1

Lecţia 1-02

Competenţe specifice urmărite:1. 1. Identificarea componentelor hard ale unui sistem

de calcul

• Memorii. Conceptul de Sistem de operare. Tipuri de softwareprof. Coroiu Mircea

Colegiul Economic “Nicolae Titulescu” Baia Mare

Total slide-uri: 26TIC, cls. a IX-a, liceu, rută directă

22

PARADÓX, paradoxuri, s. n. Enunţ contradictoriu şi, în acelaşi timp, demonstrabil; părere (absurdă) contrară adevărului unanim recunoscut; p. ext. ciudăţenie; enormitate, absurditate.

Epimenide cretanul spune: “Toţi cretanii sunt mincinoşi!”.

Ce spune Epimenide? ... Înseamnă că ce spune el este minciună, prin urmare “Toţi cretanii spune adevărul.”

Dacă “Toţi cretanii spun adevărul.”, atunci şi ce spune el, care este cretan, este adevărat. Adică, “Toţi cretanii sunt mincinoşi!”

Paradox (opţional)

33

Diagramă a unui PC contemporan de tip desktop:

1. Monitor

2. Placă de bază

3. Microprocesor,configuratie X86 sau X64,produs de INTEL sau AMD

4. Memorie cu acces aleatoriu,tip DDR3 (model nou,cele mai vechi fiind: DDR2,DDR1,SDRAM...) (RAM)

5. Plăci de extensie (a.Video şi/ sau Tuner TV, Captura video CCTV; b. Audio 5.1; c. Reţea pe soclu tip PCI)

6. Sursa de alimentare (în comutaţie) - Asigură tensiuni stabilizate de 3,3V; 5V; 12V, în principal şi altele adiacente

7. Unitate de citire/ scriere disc optic, tip DVD sau BD

8. Hard Disk, poate fi de tip HDD sau SHD

9. Tastatură

10. Mouse

Unitatea centrală

Este o carcasă în care avem componente electronice: sursa de alimentare, placa de bază, procesorul, memoria RAM (pentru stocarea temporară a datelor), discul dur (hard disk) etc.

Unitatea prezintă un panou frontal pe care se află butoanele de pornire/ oprire şi reset, ledurile care semnalează funcţionarea sistemului,activitatea hard disk-ului şi dispozitivele de stocare permanentă a datelor pe suport magnetic extern (unităţi de dischetă (floppy), CD-ROM) şi un panou în spate unde există prizele de conectare pentru monitor, tastatură, mouse, imprimantă, reţea etc.

44

Unitatea centrală de prelucrare (CPU – Central Processing Unit) sau procesorul, este creierul calculatorului. Coordonează întreaga activitate a calculatorului.

O dată cu dezvoltarea electronicii şi cu apariţia circuitelor integrate, construcţia unităţii centrale s-a bazat pe un singur circuit integrat, numit microprocesor. Circuitul integrat este o capsulă în interiorul căreia se găsesc zeci sau sute de mii de circuite electronice. Se mai numeşte cip (chip). Acesta interpretează instrucţiunile, care sunt codificări ale comenzilor de operaţii pe care trebuie să le execute calculatorul. Codificările sunt şiruri binare, iar codul poartă numele de cod maşină. Setul de instrucţiuni poartă numele de limbaj maşină.

Unitatea centrală

55

- este considerat ,,creierul’’ calculatorului- se mai numeşte şi Unitatea Centrală de Prelucrare (UCP)- realizează calcule aritmetice şi operaţii logice- controlează celelalte componente ale calculatorului- procesorul are propria sa memorie numită memorie cache

(înainte de 1996, memoria cache era separat)- lucrează de-a lungul timpului pe: 8 biţi, 12 biţi, 16 biţi, 32 biţi, 62

biţi; a apărut şi multi-core (conţinute mai multe nuclee de procesoare)

- viteza unui procesor reprezintă numărul de instrucţiuni care pot fi executate într-o unitate de timp. Se măsoară în milioane de instrucţiuni pe secundă MIPS.

