49
Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018 1 Sinteza cursului Informatică, An universitar 2017-2018 semestrul II Contents Tema 1 Scurt istoric...................................................................................................................................... 1 1.2 Structura von Newmann a sistemelor de calcul .................................................................................. 3 Tema 2 Generaţii de calculatoare ................................................................................................................. 5 Tema 3 Arhitectura generală a sistemelor electronice de calcul ................................................................... 9 Unitatea de comandă şi control .............................................................................................................. 11 Tema 4 Memoria internă ............................................................................................................................ 13 Tema 5 Memoria externă............................................................................................................................ 16 Hard discul ............................................................................................................................................. 17 Compact discul ....................................................................................................................................... 19 Unităţile optice de stocare DVD ............................................................................................................. 21 Tema 6 Sisteme de numeraţie ..................................................................................................................... 22 Sistemul de numeraţie binar .................................................................................................................. 23 Sistemul de numeraţie octal. Tabelul de conversie între binar şi octal .................................................. 23 Sistemul de numeraţie hexazecimal. Tabelul de conversie între binar şi hexazecimal ........................... 24 Tema 7 Descrierea elementelor calculatorului şi a principalelor periferice .............................................. 26 Microprocesorul ..................................................................................................................................... 27 Dispozitive periferice de intrare şi dispozitive periferice de ieşire ......................................................... 29 Dispozitivele periferice de intrare ...................................................................................................... 30 Dispozitive periferice de ieşire ........................................................................................................... 37 Tema 8 Sisteme de operare......................................................................................................................... 40 Tema 9 HTML – elemente introductive ..................................................................................................... 43 Tema 1 Scurt istoric Actualele calculatoare electronice sunt urmaşele unor dispozitive de calcul mult mai simple dar nu mai puţin ingenios realizate. Menirea acestor dispozitive era aceea de a efectua calcule matematice pe cât posibil exacte, într-un interval de timp cât mai mic. Problemele de calcul care puteau fi rezolvate cu ajutorul acestor dispozitive erau exclusiv probleme de calcul numeric, nepunându-se problema prelucrării unor date de altă natură (șiruri de caractere, imagini, sunet) sau a rezolvării unor probleme complexe. Scoțianul John Napier de Merchistoun (1550-1617) a realizat un astfel de aparat cu bastonaşe pe care erau înscrise produsele cu 1,2,..., 9 ale cifrelor de la 1

Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

  • Upload
    others

  • View
    5

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

1

Sinteza cursului Informatică, An universitar 2017-2018 semestrul II

Contents

Tema 1 Scurt istoric...................................................................................................................................... 1

1.2 Structura von Newmann a sistemelor de calcul .................................................................................. 3

Tema 2 Generaţii de calculatoare ................................................................................................................. 5

Tema 3 Arhitectura generală a sistemelor electronice de calcul ................................................................... 9

Unitatea de comandă şi control .............................................................................................................. 11

Tema 4 Memoria internă ............................................................................................................................ 13

Tema 5 Memoria externă ............................................................................................................................ 16

Hard discul ............................................................................................................................................. 17

Compact discul ....................................................................................................................................... 19

Unităţile optice de stocare DVD ............................................................................................................. 21

Tema 6 Sisteme de numeraţie ..................................................................................................................... 22

Sistemul de numeraţie binar .................................................................................................................. 23

Sistemul de numeraţie octal. Tabelul de conversie între binar şi octal .................................................. 23

Sistemul de numeraţie hexazecimal. Tabelul de conversie între binar şi hexazecimal ........................... 24

Tema 7 Descrierea elementelor calculatorului şi a principalelor periferice .............................................. 26

Microprocesorul ..................................................................................................................................... 27

Dispozitive periferice de intrare şi dispozitive periferice de ieşire ......................................................... 29

Dispozitivele periferice de intrare ...................................................................................................... 30

Dispozitive periferice de ieşire ........................................................................................................... 37

Tema 8 Sisteme de operare ......................................................................................................................... 40

Tema 9 HTML – elemente introductive ..................................................................................................... 43

Tema 1 Scurt istoric Actualele calculatoare electronice sunt urmaşele unor dispozitive de calcul

mult mai simple dar nu mai puţin ingenios realizate. Menirea acestor dispozitive era

aceea de a efectua calcule matematice pe cât posibil exacte, într-un interval de timp

cât mai mic. Problemele de calcul care puteau fi rezolvate cu ajutorul acestor

dispozitive erau exclusiv probleme de calcul numeric, nepunându-se problema

prelucrării unor date de altă natură (șiruri de caractere, imagini, sunet) sau a

rezolvării unor probleme complexe.

Scoțianul John Napier de Merchistoun (1550-1617) a realizat un astfel

de aparat cu bastonaşe pe care erau înscrise produsele cu 1,2,..., 9 ale cifrelor de la 1

Page 2: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

2

la 9 pentru simplificarea înmulţirii. Matematicianul și astronomul Edmund Gunter

(1581-1626) a definit scara logaritmică. Aceasta a dus la posibilitatea reducerii

operaţiei de înmulţire a două numere la operaţia de adunare a două segmente.

Această simplificare era posibilă prin utilizarea (în practică) a formulei log (a * b)

=log (a)+log (b). Ulterior a fost utilizată scara logaritmică cu două rigle gradate care

pot culisa una de-a lungul celeilalte. A fost realizată astfel rigla de calcul

logaritmică.

Aceste prime dispozitive, prin natura lor, nu efectuează adunări.

Blaise Pascal (1623-1662) a inventat o maşină capabilă să efectueze operaţia

de adunare. Maşina consta din şase cilindri ce aveau reprezentate cifrele din baza

zece. Suma a două numere rezulta în urma rotaţiilor succesive făcute pentru

reprezentarea numerelor. Dispozitivul realizat de Pascal a fost perfecţionat de

Lepine (1725).

Ulterior Gottfried von Leibniz (1646-1716) a construit maşini de adunat şi

înmulţit introducând un cilindru suplimentar care permitea repetarea adunărilor în

vederea realizării unei înmulţiri. Dispozitivele de calcul descrise de el puteau efectua

adunări, scăderi, înmulţiri şi împărţiri. Charles Xavier Thomas de Colmar a patentat

în 1820 prima maşină de calcul (numită Arithmometer) care a fost efectiv folosită în

activităţi economice. Această masină de calcul a fost produsă începând cu 1851.

Charles Babbage a proiectat la jumatatea secolului XIX un dispozitiv care de

asemenea urma să efectueze operația de adunare. Această maşină nu a fost realizată,

dar Babbage (şi Ada Byron) au formulat principii general valabile în informatică

precum separarea memoriei de unitatea de execuţie în construirea unui calculator.

LeonardoTorres y Quevedo a prezentat în anul 1920 o maşină care efectua

înmulţiri şi împărţiri. Leonardo Torres Quevedo este și autorul unei lucrari

considerate a fi importantă în contextul evoluției calculatoarelor (Essais sur

l’automatique). În cazul acestei maşini valorile numerice erau introduse prin

apăsarea unor clape.

O etapă importantă in evoluția calcuatoarelor este marcată de existența

maşinilor analogice de calcul. Principiul de funcţionare al acestor maşini consta în

transformarea unei probleme de calcul matematic într-o problemă formulată de data

aceasta nu prin valori numerice ci prin intermediul unor mărimi fizice (măsurabile

desigur) precum lungimea unor segmente, măsura unor unghiuri sau intensitatea

Page 3: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

3

curentului electric. Valorile rezultate prin aceste reprezentări nu sunt extrem de

precise dar pot fi folosite in rezolvarea unor probleme de calcul.

După 1940 sunt realizate primele calculatoare electronice capabile să rezolve

probleme complexe. Este definită de asemenea în această perioadă arhitectura unui

calculator (de către von Newmann). Conform acesteia orice calculator trebuie să

poată memora informaţii (trebuie să includă un dispozitiv de memorie), trebuie să

comande execuţia operaţiilor, (trebuie să includă un dispozitiv de comandă) şi să le

execute (trebuie să includă un dispozitiv aritmetico-logic). Toate aceste componente

trebuie interconectate pentru a permite funcţionarea calculatorului.

De asemenea pentru a face posibilă comunicarea dintre calculator şi utilizatori,

apar dispozitive de introducere a datelor, respectiv extragere a rezultatelor. Acestea

sunt numite dispozitive de intrare respectiv dispozitive de ieşire.

Părţile hard (componente) şi soft (programe) ale unui calculator alcătuiesc

împreună sistemul de calcul.

În 1947, John von Neumann stabileşte principiile de bază pentru calculatoarele

clasice (arhitectură von Neumann), valabile până astăzi: la un moment dat, unitatea

centrală a calculatorului execută o singură instrucţiune, instrucţiunile programului

fiind reţinute în memoria internă calculatorului.

