Furnizor program formare acreditat: Casa Corpului Didactic Brăila

Denumire program: INFORMATICA ŞI TIC PENTRU GIMNAZIU – Clasa a V-a

Categorie: 1; Tip de competențe: de predare-învățare-evaluare la clasa a V-a pt. disciplina Informatică și TIC

Domeniu tematic: Abilitare curriculară

Nr. OM de acreditare/data: 4586/09.08.2017 Durată acreditare/perioadă acreditare: 4 ani / 09.08.2017 – 08.08.2021

Forma de învățământ/formă de organizare a programului: face-to-face/față-în-față

Nr. ore program: 60h (nr. ore face-to-face/față-în-față: 60h; nr. ore on-line/e-learning: 0h)

Nr. credite profesionale transferabile: 15 CPT

Public/Grup țintă: Cadre didactice care predau Informatică și TIC în învățământul preuniversitar

Seria: AR_S1GR2

Grupa: 2 / Nr. cursanți: 25

Locația formării: Casa Corpului Didactic „Alexandru Gavra” Arad

Perioada formării: 19.09.2017 – 11.10.2017 (face-to-face: 19.09.2017 – 11.10.2017)

Data evaluării finale: 11 octombrie 2017

PORTOFOLIU DE EVALUARE

MARINESCU MARIA

Funcția didactică: profesor

Școala Gimnazială Adam Nicolae, Arad

2017

OPIS

1. Proiectul unității de învățare din care face parte o lecție de clasa a V-a la

Informatică și TIC ...

2. Proiectul didactic pentru lecția de clasa a V-a la Informatică și TIC ...

3. O fişă de lucru la lecţia aleasă ...

4. Fişa de lucru rezolvată ...

5. O probă de evaluare şi baremul de corectare la lecţia aleasă ...

PROIECTUL UNITĂŢII DE ÎNVĂŢARE

Unitatea de învățare: Structura unui sistem de calcul

Sisteme de calcul - (S1-S4)

Conținuturi

(detalieri)

Competențe

specifice

Activități de învățare Resurse Evaluare

Norme de ergonomie și

de siguranță

(Normele de securitate și

protecție a muncii în

laboratorul de informatică.

Poziția corectă a

corpului la stația de

lucru)

Tipuri de sisteme de

calcul și de comunicații.

(Momente principale în

evoluția sistemelor de

calcul.

Sisteme de calcul și de

comunicații întâlnite în

viața cotidiană.

1.1

1.3

Test iniţial

Discutarea testului iniţial

Dezbatere: „De ce este important să

respectăm reguli?”

Prezentarea regulilor privind

normele de securitate și protecție a

muncii în laboratorul de informatică

Vizionarea filmului didactic referitor

la poziţia corectă a corpului la staţia

de lucru

Jocul didactic “Ce-ar fi dacă…?”

Joc didactic „Călătorie în timp –

imaginaţi-vă că sunteţi un copil din

anul... enumeraţi 3 lucruri pe care le-

aţi fi putut face cu un calculator în

anul respectiv?” – activitate

desfăşurată pe grupe

Vizionare film didactic referitor la

generaţiile de calculatoare (filmul va

fi vizionat fără sonor, profesorul

folosindu-l ca suport vizual pentru

explicarea evoluţiei calculatoarelor)

Timp alocat: 1 ore

Locaţie: laboratorul de informatică, dotat cu acces la

Internet şi recomandabil videoproiector.

Activitate: frontală

Material didactic:

Fişa de protecţia muncii (la finalul orei elevii vor

semna fişa de protecţia muncii şi repartizarea la

posturile de lucru în laborator)

Film didactic:

https://www.youtube.com/watch?v=ZLwIP8cBaWA

Test inițial

Evaluare curentă formativă

prin:

Jocul didactic „Ce-ar fi

dacă”

Conversație euristică

Evaluare curentă formativă

prin:

Conversație euristică

Reluarea jocului didactic

„Călător în timp”

Elemente de arhitectură

a unui sistem de calcul

Structura generală a unui

sistem de calcul

Rolul componentelor

hardware ale unui sistem

de calcul.)

1.1

1.2

1.3

Descrierea rolului componentelor

hardware și a interacțiunilor dintre

acestea utilizând o schemă de

structură generală a unui sistem de

calcul

Identificarea componentelor

hardware şi a relaţiilor dintre acestea

Timp alocat: 1 oră

Locaţie: laboratorul de informatică, dotat cu acces la

Internet şi recomandabil videoproiector.

Activitate: frontală și pe grupe

Material didactic:

Manual, auxiliare, filme didactice, tutoriale

Fişa de evaluare

Evaluare curentă formativă

prin:

Identificarea

componentelor hardware pe

un calculator dezasamblat

pe un calculator dezasamblat

Joc didactic „Călătorie în timp –

imaginaţi-vă că sunteţi un copil din

anul... enumeraţi 3 lucruri pe care le-

aţi fi putut face cu un calculator în

anul respectiv?”

Filmul didactic:

https://www.youtube.com/watch?v=sTc4kIVUnoA

Schema generală de structură a unui calculator

Simulator asamblare calculator:

http://world-it.ro/hardware/simulator-asamblare-

calculator

Un calculator dezasamblat

Test de evaluare

Tipuri de dispozitive: de

intrare, de ieșire, de

intrare-ieșire

(Dispozitive de intrare:

exemple, rol, mod de

utilizare.

Dispozitive de ieșire:

exemple, rol, mod de

utilizare.

Dispozitive de intrare-

ieșire: exemple, rol, mod

de utilizare.)

1.1

1.3

1.2

Dezbatere pe tema categoriilor de

dispozitive, cu exemplificări pentru

fiecare categorie

Identificarea grupelor de taste de pe

tastatură și explicarea rolului

acestora

Exersarea poziției corecte a mâinilor

pe tastatură, utilizând joc didactic-

Descoperirea operațiilor care se pot

executa cu un dispozitiv de tip

mouse și exersarea principalelor

operații (click, dublu-click,

drag&drop) utilizând un joc didactic

Vizualizarea modului de utilizare a

unui dispozitiv cu touch-screen şi

exersarea utilizării acestuia, dacă

există un astfel de dispozitiv

Timp alocat: 1 oră

Locaţie: laboratorul de informatică, dotat cu acces la

Internet şi recomandabil videoproiector.

Activitate: individuală şi frontală

Material didactic:

Joc didactic pentru utilizarea tastaturii (de exemplu,

Keyboard ninja

https://www.typing.com/student/games/play/keyboard-

ninja)

Tutorial de tastare rapidă: online (de exemplu,

http://www.typingstudy.com/ro/) sau instalat pe

calculator (de exemplu, Rapid Typing)

Jocuri didactice pentru exersarea operaţiilor cu mouse-

ul (de exemplu, pe site-ul http://minimouse.us/)

Dispozitive de intrare, ieşire sau de intrare-ieşire

(instalate în laborator sau prezentate demonstrativ)

Evaluare curentă formativă

prin:

Conversație euristică

Aplicaţii practice:

1. parcurgerea lecţiilor de

tastare rapidă

2. parcurgerea nivelurilor

unui joc de exersare a

operaţiilor cu mouse-ul

Tipuri de dispozitive de

stocare a datelor

(Dispozitive de stocare a

datelor:

- exemple de dispozitive

de stocare a datelor

- unități de măsură pentru

capacitatea de stocare (bit,

byte, kilobyte, megabyte,

gigabyte, terabyte,

petabyte etc.)

1.1 Vizualizarea modului de utilizare a

unui dispozitiv extern de stocare a

datelor

Ilustrarea grafică a unităţilor de

măsură pentru capacitatea de stocare

în ordine crescătoare

Ordonarea crescătoare a unor

dispozitive de stocare după

capacitatea de stocare

Evaluare:

Evaluare sumativă - Test final (scris)

Timp alocat: 1 oră

Locaţie: laboratorul de informatică, dotat cu acces la

Internet şi recomandabil videoproiector.

Activitate: individuală şi frontală

Material didactic:

Dispozitive externe de stocare (memory stick. cd, dvd,

etc.)