- ceasul sistemului controlează cât de repede se execută operaţiile, prin generarea de impulsuri de tact de aceeaşi frecvenţă, prin care li se comandă circuitelor electronice ale calculatorului să execute operaţii. Cu cât vom avea o frecvenţă mai mare, cu atât timpul de execuţie a unei instrucţiuni va fi mai mic şi viteza calculatorului mai mare. Frecvenţa de lucru a microprocesorului este frecvenţa de tact a microprocesorului şi se măsoară în MegaHertzi sau GigaHertzi (600MHz – 600 de milioane de impulsuri pe secundă)

- lăţimea reprezintă numărul benzilor de circulaţie. Deoarece pe fiecare bandă circulă un bit, se poate vorbi despre lăţimi convenabile de 8, 16, 32, 64 de biţi transmişi paralel

+ firme producătoare: Intel, AMD, Cyrix, ITD

Microprocesorul

66

+ dispozitiv de ventilare a componentelor din unitatea centrală (răcire activă)

+ se foloseşte împreună cu un radiator (altfel s-ar topi), astfel are o eficienţă mai mare la disiparea căldurii

Cooler-ul

+ preia curentul alternativ cu tensiunea de 220V din priza de perete şi îl transformă în tensiuni de voltaje mai mici (3,3V; 5V; 12V) care sunt dirijate prin cabluri speciale către componentele care au nevoie de aceste tensiuni

+ toate componentele calculatorului se alimentează cu curent continuu

+ sursa trebuie să asigure suficientă energie electrică pentru toate componentele instalate şi să permită adăugarea ulterioară de noi componente

Sursa de alimentare

77

+ reprezintă elementul de legătură între toate componentele sistemului.

+ pe ea se află circuite (magistrale), sloturi pentru plăcile de extensie, procesorul, BIOS-ul (Basic Input/ Output System), memoria, interfaţa cu dispozitivele de stocare de date, porturile paralel şi serial, controlerele pentru periferice (monitor, tastatură, unitatea de disc), regulatorul de tensiune al unităţii CPU, bateria.

Placa de bază

+ ROM, memorie în care sunt scrise instrucţiunile de pornire a calculatorului – softul strâns legat de hardul calculatorului+ RAM, memoria de lucru – poate fi citiă/ scrisă în mod aleator – din ea se poate accesa o celulă, fără ca acest lucru să implice utilizarea altor celule; sunt memorii volatile – îşi pierd informaţia la orpirea calculatorului; SRAM şi DRAM

Memoria ROM (Read Only Memory)/ RAM (Random Acces Memory)

88

+ se fixează pe placa de bază într-un slot ISA, PCI sau AGP

+ poartă responsabilitatea afişării textului/ imaginilor pe ecranul monitorului

+ este înzestrată cu microprocesor propriu numit accelerator grafic şi cu memorie proprie numită memorie video

Placa video

+ emite sunetele transmise de către emiţător+ pe ea se găsesc intrări – ieşiri audio+ multe calculatoare au plăci de sunet încorporate

Placa de sunet

99

Rolurile plăcii de reţea sau adaptor LAN:- pregăteşte datele din calculator pentru a fi transmise prin cablul de reţea- transmite datele către alt calculator - controlează fluxul de date între calculator şi cablul de reţea- recepţionează datele sosite prin cablu şi le transformă în octeţi pe care unitatea centrală a calculatorului îi poate înţelege

Placa de reţea

+ reprezintă cea mai importantă unitate de stocare a datelor+ pe hard-disk sunt stocate toate fişierele de date ale utilizatorului+ nu se vede deoarece se află în interiorul unităţii centrale de calcul şi este o componentă deosebit de sensibilă

Hard disk-ul intern (HDD)

1010

+ aceleaşi caracteristici, cu mici diferenţe. Printre acestea: conectarea USB, rezistenţa mai bună la şocuri