Evoluţia în timp a sistemelor de calcul (cu referire strict la calculatoarele

electronice, nu şi la cele bazate pe roţi dinţate, rigle de calcul care utilizează

logaritmi, abace, etc) este prezentată sub forma generaţiilor de calculatoare. Desigur

fiecare generație este caracterizată de realizarea unor progrese față de generatiile

anterioare, în sensul creșterii puterii de calcul, în sensul miniaturizării

componentelor calculatoarelor si al scăderii costurilor producerii acestora.

1.2 Structura von Newmann a sistemelor de calcul

Structura de bază a stabilită de John von Neumann în 1945, este reprezentată în

figura următoare şi cuprinde cinci unităţi funcţionale:

Page 4: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

4

• unitatea de intrare ( UI );

• unitatea de ieşire ( UE );

• unitatea de comandă ( UC ).

• unitatea de memorare ( M );

• unitatea aritmetico-logică ( UAL );

Acest model descris de John von Neumann s-a dovedit în timp a fi unul

funcţional.

Unitatea de intrare are rolul de a permite introducerea informaţiilor în

calculator. Informaţiile introduse sunt furnizate sistemului de calcul prin

dispozitivul periferic de intrare şi transferate spre unitatea comandă. Unităţile de

intrare au avut în timp mai multe forme şi principii de funcţionare, de la cititoare de

cartele la tastaturi asemănătoare cu cele utilizate în prezent. Tehnologia pe care se

bazează realizarea unității de intrare se schimbă dar rolul acesteia rămâne neschimat.

De asemenea, unitatea de intrare are rolul esenţial de a realiza conversia

informaţiilor introduse din forma externă, cea accesibilă utilizatorului (precum

numere exprimate în baza zece, texte, imagini, etc) în formatul intern folosit de

calculator, formatul binar. Acesta este caracterizat de existența a doua semne

corespunzătoare valorilor 0 și 1.

Formatul intern binar este rezultatul utilizării în construcţia calculatoarelor a

circuitelor electronice care prezintă la ieşire două stări stabile. Convenţional cele

două stări se reprezintă prin cifrele binare “0” şi “1”.

Page 5: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

5

Unitatea de memorie reprezintă acea unitate a unui sistem de calcul în care se

stochează , permanent sau temporar, informaţia constând din date şi programe.

Memoria unui calculator este formată din memoria principală şi din memoria

secundară.

Memoria principală, denumită şi memorie internă, are rolul de a păstra

programele şi datele ce se utilizează la un anumit moment dat. Echivalentul actual

este memoria RAM.

Memoria secundară denumită şi memorie externă păstrează programele şi

datele care trebuie să se afle la dispoziţia sistemului de calcul, urmând sa fie

utilizate la solicitarea sistemului. Echivalentul actual al memoriei secundare :

compact disc, DVD, stickuri de memorie, etc

Unitatea de comandă (UC) este unitatea responsabilă cu administrarea şi

prelucrarea informaţiilor.

Unitatea aritmetico-logică (UAL) realizează prelucrarea informaţiei preluate

din memorie, iar rezultatele fie se depun din nou în memorie fie sunt furnizate

unităţii de ieşire. Unitatea aritmetico-logică realizează atât operaţii aritmetice

(adunare, scădere, înmulţire, împărţire) cât şi operaţii logice ( şi logic, sau logic, sau-

exclusiv, negaţie ).

Unitatea de ieşire realizează trimiterea, în exteriorul sistemului de calcul, a

rezultatelor prelucrărilor efectuate. În cazul în care rezultatele sunt destinate

utilizatorului uman, unitatea de ieşire execută conversia din formatul intern (binar)

într-un format direct accesibil omului precum numere în baza 10 sau caractere

respectiv șiruri de caractere. În cazul în care rezultatele sunt destinate acţionării unor

echipamente, unitatea de ieşire generează semnale analogice sau digitale

recunoscute de acestea.

Tema 2 Generaţii de calculatoare

Generaţia I - generaţia calculatoarelor realizate pe baza tehnologiei tuburilor

cu vid (1943-1955)

Caracteristici:

Page 6: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

6

• Calculatoarele erau construite folosind relee electromagnetice, tuburi

electronice, diode, rezistoare, bobine şi condensatoare.

• Aceste elemente din componența calculatoarelor erau interconectate cu

fişe, cablajul fiind realizat prin fire

• Utilizarea tuburilor electronice avea drept consecință directă un

consum mare de putere

• Calculatoarele utilizau structura de tip serie, executând seturi de câteva

zeci de instrucţiuni simple;

• Maşinile din această generaţie aveau puţine dispozitive periferice

(lector/perforator de bandă) pentru operațiie de intrare și ieșire;

• Memoria era memorie lentă şi de capacitate mică

• Viteza de calcul era mică (de ordinul sutelor cel mult miilor de operaţii

pe secundă)

• Prelucrarea datelor se efectua pe biţi (bit cu bit)

• Programele erau scrise direct în cod maşină.

Cel mai cunoscut calculator din această perioadă a fost ENIAC. Acronimul

derivă din Electronic Numerical Integrator And Computer (Calculator Şi Integrator

Electronic Numeric). Acest calculator, emblematic pentru generaţia I de

calculatoare, a fost construit între anii 1943-1944 în Statele Unite. ENIAC era un

calculator compus din mai multe elemente (mai multe panouri) separate care

efectuau diferite funcţii. ENIAC putea memora numere cu până la zece cifre

zecimale. Deoarece continea un număr mare de tuburi electronice care se ardeau

relativ repede fiabilitatea nu era un punct forte (o altă consecință era faptul că

ENIAC cântărea 30 de tone). De asemenea programarea era cunoscuta ca fiind atât

dificil ă cât și mare consumatoare de timp.

• Echipamentele de intrare respectiv echipamentele de ieşire constau în

cititoare de cartele respectiv perforatoare de cartele.

Generaţia II (1955-1965) Această generaţie este marcată de tehnologia

tranzistoarelor. Este utilizată o tehnologie şi o structură organizatorică nouă, efectul

imediat fiind mărirea performanţelor. Principalele caracteristici sunt:

• Folosirea diodelor şi tranzistoarelor cu siliciu şi germaniu

interconectate prin cablaj imprimat. Utilizarea cablajelor imprimate reprezintă un

Page 7: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

7

mare pas înainte faţă de folosirea firelor şi a fişelor caracteristice conectării

elementelor calculatoarelor din prima generaţie. De asemenea folosirea cablajelor

imprimate a permis tipizarea circuitelor, întreţinerea maşinilor de calcul fiind astfel

mai simplă.

• Înlocuirea tuburilor electronice cu dispozitive semiconductoare (diode

şi tranzistori) a avut ca efect imediat reducerea semnificativă a dimensiunilor

calculatoarelor.

• Calculatoarele din această generaţie consumă mai puţină energie

electrică, siguranţa în funcţionare este mai mare

• Construirea memoriilor cu ferite (mai rapide decât cele cu tambur)

• Apar echipamente periferice, banda magnetică, discul magnetic,

dispozitive de imprimare, şi echipamente de afişare pe tub catodic; Astfel

calculatoarele au început să fie dotate cu tastatură şi monitor

• Viteza de calcul și capacitatea de memorare cresc.

• Se constată de asemenea evoluţia semnificativă a echipamentelor

periferice de intrare/iesire

• Au apărut acum şi limbajele evoluate de programare (Fortan, Algol,

Cobol).

Generaţia III (1965-1980), marcată de înlocuirea tranzistoarelor din structura

computerelor cu circuitele integrate. Caracteristicile calculatoarelor din generația III

sunt:

• utilizarea circuitelor integrate pe scară simplă (până la 10 tranzistoare

pe cip) SSI şi MSI conectate pe circuite imprimate pe mai multe niveluri (straturi);

• utilizarea memoriilor semiconductoare

• creşte viteza de calcul

• memorii externe de mare capacitate, reprezentate prin discuri de masă

(capacităţi mai mari de 1Moctet);

• dezvoltarea echipamentelor periferice este smnificativă

• utilizarea limbajelor de programare evaluate, utilizarea multiprocesării

(separarea programelor în task-uri şi operaţii de I/O), apariţia sistemelor de operare

şi a memoriilor virtuale.

Page 8: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

8

• Aceste calculatoare au viteze de lucru mai mari ( aproximativ 5

milioane de operaţii pe secundă)

• capacităţi de stocare superioare calculatoarelor din generaţia anterioară,

ajungând la 2 MB

Generaţia IV (1980-1990), generaţia circuitelor VLSI, ale cărei principale

caracteristici sunt utilizarea circuitelor integrate pe scară largă LSI (“Large Scale

Integration”) şi a circuitelor integrate pe scară foarte largă VLSI (“Very Large Scale

Integration”); În această perioada a început era calculatoarelor personale. Apar noi

tipuri de memorii şi sunt dezvoltate noi echipamente periferice.Acestea sunt

miniaturizate și mai rapide. De asemenea, în această perioadă sunt utilizate

microfilmele pentru înregistrarea afişajelor de pe tuburile electronice.

Sunt realizate și utilizate pentru prima dată limbajele de programare de nivel

înalt orientate pe prelucrarea masivelor de date, făcându-şi apariţia conceptele de

multimedia şi de programare orientată pe obiecte.