Grafic cu unităţile de măsură a memoriei în ordine

crescătoare

Test final (scris)

Simulator asamblare calculator:

Evaluarea sumativă prin:

Test final (scris)

Simularea asamblării unui

calculator

- comparație între

dispozitivele de stocare în

funcție de capacitate)

-

Discutarea soluţiilor la testul scris –

Simularea asamblării unui calculator

http://world-it.ro/hardware/simulator-asamblare-

calculator

COMPETENŢE GENERALE

1. Utilizarea responsabilă și eficientă a tehnologiei informației și comunicațiilor

2. Rezolvarea unor probleme elementare prin metode intuitive de prelucrare a informației

3. Elaborarea creativă de mini proiecte care vizează aspecte sociale, culturale și personale, respectând creditarea informației și drepturile de autor

COMPETENŢE SPECIFICE

1.1. Utilizarea eficientă şi în condiţii de siguranţă a dispozitivelor de calcul

1.2. Utilizarea eficientă a unor componente software

1.3. Utilizarea eficientă şi în siguranță a Internetului ca sursă de documentare

2.1. Identificarea unor modalități algoritmice pentru rezolvarea unor situații din viața cotidiană, exprimate în limbaj natural

2.2. Identificarea datelor cu care lucrează algoritmii în scopul utilizării acestora în prelucrări

2.3. Descrierea în limbaj natural a unor algoritmi cu ajutorul secvențelor de operații și a deciziilor pentru rezolvarea unor probleme simple

3.1. Aplicarea operațiilor specifice editoarelor grafice în vederea realizării unor materiale digitale

3.2. Implementarea unui algoritm care conţine structura secvenţială şi/sau alternativă într-un mediu grafic interactiv

3.3. Manifestarea creativă prin utilizarea unor aplicații simple de construire a unor jocuri digitale

PROIECT DIDACTIC

Unitatea școlară: Școala Gimnazială „Adam Nicolae”Arad

Disciplina: Informatică și TIC

Profesor: Maria Marinescu

Clasa: a V-a

Tema: Sistemul de calcul

Subiectul lecţiei: Arhitectura sistemului de calcul

Tipul lecţiei: Mixtă

Durata: 1 oră

COMPETENŢE GENERALE

1. Utilizarea responsabilă și eficientă a tehnologiei informației și comunicațiilor

2. Rezolvarea unor probleme elementare prin metode intuitive de prelucrare a informației

3. Elaborarea creativă de mini proiecte care vizează aspecte sociale, culturale și personale, respectând creditarea informației și drepturile de autor

COMPETENŢE SPECIFICE

1.1. Utilizarea eficientă şi în condiţii de siguranţă a dispozitivelor de calcul

1.2. Utilizarea eficientă a unor componente software

1.3. Utilizarea eficientă şi în siguranță a Internetului ca sursă de documentare

Cunoaşterea structurii şi principiului de funcţionare a sistemului de alcul;

Subcompetenţe : S1: Să descrie schema funcţională a calculatorului; Structura generală a unui sistem de calcul

S2: Să cunoască rolul componentelor hardware ale unui sistem de calcul;

Obiectivele operaţionale:

Cognitive:

- Să utilizeze corect noţiunile teoretice însuşite;

- Sa defineasca correct notiunea de hardware și software a calculatorului

- Să identifice corect componentele Hardware

- sa defineasca şi sa clasifice notiunea de memorie

- să cunoască parametrii de bază a calculatorului;

- Să cunoască structura fizică şi funcţionarea calculatorului;

Formative

Elevii vor fi capabili :

- să rezolve cerinţele date

sa demonstreze înţelegerea corectă a noţiunilor învăţare

- să argumenteze logic alegerea răspunsului

Afective

- să aibe satisfacţia muncii personale, a lucrului bine făcut

- Să fie atenţi şi să participe activ la lecţie;

- Să aprecieze rezultatele activităţii desfăşurate ;

- Să-şi dezvolte interesul pentru studiul informaticii prin aplicarea cunoştinţelor în probleme variate.

Psihomotorii:

- Să-şi dezvolte gândirea logică, capacitatea de generalizare şi problematizare;

- Să dovedească trăinicia noţiunilor dobândite la informatică;

Strategii didactice:

Metode şi procedee:

M1:explicaţia;

M2:Demonstraţia;

M3:exerciţiul; problematizare

M4:conversaţia euristică;

M5:expunerea;

Forme de organizare/activitate:

F1:Activitate independentă în grupuri; individual, diferențiat

F2: Activitate colectivă a întregii clase; frontal

Relaţii:

E-E-elev- elev

P-E-profesor-elev

Dotare didactică:

DD1-calculator;

DD2-tabla;

DD3-fişe;

DD4-manual;

Evaluare: E1-observare curentă;

E2-chestionare orală;

E3-discuţie liberă;

E4-enunţul rezultatului final;

E5-notare;

Bibliografie selectivă: Manual, auxiliare, filme didactice, tutoriale

Filmul didactic: https://www.youtube.com/watch?v=sTc4kIVUnoA

Schema generală de structură a unui calculator

Simulator asamblare calculator: http://world-it.ro/hardware/simulator-asamblare-calculator

Secvenţele

lecţiei

Activitatea profesorului Activitatea elevilor Metode şi procedee Timpul/min

I Moment

organizatoric

Salut elevii , le propun să ocupe locurile la mese şi să

pregătească toate cele necesare pentru lecţie;

Elevii îşi organizează locul de

muncă

explicaţia 1-2

II Verificarea

cunoştinţelor

anterioare

Rog elevii să-şi amintescă materia care am studiat-o

anterior rezolvînd un rebus la tablă.

Anexa1

Elevii răspund la întrebări; Conversaţia 8-10

III Anunţarea

temei şi a

obiectivelor

Anunţ tema nouă :”Sistemul de calcul. Arhitectura

sistemului de calcul”.

După această întroducere , anunţ scopurile şi

obiectivele lecţiei:

La sfîrşitul orei veţi fi în stare:

- Să cunoașteți structura fizică şi funcţionarea

calculatorului;

-să descrieţi schema funcţională a calculatorului;

-să descrieţi componentele unui calculator;

Obiectivele se prezintă pe poster sau se proiectează; Filmul didactic:

https://www.youtube.com/watch?v=sTc4kIVUnoA

Elevii îşi fac unele notiţe;

Demonstraţia 4-5

IV Predarea

temei noi

Explic elevilor:

-structura unui sistem de calcul;

-noţiunea cuvintelor „software” şi „hardware”;

-componentele „software”;

-componentele „hardware”;

-unitate centrală a calculatorului; Descrierea rolului componentelor hardware și a

interacțiunilor dintre acestea utilizând o schemă de structură

generală a unui sistem de calcul

Identificarea componentelor hardware şi a relaţiilor dintre

acestea pe un calculator dezasamblat si prin video proiector

http://world-it.ro/hardware/simulator-asamblare-calculator

Elevii îşi fac unele notiţe şi

încearcă să înţeleagă

informaţiile primite. Pun

întrebări în caz de necesitate;

Explicaţia

Conversaţia euristică

Observația dirijtă

15-20

V Consolidarea

cunoştinţelor

Le propun elevilor :

-să răspundă la întrebări de pe fişe; Anexa 2

-să clasifice dispozitivele periferice; Anexa 3

-să aleagă răspunsul corect; Anexa 4

Elevii rezolvă exerciţii date de

profesor;

Exerciţiul 5-10

VI Evaluarea ,

generalizare şi

notarea elevilor

Cantitativ :

1. Ce noţiuni noi am învăţat azi la lecţie?

2. Care sînt parametrii de bază a calculatorului?

Noţiunile de „software” şi

„hardware”şi însemnătatea lor.

Parametrii de bază ce

caracterizează un calculator

sunt:

Enunţul rezultatului

final

Notarea

3-5

Anexa 2

Indicaţi corespondenţa dintre denumirile unităţilor funcţionale ale calculatorului (coloana din stînga) şi destinaţia acestora(coloana din

dreapta)

Coloana A Coloana B

1) Dispozitivele de intrare a)efectuarea operaţiilor aritmetice şi logice elementare

2) Memoria b)colorarea imaginilor şi memorarea lor pe discuri optice

3) Dispozitivul aritmetic logic c)extragerea datelor din calculator

4) Dispozitivul de ieşire d)furnizarea semnalelor de comandă necesare executării secvenţiale

5) Dispozitivul central de comandă a instrucţiunilor

6) Procesorul e)întroducerea documentelor în calculator şi corectarea greşelilor

gramaticale

f)înmagazinarea datelor iniţiale, intermediare şi finale ale problemei

precum şi a instrucţiunilor care indică secvenţa calculelor

g)prelucrarea automată a informaţiei conform programului înmaga-

zinat în memorie

h)efectuarea calculelor aritmetice şi afişarea rezultatelor la ecran

i)introducerea datelor din mediul exterior în calculator

Răspuns:1-i;2-f;3-a;4-c;5-d;6-g.

Anexa 3

Răspuns: Dispozitive de intrare-2,3,4,5,6.

Dispozitive de ieşire-8, 9, 10, 11, 12.

Anexa 4

Alegeţi litera corespunzătoare răspunsului corect:

1. Care dintre următoarele componente este formată din totalitatea programelor unui calculator?

a. hardware

b. software

c. firmware

d. network

2. Care dintre următoarele componente ale unui sistem de calcul este cea care include tastatură?

a. unitatea centrală de prelucrare

b. unitatea de memorie

c. dispozitive periferice

d. sistemul de operare

3. Care dintre următoarele componente este formată din totalitatea părţilor fizice ale unui calculator?

a. hardware

b. software

c. firmware

d. network

4. Care dintre următoarele componente ale unui sistem de calcul include Unitatea Aritmetico-Logică?

a. unitatea centrală de prelucrare

b. unitatea de memorie

c. dispozitive periferice

d. sistemul de operare

5. Care dintre următoarele dispozitive de memorare este mai puţin portabil şi de capacitate mare?

a. floppy disc

b. hard disc

c. compact disc

d. memory stick

6. Care dintre tipurile de memorie învăţate este o memorie al cărei conţinut se pierde la oprirea calculatorului?

a. memoria ROM

b. memoria RAM

c. memoria externă

d. memoria Caché

7. Care dintre următoarele componente este dispozitiv periferic de intrare?

a. monitor

b. plotter

c. boxe

d. mouse

8. Care dintre următoarele componente este dispozitiv periferic de ieşire?

a. scanner

b.

c. tastatură

d. microfon

e. imprimantă

9. Care este unitatea de măsură în sistemul internaţional pentru măsurarea informaţiei?

a. bit

b. byte

c. segment

d. cuvânt

Răspunsuri

1-b; 2-c; 3-a; 4-a; 5-b; 6-b; 7-d; 8-d; 9-b.

