilizatori la datele respective au acces mai multe persoane;- pentru a proteja datele se folosesc conturi si parole individuale. Observatie: Se mai poate folosi ca si metoda de securizare citirea datelor. Ca si ultima metoda de securizare se foloseste biometria (stiinta care masoara caracteristicile corpului unei persoane pentru a o identifica)Observatie: Un alt pericol pentru securitatea datelor o reprezinta asa numitii hackeri sau crackeru care reusesc sa treaca de nivelele de securitate ale calculatoarelor.

3. Protectia impotriva virusului informatic - virusul este un mic program executabil care are 2 caracteristivi: 1. este capabil sa realizeze copii dupa el insusi si care sa includa acest cod in copie si care sa devina gazda pentru cel care il testeaza;2. este capabil sa execute o actiune bine definita care in majoritatea cazurilor este distructiva;

Observatie: Intr-o retea de informatii virusul poate sa fie introdus prin orice punct al retelei.