Consumul semnificativ mai redus de energie precum şi noile dimensiuni ale

calculatoarelor determină creşterea spectaculoasă a numărului de utilizatori.

Generaţia V este generaţia calculatoarelor realizate după 1990. Calculatoarele

acestei generaţii sunt caracterizate de gradul mare de modularizare şi de densitatea

crescută de integrare, determinată de utilizarea circuitelor realizate în tehnologie

ULSI şi 3D; Arhitectura microprocesoarelor este mult îmbunătăţită. Apar

microprocesoare cu mai multe nuclee.

Un efect imediat este creşterea frecvenţei de lucru de la câteva sute de MHz la

peste 3 GHz

Sunt realizate sisteme multiprocesor, performanţele acestora fiind sensibil

îmbunătăţite.

Utilizarea circuitelor VLSI, circuite care conţin peste un milion de tranzistoare

pe chip, determină o viteză de lucru foarte mare. Viteza mare de lucru este direct

influenţată şi de creşterea memoriei interne (RAM) de la sute de Mocteti până la 8

sau chiar 16GB.

Software-ul acestor calculatoare evoluează rapid, apărând bazele de cunoştinţe,

sistemele expert evoluate, programele de realitate virtuală, precum şi numeroase

versiuni ale sistemului de operare Windows (cea mai recenta fiind Windows 10).

Page 9: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

9

În concluzie putem remarca faptul că dezvoltarea caracteristicilor fizice şi

implicit a performantelor calculatoarelor a fost extrem de dinamică. Domeniul

sistemelor de calcul, privit atât din punctul de vedere hard, cât şi soft, a avut

probabil cea mai rapidă şi spectaculoasă evoluţie dintre industriile şi tehnologiile de

după 1930.

Putem constata faptul că sistemele de calcul au evoluat şi evoluează odată cu

dezvoltarea tehnologiei de realizare a circuitelor electronice, fiind o legătura directă

între progresele înregistrate în domeniul electronicii şi evoluţia sistemelor de calcul.

Cu toate acestea performanţele unui sistem de calcul pot fi îmbunătăţite şi fără

schimbarea tehnologiei, acest lucru fiind posibil prin modificarea arhitecturii

sistemului.

Arhitectura precizează modul de organizare, de interconectare a unităţilor din

care este format sistemul.

Se poate defini un sistem de calcul că fiind un sistem fizic care are rolul de a

prelucra automat informaţia, conform unui program.

La rândul său programul indică o succesiune bine determinată de operaţii

aritmetice şi logice.

Un sistem de calcul este un ansamblu alcătuit din două componente

principale:componenta hardware şi componenta software (programele şi structurile

de date). Componenta hardware se referă la echipamentele fizice, precum

procesoare, memorii, plăci de bază, echipamente periferice, etc. Componenta

software se referă la programe, compilatoare, sisteme de operare, limbaje de

programare, etc.

Tema 3 Arhitectura generală a sistemelor electronice de calcul

Arhitectura generală a sistemelor electronice de calcul

Un sistemul electronic de calcul este alcătuit din două componente:

Page 10: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

10

• sistemul de echipamente (hardware), format din totalitatea

componentelor fizice utilizate în culegerea, memorarea, prelucrarea şi transmiterea

datelor

• sistemul de programe (software) de bază şi de aplicaţie. Software-ul de

bază este format din ansamblul programelor care asigură gestionarea proceselor care

se desfăşoară în calculator.

Cele mai importante funcţii realizate de componenta hardware sunt:

• memorarea datelor şi a programelor;

• efectuarea operaţiilor aritmetice şi logice asupra datelor stocate în

memoria internă;

• controlul procesului de prelucrare automată a datelor;

• introducerea datelor şi a programelor în memoria internă,

• redarea rezultatelor (pe hârtie în cazul imprimării sau prin intermediul

dispozitivelor de stocare a datelor).

Pentru realizarea acestor funcţii sistemele electronice de calcul au fost

concepute cu următoarele componente:

• unitatea centrală

• unităţi periferice

• unităţi de memorare

Page 11: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

11

Unitatea centrală

Unitatea centrală este componenta care realizează efectiv atât memorarea cât şi

prelucrarea datelor. Unitatea centrală controlează practic întregul sistem de

echipamente.

Unitatea centrală este compusă din microprocesor şi din memoria internă.

La rândul său microprocesorul cuprinde unitatea de comandă şi control şi

unitatea aritmetico-logică.

Unitatea de comandă şi control Unitatea de comandă şi control prelucrează instrucţiunile programului care este

in curs de execuţie. Unitatea de comandă şi control reprezintă deci componenta care

urmăreşte executarea programelor, comandă unităţile de memorie şi unităţile

periferice şi asigură sincronizarea acestor elemente.

Page 12: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

12

Unitatea de comandă şi control este compusă din următoarele elemente:

• Contorul ordinal

• Extractorul de instrucţiuni

• Registrul de instrucţiuni

• Decodorul de funcţiuni

• Ceasul intern – direct legat de frecvența de lucru

• Circuite de comandă a diferitelor unităţi.

Astfel, execuţia unui program presupune introducerea lui în memoria internă

şi apoi executarea de către unitatea de comandă şi control a fiecărei instrucţiuni în

parte.

Unitatea aritmetico-logică

Unitatea aritmetico-logică este acea componentă inclusă in microprocesor care

realizează efectiv instrucţiunile aritmetice şi cele de tip logic. Unitatea aritmetico-

logică este alcătuită din registre şi din circuite. Registrele au rolul de a memora

temporar atât operanzii cât şi rezultatele operaţiei de natură aritmetică sau logică.

Circuitele determină succesiunea operaţiilor.

Page 13: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

13

Tema 4 Memoria internă Memoria internă este o componentă esenţială a unui sistem electronic de

calcul, componentă care influențează direct performanța sistemului. Memoria

internă conţine informaţii despre programele care se execută, despre date folosite și

despre rezultatele prelucrărilor. Memoria internă este acea componentă esențială a

unităţii centrale care stochează informaţiile sub formă binară în circuite integrate

specializate. Memoria internă lucrează direct cu microprocesorul.

Memoria internă este alcătuită din mai multe părţi de dimensiuni egale. Aceste

segmente egale sunt denumite locaţii de memorie. Locaţiile de memorie sunt

numerotate începând cu valoarea zero. Aceste valori numerice sunt numite adrese de

memorie. Astfel fiecare locaţie de memorie este identificată (unic) de o adresă de

memorie.

O locaţie de memorie poate fi 1 byte sau de 2 respectiv 4 baiţi, caz în care se

numeşte cuvânt respectiv dublu-cuvânt. Accesul la memorie presupune realizarea

legăturii cu memoria în vederea unui schimb de date în timp ce adresare de memorie

înseamnă accesul la o anumită locaţie de memorie prin intermediul adresei sale.

Memoria internă este alcatuită din doua tipuri principale de memorie: memorie

RAM (memorie cu acces aleator) şi memorie ROM care contine date preînregistrate

care pot fi citite dar nu rescrise.

Page 14: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

14

Există mai multe tipuri de memorii, principalele dintre acestea fiind :

• ROM (Read Only Memory), memorie caracterizată de faptul că

permite doar citirea, nu şi scrierea datelor. Toate calculatoarele conţin memorie

ROM. În memoria de tip ROM sunt scrise instructiunile legate de procesul de

pornire a calculatorului.

• RAM (Random Access Memory), memoria cu acces aleator

caracterizată de faptul că permite atât citirea cât şi scrierea de date. La oprirea

calculatorului (sau la întreruperea alimentării) datele din memoria RAM care nu au

fost salvate pe disc sau pe alt suport de memorie se pierd, motiv pentru care

memoria RAM este numită şi memorie volatilă. Accesul la datele stocate se poate

face aleator, nu secvenţial, oricare celulă de memorie poate fi apelată independent.

Există şi memoria de tip SAM (Serial Access Memory), cu acces serial sau

secvenţial, ca o bandă magnetică.

• PROM (Programmable ROM), aceasta fiind o memorie în care se poate

stoca un program. Ca şi memoria ROM, şi PROM este ne-volatilă, datele înscrise în

ea neputând fi şterse.

• EPROM (Erasable PROM), este un tip special de PROM care se poate

şterge prin expunerea la ultraviolete.

• EEPROM (Electrically EPROM), este un tip special de PROM care se

poate şterge prin expunerea la sarcină electrică.

• DRAM (Dynamic RAM) este construită din perechi de tranzistori şi

condensatori. Fiecare pereche de tranzistori şi condensatori formează o celulă de

memorie care reprezintă un bit. Condensatorul are rolul de a reţine informaţia în una

din cele două stări posibile, corespunzătoare valorilor 0 sau 1, iar tranzistorul

permite citirea sau schimbarea stării condensatorului. Starea condensatorului nu este

permanentă, el se menţine încarcat doar câteva milisecunde, după care se descarcă.

Pentru pastrarea informaţiei, condensatorul trebuie reîncarcat periodic, de unde şi

numele de memorie dinamică.