+ caracteristicile tuturor HDD: capacitate de stocare, viteza de acces

+ cea mai mare capacitate, începând din 2009 – 2 TB

+ viteza de rotaţie: 5400 – 15000 rpm

+ viteza de transfer: 70 – 300 MB/ s

+ timpi de acces: 2 – 20 ms

+ tip de conectare: SCSI, IDE sau P-ATA sau EIDE, SATA (ultimele nu mai trebuiesc configurate master/ slave)

Hard disk-ul extern (HDD)

+ suportul în care sunt ataşate componentele unităţii centrale

+ o cutie realizată din oţel, aluminiu, plastic sau o combinaţie a acestora, cu scopul de a proteja şi susţine componentele interne ale calculatorului, de a fi rezistentă, uşor de întreţinut, de a avea spaţiu suficient pentru o extindere ulterioară, de a menţine componentele la o temperatură adecvată, prevenirea deteriorării componentelor din cauza descărcării electricităţii statice

Carcasa

1111

Orice decizie are la bază informaţii şi date referitoare la obiectul unei anume activităţi. Prelucrarea datelor trebuie să fie făcută în concordanţă cu cerinţele tehnologiei informaţionale. Astfel, putem contura diferenţe între date şi informaţii:

+ datele desemnează elemente primare, provenind din diverse surse, fără o formă organizată care să permită luarea unor decizii

+ informaţiile sunt date ce au caracter de noutate, care îmbogăţesc nivelul de cunoştinţe ale celui care le primeşte. O dată care nu aduce nimic nou nu poate fi considerată o informaţie. Informaţia este un mesaj care înlătură necunoaşterea unui anumit eveniment. Informaţia are caracter de noutate şi este interpretată de către oameni; poate fi reprezentată în forme diferite: articole de ziare şi reviste, comunicarea prin telefon, telegraf, radio, televiziune şi sateliţi, comunicatele statistice, rezultatele unor sondaje de opinie, bilanţul contabil al unei firme etc. Unitatea de măsură folosită pentru cantitatea de informaţie este informaţia elementară. Ea este informaţia furnizată prin precizarea unei variante din două posibile (ex. Plouă?. Răspunsul poate fi “da” sau “nu”).

Prelucrarea datelor (numită şi procesare) presupune totalitatea transformărilor, ca formă şi conţinut a datelor. Un calculator este o maşină care ştie să modeleze şi să manipuleze informaţia. El poate prelucra foarte uşor, într-un timp extrem de scurt, cu foarte mare acurateţe, o mare cantitate de informaţie foarte complexă.

Tehnologia informaţiei (IT) reprezintă normele şi procedeele de colectare, memorare, transmitere şi prelucrare a datelor, în vederea obţinerii rezultatelor, scontate, cu ajutorul computerului.

Computerul este o maşină care prelucrează automat informaţia.

Data. Informaţia

1212

Pe suporturi informaţia este scrisă în binar:+ pe suport electromagnetic, prin magnetizarea particulelor feromagnetice

după o anumită direcţie de magnetizare: pozitivă – 1, negativă - 0+ pe suport optic, prin existenţa unei alveole într-o poziţie care va reflecta

lumina ce poate fi detectată cu ajutorul unui laser: poziţie cu alveolă – 1, fără – 0

Suporturile de informaţie pot fi:+ reutilizabile – pe acestea se pot executa mai multe operaţii de scriere în

aceeaşi zonă a suportului (electromagnetice sau optice)+ nereutilizabile – pe acestea se pot executa numai o singură operaţie de

scriere pe aceeaşi zonă de suport (hârtie sau optice)

Suporturile de informaţie:

Floppy disk-ul (discheta):+ mediu de stocare pe disc compus dintr-un

disc mediu subțire și flexibil de stocare magnetică, sigilat într-o carcasă de plastic dreptunghiulară căptușită cu material care îndepărtează particulele de praf. Dischete sunt citite și scrise de către o unitate de dischetă (FDD).

