|
|
|
Introducere
Aparitia si dezvoltarea rapida a tehnicii electronice de calcul, si a informaticii in general a marcat o noua etapa in evolutia tehnica, cu profunde implicatii in evolutia societatii omenesti. Spre deosebire de primele doua etape mari ale evolutiei tehnice, considerate ca evolutii ale domeniului tehnic, care au vizat, in primul rand reducerea efortului fizic, aceasta a treia etapa, este considerata si revolutia masinilor creier si este orientata in primul rand spre usurarea si cresterea randamentului muncii intelectuale. Rolul principal in cadrul acestei noi etape il are , fara nici o indoiala , calculatorul electronic.
Conceput initial ca un instrument de calcul, calculatorul electronic a patruns treptat in toate domeniile de activitate devenind de neinlocuit in stiinta , tehnologie , economie si in general oriunde este necesara , prelucrarea rapida a unui volum mare de informatii.
Extinderea rapida in ultimele decenii a domeniilor de aplicatie a calculatoarelor a fost posibila datorita succeselor deosebite inregistrate in domenii de varf ale activitatii si creativitatii umane , automatica , electronica , informatica , etc. Cresterea gradului de cooperare si de interdependenta intre aceste domenii a adus la miniaturizarea componentelor electronice , la sporirea functionalitatii acestora si in ultima instanta la schimbarea conceptiilor tehnologice si matematice ce stau la baza proiectarii si realizarii calculatoarelor electronice precum si a cresterii performantelor acestora.
Dintre tipurile de calculatoare se distinge unul care prin raportul performanta pret este destinat utilizatorilor cu resurse reduse (o presoana de nivel mediu). Aceste calculatoare se numesc calculatoare personale (PC).
Ansamblul de elemente implicate in tot acest proces de prelucrare si transmitere a datelor pe cale electronica alcatuiesc un sistem informatic.
Intr-un sistem informatic pot intra : calculatoare, sisteme de transmisie a datelor, alte componente hardware, softwer-ul, datele prelucrate, personalul ce exploateaza tehnica de calcul , teoriile ce stau la baza algoritmilor de prelucrare, etc
PREZENTAREA GENERALA A UNUI CALCULATOR
Un "calculator" este un sistem electronic specializat in prelucrarea datelor pe baza de program. El reuneste doua tipuri de componente de baza:
Componenta hardware
Componenta software
Componenta hardware reprezinta ansamblul elementelor fizice care compun calculatorul electronic: circuite electrice, componente electronice si dispozitive mecanice, si alte elemente materiale ce intra in structura fizica a calculatorului electronic, intr-un cuvant partea materiala a calculatorului.
Componenta software cuprinde totalitatea programelor, reprezentand " inteligenta calculatorului" , prin care s easigura functionarea si exploatarea sistemului de calcul. Prin componenta software, utilizatorul transmite calculatorului metode de gestiune a resurselor, logica prelucrarii datelor, precum si metodele de structurare si redare sau stoacre a acestora. Dintr-un punct de vedere functional, logic, componentele hardware ale unui calculator sunt individualizate si grupate astfel:
Unitatea centrala de prelucrare
Echipamente periferice conectate la unitatea centrala de prelucrare
Unitati de interfata si linii de comunicatii
Unitatea centrala de prelucrare este componenta care realizeaza efectivul operatiilor de prelucrare.
Echipamentele periferice sunt echipamente ce extind si completeaza unitatea cenztrala de prelucrare si reprezinta in principal interfata dintre calculator si utilizator.
Unitatile de interfata sunt dispozitive si circuite ce asigura legatura intre diferite echipamente periferice sau intre acestea si unitatea centrala de prelucrare.
Configuratia oricarui sistem de calcul se inscrie intre doua limite:
-Limita inferioara, numita configuratia de baza, care este definita de un minim necesar de componente pentru ca sistemul sa fie operational
-Limita superioara determinata prin adaugare de componente la configuratia de baza, atat cat admite unitatea centrala de prelucrare.
Placa de baza
Este componenta hardware care asigura interconectarea functionala (impreuna cu sistemul de operare) si fizica dintre toate componentele a unui sistem. de calcul.