Anexa 1

1. Poziţiile logice se unesc într-un ........?

2. Operaţie în algebra logică ?

3. O mulţime de semne ordonate se numeşte....?

4. Operaţie de transformare a mesajelor în cuvinte.

5. Transformarea numerelor dintr-un sistem în altul.

6. O categorie a circuitelor logice.

7. Codul utilizat de noi este codul .....?

8. Unitate de măsură a informaţiei.

9. Sistemul binar are baza......?

10. Sistemul care conţine 8 cifre se numeşte.....?

11. Ştire.

Anexa 1

1. Poziţiile logice se unesc într-un ........?

2. Operaţie în algebra logică ?

3. O mulţime de semne ordonate se numeşte....?

4. Operaţie de transformare a mesajelor în cuvinte.

5. Transformarea numerelor dintr-un sistem în altul.

6. O categorie a circuitelor logice.

7. Codul utilizat de noi este codul .....?

8. Unitate de măsură a informaţiei.

9. Sistemul binar are baza......?

10. Sistemul care conţine 8 cifre se numeşte.....?

11. Ştire.

C I R C U I T

C O N J U N C Ţ I A

A L F A B E T

C O D I F I C A R E

C O N V E R S I E

C O M B I N A Ţ I O N A L

A S C I I

B I T

D O I

O C T E T

I N F O R M A Ţ I E

Fișa S4- Sisteme de calcul

Tipuri de sisteme de calcul și de comunicații. Elemente de arhitectură a unui sistem de calcul.

Călătorie în timp- Vom face împreună un exerciţiu de imaginaţie: călătorim în timp. Suntem 6 echipe şi fiecare

echipă a fost trimisă de maşina timpului într-un alt an.

Echipa 1 2 3 4 5 6

Anul 1950 1970 1980 1990 2017 2050

Activități și aplicații (în clasă):

1. Înainte de a ajunge la destinaţie, încercaţi să vă imaginaţi cel puţin 3 lucruri pe care le-aţi putea face cu un calculator din anul

în care călătoriţi și dezbateți aceste posibilități cu colegii de echipă/clasă.

2. Aţi ajuns la destinaţie. Vizionaţi filmul de la adresa https://www.youtube.com/watch?v=sTc4kIVUnoA pentru a vedea cum

au evoluat calculatoarele în timp. Scrieţi sub fiecare imagine un număr (de la 1 la 4), ordonând astfel imaginile după generaţia

cărei îi aparţine calculatorul din imagine. Desenaţi şi voi un calculator aşa cum vă imaginaţi că va arăta peste 10 ani.

3. Aţi observat un lucru extrem de interesant: indiferent de generaţie, structura generală a unui calculator poate fi

ilustrată de schema următoare, structură care a fost descrisă de matematicianul John von Neumann în 1940:

Componenta Denumire

UCP Unitatea centrală de prelucrare

UAL Unitatea aritmetico-logică

UCC Unitatea de comandă şi control

UM Unitatea de memorie

S I/E Sistem de intrare/ieşire

Identificaţi pe această schemă principalele componente, precum şi relaţiile dintre acestea!

4. Aşa cum spuneam, această schema de structură este respectată

de calculatoarele din fiecare generaţie. Identificaţi aceste

componente pentru un calculator din ziua de azi! Completaţi

denumirea componentelor indicate de linii!

Evaluare:

V-aţi întors din fascinanta voastră călătorie. Acum, după ce aţi

călătorit prin întreaga (şi scurta) istorie a calculatoarelor,

răspundeţi din nou la aceeaşi întrebare: “Imaginaţi-vă că sunteţi

un copil din anul...! Enumeraţi 3 lucruri pe care le-aţi fi putut

face cu un calculator în anul respectiv?”.

Activități și aplicații (pentru acasă):

1. Să dezasamblaţi singuri un calculator poate fi periculos şi

riscant (când îl veţi asambla la loc s-ar putea să nu mai funcţioneze). Lăsaţi acest lucru pe seama specialiştilor!

Noi vom realiza asamblarea virtuală a unui calculator, cu ajutorul unei aplicaţii denumite simulator. Asamblaţi

un calculator cu simulatorul de la adresa http://world-it.ro/hardware/simulator-asamblare-calculator!

2. Gândiţi-vă acum la o tabletă sau la un telefon. Ce credeţi, respectă aceeaşi schema generală de structură ca un

calculator? Care sunt asemănările și deosebirile? Argumentați răspunsul.

Fisa S5 – Sisteme de calcul Sisteme de calcul

Tipuri de dispozitive de stocare a datelor Evoluție În decursul istoriei informațiile au fost salvate mai întâi ca reprezentări picturale, apoi pe papirus și în cărți, până când s-a ajuns în era informațională denumită și era digitală. Astăzi fără a se renunța la cărți informația este cel mai des stocată în format digital. Activități și aplicații (în clasă):

1. Vizualizați modul de utilizare a unui dispozitiv extern de stocare a

datelor prezentat de profesor. În cazul în care aveți conexiune la

Internet vizualizați modul de transfer a datelor de pe calculator pe

un CD utilizând filmul:

https://www.youtube.com/watch?v=rRF4wcqANTg, precum și modul de transfer a datelor de pe calculator pe un hard disk extern: https://www.youtube.com/watch?v=Lluk26qiNXw.

2. Știind că unităţile de referință pentru măsurarea capacității de stocare a

datelor sunt:

- bitul - poate avea numai două valori 0 sau 1 - byte (octet) - conține 8 biți și îl vom nota în continuare cu litera B, completați în triunghiul alăturat de la bază spre vârf, în ordine crescătoare multiplii byte-ului, alegându-i din lista de mai jos:

KB (kylobyte)=1024B GB (gigabyte)=1024MB PB (petabyte)=1024TB MB (megabyte)=1024KB TB (terabyte)=1024GB

3. Priviți tabelul de mai jos în care aveți:

imaginea, denumirea și capacitatea de

stocare a unor dispozitive cel mai des utilizate

de la apariția acestora și până în prezent. Ordonați crescător aceste dispozitive după capacitatea de stocare, în

ordinea crescătoare a capacității lor de la baza triunghiului până la vârf, completând în căsuțele libere numai

denumirea acestora.

Dischetă - 2,88MB Hard disk extern - mai mare de un TB

DVD - între 1,46 GB și 17 GB

Stick - între 1GB și 64 GB

CD - între 600 și 900 MB

Evaluare:

1. Care este dispozitivul de stocare a datelor cu cea mai mare capacitate?

2. Care este dispozitivul de stocare a datelor apărut odată cu primul calculator?

Activități și aplicații (pentru acasă): Transferați o imagine/un desen realizat în aplicația Paint de pe calculatorul vostru pe un dispozitv extern de stocare a datelor. Verificați cât spațiu a ocupat și cât mai aveți disponibil pe suportul extern.

Fişa de evaluare

I. Asociați afirmațiile din prima coloană cu precizări din a doua coloană, pentru a obține informații

corecte:

3 puncte (10 x 0.3 p)

Dispozitiv Tip

a. Microprocesorul este format din 1.Unitatea Centrală de Prelucrare (CPU)

b.Procesorul se montează pe 2. efectuează operaţiile aritmetice şi logice

c. Unitatea de comandă şi control (UCC) 3. coordonează și controlează întreaga

activitate a calculatorului

d. Componenta hardware 4. preia programele din memorie, le

lansează în execuţie, analizează fiecare

instrucţiune şi dă comenzi de executare a

instrucţiunilor unităţii aritmetico-logice.

e. Cantitatea de informație ce poate fi înregistrată

într-o celulă binară

5. byte (octet sau bait).

f. Unitatea aritmetică şi logică UAL 6. bit (BInary digiT-cifră binară)

g.Procesorul numit si creierul calculatorului 7. UAL și UCC

h. Cantitatea de informație stocată într-o

succesiune de 8 celule binare se numește

8. componente fizice (echipamente)

i. Procesorul se mai numește 9. programe și instrucțiuni

j. Componenta software 10.Placa de bază (matherboard)

II. Compl

Completaţi rebusul, folosind definiţiile de mai jos. Pe verticală (A-B) veţi obţine cel mai important

dispozitiv periferic de ieşire. 4 puncte (8 x 0.5 p)

A

1 1. Permite afişarea datelor pe hârtie

2

2. Controlează mişcarea cursorului pe

ecran

3

3. Placa de ... redă sau înregistrează

sunete

4 4. ... optic, utilizat pentru tableta grafică

5 5. Tipăreşte desene de dimensiuni mari

6 6. Modulează/ demodulează semnalul

7 7. Permite introducerea datelor

B

III. CComp

letaţi spaţiile libere din enunţul de mai jos. 2 puncte (5 x 0.4 p)

Sistemul de calcul este descris prin cele două subsisteme componente: ______________, care

reprezintă totalitatea componentelor fizice ale unui calculator și componenta

__________________, care reprezintă totalitatea programailor care facilitează accesul

utilizatorului şi efectuează operaţiile de prelucrare a datelor.