• SDRAM (Synchronous DRAM), memorie capabilă de a se sincroniza

cu frecvenţa de lucru dată de ceasul procesorului. DDR-SDRAM (Double Data

Rate-SDRAM).

Page 15: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

15

Datele sunt reprezentate în memoria internă în format binar, direct în cazul

datelor de tip numeric şi prin intermediul unor coduri în cazul datelor de tip

alfanumeric (caractere).

Codul ASCII - American Standard Code for Information Interchange –

asociază fiecărui caracter imprimabil în modul text o valoare numerică. Valorile

numerice sunt numere naturale cuprinse în intervalul 0 – 255. Aceasta deoarece

utilizând un byte se pot reprezenta 28 adică 256 de situaţii (de semne) distincte.

Aceste 256 de combinații distincte sunt suficiente pentru codificarea

caracterelor din componența mesajelor, având suficiente combinații posibile pentru

reprezentarea literelor mari, a literelor mici, a diferitelor diacritice (de exemplu ș, ț,

â, î în cazul limbii române), a cifrelor 0-9 și de asemenea pentru codificarea a

numeroase alte caractere speciale (@, %, #, ! și altele)

Dacă considerăm un bit putem codifica doua situații distincte: poate fi 0 sau 1.

În cazul in care considerăm un grup de 2 biți putem codifica 4 (sau 22) situații

distincte : 0 0, 0 1, 1 0, 1 1

Varianta1 0 0

Varianta2 0 1

Varianta3 1 0

Varianta4 1 1

În cazul in care considerăm un grup de 3 biți putem codifica 8 (sau 23) situații

distincte. Se dublează practic numărul de codificări posibile cu 2 biți, la fiecare

dintre acestea putând fi adăugat la sfărșit un 0 sau 1

Varianta1 0 0 0

Varianta2 0 0 1

Varianta3 0 1 0

Page 16: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

16

Varianta4 0 1 1

Varianta5 1 0 0

Varianta6 1 0 1

Varianta7 1 1 0

Varianta8 1 1 1

Dacă folosim 4 biți putem avea 24 deci 16 situații distincte, cu 5 biți 25 deci 32

situații distincte ș.a.m.d.

Grupul de 8 biți permite codificarea a 28 deci cele 256 situații distincte

menționate mai sus, cu valori între 00000000 și 11111111.

Unitatea elementară de memorie se numeşte celulă binară sau bit. Unitatea

elementară de memorie poate să reţină valorile numerice 0 sau 1 ale unei variabile

binare. Un bit mai are de asemenea semnificația fizică a unei celule elementare din

memoria calculatorului. Informaţiile elementare se măsoară în biţi dar în practică se

folosesc următorii multiplii:

• 8 biţi reprezintă 1 byte. Byte-ul reprezintă unitatea elementară

care poate fi adresată individual în memoria internă.

• kB sau kO- kilobait sau kilooctet -210 baiţi deci 1024 baiţi sau

aproximativ 1 000 baiţi

• MB sau MO- megabait sau megaoctet- 220 baiţi deci 1 048 576

baiţi sau aproximativ 106 baiţi

• GB sau GO -gigabait sau gigaoctet -230 baiţi sau aproximativ 109

baiţi

• TB sau TO- terabait sau teraoctet -240 baiţi sau aproximativ 1012

baiţi

Tema 5 Memoria externă Memoria externă, spre deosebire de cea internă, nu operează direct cu

microprocesorul. Memoria externă este numită şi memoria secundară a

calculatorului. Ea are rolul de a păstra datele care vor fi necesare calculatorului sau

utilizatorului la un moment dat. Fizic memoria externă este constituită din diferite

Page 17: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

17

medii de stocare situate atât în interiorul carcasei calculatorului ( hard disk intern

sau memorie SSD ) cât și în exteriorul acesteia ( hard disk extern, CD, DVD,

memory stick și altele). Aceste medii de stocare a datelor erau inițial de tipul bandă

magnetică (permit numai accesul secvenţial la datele stocate) și ulterior de tipul

disk(permit accesul direct la datele stocate).

Din punct de vedere al tehnologiei folosite pentru stocarea datelor se disting

mediile magnetice de stocare şi mediile optice de stocare. În ambele situaţii datele

sunt memorate în format binar dar în cazul mediilor magnetice cele două semne ale

alfabetului binar sunt reprezentate fizic de zone magnetizate respectiv de zone

nemagnetizate corespunzătoare cifrelor 0 şi 1. În cazul mediilor optice cele două

semne ale alfabetului binar sunt reprezentate fizic de zone care reflectă lumina ( o

rază laser) respectiv de zone care nu reflectă lumina.

Independent de tehnologia utilizată memoria externă este considerată o

memorie nevolatilă (este o memorie permanentă).

Principalele medii de stocare sunt hard disk-ul (disc rigid sau disc dur),

discurile optice (CD şi DVD), stick-urile de memorie (memory stick). În trecut erau

folosite și discurile flexibile (Floppy disk).

Hard discul

Hard discul este principalul mediu magnetic de stocare a datelor situat iniţial

în interiorul carcasei calculatorului. Ulterior au fost realizate şi hard disk-uri externe

care se conectează la calculator prin porturile de intrare/ieşire , cel mai des fiind

folosit un port USB. Hard discul se mai numeşte disc dur, disc fix sau disc

Winchester.

Page 18: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

18

Elementele componente ale unui hard disc sunt:

• carcasa închisă ermetic care are rol de protecţie

• mai multe discuri numite platane montate pe un singur braţ (sau ax) de

acţionare și care nu se pot mişca independent

• capetele de citire şi scriere; capetele de citire şi scriere sunt dispuse pe

fiecare dintre feţele discurilor numite platane fiind montate pe un dispozitiv comun

care le acţionează.

• motorul care realizează mişcarea de rotaţie a discurilor

• controlerul de disc care are rolul de a gestiona rotirea discurilor,

poziţionarea capetelor în vederea scrierii sau a citirii, verificarea poziţionării corecte

a capetelor, transferul de informaţii, etc. De asemenea controlerul converteşte datele

la forme compatibile cu caracteristicile interne ale calculatorului.

• memoria proprie (cache) cu rolul de a reţine temporar date sau comenzi

primite de la procesor, memorie care creşte semnificativ performanţele hard

discului.

Principalele tipuri de interfeţe utilizate sunt: IDE si EIDE, SCSI, RAID

Page 19: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

19

• Interfaţa foloseşte o metodă de adresare a discului numită LBA

(Logical Block Addressing).

• Interfaţa care este o interfaţă inteligentă care poate efectua o serie de

prelucrări fă,ra a mai aplela la procesor.

• Interfaţa permite ca două sau mai multe hard disc-uri să fie unite logic

Principalii parametri caracteristici ai hard discului sunt:

• capacitatea de stocare a informaţiilor, exprimată în gigabaiţi (şi mai

recent în tera baiţi)

• timpul de căutare este o măsură (exprimată în milisecunde) a vitezei cu

care se deplasează capetele de scriere citire de la o locaţie la alta. Există şi o

întârziere produsă de timpul necesar pentru că sectorul dorit să ajungă în dreptul

capului de citire şi scriere chiar dacă capul s-a poziţionat pe pista respectivă.

• rata de transfer a hard discului respectiv viteza cu care datele sunt

transferate spre şi dinspre platan. Unitatea uzuală de măsură a acestei caracteristici

este numărul de biţi pe secundă. Parametrul care influenţează de asemenea rata de

transfer pe lângă viteza de rotaţie este densitatea datelor pe platan exprimată fie prin

număr de piste / inch fie prin cantitate de biţi / inch.

• numărul de rotaţii pe minut reprezintă viteză constantă de rotaţie a

discului. O valoare considerată normală este de 7200 rotaţii pe minut.

• Dimensiunea memoriei proprii (cache) se reflectă în mod direct în

performanţele hard discului. Anumite instrucţiuni de scriere/citire folosite uzual, nu

mai sunt apelate din memoria RAM a calculatorului ci sunt accesate direct din

memoria cache a hard discului.

Compact discul

Compact discul constituie un suport de stocare a datelor cu performanţe

remarcabile.

Compact discul este un mediu pe care sunt stocate informaţii prin intermediul

tehnologiei laser. Din acest motiv atât CD cât şi DVD sunt numite şi medii optice de

stocare a datelor. Suportul este constituit dintr-un disc din material plastic acoperit

cu un strat metalic subţire. Procesul de scriere a informaţiei presupune perforarea cu

Page 20: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

20

ajutorul unei raze laser a unor orificii mici (pits) în stratul metalic, orificii cu

dimensiuni de ordinul micronilor. Citirea datelor se realizează tot optic cu ajutorul

unei raze laser care va fi sau nu reflectată de suprafaţa metalică în sensul că metalul

reflectă raza iar orificiile nu. Un detector măsoară energia razei laser reflectate,

interpretând informaţia înscrisă pe disc ca succesiuni de 0 şi 1, cele două semne ale

alfabetului binar . Informaţia este înregistrată pe o pistă continuă în formă de spirală.