Structura
1. Conectori (asigura interfata intre 2 medii) - sloturi, socketuri, mufe, porturi
slot - sloturi expansionale (PCI, PCI Express, ISA, VL (VESA Local-Bus), AGP,CNR, AMR); slot pentru procesoare (Slot A (AMD), Slot 1 (intel))
socket
2. Magistrale - colectie de fire prin care sunt trimise date de la o componenta la alta; magistrala este de doua tipuri : magistrala de adresa si magistrala de date (magistrala de date transfera datele concrete, pe cand magistrala de adrese specifica locul unde se duc datele)
- conectarea procesorului cu placa de baza;
- magistrala de adrese din memoria interna si externa;
- magistrala de date;
- magistrala de conectare altor componente;
- latimea bus-ului poate fi de 8 biti, 16 biti, 32 biti si 64 biti; latimea bus-ului
determina cantitatea de date transmisa.
3. Ceas - componenta hard care genereaza un numar de impulsuri intr-o perioada de timp. Un impuls generat de ceas se numeste tact. La un tact se efectueaza o operatie elementara.
4. zona tampon de memorie (cache) (L1, L2, L3) - este un mecanism special de stocare cu viteza mare.
5. Chipset - este componenta de comanda si de control a placii de baza. Prin el se instituie un sistem de intreruperi. IRQ 0 este rezervat pentru. crash.
- Southbridge - chip-ul ce controleaza toate functiile de intrare/iesire ale
computerului (USB, audio, port serial, BIOS-ul, ISA, canalele IDE) mai putin memoria, sloturile PCI si AGP-ul.
- Northbridge - chip sau chip-uri ce controleaza functiile placii de baza; ea conecteaza procesorul cu memoria; northbridge-ul comunica prin FSB cu procesorul.
6. BIOS (Basic Input Output System) - este o componenta hard de memorie, in care se gaseste un modul program ce asigura o conexiune minimala cu suporti de memorie externa. Acest program cauta pe suporti de memorie externa sistemului. de operare si daca-l gaseste il lanseaza in executie. La pornirea calculatorului se preia continutul din BIOS si din CMOS in memoria externa ca un program care se pregateste a fi executat si se lanseaza in executie. Acum este de tip Flash, adica poate fi rescris de catre utilizator (upgrade in cazul unor noi versiuni de BIOS, corectarea greselilor precedente, suport pentru componente noi).
7. CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) - este o componenta hard de memorie intretinuta de o baterie. In aceasta memorie se pastreaza date personale despre caracterul de folosire a calculatorului: parola de intrare, configuratia de baza
Microprocesorul
Microprocesorul este unitatea centrala de prelucre a informatiei (U.C.P.) a unui calculator sau sistem structurat functional, care coordoneaza sistemul si care, fizic, se prezinta sub forma unui cip electronic (IC). El controleaza activitatile intregului sistem si poate prelucra si datele utilizatorului. Este elementul principal al sistemului de calcul; cipul, care este plasat pe placa de baza numita motherboard, este de obicei foarte complex, putand ajunge la ordinul de milioane de transistoare.
Microprocesorul asigura procesarea datelor, adica interpretarea, prelucrarea si controlul acestora, executa sau supervizeaza transferurile de informatii si controleaza activitatea generala a celorlaltor componente care alcatuiesc sistemul de calcul.
Tipuri de microprocesoare
Pe capsula ce este prevazuta cu 68 de pini (picioruse, contacte) se afla integrate 134.000 de tranzistoare. Nu exista probleme cu disiparea caldurii, deoarece emisia calorica este mica. Dispune de magistrale cu 24 de linii de adresa si 16 linii de date, fiind un procesor pe 16 biti, atat intern cat si extern, registrii fiind dimensionati la 16 biti.
Este un procesor pe 32 de biti, construit cu 275.000 de tranzistoare si este realizat in tehnologie CMOS de 1,2 microni. Capsula are 132 de pini, implantarea se face direct in placa de baza fara intermediul unui soclu, si nu necesita cooler (racire).
Structura Procesorului (INTEL SI AMD)
-INTEL Pentium 4 Northwood
-AMD Athlon XP T-bred
INTEL
1.Tehnologia Hyperpipelined. Avand un pipeline in 20 de trepte, P4 lucreaza foarte bine
operatiile secventiale, precum cele din domeniul multimedia.