+ este destinată transportului informaţiei de mici dimensiuni între PC-uri

+ are capacitatea de stocare de maxim 2,88 MB (prima dischetă era de 8 inch – 200mm – 1970 - 1973, mai târziu de 5 ¼ inch – 133 mm - 1976 şi 3 ½ inch – 90 mm – 1,44 MB între anii 1986, din 1988 – 1989 – 2,88 MB)

+ viteza de transfer a datelor este de ordinul zecilor de KB/ s

Avantaje: aproape toate computerele aveau unităţi de dischetă, costuri reduse

Dezavantaje: se defectează repede, capacitate de stocare redusă

Discheta (Floppy disk - FDD)

1313

CD-ROM-ul:+ este o unitate optică de stocare a datelor+ foloseşte laserul pentru a citi mediile CD+ un CD poate avea capacitatea de 650 sau 700 MB (în format

muzical 74 sau 80 de minute)+ discurile sunt fabricate dintr-un disc de 1,2 mm grosime din

material plastic policarbonat, cu un strat subțire de aluminiu pentru a face o suprafață reflectorizantă. Dimensiunea cea mai comună de CD-ROM este de 120 mm în diametru, deși mai mici standardul Mini CD cu un diametru de 80 mm

+ datele sunt stocate pe disc ca o serie de crestături microscopice. Un laser străluceşte pe suprafața de reflexie a discului pentru a citi modelul de gropi și terenuri ("gropi", cu diferențele dintre ele denumite "terenuri"). Deoarece adâncimea gropilor este de aproximativ un sfert la o șesime din lungimea de undă a luminii laser utilizate pentru a citi discul, faza fasciculul reflectat este deplasat în raport cu fasciculul de intrare, cauzând interferențe distructive și reducerea intensității fasciculului reflectat. Acest model de schimbare intensitate a fasciculului reflectat este transformat în date binare

CD-ROM-ul (Compact Disk Read Only Memory) :: 1/2

1414

CD-ROM-ul:+ rata de transfer este de 150KB/s (1x)+ la 8x, discul se învârte cu 1400-1600 rpm şi o rată de

transfer de 1200KB/ s+ în 2004, cea mai rapidă rată de transfer ajungea la 52x

(10400 rpm şi 7.62MB/ s)+ a fost inventat în 1984, creditarea de inventare a primului

sistem de înregistrare digitală pe o folie transparentă optic, luminată de o lampă cu halogen de mare putere revenindu-i inventatorului american James T. Russel (şi-a depus cererea abia în 1966); unii spun că ar fi inventat de un maghiar

CD-R – un CD care poate fi inscripţionat o singură dată, iar CD-RW (Compact Disk ReWritable) – un CD care poate fi inscripţionat de mai multe ori

CD-ROM-ul (Compact Disk Read Only Memory) :: 2/2

1515

DVD-ul:+ este, şi ea, o unitate optică de stocare a datelor+ foloseşte laserul pentru a citi mediile DVD+ un DVD poate avea capacitatea de 2 sau 8 GB (uneori chiar mai

mare; pe el se pot stoca filme)+ viteza de transfer este de 1.32MB/ s (1x)+ inventat în 1995 de Philips, Sony, Toshiba şi Panasonic

DVD-RW = Digital Video/ Versatile Disk Rewritable)

DVD (Digital Video Disk sau Digital Versatile Disk)

1616

+ conectare USB (Universal Serial Bus)

+ şi acesta are o capacitate mare de stocare (cea mai mare de ordinul GB)

+ inventat de Amir Ban, Dov Moran şi Oron Ogdan din Israel, care au vândut patentul Statelor Unite în aprilie 1999

+ prima comercializare – 2000

+ rata de transfer: 12MB/ s în USB 1.1, 480 MB/ s în USB 2.0 şi 10240 MB/ s în USB 3.0 (numit Super Speed USB)

+ în 2000 avea capacitatea de 8MB, în 2013 - 512 GB şi 1TB

+ în mai 2014 cel mai frecvent vândut era stik-ul de 128GB

USB flash drive (stik-ul)

1717

1818

Dintre cele mai importante transformări ce presupun prelucrarea datelor amintim:

+ generarea: operaţia prin care se obţin date primare+ culegerea şi pregătirea (forma iniţială a datelor diferă de cea în care

acestea intră în prelucrare): selectare, codificare, conversie, copiere, multiplicare, verificare