Pista discului este împărţită în sectoare de 2048 octeţi. Discurile CD pot avea mai

multe variante:

• CD-ROM sunt discuri care conţin date. Aceste discuri pot fi

inscripţionate o singură dată, conţinutul nu poate fi modificat, dar evident se poate

citi de oricâte ori. Şi în acest caz ROM provine de la Read-Only Memory

• CDA sunt discuri CD de audio asemănătoare cu discurile CD-ROM dar

diferă unităților hard necesare pentru redare. Au rata de transfer 1X, deci

150KB/secundă.

• CD-R sunt discuri care permit o singură înregistrare efectuată de

utilizator, aceasta realizându-se tot prin intermediul tehnologiei laser.

• CD-RW (re-writable) - discuri care pot fi înregistrare de mai multe ori

de către utilizatori.

Principalele caracteristici ale discului compact sunt:

• capacitatea de stocare: la un CD aceasta este de 650MB, 700MB sau

800MB. Capacitatea de stocare depinde de distanţa dintre două spire consecutive

deoarece diametrul CD este constant și anume 12 cm.

• timpul de acces: este timpul ce se consumă din momentul emiterii unei

cereri de citire sau scriere şi momentul începerii transferului de date. Acest

parametru se măsoară în milisecunde.

• rata de transfer se referă la cantitatea de informaţie care se transferă

într-o secundă. Valoarea minimă este de 150 KB pe secundă, valoare

corespunzătoare vitezei de lucru notată 1X corespunzătoare compact discului audio.

• viteza de lucru se stabilește în raport cu primul tip de unitate CD care

lucra cu un transfer de 150 KB pe secundă. Ulterior s-au dezvoltat viteze de 2x, 4x,

până la 54x, pentru care ar corespunde, cel puțin teoretic, unei rate de transfer de

Page 21: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

21

8100 KB pe secundă (practic aceasta se întâmplă doar la citirea informaţiilor aflate

spre exteriorul spirei).

Unităţile optice de stocare DVD

Suportul fizic al DVD (Digital Video Disc sau Digital Versatile Disc) este

asemănător cu cel al discului compact, şi anume un disc cu diametrul de 12

centimetri. Şi în acest caz scrierea informaţiei presupune perforarea cu ajutorul unei

raze laser a unor orificii mici în stratul metalic iar citirea se realizează tot optic cu

ajutorul unei raze laser care va fi sau nu reflectată de suprafaţa metalică. Spre

deosebire de CD distanţa dintre două spire consecutive şi de asemenea distanta

dintre două puncte de pe spiră sunt mai mici. Este posibilă astfel memorarea unui

volum mult mai mare de date. O altă deosebire constă în faptul că un DVD poate

avea înregistrate date pe ambele feţe. Principalele tipurile de DVD sunt.

• DVD-ROM Aceste discuri pot fi inscripţionate o singură dată şi

conţinutul nu poate fi modificat,. Şi în acest caz ROM provine de la Read-Only

Memory. Sunt utilizate cel mai des pentru distribuţia de software şi multimedia.

• DVD-R (Recordable) permite inscripţionarea de către utilizator, dar

este posibilă o singură operaţie de scriere.

• DVD-RAM permite multiple operaţii de scriere, teoretic de zeci de mii

de ori.

Benzile magnetice au fost unul dintre primele medii de stocare a datelor. Din

cauza faptului că permit numai accesul secvenţial la date sunt folosite preponderent

pentru arhivare.

Ultimele elemente care definesc arhitectura calculatorului sunt dispozitivele

periferice de intrare şi dispozitivele periferice de iesire. Dispozitivele periferice de

intrare (tastatură, mouse, scanner etc) au rolul de a permite introducerea

informaţiilor în calculator şi de a realiza conversia din formatul extern în formatul

intern folosit de calculator. Funcţia inversă este realizată de dispozitivele periferice

de ieşire (monitor, imprimantă).

Page 22: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

22

Tema 6 Sisteme de numeraţie

Un sistem de numeraţie este format din mulţimea regulilor de reprezentare a numerelor.

Numerele se reprezintă cu ajutorul unor simboluri numite cifre.

Există două feluri diferite de sisteme de numeraţie:

• poziţionale (sistemul zecimal), caz în care valoarea unei cifre din cadrul unui

număr este determinată de poziţia ei în cadrul numărului. Un sistem de

numeraţie poziţional conţine un alfabet care este format din cifre. Numărul de

cifre determină baza sistemului respectiv de numeraţie.

• nepoziţionale (sistemul roman)

În informatică se folosesc sisteme de numeraţie poziţionale, fiind utilizate

sistemul binar, sistemul octal şi sistemul hexazecimal (evident şi sistemul de

numeraţie zecimal care este sistemul natural pentru utilizatori). În fiecare dintre

aceste cazuri se folosesc pentru reprezentarea numerelor cifre cuprinse între zero şi

baza minus o unitate.

Secvenţa de cifre anan-1an-2…a1a0 este o reprezentare a unui număr întreg N

în baza b (notat N(b)) dacă şi numai dacă sunt satisfăcute proprietăţile:

• cifrele an,an-1, … a1,a0 sunt numere naturale şi respectă restricţia:

0≤ ai ≤ b-1, i= n,1

• avem egalitatea:

N(b)= an*bn + an-1*b

n-1 + … +a0 *b0

În cazul numerelor reale cu n cifre pentru partea întreagă şi m cifre pentru partea zecimală

reprezentarea va fi de forma:

an*bn +an-1*b

n-1+ … +a1*b1+a0*b

0+a-1*b-1+ a-2*b

-2+ … +a-m*b-m

Page 23: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

23

Sistemul de numeraţie binar

Sistemul de numeraţie binar are alfabetul format din două cifre sau din doua

semne respectiv 0 şi 1. Sistemul binar este cel mai potrivit pentru utilizarea în

calculatoarele numerice deoarece acestea sunt construite din elemente cu două stări

stabile. Este posibilă astfel o reprezentare fizică a informaţiei prin atribuirea uneia

dintre stările stabile ale dispozitivului cifrei 0, urmând ca cealaltă stare stabilă să fie

atribuită cifrei 1. Cele două semne ale sistemului binar se numesc cifre binare.

Poziţia pe care cele două semne o ocupă în interiorul grupării binare se numeşte

poziţie binară.

Sistemul de numeraţie octal. Tabelul de conversie între binar şi octal

Sistemul de numeraţie octal utilizează drept simboluri ale cifrelor caracterele

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 şi 7 (opt semne care dau dimensiunea bazei). Între cifrele din

sistemul de numeraţie octal şi cifrele din sistemul de numeraţie binar există o

legătură directă în sensul că oricare dintre cifrele utilizate în baza 8 se poate

reprezenta prin trei caractere binare(8=23).

Cifra din

baza 8

Reprezentarea cifrei

din baza 8 în binar

0 0 0 0

1 0 0 1

2 0 1 0

3 0 1 1

4 1 0 0

5 1 0 1

6 1 1 0

7 1 1 1

Tabelul este uşor de construit ţinând cont că

Page 24: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

24

7=1*22 +1*21+1*20 =4+2+1

6=1*22 +1*21+0*20 =4+2+0

5=1*22 +0*21+1*20 =4+0+1

4=1*22 +0*21+0*20 =4+0+0

3=0*22 +1*21+1*20 =0+2+1

2=0*22 +1*21+0*20 =0+2+0

1=0*22 +0*21+1*20 =0+0+1

0=0*22 +0*21+0*20 =0+0+0

Pentru conversia unui număr din binar în octal se procedează în felul următor:

• pentru partea întreagă se porneşte spre stânga de la poziţia zecimală şi se

formează grupe de trei cifre binare. Dacă ultimul grup din stânga nu are trei

biţi atunci se completează cu cifre de 0 nesemnificative.

• Pentru partea zecimală se porneşte de la poziţia zecimală, se grupează cifrele

binare câte trei spre dreapta, ultimul grup fiind completat dacă este cazul cu

cifre de 0 nesemnificative.

• Grupurile de trei cifre binare sunt înlocuite cu cifra din baza opt

corespunzătoare (din tabelul de conversie)

Pentru conversia unui număr din octal în binar se procedează invers,

înlocuindu-se fiecare cifră din baza opt cu grupul de trei cifre binare

corespunzătoare (din tabelul de conversie). Se renunţă apoi la cifrele de 0

nesemnificative aflate la începutul părţii întregi sau la sfârsitul părţii zecimale.

Exemplu:

246(8) = 010 100 110(2)

Prin eliminarea cifrei de 0 nesemnificativă de la începutul numărului se obţine

246(8) = 10100110(2)

Sistemul de numeraţie hexazecimal. Tabelul de conversie între binar şi hexazecimal

Page 25: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

25

Sistemul de numeraţie hexazecimal utilizează drept simboluri ale celor 16

cifre caracterele 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E şi F (16 semne, numărul lor

determinănd dimensiunea bazei). Prin convenţie, deoarece pentru a reprezenta o

cifră se foloseşte un singur semn, (caracteristică a sistemelor de numeraţie

poziţionale) pentru reprezentarea cifrelor 10,11,12,13,14 şi15, se utilizează

respectiv literele A,B,C,D,E şi F.