Rolul _____________________este de a controla activităţile întregului sistem de

calcul şi de a prelucra datele furnizate de utilizator, motiv pentru care este supranumit şi

„creierul calculatorului”

Memoria ___________________- este o memorie din care se poate citi, dar în care nu

se poate scrie; este remanentă (la oprirea sistemului de calcul, conţinutul său este păstrat)

Cea mai mică unitate de date care poate fi reprezentată şi prelucrată de un sistem de

calcul.este ________________________

Barem de corectare - Fişa de evaluare

Tipuri de dispozitive: de intrare, de ieșire, de intrare-ieșire, de stocare a datelor

I. Asociați afirmațiile din prima coloană cu precizări din a doua coloană, pentru a obține informații

corecte:

3 puncte (10 x 0.3 p)

Dispozitiv Tip

a. Microprocesorul este format din 7. UAL și UCC

b.Procesorul se montează pe 10. Placa de bază (matherboard)

c. Unitatea de comandă şi control (UCC) 4. preia programele din memorie, le

lansează în execuţie, analizează fiecare

instrucţiune şi dă comenzi de executare a

instrucţiunilor unităţii aritmetico-logice.

d. Componenta hardware 8. componente fizice (echipamente)

e. Cantitatea de informație ce poate fi înregistrată

într-o celulă binară

6. bit (BInary digiT-cifră binară)

f. Unitatea aritmetică şi logică UAL 2. efectuează operaţiile aritmetice şi

logice

g.Procesorul numit si creierul calculatorului 3.coordonează și controlează întreaga

activitate a calculatorului

h. Cantitatea de informație stocată într-o succesiune

de 8 celule binare se numește

5. byte (octet sau bait).

i. Procesorul se mai numește 1.Unitatea Centrală de Prelucrare (CPU)

j. Componenta software 9. programe și instrucțiuni

II. Pentru

corectitudinea completării rebusului, folosind definiţiile. 4 puncte (8 x 0.5 p)

A

1 I M P R I M A N T A 1. Permite afişarea datelor pe hârtie

2

M O U S E 2. Controlează mişcarea cursorului pe

ecran

3

S U N E T 3. Placa de ... redă sau înregistrează

sunete

4 C R E I O N 4. ... optic, utilizat pentru tableta grafică

5 P L O T T E R 5. Tipăreşte desene de dimensiuni mari

6 M O D E M 6. Modulează/ demodulează semnalul

7 T A S T A T U R A 7. Permite introducerea datelor

III. CComp

letaţi spaţiile libere din enunţul de mai jos. 2 puncte (5 x 0.4 p)

Sistemul de calcul este descris prin cele două subsisteme componente: Hardware, care reprezintă

totalitatea componentelor fizice ale unui calculator și componenta Software, care reprezintă totalitatea

programailor care facilitează accesul utilizatorului şi efectuează operaţiile de prelucrare a datelor.

Rolul microprocesorului este de a controla activităţile întregului sistem de calcul şi de a prelucra

datele furnizate de utilizator, motiv pentru care este supranumit şi „creierul calculatorului”

Memoria ROM (Read Only Memory) - este o memorie din care se poate citi, dar în care nu se poate

scrie; este remanentă (la oprirea sistemului de calcul, conţinutul său este păstrat)

Cea mai mică unitate de date care poate fi reprezentată şi prelucrată de un sistem de calcul.este Bitul

(binary digit - cifră binară)

Elemente de arhitectură a unui sistem de calcul

PREZENTARE GENERALĂ

La dezvoltarea echipamentului cunoscut azi sub numaile de calculator au contribuit multe

descoperiri şi invenţii.

Cele mai importante tipuri de calculatoare sunt: calculatorul personal (PC) şi notebook-ul sau

laptopul.

Calculatorul personal (PC-ul) este folosit acasă, la birou, in laborator, etc.

Laptop-ul este de dimensiuni mult mai mici, mai usor, seamană cu o geantă diplomat, este mai usor de

transportat şi prezintă avantajul că poate fi alimentat de la baterii.

PC – de la Personal Computer

De ce unele calculatoare sunt personale?

Iniţial PC-urile purtau denumirea de IBM PC, fiind calculatoare dezvoltate şi create de către

compania americană IBM. (International Bussines Machines Corporation).

Astăzi, termenul de PC se referă la orice calculator personal, indiferent de producător. O bună

vreme a fost folosită sintagma “Compatibil IBM PC” pentru a desemna calculatoarele create de către

alţi producători decat IBM dar care funcţionau exact ca şi un PC original. Această distincţie original

şi compatibil este lipsită de importanţă in momentul de faţă, deoarece mai bine de 95% dintre

calculatoarele personale sunt create de către diverşi producători şi nu de către compania IBM.

Compania IBM nu a uitat cine a creat de fapt calculatorul personal, “De ce să cumperi un

compatibil, când poţi avea originalul?” – fiind una dintre lozincile folosite de IBM pentru

promovarea propriilor calculatoare personale. Pentru majoritatea utilizatorilor contează mai puţin cine

a creat primul calculatorul personal, preţul calculatorului şi specficaţiile componentelor hardware fiind

mult mai importante.

La o prima vedere, se observă cele mai importante componente ale unui calculator personal si

anume se disting:

· Unitatea centrală;

· Monitorul;

· Tastatura;

· Mouse-ul.

SISTEM DE CALCUL - este descris prin cele două componente:

hardware si software.

Hardware-ul reprezintă totalitatea componentelor fizice ale unui calculator. Acestea sunt

inutile fară existenţa software - ului.

Software-ul reprezintă totalitatea programailor care facilitează accesul utilizatorului şi

efectuează operaţiile de prelucrare a datelor. Pentru a introduce date in calculator in vederea

prelucrării, cat şi pentru a intra in posesia rezulatatelor, calculatorul se conectează la diferite

echipamente periferice de intrare ( tastatură, scaner, mouse, etc ) respectiv, echipamente periferice de

ieşire ( monitor, imprimantă, etc ).

Rolul şi funcţiile componentelor unui sistem de calcul

Fie că este portabil sau fix, un computer este alcătuit din:

• Unitatea Centrală care include Unitatea Centrală de Prelucrare (UCP), Unitatea de Memorie internă

(UM) şi o parte dintre dispozitivele periferice de intrare-ieşire

• dispozitive periferice de intrare/ieşire conectate prin cabluri şi mufe la unitatea centrală

UCP (Unitatea Centrală de Prelucrare) este componenta cea mai importantă a

calculatorului; este implementată la microcalculatoare cu ajutorul unui microprocesor; este formată

din:

• Unitatea de Comandă şi Control (UCC) – controlează activitatea tuturor dispozitivelor fizice ale

calculatorului şi coordonează procesul de decodificare şi executare a instrucţiunilor programelor;

• Unitatea Aritmetică şi Logică (UAL) – are rolul de a executa operaţii elementare aritmetice

(adunări, scăderi etc) şi logice (conjuncţie, disjuncţie etc) cu date furnizate de memorie şi de a depune

în memorie rezultatul obţinut în urma calculului.

Unitatea de memorie (UM) sau memoria internă este compusă din memoria ROM şi din

memoria RAM:

• memoria RAM (Random Access Memory) - este o memorie în care se poate scrie şi din care se

poate citi; este volatilă (la oprirea calculatorului, informaţiile scrise în această memorie se pierd);

păstrează programele necesare funcţionării sistemului de operare şi programele în care lucrează

utilizatorul; capacitatea memoriei interne se referă la capacitatea memoriei RAM; este unul din

factorii care influenţează performanţele computerului deoarece o memorie RAM de capacitate mică

nu permite rularea oricărui software

• memoria ROM (Read Only Memory) - este o memorie din care se poate citi, dar în care nu se poate

scrie; este remanentă (la oprirea sistemului de calcul, conţinutul său este păstrat) şi mult mai scumpă

decât memoria RAM, deşi este de capacitate mult redusă în raport cu aceasta; este incripţionată de

firma producătoare şi are rolul de a verifica dispozitivele de intrare/ieşire, de a verifica memoria

RAM, de a iniţia încărcarea sistemului de operare în memoria RAM atunci când calculatorul este pus

în funcţiune

Sistemul de intrare/ieşire al unui computer cuprinde:

• mediile de stocare – suportul fizic pe care se stochează informaţiile (harddisc, CD, DVD, memory

stick etc)

• dispozitive periferice care pot fi: pentru accesarea mediilor de stocare (unitatea CD-Rom, unitatea

DVD etc) şi de interfaţă cu utilizatorul (de intrare, de ieşire şi de intrare-ieşire

Memoria internă fiind volatilă, este nevoie de memoria externă capabilă să stocheze permanent

informaţia. Memoria externă este reprezentată de suporturi magnetice sau optice care folosesc

dispozitive specifice fiecărui suport, numite unităţi de memorie externă, care permit citirea/scrierea

informaţiei.

Din punct de vedere functional, arhitectura unui sistem de calcul (PC) este redată in

schiţa de mai jos:

Unitatea Centrală (UC) - carcasa, alcătuită din:

· Unitatea de memorie internă (UM);

memorie ROM;

memorie RAM;

· Unitatea Centrală de Prelucrare (UCP) ce este compusă din:

Unitatea de Comandă şi Control (UCC):

Unitatea Aritmetică şi Logică (UAL);

Dispozitive periferice, alcătuite din:

Dispozitive periferice de intrare - in (DP II);

Dispozitive periferice de ieşire - out- (DP 10);

Dispozitive periferice de intrare/ieşire - in/out- (DP 110);

Interfeţe

Medii de stocare

Fiecare calculator defineşte un număr de operaţii care pot fi executate de unitatea sa centrală.