2.Motorul de executie rapida poate executa instructiunile intr-o jumatate de ciclu de ceas,
dubland efectiv frecventa nucleului si reducand latenta.
3.Magistrala de sistem de 533 MHz. Pipeline-ul mai rapid asigurat de Northwood permite o rata de transfer de 4,2 GB pe secunda.
4.Execution trace cache (cache de urmarire a executiei). Un sistem de caching eficient stocheaza micro-operatiunile decodate in ordinea executarii de catre program, ceea ce duce la o utilizare mai eficace a memoriei cache, reducand totodata latenta.
5.Advanced dinamic execution (executia dinamica avansata) proceseaza datele mai efficient alegand dintr-un numar de 126 de instructiuni aflate in buffer-ul de executie si prezicand mai précis evolutia programului.
6.Advanced transfer cache (cache de transfer avansat-in locul cache-ului de nivel 1 normal) optimizeaza transferul de date catre nucleul procesorului.
7.Enhanced floating-point and multimedia unit (unitate imbunatatita pentru calculele in
virgula mobila si multimedia) accelereaza sarcinile care solicita intensiv procesorul, cum ar fi codarea audio si video, prelucrarea imaginilor si streaming-ul video. Aceasta unitate cuprinde extensiile MMX, SSE si SSE2.
8.Hyperthreading. Adaugarea acestor buffere pentru cache si a altor componente constituie nucleul tehnologiei hyperthreading a lui P4.
AMD
1.Tehnologia superpipelined superscalar QuantiSpeed in zece trepte. Pipeline-ul mai scurt al Athlon-ului XP este mai adecvat pentru procesare unor operatii disparate, precum cele caracteristice pentru aplicatiile Microsoft Office, acolo unde datele mai ramificate provoaca "improspatarea" mai deasa a pipeline-urilor mai lungi. Cu cat este mai scurt pipe-line-ul, cu atat performantele sunt mai ridicate.
2.Advanced dynamic branch prediction. Cipurile din zilele noastre executa procesele intr-o ordine incorecta. Predictorul ramificat ajuta procesorul "sa vada" mai bine in viitor, evitand astfel efectuarea unor procese caracterizate de o mare probabilitate de a fi anulate si eliminate, sporind astfel eficienta.
3.Magistrala de sistem de 333 MHz. nucleul Thoroughbred B reprezinta un pas inainte fata de predecesorii sai, avand o rata de transfer cu memoria de 2,7 GB/s. Precedentul, la un FSB de 266 MHz, avea o rat[ de transfer de 2.1 GB/s.
4. Cache de nivel 1 si 2. Thoroughbred B are un cache de nivel 1 de 128 k si un cache de nivel 2 de 256 k. Barton prezinta un cache de nivel 2 de 512 k.
5.Unitatea de executie in virgula mobila. Dupa ce Microsoft a oferit support si pentru
instructiunile 3D Now! Professional si SSE, operasiile multimedia sunt mai eficiente.
PLACA VIDEO
Placa Video (PV) este responsabila cu afisarea imaginilor pe ecranul monitorului. Ea este a doua componenta, dupa procesor, care determina puterea unui calculator si de aceea si in cazul ei este recomandat sa nu facem economie atunci cind dorim sa o cumparam. Daca nu dispunem de resurse financiare foarte mari este mai degraba recomandat sa avem un calculator cu un procesor puternic si o PV cu performante medii decit sa avem un procesor cu performante medii si o PV puternica.
PV contine un procesor specializat numit GPU (Graphical Processing Unit) sau VPU (Video Processing Unit) care face o parte din calculele necesare pentru afisarea imaginilor, cealalta parte a acestor calcule fiind facuta de procesorul calculatorului (CPU). Fiecare PV are si o cantitate de memorie inclusa pe ea care este folosita de GPU (de exemplu pentru a stoca texturile suprafetelor intilnite in jocuri).
Placa Video se fixeaza pe placa de baza intr-un slot alungit numit slot. Acesta poate fi de tip AGP (cel mai frecvent) sau PCI (foarte putine PV il folosesc in prezent). Modul de transfer a datelor video prin portul AGP este de 1X, 2X, 4X sau 8X dar asta nu inseamna ca un mod de transfer de 8X este de doua ori mai bun decit de cel 4X, ele avind performante apropiate, evident cu un plus de performanta pentru 8X.