Între cifrele sistemului de numeraţie hexazecimal şi cifrele din sistemul de

numeraţie binar există de asemenea o relaţie de corespondenţă. În acest caz oricare

dintre cifrele utilizate în baza 16 se poate reprezenta prin patru caractere binare

(16=24).

Cifra

din

baza 16

Reprezentarea cifrei din baza 16 în

binar

0 0 0 0 0

1 0 0 0 1

2 0 0 1 0

3 0 0 1 1

4 0 1 0 0

5 0 1 0 1

6 0 1 1 0

7 0 1 1 1

8 1 0 0 0

9 1 0 0 1

A(10) 1 0 1 0

B 1 0 1 1

C 1 1 0 0

D 1 1 0 1

E 1 1 1 0

F(15) 1 1 1 1

Page 26: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

26

Tema 7 Descrierea elementelor calculatorului şi a principalelor periferice

Placa de bază

Placa de bază (motherboard) este o componentă importantă a unui calculator.

Pe placa de bază sunt montate aproape toate componente hardware ale

calculatorului. Componenta principală este chipset-ul plăcii de bază. Acesta are

două componente principale, northbridge şi southbridge.

De prima componentă sunt legate sloturile de memorie şi slotul dedicat plăcii

grafice. Cea de a doua componentă (southbridge) realizează legătura cu slotul PCI şi

cu porturile seriale sau paralele. Chipset-ul plăcii de bază influenţează direct

performanţa plăcii de bază şi implicit performanţa întregii configuraţii. Legătura

dintre cele două parţi ale chipsetului este implementată în diferite moduri de către

producători, dar se urmăreşte ca ea să fie cât mai rapidă.

În unele cazuri placa de bază conţine plăci integrate pentru sunet, video şi plăci

de reţea.

Principalele componente ale plăcii de bază sunt

• Chipset-ul plăcii (northbridge şi southbridge)

Page 27: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

27

• soclul (socket) procesorului

• sloturi pentru memoria RAM

• sloturi ISA, PCI, PCI-Express

• cip BIOS

• baterie BIOS

• porturi USB, SATA

Microprocesorul Principala componentă a unui calculator personal (PC) este

microprocesorul(µP). De multe ori microprocesorul este numit şi creierul

calculatorului. Microprocesorul este realizat din circuite integrate. Circuitele

integrate pot conţine zeci de milioane de componente precum rezistoare, diode,

tranzistoare, etc. Toate aceste elemente sunt grupate in cipuri. Primul microprocesor

se baza pe o structură de 4 biţi. În prezent există microprocesoare bazate pe structuri

de 4, 8, 16, 32 sau 64 de biţi. Cel mai des sunt intâlnite cele care se bazează pe

structuri de 32 de biţi şi cele care se bazează pe structuri de 64 de biţi.

Microprocesorul este implantat pe placa de bază a calculatorului.

Microprocesorul reprezintă elementul de bază a unui computer, având rolul de a

prelucra toate informaţiile venite de la toate celelalte componente aflate în computer.

Page 28: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

28

De asemenea microprocesorul are menirea de a decodifica şi de a efectua

operaţiile cerute de programele care rulează pe computerul respectiv.

Microprocesorul computerului este numit CPU - Central Processing Unit - Unitatea

Centrală de Prelucrare.

Ultima perioadă este marcată de apariţia multi-microprocesoarelor care au o

putere de calcul ridicată şi care sunt caracterizate de o viteză de lucru semnificativă.

Multimicroprocesoarele sunt formate din două până la opt nuclee, în timp ce

microprocesoarele obişnuite conţin unul singur.

Cele mai des utilizate microprocesoare sunt cele create de Intel şi cele create de

AMD (Advanced Micro Devices).

Dezvoltarea microprocesoarelor a urmat dezvoltării circuitelor integrate,

complexitatea acestora dublându-se practic în fiecare an. Gordon Moore, creatorul şi

cofondatorul Intel, a prezis ca numarul tranzistorilor dintr-un cip se va dubla o data

la 2 ani. Predictia sa este cunoscuta şi ca Legea lui Moore. Miniaturizarea

tranzistorilor cauzează însă probleme legate de temperatura ridicată şi de putere.

Funcţia principală a microprocesorului este aceea de a executa programele

memorate în memoria internă. Execuţia acestor programe se realizează în trei etape,

şi anume extragerea instrucţiunilor, decodificarea acestora ( a instrucţiunilor) şi

executarea propriu-zisă.

Pentru a putea să îşi realizeze funcţia de prelucrare a programelor aflate în

memoria internă microprocesorul controlează şi coordonează memoria internă,

memoria externă precum şi dispozitivele periferice de intrare-ieşire.

Performanţa microprocesorului este direct influenţată de factori precum viteza

de lucru (frecvenţa de lucru), organizarea şi capacitatea memoriei interne sau

prezenţa unui coprocesor matematic.

Procesoarele se împart de asemenea în

• procesoare cu instrucţiuni complexe (Complex Instruction Set

Computer, CISC)

• procesoare cu instrucţiuni reduse (Reduced Instruction Set Computer,

RISC)

Procesoarele RISC sunt sensibil mai rapide, instrucţiunile din setul respectiv

fiind mai puţine şi mai simple. De asemenea, procesoarele RISC sunt şi mai ieftine

şi mai uşor de executat din punct de vedere tehnologic.

Page 29: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

29

Pentru a evita âncălzirea excesivă a microprocesorului se montează deasupra

acestuia o componentă numită cooler. Coolerul este format dintr-un radiator care are

rolul de a disipa căldura şi un ventilator.

Carcasa calculatorului

Carcasa reprezintă spaţiul în care se asamblează toate componentele interne ale

calculatorului. Forma este aceea a unui paralelipiped vertical (carcase tower) sau

orizontal (carcase desktop).

Interiorul carcasei cuprinde

• sursa de alimentare, o componentă importantă care furnizează energie

tuturor componentelor prin intermediul unor cabluri terminate cu diferiţi conectori

• elementele de prindere ale componentelor (sine, ghidaje etc).

Dispozitive periferice de intrare şi dispozitive periferice de ieşire

Pentru a putea fi funcţional, un calculator trebuie să fie înzestrat cu dispozitive

periferice de intrare şi de ieşire. Principalele dispozitive periferice de intrare sunt

tastatura şi mouse-ul. Cele mai importante dispozitive periferice de ieşire sunt

monitorul şi imprimanta.

Page 30: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

30

Dispozitivele periferice de intrare

Dispozitivele periferice de intrare au rolul de a permite introducerea

informaţiilor în calculator. Informaţiile introduse sunt furnizate sistemului de către

dispozitivul periferic de intrare şi transferate spre unitatea de comandă.

Principalele dispozitive de intrare ale unui calculator sunt tastatura şi mouse-ul

dar există numeroase astfel de periferice de intrare precum:

• joystick-ul

• scanner-ul

• tăbliţele cu creion grafic

• web-camerele

• microfoanele

• dispozitivele de intrare derivate din mouse

Tastatura

Tastatura (numită şi “keyboard”) este principalul element de legătură dintre

utilizator şi calculator. Tastatura este principalul periferic de introducere a datelor şi

a comenzilor. Tastatura este un dispozitiv cu taste (butoane) alfanumerice şi

numerice. în număr de 101 sau 104 taste. Microsoft a elaborate specificaţia pentru

tastatura Windows care are un set nou de taste şi de combinaţii de taste. Cele trei

taste adăugate sunt folosite în cadrul unor combinaţii de taste care generează

comenzi pentru sistem sau pentru aplicaţii, în mod asemănător tastelor Ctrl şi Alt.

Page 31: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

31

Tastatura este cel mai vechi dispozitiv de intrare care face parte din structura

computerelor. Primele tastaturi au fost realizate înaintea construirii primelor

monitoare şi evident înaintea construirii primelor mouse-uri.. Fiecare buton de pe

tastatură are asociat un anumit număr de identificare. Acest numar de identificare al

tastelor se numeşte cod de scanare.

Apăsarea unei taste determină trimiterea acestui cod către calculator şi apoi

identificarea caracterului corespunzător din codul ASCII .

Este urmărit atât evenimentul apăsării unei taste cât şi momentul eliberării

acesteia. Cele două evenimente sunt tratate individual deoarece există două tipuri de

taste, tastele comutatoare şi tastele de control. Tastele comutatoare au efect atât când

sunt apăsate cât şi atunci când sunt eliberate.Tastele de control au efect numai

atunci când sunt apăsate.