+ prelucrarea datelor: sortare, clasificare, comparare, analiză, sintetizare, calculare

+ furnizarea datelor: pe parcursul prelucrării, forma în care sunt datele, de cele mai multe ori, nu corespunde cerinţelor beneficiarului. Se impune necesitatea furnizării rezultatelor într-o formă clară, astfel încât să nu existe probleme de înţelegere sau de interpretare eronată

+ păstrarea datelor: se face în colecţii de date, alcătuite după reguli bine definite, în vederea unor prelucrări ulterioare. Asupra unei astfel de colecţii se poate acţiona prin: validare date, regăsire, modificare, distrugere

+ transmiterea datelor: modul în care datele trec de la o etapă la alta pe parcursul prelucrării

Prelucrarea datelor

1919

Pornind de la datele menţionate s-a ajuns la concluzia că un sistem de calcul va trebui să utilizeze sistemul binar, adică să modeleze informaţia elementară prin intermediul datelor. Aceasta se numeşte bit (BInary digiT), adică una din cele două cifre binare 0 sau 1.

bit = informaţie elementară = cifră binarăBiţii se grupează câte 8 şi formează un byte sau un octet.1 octet = 1 byte = 8 biţiInformaţia, modelată şi manipulată pe un calculator, va fi formată dintr-un şir de

cifre binare. Cu cei 8 biţi se poate construi un cod, care permite 28 combinaţii diferite între ele, adică 256 combinaţii. Bitul = atomul informaţiei

Octetul este unitatea de măsură a informaţiei.

Unitatea de măsură a informaţiei

2020

Multiplii unităţilor de măsură cunoscute sunt multipli de 10. De exemplu: 1 kg = 103 g, 1 km = 103 m = 1000m etc.

Unităţile de informaţie utilizează ca factor de multiplicare 210 = 1024, astfel:1 Kilobyte = 1 Koctet = 210 octeţi = 1024 octeţi1 Megaoctet = 210 Kocteţi = 1024 Kocteţi = 220 octeţi1 Gigaoctet = 210 Mocteţi = 220 Kocteţi = 230 octeţi1 Terraoctet = 210 Gocteţi = 220 Mocteţi = 230 Kocteţi1 Pentaoctet = 210 Tocteţi = 220 Gocteţi = 230 Mocteţi1 Extraoctet = 210 Pocteţi = 220 Tocteţi = 230 GocteţiPentru codificarea în sistemul de numeraţie binar a caracterelor din care sunt

compuse textele, se foloseşte codul ASCII (American Standard Code for Information Interchange).

Fiecare caracter de pe tastatură are o codificare ASCII de 8 cifre binare, astfel caracterul “A” are codificarea 01000001 (65 în sistemul zecimal).

Multiplii byte-ului

2121

Programele sistemului/ de bază (software de bază) formează, în principal, sistemul de operare şi este specific fiecărui tip de echipament. Asigură funcţionarea eficientă a resurselor fizice şi logice ale sistemului.

Programele de aplicaţii (software de aplicaţii) sunt specifice problemelor rezolvate de utilizatori şi sunt realizate fie de specialiştiîn programare, fie de utilizatori.

Programele utilitare/ Software intermediar - instrumente software specializate (procesoare de texte, programe de calcul tabelar, programe de grafică etc.) care pot fi utilizate foarte uşor şi rapid în diverse aplicaţii.

Tipuri de software

2222

Sistemele de operare asigură exploatarea echipamentelor:

- încărcătoare de programe destinate introducerii în memorie

a programelor de executat;

- monitoare şi supervizoare care asigură înlănţuirea derulării

lucrărilor, controlul operaţiunilor de I/O, semnalizarea incidentelor

de funcţionare;

- programe care uşurează realizarea unor operaţii curente cum

sunt: formatare discuri, copiere fişiere, ştergeri fişiere etc.