Aceste operaţii sunt in principal destinate memorării sau recuperării informatiilor din memoria

internă, calculelor aritmetice sau logice şi controlului dispozitivelor periferice. In plus, există un

număr de instrucţiuni pentru controlul ordinii in care sunt executate operaţiile. O instrucţiune

reprezintă o operaţie elementară executabilă de către unitatea centrală a unui calculator. O secvenţă de

mai multe instrucţiuni executate una după cealaltă se numeşte program. Execuţia unui program de

către calculator presupune incărcarea instrucţiunilor in memoria internă şi execuţia acestora una cate

una in unitatea centrală. Unitatea centrală citeşte din memorie cate o instrucţiune, o execută, după care

trece la următoarea instrucţiune.

Funcţionarea unui sistem de calcul:

Datele iniţiale şi programele ce urmează să fie prelucrate se introduc în sistemul de calcul prin

dispozitivele periferice de intrare, apoi sunt transferate în formă binară, în memoria internă a acestuia,

în locaţii identificabile prin adrese.

Fiecare instrucţiune este trimisă la Unitatea de Comandă şi Control, care interpretează

conţinutul lor şi emite comenzi către: memorie (solicită anumite date necesare executării unor

operaţii), Unitatea Aritmetico-Logică (care va efectua operaţiile specificate prin instrucţiuni şi va

determina unele rezultate) sau canalele de intrare/ieşire pentru a prelua alte date şi instrucţiuni de la

dispozitivele periferice sau din memoria externă.

După terminarea operaţiilor solicitate, rezultatele vor fi transferate către dispozitivele

periferice de ieşire sau intratre/ieşire sau către memoria externă pentru stocarea lor în vederea utilizării

ulterioare.

Factori ce influenţează performanţele unui computer: viteza CPU (unităţi de măsură),

dimensiunea memoriei RAM, aplicaţiile

Factorii de ordin tehnic, care influenţează performanţele calculatorului sunt:

• viteza procesorului

• dimensiunea memoriei RAM

• dimensiunea memoriei cache

• capacitatea de stocare a hard-discului

• viteza de transmisie a datelor pe magistrala de date.

Pe lîngă aceşti factori, viteza de lucru a computerului este influenţată şi de sistemul de operare şi de

programele de aplicaţie instalate.

Parte integrantă a vieţii noastre cotidiene, calculatoarele personale reprezintă, probabil, cea

mai spectaculoasă invenţie a omului în secolul XX. Sub forma desktop-urilor – termen ce desemnează

calculatoarele clasice (unitate centrală şi monitor) , dar şi în varianta portabilă a laptop-urilor, acestea

au adus cu sine posibilităţi inexistente până cu 10-15 ani în urmă. şi aş aminti numai dezvoltarea

reţelei globale de calculatoare, Internetul, cu uriaşul său impact asupra modului în care circulă

informaţia.

Pentru cei ce încă nu sunt lămuriţi, un desktop înseamnă unitatea centrală – adică o carcasă

metalică în interiorul căreia se află o mulţime de piese despre care nu ştim mai nimic, şi monitorul, cel

pe care vizualizăm operaţiile efectuate. Tastatura şi mouse-ul fac şi ele parte integrantă din peisaj. În

cele ce urmează voi descrie succint fiecare componentă din interiorul carcasei unui calculator personal

de birou, pentru a completa treptat secţiunea dedicată tehnologiei informaţiei cu detalii despre

funcţionarea tuturor componentelor acestuia.

Pentru început trebuie menţionat că foarte importantă pentru performanţele unui calculator

personal este placa de bază (motherboard), dispozitivul care interconectează toate componentele

computerului, atât interne, cât şi externe. Placa de bază furnizează conexiunile electrice cu ajutorul

cărora celelalte componente ale unui sistem comunică şi, de asemeni, găzduieşte microprocesorul, dar

şi alte subsisteme sau dispozitive.

Placa de baza cu principalele componente ale unui PC

1. Sursa de alimentare – curentul electric pătrunde în interiorul calculatorului prin intermediul

acestei cutii metalice, în interiorul căreia un transformator reduce numărul de volţi veniţi de la

prizele din locuinţele sau birourile d-voastră la voltajul acceptat de diversele componente.

2. Unitatea de CD/DVD – foloseşte o rază laser pentru a citi datele inscripţionate pe un suport

optic, de fapt o spirală de zone plate şi indentate aplicate pe un strat de film metalic foarte fin.

Calculatoarele noi sunt dotate cu o unitate optică (cum mai este denumită această componentă) de

tip DVD, care poate citi şi CD-uri, iar ultimele modele dispun chiar de o unitate de tip Blu-Ray, cu

care se pot citi suporţii optici de ultimă generaţie, folosiţi în special pentru redarea în format high-

definition (HD) a informaţiei video. Pe un suport optic de tip CD pot fi stocaţi între 650 şi 700

MB de informaţie utilă, în timp ce un DVD are capacitatea de 4,7 GB. Concepute iniţial ca

dispozitive dedicate citirii suporţilor de informaţie, atât unităţile de tip CD, cât şi DVD, sunt

produse şi în scopul inscripţionării datelor (variantele Writer).

3. Discul Hard (HDD) – dispozitivul principal de stocare a datelor prelucrate pe un calculator

personal; funcţionează pe principiul magnetizării unor platane metalice foarte fine, fiind astfel

înregistrate informaţiile vizibile pe computere sub forma fişierelor ce dau viaţă programelor rulate

de fiecare PC sau laptop. Din punct de vedere mecanic este cea mai activă componentă a

calculatorului personal, dezvoltând mişcări de rotaţie cu viteze foarte mari, de ordinul miilor de

rotaţii/sec.

4. Unitatea de dischetă (floppy drive) – permite citirea şi/sau scrierea unor suporţi magnetici de

tipul discurilor de 3.5 inci, spaţiu pe care pot fi stocate aproximativ 500 de pagini de text, în jurul

dimensiunilor unui roman. Unitatea de dischetă şi suporţii magnetici asociaţi (celebrele şi

demodatele dischete) sunt pe punctul să dispară din configuraţiile de bază ale calculatoarelor de

astăzi. Deşi aproape de domeniul trecutului, mai sunt uneori folosite pentru a păstra copii de

siguranţă ale unor fişiere conţinând documente importante sau în scopul rulării unor programe de

recuperare de date şi parole. Sunt pe cale de dispariţie mai ales din cauza capacităţii minuscule de

stocare, raportat la standardele de astăzi, dar şi din cauza vitezelor foarte mici de transfer al

datelor.

5. Controller-ele de discuri – majoritatea plăcilor de bază ale calculatoarelor personale sunt

prevazute cu 2 tipuri de conexiuni care permit transmiterea informaţiilor şi instrucţiunilor către

discurile hard (HDD). Dispozitivele electronice care gestionează această transmisie de date se

numesc controllere de disc. Cele de generaţie mai veche sunt cele de tip IDE, mai lente, care

transmit semnale discurilor pe niste panglici relativ late de 40-80 de fire (folosite atât pentru

discuri, cât şi pentru unităţi optice), pe când cele de generaţie mai nouă, de tip SATA (Serial-

ATA), dedicate în special conectării discurilor hard sunt mai rapide şi folosesc un cablu subţire pe

4 fire.

6. Sloturi de expansiune – sunt folosite, asemenea controller-elor de discuri, pentru a ataşa noi

plăci la placa de bază şi de obicei reprezintă o combinaţie între sloturi realizate pe tehnologii

foarte noi şi sloturi care permit integrarea unor dispozitive de generaţie mai veche.

7. Placa video – are rolul de a transforma informaţia video sub forma diverselor semnale

electrice necesare monitorului pentru a afişa imagini.

8. Placa de sunet – continele circuitele electronice necesare înregistrării şi redării sunetelor. Se

poate monta într-un slot de expansiune, dar uneori este şi integrată pe placa de baza sub forma a

câtorva microcipuri la care se conectează spre exterior prin perse cabluri boxe, căşti, microfon sau

intrarea audio a unităţilor CD player (vezi 23).

9. Memoria RAM – memorie cu acces aleatoriu – o colecţie de microcipuri aliniate pe mici plăci

de circuite electronice care intră în niste sloturi din placa de baza dotate cu o sută, două sute şi

uneori chiar mai mulţi conectori miniaturali. Memoria RAM este locul unde calculatoarele

stochează temporar informaţia utilizată pe parcursul rulării programelor. La oprirea desktop-ului

sau a laptop-ului, conţinutul memoriei RAM se pierde.

10. Ceasul intern al sistemului (RTC - Real Time Clock) – un microcip care se foloseşte de

proprietăţile unui cristal, de obicei din cuarţ, care vibrează la o frecvenţă constantă, dictând ritmul

şi sincronizând funcţionarea celorlalte componente ale computer-ului.

11. CMOS – un microcip de memorie special, alimentat continuu de o mică baterie, memorie în

care sunt stocate informaţii despre configurarea hardware a calculatorului personal, informaţii care

se reţin şi atunci când calculatorul este oprit şi/sau deconectat de la sursă de alimentare cu energie

electrică.