Configuraţia tastaturii conţine patru secţiuni:

• zona de tastare care cuprinde cele 26 de litere ale alfabetului englez

precum şi cifrele de la 0 la 9, simboluri (!,@,#,$,%,^,&,* etc) şi tastele speciale

Enter, Space, Shift, Control (Ctrl), Alt, Backspace, Tab, şi Capitals Lock;

• zona numerică care contine tastele utilizate pentru introducerea datelor

numerice precum şi caracterele care definesc operaţiile aritmetice elementare (+,-,*

şi /); Zona tastelor numerice se activează respectiv se dezactivează prin apăsarea

tastei Num Lock. O parte a tastelor din acest ultim grup are un rol dublu, ele putând

fi folosite şi pentru navigare. Activarea zonei numerice determină aprinderea unui

LED pe tastatura.

Page 32: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

32

• tastele direcţionale folosite pentru mişcarea cursorului (tastele săgeţi),

tastele de deplasare pagină cu pagină (Page Up respectiv Page Dn), înserare şi

ştergere în cadrul unui text;

• tastele funcţionale (F1-F12) al căror rol este să lanseze comenzi în mod

direct pentru calculator. Aceste comenzi sunt diferite în funcţie de softul utilizat în

momentul respectiv.

Tastele speciale menţionate anterior nu produc apariţia pe ecran a unui semn la

apăsarea lor. Ele au rolul de a lansa direct comenzi, putând fi apasate singure sau

împreună cu alte taste. Pe orice tastatură găsim următoarele taste speciale:

Tasta Enter are rolul de a determina calculatorul să execute o comandă

introdusă sau crearea unui paragraf nou de text.

Tasta spaţiu (spacebar, bara de spaţiu): pentru introducerea de spaţii goale în

texte.

Tasta Shift: Tasta Shift este utilizată pentru scrierea cu majuscule, prin

apăsarea simultană a tastei şi a literei respective.

Tasta Backspace şterge caracterul aflat la stânga cursorului dintr-un text.

Tasta Ctrl (Control) este cel mai des utilizată în combinație cu alte teste pentru

diferite comenzi (salvarea documentului curent , deschiderea unui document nou,

operaţii de copiere si lipire, cautare etc)

Tasta Alt (Alternate) determină activarea barei de meniuri a softurilor. De

asemenea este utilizată în combinație cu alte teste pentru diferite comenzi

Tasta WINDOWS: produce acelaşi efect ca şi apăsarea butonul "Start" din

bara sistemului de operare Windows. De asemenea este utilizată în combinație cu

alte teste pentru diferite comenzi

Tasta Escape se găseşte pe majoritatea tastaturilor în colţul din stânga sus.

Tasta Escape determină anularea (sau întreruperea) executării unei operaţii.

Tasta Tabulator (TAB)este folosită pentru realizarea alineatelor (rândurilor

dintr-un text care încep mai la dreapta faţă de celelalte).Tasta Tab este utilizată şi

pentru navigarea rapidă între elementele unei ferestre sau ale unei pagini web.

Tasta Caps Lock (Capitals Lock): Urmarea apăsării acestei taste este scrierea

cu majuscule. Următoarea apăsare a tastei determină scrierea cu litere mici.

Apăsarea acestei taste determină aprinderea unui LED pe tastatură.

Page 33: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

33

Tasta "Num Lk" (Numeric Lock) controlează activarea respectiv dezactivarea

grupului de taste numerice aflate în partea dreapta a tastaturii.

Tastele de navigare:

Grupul tastelor de navigare este format din tastele Home, Page Up, Page

Down, End la care se adaugă tastele săgeată (tastele direcţionale).

• Tasta Home deplasează cursorul la începutul textului

• Tasta End deplasează cursorul la sfârşitul unui text

• Tastele Page Up urcă cu o pagină în cadrul unui text.

• Page Down coboară cu o pagină în cadrul unui text.

• Tastele săgeată (tastele direcţionale) permit deplasarea cursorului în

cadrul unui text cu câte un caracter la stânga sau la dreapta, respectiv cu câte un rând

în sus sau cu câte un rând în jos.

Tastaturile realizate recent au o serie de butoane suplimentare dedicate

aplicaţiilor multimedia şi navigării pe Internet

Tastaturile calculatoarelor pot fi caracterizate una sau de mai multe din

următoarele caracteristici simultan (o tastatură multimedia poate să fie în acelaşi fără

fir):

• tastaturi standard

• tastaturi fără fir

• tastaturi multimedia

• tastaturi ergonomice

• tastaturi speciale (ca de exemplu cele cu taste luminoase)

Fizic tastatura este formată dintr-o serie de butoane şi de comutatoare. La

apăsarea unei taste procesorul aflat în tastatură o identifică prin detectarea poziţiei

din matricea tastelor.

Tastele sunt dispuse astfel încât să uşureze introducerea informaţiilor în

calculator. Aşezarea literelor pe tastatură a fost facută ţinând cont de frecvența

apariţiei diverselor litere într-o anumită limbă. de Astfel o tastatură franţuzească sau

germană are literele altfel aşezate decât o tastatură americană. Această aşezare a

literelor este influenţată şi de diacriticele din limba respectivă.

Combinaţiile de taste permit lansarea rapidă a unor comenzi fară a utiliza

mouse-ul. De cele mai multe ori se folosesc combinaţii de două sau trei taste

apăsate simultan.

Page 34: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

34

Mouse-ul

Mouse-ul a fost inventat în anul 1963. Inventatorul acestuia este Douglas

Engelbart, cercetător la Stanford Research Center, centrul de cercetare al Stanford

University, California, SUA. Apariţia mouse-ului a schimbat radical modul de

comunicare dintre utilizator şi calculator, această comunicare devenind mult mai

naturală şi în egală măsură mai eficientă. Deplasările mouse-ului şi click-urile pe

care le efectuează utilizatorul sunt transformate în semnale şi transmise

computerului care reacţionează corespunzător la toate aceste evenimente.

Gama de operaţii care se pot executa cu mouse-ul este variată, de la activarea

unui meniu, la selectarea unui text,la deschiderea sau închiderea ferestrelor din

aplicații sau mutarea respectiv copierea fişierelor.

Există mai multe tipuri de mouse:

Mouse-ul clasic (track ball mouse). Acesta are următoarele componente interne

O bilă care este în contact cu suprafaţa pe care se află mouse-ul. Mişcările

efectuate de mouse sunt transmise acestei bile.

Două tije (axe ) perpendiculare aflate de asemenea în contact cu bila. Mişcările

bilei sunt transmise celor două tije, una preluînd componenta mişcării pe axa x şi

cealaltă componenta mişcării pe direcţia y.

Page 35: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

35

În imagine se pot vedea următoarele elemente:

• bila care preia mişcarea mouse-ului pe suprafaţa plană

• cilindrii (tijele) care preiau mişcarea bilei

• discurile cu fante prin care trece lumina

• LED-urile care emit lumină spre discuri

• Senzorii care captează pulsurile de lumină

• Rotiţa de derulare

Cele două tije transmit prin intermediul unor roţi dinţate mişcarea de rotaţie

către două discuri. Spre exteriorul acestor discuri se află un număr de perforaţii. Pe o

parte a discului se găseşte un LED iar pe partea opusă un senzor de infraroşii. Razele

emise de LED sunt blocate de disc putând în schimb să treacă prin perforaţii. Astfel

la senzorul aflat pe partea opusă a discului ajung pulsuri de lumină. Frecvenţa cu

care acestea ajung la senzor este evident direct proporţională cu viteza cu care este

deplasat mouse-ul pe suprafaţa plană.

Pulsurile de lumină recepţionate de senzori sunt transmise unui microcip,

împreună cu semnalele generate de apăsarea butoanelor mouse-ului, care le

transformă în semnale binare interpretabile de către computer. Ĩn final aceste

semnale sunt transmise computerului (prin fir sau prin unde radio).

Interfaţa de comunicare a datelor între mouse şi computer este un port USB. Ĩn

cazul calculatoarelor de generaţie mai veche, conectarea se realiza printr-un port

PS2 sau un port serial.

Mouse-ul optic. Acest tip de mouse a fost lansat pe piaţă după mouse-ul

mecanic, principiul de funcţionare al mouse-ului optic fiind diferit de cel al mouse-

Page 36: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

36

ului clasic. Ĩn cazul mouse-ului optic, lumina roşie emisă de un LED este reflectată

de suprafaţa pe care se află mouse-ului optic spre un senzor CMOS

(Complimentary Metal Oxide Semiconductor).

Acest senzor trimite imaginile captate ( imaginile reflectate de suprafaţa pe

care se află mouse-ul) spre un procesor de semnale digitale (Digital Signal

Processor). Procesorul analizează diferenţele faţă de imaginea primită anterior şi

determină pe baza acestor diferenţe direcţia în care a fost deplasat mouse-ul.

Rezultatele acestei procesări a imaginilor sunt transmise computerului care

“deplasează” cursorul pe ecran (desigur sunt transmise şi informaţiile legate de

butoanele apăsate, etc).

Faţă de mouse-ul clasic, cel optic prezintă următoarele avantaje:

• Nu conţine piese în mişcare (piese care sunt supuse uzurii)

• Nu necesită o suprafaţă specială, dedicată acestuia (mouse pad)

• Nu permite pătrunderea prafului şi a altor impurităţi în interiorul său și

implicit nu trebuie curățat periodic.