Clasificarea lor: monouser – multiuser (unul sau mai mulţi utilizatori la un acelaşi computer), monotasking – multitasking/ multiprogramare (se pot rula unul sau mai multe programe/ aplicaţii în acelaşi timp).

Sisteme de operare :: 1/3

2323

Exemple:

+ MS-DOS (Microsoft Disk Operating System): 86-DOS - 1980 , 86-DOS 1.10 – 1981, MS-DOS, SP MS-DOS 1.25 – 25.03.2014 – un amestec de Altos MS-DOS 2.11 şi TELEVIDEO PC DOS 2.11, 1.0 – 20.11.1985 – primul mediu de operare cu interfaţă grafică, 1.01 – 05.1986 – cuprinde mai multe limbi europene, 1.03 – 08.1986 – drivere pentru tastaturi europene, monitoare, imprimante, 1.04 – 04.1987 – suport VGA pentru IBM PS/2, 1.x (10, 11, 14, 24, 25), 2.x (0, 1, 11), 3.x (0, 1, 11, 2, 21, 22, 25, 3, 3a, 31), 4.x (0, 1), 5.x (0, 0a, 0.500), 6.x (0, 2, 21, 22), 7.x (0, 1), 8.x (0ME, 0XP)

Sisteme de operare :: 2/3

+ Paul Allen şi Bill Gates (1975-1981)

2424

Exemple:

+ Windows: 1.0 (1982-1985), 2.0 – 2.11 (1987-1990), 3.0 – 3.1 – NT3.1 – NT3.5 – NT3.51 – NT4.0 (1990-1994), ‘95 (1995-1998), ’98 – 2000 – Millenium Edition (1998-2000), XP – Server 2003 (2001-2005), Vista (2006-2008), 7 (2009-2011), 8 – 8Pro (2012-2013), 8.1 (din 2013), 9 (din 2014)

+ UNIX: înfiinţat 1969 de Bell Labs, v1-v10, III-V, 1.1, 1.1.1, 2.0, 2.1, 2.1.2, 7, 7.0.1, 7.1, 7.1.1, NSC 7.1, 8, 8MP1-8MP4, 7.1.3 , 7.1.3 Update Pack 1, 7.1.4 (2004) (gratuit)

+ Linux: începuturile în 1991 dintr-un proiect personal al studentului Linus Torvalds; în 2014 – peste 22 mil. utilizatori, Ubuntu – printre ultimele versiuni

+ Solaris: din 1991, 2010 - Oracle Solaris

+ Mac: introdus de Apple Machintosh

+ Chrome: introdus de Google, având ca baza SO Linux

+ COBOL: scris în limbaj Cobol

+ altele: Android, Fedora

Statistică...

+ în 06.2014, revista Capital publică un articol în care se specifică faptul că peste 16% din utilizatorii de Windows lucrează în XP

Sisteme de operare :: 2/3

2525

Programele de aplicaţii sunt proiectate pentru a rezolva probleme specifice utilizatorilor:

- contabilitate, gestiune stocuri, gestiune personal etc.

- elaborarea planurilor de investiţii, elaborarea planurilor de marketing etc.

- calcule tehnice: rezistenţa materialelor, prelucrări statistice.

Programe de aplicaţii

Programele utilitare corespund unor funcţii frecvente:- medierea dialogului om‑calculator- operaţii multiple asupra discurilor şi fişierelor;- sortarea fişierelor;- tipărirea rapidă la imprimantă.

Programe utilitare

2626

Programele traducătoare (translatoare) convertesc programele scrise de programatori, dintr‑un anumit limbaj de programare în cod maşină:

1. Compilatoare: Basic, Cobol, Fortran, Pascal, Traducerea programului sursa se realizează o singură

dată, iar execuţia este independentă de fazele anterioare

2. Interpretoare: Basic Presupune traducerea instrucţiune cu instrucţiune a programului la fiecare execuţie a acestuia. Mai puţin eficientă decât compilarea.

Programe traducătoare

Bibliografie

+ diverse pagini de pe Internet

+ Mariana Miloşescu - TIC, manual pentru cls. a IX-a, EDP, RA, Bucureşti, 2004