12. BIOS – dacă microprocesorul poate fi supranumit creierul calculatorului personal, BIOS-ul

poate fi considerat inima acestuia. Constă în unul sau două cipuri. Cipul BIOS (Basic Input

Output System) cunoaşte detaliile despre structura internă a calculatorului şi acţionează ca un

intermediar între sistemul de operare care rulează pe PC (Windows, Linux, Solaris) şi

componentele hardware ale acestuia (placa de bază, microprocesor etc.).

13. Bateria CMOS – am amintit-o la punctul 11; rareori este cazul să fie încărcată sau schimbată;

în cazul în care această operaţie este necesară este util să avem la dispoziţie o copie de rezervă a

configuraţiei stocate în CMOS, în vederea restaurării ulterioare înlocuirii bateriei. Când bateria

CMOS este deconectată, conţinutul memoriei CMOS se pierde, aceasta trecând la o configuraţie

implicită, ce trebuie deseori modificată.

14. Microprocesorul – denumit şi CPU – central processing unit – unitatea centrală de procesare

- şi supranumit de noi anterior creierul calculatorului constă dintr-o colecţie extrem de complicată

de tranzistori dispuşi într-un aranjament miniatural ce permite manipularea datelor.

Microprocesorul este executantul majorităţii operaţiilor efectuate cu ajutorul unui PC, iar în

funcţie de design-ului acestuia este dezvoltat sistemul de operare, dar şi sistemele de aplicaţii

software ce vor rula pe el.

15. Cooler-ul – microprocesorul produce foarte multă căldură în timpul funcţionării, astfel că este

necesară această componentă care ajută la disiparea căldurii generate, pentru a împiedica topirea

componentelor microprocesorului.

16. Ventilator – folosit la răcirea interiorului carcasei unităţii centrale. Datorită ventilaţiei

acumulează foarte mult praf, astfel că trebuie curăţit din când în când pentru a permite o răcire

constantă şi corespunzătoare a componentelor din interiorul computerului.

17. Porturile USB – conectori prin intermediul cărora ataşăm computerului dispozitive externe

precum tastatură, mouse, imprimante, memory stick-uri etc.

18. Interfaţa mouse de tip PS2 – un tip de port la care se poate conecta mouse-ul. Este de obicei

de culoare verde.

19. Interfaţa tastatură de tip mini-DIN – cu aspect identic portului PS2, descris la punctul

anterior, dar colorat de obicei în mov şi folosit la conectarea tastaturii. Cele 2 periferice amintite,

mouse-ul şi tastatura au de obicei mufele colorate corespunzător pentru a evita inversarea celor

două dispozitive la conectare. Auxiliar, unele carcase indică prin elemente grafice unde se

conectează tastatura şi unde mouse-ul.

20. Portul de reţea – în majoritatea covârşitoare a cazurilor un port RJ-45, permite conectarea

computerului la o reţea locală de calculatoare (LAN), sau la un modem DSL sau broadband.

21. Portul paralel – de cele mai multe ori folosit la conectarea unei imprimante.

22. Porturile seriale – majoritatea calculatoarelor sunt prevăzute cu două porturi seriale, dar unele

pot avea chiar patru, dintre care doar o pereche este utilizabilă la un moment dat pentru că

foloseşte aceleaşi resurse hardware ca şi cealaltă pereche.

23. Conectorii plăcii de sunet – amintiţi la punctul 8, permit conectarea microfonului, boxelor,

căştilor sau unei surse externe de semnal audio. Unitatea de CDROM a calculatorului este

conectată la placa de sunet în interiorul carcasei PC-ului.

24. Modemul – permite conectarea PC-ului la o linie telefonica terestră, în vederea accesului la

anumite servicii informatice şi la internet. În acest caz avem de-a face cu un modem intern.

Modemurile pot fi şi sub forma unor dispozitive externe care sunt conectate la portul serial

(modelele mai vechi), sau la portul de reţea sau USB (tehnologiile mai noi). Modelele de

modemuri noi permit conectarea la infrastructura de cablu TV, prin intermediul căreia se poate

realiza şi conectarea la reţeaua internet, dar şi la reţelele de telefonie mobilă, care oferă şi ele

servicii internet.

Arhitectura şi funcţionarea sistemului de calcul

Memoria de tip RAM (Random Access Memory)

"Accesul aleator" (random access) al memoriei înseamnă că datele din memorie pot fi accesate

în orice ordine. RAM-ul este format din condensatoare ce stochează mici cantităţi de sarcină

electrică, fiecare reprezentând un bit: 0 ori 1.

Există două tipuri de memorii: DRAM (dynamic RAM) şi SRAM (static RAM). DRAM

foloseşte condensatoare ce trebuie încărcate periodic, pe când SRAM pot menţine sarcina

pentru perioade foarte lungi. Ca urmare, SRAM este mai rapid, căci nu are nevoie de perioade

de încărcare, dar este şi mai scump; de aceea, memoria de tip DRAM este mult mai răspândită.

RAM-ul este împărţit în "cuvinte", secţiuni de memorie cu adresă unică ce pot conţine 8 biţi (1

byte) ori mai mulţi baiţi. O memorie de 256 MB va avea 268.435.455 de unităţi de memorie

(deci, de adrese).

Rolul memoriei în funcţionarea computerului

Atunci când un utilizator comandă executarea unui program, întâi acesta este mutat de pe hard-

disk (ori de unde este stocat) şi adus în memoria principală (memoria principală reprezintă

memoria RAM, câteodată completată de o memorie virtuală, adică un spaţiu de stocare de pe

alt dispozitiv, ca hard-diskul, folosit pe post de memorie volatilă). De ce este necesară mutarea

în memoria principală? Pentru că aceasta este mult mai rapidă decât hard-diskul şi poate lucra

la viteze sporite cu procesorul.

Bootarea (pornirea) computerului

Ce se întâmplă atunci când apăsăm butonul de pornire a computerului? Sistemul de operare se

află pe hard-disk, deci nu poate rula.

Procesul de pornire a computerului şi de iniţiere a executării sistemului de operare se numeşte

bootare. Primul program care intră în scenă se numeşte BIOS (Basic Input / Output System).

Acesta este un set de mici programe stocate pe un tip de memorie nevolatilă numită ROM (read-

only memory), care nu pot fi modificate. Rolul BIOS-ului este să iniţieze toate dispozitivele

computerului, să efectueze câteva teste de diagnoză şi, în fine, să încarce sistemul de operare în

memorie. În fapt, BIOS încarcă doar un program special de pe hard-disk din sectorul de boot,

program care are rolul de a activa restul sistemului de operare.

Procesorul - Arhitectura şi funcţionarea procesorului

Procesorul are trei componente majore:

o unitatea logico-aritmetică (ALU - arithmetic logic unit),

o regiştrii (registers)

o şi unitatea de control (CU - control unit).

ALU are rolul de a executa calcule matematice (de exemplu, înmulţiri) şi operaţii logice (de

exemplu, compararea a două numere), această componentă considerând orice dată ca fiind un număr.

Regiştrii stochează date temporar. ALU nu poate accesa direct memoria de tip RAM, ci doar

regiştrii, fiind un avantaj, deci, un număr mai mare de regiştri.

Unitatea de control, CU, are rolul de a controla mişcarea datelor în interiorul procesorului.

De exemplu, determină date din regiştri sunt trimise către ALU pentru efectuarea calculelor.

În esenţă, funcţionarea procesorului înseamnă un ciclu nesfârşit de aducere de date şi

executare:

- întâi o instrucțiune este adusă din memoria principală;

- apoi unitatea de control decodează instrucţiunea pentru a stabili cum s-o execute;

- în fine, instrucţiunea este executată.

Componenta de bază a unui procesor este tranzistorul. Deşi noi spunem că un procesor

efectuează calcule, la nivelul cel mai jos procesorul manipulează două stări ale tranzistoarelor, on şi

off, care reprezintă cele două stări fundamentale, 0 şi 1.

Cache-ul procesorului

Deşi unitatea logico-aritmetică, regiştrii şi unitatea de control sunt componentele necesare şi

suficiente pentru a avea un procesor funcţional, procesoarele moderne alocă din spaţiul mic pe care-l

ocupă cache-ului. Cache-ul este o memorie de tip SRAM care este folosită pentru accesarea de

informaţii de către procesor într-o manieră mult mai rapidă decât este în cazul memoriei de tip

RAM, dat fiind că acesta se află în interiorul procesorului.

Pentru eficienţă maximă, cache-ul trebuie să conţină datele de care are nevoie procesorul.

Cache-ul este mult mai mic decât RAM-ul, prin urmare procesorul are reguli speciale, bazate pe

principiul localizării (atunci când o anumită adresă a memoriei este accesară, este probabil ca

adresele alăturate să fie nevoie să fie accesate în curând), care stabilesc ce date vor fi transferate din

RAM în chache.

Cache-ul este important în arhitectura curentă a computerelor, întrucât, în comparaţie cu viteza

de ceas a procesorului (clock speed) capacitatea de accesare a memoriei principale este foarte lentă,

ceea ce înseamnă că mare parte din timp procesorul este în stare de aşteptare de date.