Placile Video sint construite de multe companii specializate in producerea de piese pentru calculator insa in fapt cea mai mare parte dintre aceste PV au un procesor grafic (GPU-VPU) fabricat fie de NVIDIA, fie de ATI.
1. NVIDIA
Compania NVIDIA fabrica un GPU cu denumirea GeForce care, la fel ca in cazul procesoarelor centrale (CPU), are mai multe generatii si anume GeForce, GeForce 2, GeForce 3, GeForce 4 si cea mai noua generatie, GeForce FX. Procesoarele grafice de pe placile NVIDIA au nuclee ('cores') numite 'NV n' unde 'n' este un numar. Aceste GPU sint diferentiate deci in functie de nucleul lor (NV 30, NV 35, etc.). Denumirea nucleelor nu este o indicatie a performantei lor pentru ca de exemplu procesorul cu nucleu NV 34 (GeForce FX 5200) este mai slab decit procesorul cu nucleul NV 31 (GeForce FX 5600) si mult mai slab decit procesorul cu nucleu NV 35 (GeForce FX 5900).
Placile GeForce cu performante de virf din generatiile 3 si 4 sint denumite de catre NVIDIA GeForce Titanium (Ti). De asemenea NVIDIA a produs si o linie de GPU (care se mai gasesc inca in vinzare) numite MX care pe linga placile Titanium sint ca niste procesoare Celeron fata de procesoarele Pentium. O PV cu GPU GeForce 4MX are in fapt un GPU din generatia 2 (GeForce 2) cu unele imbunatatiri.
2. ATI
Compania ATI fabrica un VPU (similar cu un GPU) cu denumirea Radeon care are mai multe generatii. Procesoarele grafice de pe placile Radeon au nuclee ('cores') numite 'Rn' (la placile cu performante medii sau inalte) sau 'RVn' (la placile cu performante obisnuite) unde 'n' este un numar. Aceste VPU sint diferentiate deci in functie de nucleul lor (R250, R300, RV280, RV300 etc.) si cu cit numarul de dupa R este mai mare cu atit procesorul este dintr-o generatie mai noua. Denumirea RV inseamna 'Radeon Value' si desemneaza nucleul unui VPU inclus in placile video care au un pret mai mic (si evident o performanta mai scazuta).
ATI nu diferentiaza precis placile in functie de performanta lor. Pentru fiecare placa exista insa doua variante (sau uneori trei variante) care se deosebesc prin viteza procesorului grafic si a memoriei de pe PV. De exemplu avem placile (furnizate de diversi producatori) numite ATI Radeon 9600 (frecventa VPU = 325 MHz si frecventa memoriei = 400 MHz) si placile ATI Radeon 9600 Pro (frecventa VPU = 400 MHz si frecventa memoriei = 600 MHz). Placile ATI Radeon 9600 Pro sint mai bune (si mai scumpe) decit placile ATI Radeon 9600, insa in nici un caz ele nu au performantele placilor ATI Radeon 9700, ca sa nu mai vorbim de placile ATI Radeon 9700 Pro. Confuzia determinata de lipsa unei corespondente intre denumirea unei placi video si performanta ei este amplificata si mai mult de aparitia unor placi numite ATI Radeon SE (de ex. ATI Radeon 9600 SE) care au performante (si preturi) situate intre placile ATI Radeon si cele ATI Radeon Pro.
Memoria interna
Cea mai importanta si costisitoare componenta fizica a unui calculator personal este memoria interna, prin intermediul careia vom putea aprecia performantele unui calculator. Aceasta este unitatea functionala a calculatorului destinata pastrarii permanente sau temporare a programelor si a datelor necesare utilizatorului si bineanteles a sistemului de operare.
Memoria interna a unui calculator este caracterizata de doi parametrii:
- dimensiunea;
- timpul maxim de raspuns;
Dimensiunea acestei memorii este in stransa legatura cu microprocesorul folosit (in speta cu limitarile impuse de acesta). O valoare des intalnita pentru aceasta marime este de 1 Mbyte. Cu cat aceasta este mai mare. Cu atat performantele calculatorului sunt mai bune.