Procesoarele cu mai multe nuclee

Două procesoare într-un sistem cresc performanţa acestuia, deşi nu-i cresc viteza. Aceasta este

ideea din spatele procesoarelor cu mai multe nuclee (de exemplu, dual-core). Pe lângă faptul că

măresc performanţa, nici nu cresc emisia de căldură.

Viteza de ceas (clock speed)

Cifra esenţială care se afişează de către comercianţi despre un procesor este viteza de ceas (de

exemplu, 2,4 GHz). Viteza de ceas reprezintă numărul de cicluri pe secundă. Deşi aceasta este

valoarea considerată fundamentală de către majoritatea clienţilor, lucrurile nu sunt chiar aşa. Dacă un

procesor ar executa o singură instrucțiune pe ciclu de ceas, atunci această viteză ar putea fi

folositoare pentru comparaţia procesoarelor, dar sunt probleme de construcție şi funcţionare (de

exemplu, complicaţiile generate de pipelining - spargerea instrucțiunilor în componente mici şi

executarea lor simultană, uneori generând procesări inutile de date şi, deci, întârzieri) care complică

lucrurile. Dacă, totuşi, ne putem baza pe viteza de ceas pentru compararea a două procesoare de

acelaşi model, ale aceluiaşi fabricant, nu ne putem baza pe acest criteriu pentru a compara

procesoare ale unor producători diferiţi. De exemplu, modelul AMD Athlon XP, la frecvenţa de 2,2

GHz, execută acelaşi număr de instrucțiuni ca modelul Intel, Pentium IV, cu frecvenţa de 2,8 GHz.

Dacă viteza de clock nu este cel mai bun indicator pentru compararea unor procesoare, atunci

care este? Se consideră că cea mai bună soluţie este testarea efectivă (benchmarking) a procesoarelor

prin rularea aceluiaşi program, pe un sistem unde se schimbă doar procesorul. Nici această soluţie nu

este infailibilă, pentru că s-a constatat că există diferenţe de performanţă între procesoare, funcţie de

ce program este rulat. Una peste alta însă, benchmarkingul este considerat cel mai rezonabil mod de

a compara procesoarele.

Placa de bază

Placa de bază este numele pentru placa de circuite care conţine multiple elemente esenţiale ale

computerului, printre care: procesorul, memoria de tip RAM, placa grafică ori placa de sunet. Placa

de bază şi elementele computerului sunt alimentate de sursa de alimentare, care este astfel calibrată

pentru a putea alimenta toate componentele conectate la computer (exceptându-le pe cele care se

alimentează separat de la reţeaua electrică). La placa de bază se conectează, prin diverse tipuri de

interfeţe: hard-diskul, unitatea CD-ROM, unitatea DVD etc.

Hard-diskul şi dispozitivele optice (CD-ROM ori DVD) se conectează la placa de bază prin

intermediul unei interfeţe IDE (Integrated Drive Electronics); în fapt, IDE a fost înlocuit de EIDE

(enhanced IDE), care permite transferul mai rapid de date şi conectarea unor hard-diskuri de o mai

mare capacitate. O interfaţă IDE suportă conectarea a două dispozitive; dacă sunt conectate două

dispozitive, unul trebuie stabilit "master", iar altul "slave". Această "setare" se face prin intermediul

unor comutatoare disponibile pe dispozitive (unde sunt menţionate şi instrucţiuni privind

funcţionarea dispozitivului ca "master" ori "slave").

Placa de bază dispune de magistrale (buses) necesare comunicării de date între diferite

componente ale computerului.

Placa grafică

Procesorul nu generează direct imagini care sunt afişate pe monitor. Sarcina de a produce şi

afişa imaginile revine plăcii grafice.

Plăcile grafice de ultimă generaţie sunt computere în miniatură, având propria memorie de

tip RAM, din ce în ce mai mare, comparabilă cu memoria de tip RAM a sistemului informatic. De

asemenea, au propriul procesor care poate fi mai complicat decât procesorul principal al

computerului.

Dispozitive de intrare: mouse, tastatură, trackball, scanner, touchpad, light pen,

joystick, cameră video, microfon etc

Mouse-ul este un DPI (dispozitiv periferic de intrare) care are rolul de a controla mişcarea

cursorului pe ecran; este important pentru GUI (Graphic User Interface – Interfaţa Grafică cu

Utilizatorul) deoarece opţiunile şi obiectele se pot puncta, putându-se executa apoi clic asupra lor. În

funcţie de principiul pe care se bazează construcţia sa, poate fi:

• mouse optic (foloseşte un laser pentru detectarea mişcării; răspunde mai rapid şi mai precis la

comenzi decât mouse-ul mecanic, dar are preţ mai ridicat)

• mouse mecanic (are o bilă metalică sau de cauciuc ce se poate roti în toate direcţiile mutând

corespunzător indicatorul pe ecran, sensul de mişcare fiind detectat perin senzorii pe care îi conţine)

• mouse optomecanic (combină cele două tehnologii, dar nu necesită suprafaţă specială pentru

deplasare)

mouse optic

Touchpad-ul este un DPI (dispozitiv periferic de intrare) care constă dintr-o suprafaţă

sensibilă la atingere, folosită ca dispozitiv de punctare la unele laptop-uri; deplasarea pointer-ului pe

ecran este determinată de mutarea degetului pe această suprafaţă; în partea inferioară are butoane

similare cu cele ale mouse-ului.

Joystick-ul este folosit mai ales pentru jocurile pe calculator; se prezintă sub forma unei

manete care are la bază o serie de butoane; este similar mouse-ului ca principiu, însă mişcarea

cursorului pe ecran păstrează o anumită inerţie, în sensul că indicatorul se deplasează pe direcţia şi în

sensul în care este îndreptată maneta, oprirea deplasării făcându-se prin aducerea manetei la poziţia

iniţială.

Trackball-ul (bila rulantă) funcţionează pe principiul unui mouse clasic, numai că bila este

aflată deasupra dispozitivului şi poate fi mişcată cu ajutorul degetelor sau cu palma; lângă bilă există

1-3 butoane pentru acţionarea comenzilor.

Scanner-ul este utilizat pentru copierea optică a informaţiei imprimate pe hârtie, fapt ce are ca

efect digitizarea unei imagini (codificarea sa în formă binară).

Camera video permite preluarea şi stocarea de imagini şi filme în format digital.

Microfonul permite recepţionarea sunetelor, de aceea este important în comunicarea verbală

prin folosirea unor programe de aplicaţie care au rutine de recunoaştere vocală; este conectat la placa

de sunet a computerului.

Creionul optic (light pen) este un DPI asemănător unui creion care are în vârf un senzor optic;

permite scrierea şi desenarea direct pe ecran, pentru aceasta fiind necesar un ecran special care să

preia impulsul electric generat de semnalul optic al creionului în punctul în care atinge ecranul.

light pen

Tastatura este principalul dispozitiv de introducere a datelor de tip text, de aceea face parte

din configuraţia minimă a unui calculator; poate să permită şi lansarea unor comenzi către sistemul de

operare prin apăsarea simultană a mai multor taste sau a unor taste speciale. Are cinci grupe de taste:

funcţionale, speciale, numerice, de deplasare, alfanumerice.

Dispozitive de ieşire: unităţi de afişare video, ecran sau monitor, imprimante, plotter,

difuzoare, sintetizatoare de voce etc

Monitorul este un DPO (dispozitivul periferic de ieşire) care permite vizualizarea rapidă a

rezultatelor executării unei aplicaţii. Principalele caracteristici ale unui monitor sunt:

• numărul de culori folosite pentru afişare (se pot folosi de la 256 până la 16 777 216 culori, fiecare

dintre acestea fiind codificată în binar; fiecărui pixel i se atribuie un cod de culoare)

• aspectul ergonomic (se referă la modul de protecţie contra radiaţiilor şi curbura ecranului)

• rezoluţia (numărul de pixeli de pe ecran; cu cât rezoluţia este mai mare, cu atât imaginea este mai

clară)

• diagonală (cele mai răspândite sunt cele de 15 şi 17 inch; cele cu diagonală mai mare se folosesc în

general pentru aplicaţiile de grafică profesională sau în proiectarec)

• claritatea imaginii (caracterizată de distanţa pe verticală între doi pixeli adiacenţi - dot pitch)

Monitoarele se clasifică în:

• monitoare cu tub catodic - CRT care funcţionează pe principiul televizoarelor cu tub catodic;

imaginea se formează prin impresionarea suprafeţei ecranului la impactul luminos pe care îl produc

spoturile de electroni generate de tubul catodic; imaginea se "împrospătează" la intervale mici de timp

numite rate de refresh

monitor crt

• monitoare cu cristale lichide - LCD care funcţionează pe baza a două straturi de material polarizant,

cu soluţie de cristale lichide între ele; la trecerea curentului electric, cristalele se orientează astfel încât

să oprească trecerea luminii; are ca avantaje lipsa radiaţiilor electrice şi magnetice, claritatea imaginii

afişate deoarece nu prezintă o curbură a ecranului precum monitoarele cu tub catodic, dimensiunile

reduse, greutatea mică, consumul mai mic de energie.

monitor lcd

Difuzoarele sau boxele sunt dispozitive utilizate pentru redarea sunetului.

Plotterul este proiectat pentru a face posibilă trasarea desenelor, schiţelor de mari dimensiuni;

dispune de un sistem de peniţe ataşate unui braţ mobil, care sunt mişcate în planul coordonatelor

carteziene pe o hârtie aşezată pe masa de desen.

Imprimanta este dispozitivul destinat ieşirii pe hârtie a informaţiilor; cele mai des întâlnite

tipuri de imprimante sunt:

• matriceală (cu pini sau ace) - tipăreşte caracterele prin imprimarea unor puncte grupate în forma

desenului caracterului, executate cu ajutorul unor pini care lovesc o bandă impregnată cu un tuş

special; este o imprimantă zgomotoasă şi lentă, cu preţ scăzut, rezoluţia depinzând de numărul de ace

Matriceala

• cu jet de cerneală - tipăreşte caracterele tot prin construirea lor din puncte, prin împrăştierea unui jet

din rezervorul de cerneală, prin nişte orificii mici numite duze; este destul de silenţioasă şi are un cost

mediu

jet de cerneala

• cu laser - se bazează pe trecerea unui fascicul laser peste un praf încărcat electrostatic numit toner; la

trecerea fasciculului, tonerul se lipeşte de hârtie, prin încălzirea acesteia fixându-se; este silenţioasă şi

rapidă, are costuri mari.

Laser

• termică - culori de foarte bună calitate, preţ ridicat, foloseşte hârtie specială

Termica

Caracteristicile imprimantelor:

• rezoluţie (număr de puncte tipărite pe inch)

• viteză (numărul de caractere tipărite pe secundă sau numărul de pagini tipărite pe minut)

• modalitatea de alimentare cu hârtie

• zgomotul produs (măsurat în decibeli)

Dispozitive de intrare-ieşire: modem, touchscreen etc

Modemul funcţionează pe baza transformării semnalului digital (corespunzător calculatorului)

în semnal analogic (corespunzător liniei telefonice) şi invers. Este folosit în realizarea unor conexiuni

la Internet.

Touchscreenul sau ecranul tactil este un ecran acoperit cu o folie transparentă sensibilă la

atingere care permite punctarea obiectelor de pe ecran cu ajutorul degetelor; acest aspect poate fi

considerat un avantaj deoarece interfaţa pare naturală, dar şi un dezavantaj deoarece punctarea nu se

poate face cu mare acurateţe.

Memoria computerului

1. Memoriile RAM şi ROM ale computerului.

Memoria internă este locul de muncă al calculatorului, locul în care sunt aduse datele şi

instrucţiunile programelor aflate în curs de execuţie. Este formată dintr-un sistem de circuite integrate

alcătuite dintr-un număr mare de celule de memorie, fiecare celulă fiind un circuit care poate stoca un

bit de informaţie (acesta poate reţine doar una dintre valorile 0 sau 1)

Unitatea de memorie (UM) sau memoria internă este compusă din memoria ROM şi din memoria

RAM:

• memoria RAM (Random Access Memory) - este o memorie în care se poate scrie şi din care se

poate citi; este volatilă (la oprirea calculatorului, informaţiile scrise în această memorie se pierd);

păstrează programele necesare funcţionării sistemului de operare şi programele în care lucrează

utilizatorul; capacitatea memoriei interne se referă la capacitatea memoriei RAM; este unul din

factorii care influenţează performanţele computerului deoarece o memorie RAM de capacitate mică

nu permite rularea oricărui software

memorie RAM

• memoria ROM (Read Only Memory) - este o memorie din care se poate citi, dar în care nu se poate

scrie; este remanentă (la oprirea sistemului de calcul, conţinutul său este păstrat) şi mult mai scumpă

decât memoria RAM, deşi este de capacitate mult redusă în raport cu aceasta; este incripţionată de

firma producătoare şi are rolul de a verifica dispozitivele de intrare/ieşire, de a verifica memoria

RAM, de a iniţia încărcarea sistemului de operare în memoria RAM atunci când calculatorul este pus

în funcţiune

memorie ROM

2. Unităţi de măsură pentru memorie.

Sistemul de calcul nu recunoaşte decât datele binare deoarece construcţia sa se bazează pe cicuite

electronice care nu pot avea decât două stări distincte (prezenţa sau absenţa unei tensiuni electrice)

cărora le-au fost asociate cifrele din sistemul de numeraţie binar (0 şi 1). Pe de altă parte datele supuse

prelucrării sunt introduse în calculator sub formă de caractere (litere, cifre, caractere speciale). De

aceea este necesar ca fiecare caracter să poată fi "transformat" într-un şir de cifre binare, astfel încât

computerul să îl poată "înţelege".

Bitul (binary digit - cifră binară) reprezintă cea mai mică unitate de date care poate fi

reprezentată şi prelucrată de un sistem de calcul.

O succesiune de 8 biţi se numeşte byte sau octet, fiind cea mai mică unitate de date ce poate fi

reprezentată şi adresată de către memoria unui calculator.

Byte

Deoarece datele reprezentate în memorie ocupă o succesiune de bytes, acestea sunt exprimate în

multiplii unui byte astfel:

• 1 kilobyte (kB) = 1024 bytes (210 B)

• 1 megabyte (MB) = 1024 kilobytes (210 kB)

• 1 gigabyte (GB) = 1024 megabytes (210 MB)

• 1 terrabyte (TB) = 1024 gigabytes (210 GB)

• 1 petabyte (PB) = 1024 terrabytes (210 TB)

• 1 exabyte (EB) = 1024 petabytes (210 PB)

Reprezentarea în memorie a datelor/informaţiilor se realizează la nivel de:

• byte (octet)

• cuvânt de memorie (2 bytes sau 16 biţi)

• dublu cuvânt de memorie (4 bytes sau 32 biţi)

• cvadruplu cuvânt de memorie (8 bytes sau 64 biţi)

Pe parcursul operaţiilor de prelucrare la care sunt supuse datele/informaţiile este necesar ca

UCC (Unitatea de Comandă şi Control) să poată localiza datele/informaţiile care se transferă între

diverse componente ale sistemului de calcul; de aceea fiecărei locaţii de memorie i se atribuie un

număr care se numeşte adresă, astfel că datele/informaţiile se vor regăsi prin specificarea adresei.

UCC priveşte memoria ca fiind o colecţie de locaţii binare, identificabile printr-o adresă unică,

specifică fiecărui grup de 8 biţi; la nivelul programelor acestor adrese li se asociază variabile cu rol de

adrese simbolice.

3. Compararea principalelor tipuri de dispozitive de stocare a datelor în funcţie de viteză, cost,

capacitate (de exemplu hard disk intern şi extern, dischete, cartuşuri, disc zip, CD-ROM etc.

Memoria internă fiind volatilă, este nevoie de memoria externă capabilă să stocheze permanent

informaţia.

Memoria externă

este reprezentată de suporturi magnetice sau optice care folosesc dispozitive specifice fiecărui

suport, numite unităţi de memorie externă, care permit citirea/scrierea informaţiei.

Discuri flexibile sau dischete sau floppy disk - disc magnetic, portabil, cu timp mare de

acces la date şi capacitate foarte mică de stocare (1,44 MB); se poate spune că nu se mai folosesc

deoarece datele nu se pot păstra mult timp pe acestea, iar computerele noi nu mai au încorporată

unitate de disc flexibil;

floppy disk

Hard-discuri (HD) - discuri magnetice, de obicei interne, pe care se pot stoca date într-un

calculator; există şi varianta externă (are conectori la magistrala de date a calculatorului şi poate fi

detaşat cu uşurinţă); sunt superioare celorlate suporturi de păstrare a informaţiei în ceea ce priveşte

viteza şi capacitatea de stocare; sunt organizate pe trei niveluri: cilindru, pistă, sectoare, realizarea

acestor structuri numindu-se formatare fizică şi este făcută de programe ale sistemului de operare;

caracteristicile tehnice ale unui hard-disc sunt timpul de acces la date (timpul necesar pentru accesul

unui sector; cu cât viteza de roataţie este mai mare, cu atât accesarea datelor se realizează mai rapid) şi

viteza de transmitere a datelor (cantitatea de informaţii citite într-o secundă); au viteze de cel puţin 10

ori mai mare decât viteza de citire/scriere a discului flexibil

hard-disc

Discurile CD - suporturi optice pentru stocarea informaţiei; au capacitatea de aproximativ 700

MB; sunt mai rapide în exploatare decât hard-discurile; sunt folosite în general pentru distribuirea

unor pachete de programe de aplicaţie sau pentru înregistrarea unor programe multimedia

Cd

Discurile DVD - suporturi optice pentru stocarea informaţiei; au capacitatea de aproximativ

4,7 GB, 8,5 GB sau 17GB; sunt mai rapide în exploatare decât hard-discurile; sunt folosite în general

pentru stocarea datelor în format audio şi video, a filmelor, a jocurilor în format electronic

DVD

Discurile zip - dispozitiv cu capacitate de memorare de 100-300 MB

disc zip

Memory stick-urile - dispozitiv utilizat pentru stocarea informaţiei în format electronic; are

viteză mare de acces la date, iar capacitatea de stocare poate fi mai mare decât a CD-urilor şi chiar a

DVD-urilor; prezintă mari avantaje deoarece informaţia poate fi scrisă şi rescrisă de un număr mai

mare de ori decât în cazul CD-urilor şi DVD-urilor reinscriptibile, sunt uşor de utilizat, se conectează

la portul USB al computerului

memory stick