Timpul maxim de raspuns se refera la intervalul de timp care este necesar memoriei interne pentru a citi sau scrie date. Mai exact, intervalul de timp ce se scurge din momentul in care primeste de la microprocesor comanda de citire si momentul in care depune pe magistrala de date valoarea citita (similar este si pentru scriere). Valoarea medie a acestui parametru este de 70 ns. Cu cat aceasta valoare este mai mica, cu atat calculatorul este mai rapid.
In configuratia unui sistem electronic de calcul in functie de modul in care se realizeaza accesul la memorie, pot fi intalnite simultan doua mari tipuri de memorii: memorii ROM si memorii RAM.
Memoria ROM (Read Only Memory - memorie care poate fi doar citita) - este un tip de memorie nevolatila (informatia continuta de acest tip de memorie nu se pierde la oprirea calculatorului). Este o memorie de tip special, care prin constructie nu permite programatorilor decat citirea unor informatii inscrise aici de constructorul calculatorului prin tehnici speciale Memoriile de tip ROM se clasifica la in functie de modalitatea de scriere a datelor in PROM si EPROM..
1. memorii PROM (Programabile ROM), memorii ROM programabile, care permit o singura rescriere de programe;
2. memorii EPROM (Programabile Electric PROM), care pot fi sterse si reprogramate din nou de mai multe ori, utilizand tehnici electronice speciale.
Memoria RAM reprezinta un spatiu temporar de lucru unde se pastreaza datele si programele pe toata durata executiei lor. Programele si datele se vor pierde din memoria RAM, dupa ce calculatorul va fi inchis, deoarece aceasta este volatila, pastrand informatia doar atata timp cat calculatorul este sub tensiune.
In functie de circuitele din care sunt implementate memoriile RAM acestea se clasifica in: memorii statice (SRAM) si memorii dinamice (DRAM). La randul sau memoriile DRAM se impart in:
1. memorii FPM (Fast Page Mode) - caracteristica acestui tip de memorie o reprezinta facilitatea de a lucra cu pagini de memorie. O pagina de memorie este o sectiune de memorie, disponibila prin selectarea unei adrese de rand.
2. memorii EDO (extended Data Out) - functioneaza la fel ca si memoriile FPM dar accesul la datele din celulele de memorie este mai rapid cu 10 - 15 % fata de FPM
3. memorii SDRAM (Syncronous DRAM) - un astfel de tip de memorie reprezinta un modul DRAM ce lucreaza in mod sincron cu procesorul (prin constructie, la origini memoriile DRAM conventionale functionau in mod asincron)
4. memoriile VRAM (Video RAM) - este o memorie rapida folosita in special pentru placile video.
5. memorii SGRAM (Syncronuos Graphics RAM)- este un SDRAM adaptat cerintelor foarte mari din domeniul graficii 3D.
6. memorii DDR (Double Data Rate)- prin aceasta tehnologie se pot transfera date de doua ori mai rapid fata de tehnologiile anterioare.
Organizarea memoriei interna RAM
Memoria RAM din punct de vedere logic este impartita astfel:
1. Memoria de baza (conventionala) - este formata din primii 640 Kb ai memoriei calculatorului, fiind zona in care se executa toate programele care ruleaza sub sistemul de operare MS-DOS.
2. Memoria superioara (rezervata) - este formata din urmatorii 384 Kb, ramasi disponibili pana la 1Mb. Aceasta zona de memorie este impartita in felul urmator: primii 128 Kb sunt rezervati pentru a fi utilizati de adaptoarele video pentru memorarea informatiei afisate pe ecran, urmatorii 128 de Kb sunt rezervati pentru a fi folositi de diferite adaptoare ce se pot conecta la sistem cum ar fi placa video, placa de retea, etc, ultimii 128 de Kb sunt rezervati pentru a fi utilizati de componenta BIOS a sistemului.
MEMORIA EXTERNA.
DISCHETA(FLOPPY-DISC), HARD DISCUL
CD-ROM, DVD-ROM
Memoria externa a unui calculator electronic este tot atat de importanta si necesara ca si memoria interna, avand rolul de a pastra informatiile (programe si date), pe o durata nedeterminata. Pentru orice calculator, memoria externa constituie o completare si o extindere a memoriei interne, prezentand doua particularitati deosebite fata de memoria interna si anume:
este practic nelimitata ca volum;
nu este volatila, informatiile raman stocate pe o durata nedeterminata.
Datorita acestor avantaje, memoria externa este absolut necesara pentru stocarea si pastrarea unor volume foarte mari de informatii, in vederea utilizarii lor ulterioare.
La calculatoarele personale memoria externa este constituita din doua tipuri de discuri:
-discul flexibil si discul fix
-discul optic (CD-ROM - Compact Disk Read Only Memory, CD-WORM - Write Once Read Many, DVD - Digital Versatile Disc).
Trebuie facuta distinctie intre floppy-discurile si hard discurile ca suporti de memorie externa, si unitatea fizica ce asigura rotirea si scrierea/citirea acestor suporti.
Discheta - Discul flexibil (floppy-disk-ul)
Discul flexibil sau floppy-disk-ul reprezinta suportul de memorie externa intalnit la toate calculatoarele personale. El este confectionat dintr-o folie de plastic flexibil acoperita cu un strat de material feromagnetic si introdus intr-un suport de protectie (plic, caseta). In prezent la calculatoarele personale sunt utilizate discuri standard floppy (figura 1).
1 - fanta de protectie fizica;
2 - fanta de fixare si antrenare;
3 - discul propriu-zis;
4 - fanta pentru scriere/citire;
5 - suport de protectie (plic sau caseta);
6 - fanta - inceput fizic de pista.
Informatiile sunt inregistrate pe aceste discuri in format standard, pe piste. Pistele sunt cercuri concentrice, care in functie de tipul si caracteristicile discului, pot fi in numar de 40 sau 80, toate avand aceeasi capacitate.
Pentru cresterea vitezei de lucru, dar si pentru prevenirea abandonarii totale a unui floppy-disk partial deteriorat, pistele au fost impartite in sectoare. Un sector nu este altceva decat un segment de pista. Numarul lor poate fi de 9, 18 sau chiar mai mult depinzand de caracteristicile discului. Principalele caracteristice ale celor doua variante de discuri flexibile sunt redate in tabelul 1.
Evident, floppy - discul este lent fata de hard-disk. De exemplu, pentru un disc DS-HD, viteza de transfer se situeaza in jurul a 20 Kb pe secunda. Inainte de prima utilizare orice discheta trebuie formatata. Prin operatia de formatare se realizeaza urmatoarele:
initializarea discului din unitatea specificata la un format standard acceptat de catre sistemul de operare
-analiza intregii suprafete a discului pentru detectarea eventualelor clustere (zone de alocare a spatiului pe disc) defecte, pe care le marcheaza ca indisponibile in tabela de alocare a fisierelor (FAT)
-crearea directorului radacina
-crearea tabelei de alocare a fisierelor (File Alocation Table - FAT) a tabelei ROOT, Directory (directorul radacina) si BOOT (zona in care se pot gasi adresele programelor de incarcare a sistemului de operare).
In urma formatarii discului sunt definite si etichetate pistele si sectoarele necesare pentru identificarea rapida a oricarei informatii. Pozitia unui fisier pe disc este indicata de tabela de alocare, care este incarcata la inscrierea informatiilor in fisiere, tinand seama si de etichetele de pista/sector definite in urma formatarii.
Cu toate ca discurile de 3,5' - l,44 Mb sunt foarte utile, se dovedesc neincapatoare pentru aplicatiile de ultima ora. Pentru a depasi acest handicap, a fost creat un nou standard pentru dischetele de 3,5' cu o capacitate de stocare de 80 de ori mai mare (120 Mb). Noua tehnologie poarta numele de LS-120 si a fost elaborata prin colaborarea dintre 3M, Compaq, Matsushita si OR Technology.
In realizarea noului suport au fost combinate tehnologiile optice si magnetice consacrate.
Hard-disk-ul
Hard-disk-urile (figura 2 ) sunt denumite si discuri fixe, dure, rigide sau Winchester (dupa tehnologia primei firme constructoare). Sunt formate din mai multe discuri (placi) asemanatoare celor flexibile, insa confectionate dintr-un material mai dur si fixate pe un ax comun. Prin rotire, sistemul permite scrierea/citirea concomitenta a informatiilor de pe pistele situate pe aceleasi generatoare. Placile numite si platane sunt acoperite cu un material feromagnetic si incorporate intr-o caseta de protectie.
Denumirea de disc fix, atribuita initial, a avut in vedere faptul ca acesta se fixeaza in interiorul calculatorului si nu poate fi detasat de catre un utilizator obisnuit. In ultimul timp insa, aceasta denumire a devenit improprie deoarece au fost create si hard discuri care pot fi cu usurinta conectate si deconectate in/din exteriorul calculatorului prin porturile de intrare/iesire ale acestuia.
Principalele caracteristici ale hard discului se refera la:
-capacitatea de stocare a informatiilor sau de manipulare a datelor - PC Data Handling , care depinde de numarul placilor ce compun hard discul si de tipul discului;
-timpul de cautare (seek time);
-rata de transfer a hard-discului {media rate);
-numarul de rotatii/minut (rpm)
-cantitatea memoriei cache.
Aceste caracteristici isi pun amprenta asupra performantelor sistemului de calcul in ansamblul sau. Printre factorii care influenteaza performanta unui hard-disk se numara intarzierile mecanice. Intarzierea mecanica este handicapul pe care orice producator cauta sa-l limiteze si pe care utilizatorul il are in vedere atunci cand opteaza pentru un tip de hard-disk. Aceasta importanta rezida din faptul ca valorile inregistrate de intarzierile mecanice sunt de peste o suta de ori mai mari decat cele electronice (acestea fiind asociate sistemului de date)
Intarzierile mecanice se refera la:
-timpul de cautare (ce reprezinta o masura a vitezei cu care hard discul isi deplaseaza capetele de citire/scriere la o anumita locatie);
-intarzierea generata de rotatia discului (timpul necesar pentru ca sectorul dorit sa ajunga in dreptul capului de citire/scriere, dupa ce acesta s-a pozitionat pe pista respectiva).
Viteza de rotatie a discului sau numarul de rotatii pe minut este esentiala, ea mai poarta si numele de spindle speed (Spindle = arbore sau ax, in engleza). Una dintre particularitatile hard discurilor este aceea ca este utilizata in mod constant o singura viteza de rotatie: 3600, 3880, 4500, 5200, 5400, 7200 rpm. Cu cat rotatia este mai mica cu atat intarzierile datorate pozitionarii mecanismelor fizice sunt mai mari. Astfel, viteza de rotatie are un impact direct asupra:
-asteptarii generate de miscarea de rotatie;
-asupra ratei de transfer a discului.
Rata (medie) de transfer a hard discurilor reprezinta viteza cu care sunt transferate datele catre si dinspre platan (mediul propriu-zis de stocare). Este masurata in MB/sec. La ultimele modele de hard discuri, se constata o crestere a ratei de transfer pe masura ce pistele sunt mai indepartate de diametrul interior al platanului, respectiv mai apropiate de cel exterior. Aceasta se datoreaza tehnicii de 'inregistrare zonala'.
Capacitatea de inregistrare pe suportul de stocare este determinata de densitatea de platan. Parametrii care reflecta aceasta stare de lucruri sunt:
-numar de piste/inch (track per inch sau tpi - reprezinta numarul de piste care pot incape intr-o zona cu dimensiune de 1 inch);
-biti/inch (bpi - defineste cantitatea de biti ce pot fi scrisi pe o distanta de 1 inch, de-a lungul unei piste de pe suprafata hard discului).
Rata la care datele sunt scrise si citite pe disc (rata de transfer a discului) este dependenta de viteza de rotatie (rpm) si de densitatea datelor pe hard disc (bpi). In acest sens chiar si un hard disc cu 5200 rpm este limitat la o rata de transfer de maximum 9-10 Mb/secunda.
Datele transmise prin cablul IDE, de la hard- disk la interfata sistemului gazda, sunt sub influenta unor factori care pot afecta performanta acestuia, asa cum este capacitatea de manipulare a datelor. Acest factor nu este direct dependent de hard-disk, ci de:
-'sisteme de cache' utilizate de unele aplicatii (de exemplu, Smartdrive, drivere sistem de acces pe 32 biti etc);
-capacitatea memoriei RAM/memoriei cache si viteza la care aceasta lucreaza;
-microprocesor si viteza acestuia;
-functiile sistemului BIOS (tipologiile moderne de BIOS-uri care includ functii speciale pentru hard-disk);
-viteza de transfer a unitatii centrale de prelucrare etc.
Rata de transfer a sistemului gazda reprezinta viteza la care sistemul de calcul gazda poate transfera date prin intermediul IDE sau EIDE14.
Ultimele generatii de discuri dispun de interfete de transfer foarte performante care asigura rate de transfer de ordinul zecilor de megabaiti pe secunda. Aceste interfete sunt de tipul ATA 66, ATA 100, S-ATA sau SCSI (I, II sau Fast).
O relatie care trebuie subliniata la nivelul hard discului este aceea realizata cu Cache Buffer-ul. Atunci cand se scriu date pe hard-disk sau se citesc, calculatorul gazda va 'umple' acest cache - buffer, pe care apoi il va 'goli'. Deci, chiar daca viteza cache-buffer-ului este mai mare decat cea a hard discului, aceasta nu va conduce la cresterea performantei sistemului electronic de calcul.
Un exemplu este hard discul Caviar AC31600 (produs al firmei Western Digital), caracterizat de 5200 rpm, timp de cautare sub 10ms, intarziere mecanica de 5,76ms, rata de transfer de 9,625 Mb/s si asigura un suport real pentru o functionare in Mode 4.
DISCUL OPTIC
Compact Discul constituie un suport de memorie externa care, datorita unor performante superioare fata de discurile flexibile, tinde sa se generalizeze.
Putem defini compact discul ca pe un suport pe care sunt stocate informatii prin intermediul mijloacelor optice (tehnologia laser) atat in procesul de scriere cat si in cel de citire. Succesul tehnologiilor optice, nu numai pe piata calculatoarelor electronice, se datoreaza progreselor realizate in domeniul laserilor, suportilor optici si a procesarii semnalelor.
Unitatile CD-ROM permit in mod obisnuit numai citire, dar, exista si modele care permit inscrierea informatiilor. Unitatile de CD pot fi incorporate in carcasa unitatii centrale, similar unei unitati de floppy-disk sau pot fi detasabile (Figura 3).
CD-ROM (DVD)
CD-ROM-ul este mai avantajos decat discul flexibil si concureaza discul fix in sensul ca are o capacitate de stocare de ordinul sutelor de Mb sau Gb. Viteza de lucru este uneori mai lenta decat la hard-disk.
Se numeste inregistrare optica de informatii, procesul prin care sunt inscrise date cu ajutorul unui fascicol de lumina pe un suport sensibil din punct de vedere optic. Citirea se bazeaza pe decalarea unor modificari survenite in fascicolul de lumina reflectata pe suport, iar scrierea reprezinta un proces care foloseste un fascicol laser pentru modificarea unui material sensibil la lumina, amplasat pe suport.
Continutul este scris de catre producator si citit de utilizator cu ajutorul unei unitati compatibile. Tehnologia de inscriere utilizeaza un fascicol laser, care va trasa pe stratul reflector depus pe un suport din policarbonat, adancituri de 0,85-3,5 microni . Produsele acestei tehnologii sunt volume mari de date, care nu sunt supuse modificarilor pe perioade mari de timp, cum sunt cataloage, biblioteci, manuale, kit-uri de distribuire a software-ului, documentatii etc. CD-ROM-ul poate avea diametrul de 5,25' si capacitate de 700 Mb - cca. 80 minute inregistrare audio.
Viteza de lucru a unui CD-ROM reprezinta cantitatea de informatie care poate fi utila in unitatea de timp (s). Viteza standard corespunzatoare este de 150Kb/s. Un CD-ROM care transfera 150Kb/s se spune ca are o singura viteza (single speed) 1X. Vitezele de lucru au crescut ajungand astazi la viteze de 48X, 50X, 52X. Cresterea vitezei de lucru a CD-ROM-ului a fost insa urmata de aparitia vibratiilor in ansamblul unitatii de citire, ca urmare a excentricitatii discului ceea ce face ca citirea sa se faca uneori eronat si in acest caz fiind necesare corectii. Aceasta are ca efect secundar incetinirea vitezei de lucru.
La generatiile mai noi de CD-ROM-uri viteza de lucru este data ca fiind viteza maxima. Aceasta se atinge atunci cand se citesc pistele exterioare.