Acurateţea cu care funcţionează un mouse optic este influenţată de mai mulţi

factori precum numărul de puncte /inch detectate de senzor la mişcarea mouse-ului,

dimensiunea senzorului optic și numărul de imagini pe care le poate prelucra

senzorul într-o secundă.

O altă inovaţie foarte importantă adusă mouse-ului este rotiţa de derulare care

s-a dovedit a fi foarte utilă pentru navigarea într-un document sau pentru navigarea

pe Internet.

La cele mai multe dintre mouse-urile cu două butoane, rotiţa de derulare poate

fi nu numai rototă ci şi apăsată, înlocuindu-se astfel al treilea buton. Apăsarea rotiţei

activează autoderularea în sistemul de operare Windows şi în produsele din pachetul

Microsoft Office. De asemenea, rotiţa poate fi folosită în Microsoft Word împreună

cu tasta specială Control pentru a mări sau micşora dimensiunea caracterelor.

Există următoarele utilizări uzuale ale butoanelor mouse-ului (rolul principal al

mouse-ului fiind deplasarea cursorului pe ecran):

• clic simplu

• dublu clic

• tragere şi plasare (clic-glisare sau drag and drop)

Page 37: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

37

• clicuri multiple - clicurile multiple se referă la apasarea unui buton de

mai multe ori într-o succesiune rapidă. Clicul triplu permite de exemplu selectarea

unui întreg paragraf în procesoarele de text (Microsoft Word) şi în browser-ele web.

Mouse-urile fără fir se conectează la calculator prin intermediul undelor radio,

prin infraroşu sau prin tehnologia Bluetooth. Pentru fiecare deplasare, apăsare de

buton sau eliberare de buton, mişcare sau apăsare a rotiţei un mouse trimite prin

portul la care este conectat o secvenţă de biţi.

Scanner-ul

Scanner-ul este un echipament periferic de intrare. Prin intermediul scannerului

se transformă imaginile în reprezentări binare. Procesul se numeşte digitizare.

Aceste reprezentări binare sunt apoi transmise calculatorului în vederea stocării şi

eventual a prelucrării.

Dacă se foloseşte 1 bit se disting 2 nuanţe alb şi negru. În acest caz imaginea

este monocromă.Dacă se folosesc 4 biţi se disting 16 nuanţe de gri sau 16 culori.

Dacă se folosesc 8 biţi se disting 256 nuanţe de gri

Rezoluţia la care se pot scana imagini este de asemenea un factor care descrie

performanţele unui scanner, Cu cât rezoluţia la care se scanează o imagine este mai

mare, cu atât rezultatul va fi mai aproape de imaginea iniţială (dar și memoria

ocupată de respectiva imagine crește).

Camerele foto digitale actuale pot fi considerate ca fiind o formă specială de

scanner.

Dispozitive periferice de ieşire

Monitorul

Monitorul (numit şi ecran sau display,) este principalul dispozitiv periferic de

ieşire al unui calculator. Monitoarele pot funcţiona în două moduri de lucru

distincte, modul de lucru text şi modul de lucru grafic.

În modul de lucru text ecranul este împărţit în 25 de linii şi 80 de coloane. În

căsuţele opţinute astfel se pot afişa caractere alfanumerice din codul ASCII. În

modul de lucru text ecranul este controlat la nivel de caracter. Pentru reprezentarea

Page 38: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

38

fiecare caracter în modul de lucru text este nevoie de doi octeţi, unul pentru

identificarea caracterului şi altul pentru atributul acestuia care poate fi inversat,

subliniat,clipire etc. Folosirea primului octet permite identificarea a 256 ( altfel spus

28 ) caractere distincte, 256 fiind de altfel numărul caracterelor din codul ASCII.

În modul grafic ecranul este controlat la nivel de pixel. Pixelul este un element

component, un punct, al imaginilor grafice digitale. Cuvântul pixel provine din

engleză de la PICture ELements (elemente de imagine). Fiecare pixel este descris de

trei atribute care se pot exprima digital:

• culoarea

• opacitatea sau transparenţa

• poziţia în matricea de pixeli care formează imaginea.

În funcţie de tipul constructiv al ecranului identificăm monitoare cu tuburi

catodice (CRT – Catode Ray Tube) şi ecrane plate (LCD – Liquid Crystal Display,

TFT sau plasma )

Primele monitoare CRT (cu tub electronic) puteau afişa doar informaţia de tip

text şi doar în 2 culori. Dimensiunile diagonale ale tuburilor folosite erau iniţial

mici: 10, 12, 14, 15 inchi. În prezent, valorile uzuale ale monitoarelor de tip CRT

sunt de 15, 17, 19, 21, 22, 24 sau şi 27 de inch pentru monitoarele la care raportul

dintre lăţime şi înălţime este 4 la 3. Mărimea unui ecran este determinată astfel de

distanţa dintre două colţuri opuse ale acestuia.

Principalele tipuri de adaptoare grafice asociate monitoarelor sunt:

• MGA, Monochrome Display Adapter, folosit în cazul monitoarelor

monocrome care lucrau numai în modul text, fără facilităţi grafice;

• HERCULES folosit în cazul monitoarelor monocrome care lucrau însă

cu facilităţi grafice;

• CGA, Colour Graphics Adapter, adaptor video care permite afişarea

grafică cu rezoluţie destul de mică si numai 4 culori;

• EGA, Enhanced Colour Graphics Adapter, adaptor video care permite

afişarea grafică în 16 culori;

• VGA, Video Graphics Adapter, adaptor video care permite afişarea

grafică în 256 culori;

Page 39: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

39

• SVGA, Super Video Graphics Adapter adaptor video care permite

afişarea grafică în aproximativ 65 de mii de culori;

• XVGA Extended VGA adaptor video care permite afişarea grafică în

milioane de culori, la rezoluţii mari.

O altă caracteristică a monitoarelor, de orice tip constructiv (CRT, LCD, etc ),

este rezoluţia. Aceasta este formulată ca produsul dintre numărul de pixeli de pe

laturile ecranului (mai exact lungime * lăţime). Se mai poate exprima rezoluţia în

megapixeli (Mp), în acest caz ea exprimând direct numărul de pixeli cuprinşi in aria

monitorului. De exemplu 1280x800are semnificaţia:

• 1200 pixeli pe lungimea monitorului

• 800 pixeli pe lăţimea monitorului

• Aproximativ 1 Mp; 1280x800=1024000 pixeli care prin rotunjire

înseamnă 1 Mp

Rezoluţia este direct legată de claritatea imaginilor redate pe monitor. De

asemenea claritatea unei imagini este legată de o caracteristică numită D.P.I. (dot

per inch – puncte pe inch ). Această caracteristică reprezintă numărul de puncte

tipărite sau afişate pe lungimea de un inch (2,54cm).

Al ţi parametrii de performanţă ai monitoarelor sunt:

• Timpul de răspuns

• Rata de reîmprospătare. Rata de reîmprospătare exprimă numărul de

cadre ce pot fi afişate pe ecran într-o secundă.

• Luminozitatea ecranului

• Consumul

• Raportul dintre lungimea şi lăţimea ecranului, 4:3 fiind raportul

standard de aspect. Un ecran widescreen are raportul de aspect 16:9

Imprimanta

Imprimanta este un dispozitiv periferic de ieşire care permite tipărirea pe hârtie

a documentelor rezultate din prelucrările efectuate de calculator. Principiul de

funcţionare al imprimantelor se bazează pe una dintre tehnicile următoare:

• lovirea indirectă a hârtiei cu un număr de ace (numite pini) Între hârtie

si ace se află o bandă cu tuş.

• stropirea directă a hârtiei cu un jet subţire de cerneală.

Page 40: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

40

• inscripţionarea cu un cărbune fin numit toner a unui tambur şi ulterior a

hârtiei. Inscripţionarea se realizează utilizând un LASER.

• pe cale termică.

Imprimantele cu jet de cerneală sunt cele mai des. Se utilizează două tehnologii

pentru imprimarea cu jet de cerneală, imprimarea bubble-jet şi imprimarea piezo-

electrică.

Imprimantele termice sunt singurele imprimante care nu pot folosi hârtie

obişnuită.

Deşi sunt diferite din punct de vedere al tehnologiei folosite, toate

imprimantele includ în principiu următoarele componente:

• un mecanism pentru tipărirea caracterelor şi a graficii;

• un mecanism pentru antrenarea hârtiei;

• un panou de comandă;

• o memorie proprie cu rol de buffer, în care se stochează datele cu

privire la textul sau imaginea care se imprimă

• cablu de alimentare la reţea şi cablu de conectare la calculator

Iniţial conectarea imprimantelor la calculator se făcea prin intermediul unui

cablu conectat fie la un port serial fie la un port paralel (variantă mai rapidă). În

prezent majoritatea imprimantelor se conectează la calculator printr-un port USB.

Caracteristicile imprimantelor sunt definite de următorii parametri:

• viteza de imprimare

• rezoluţia de

• dimensiunea maxima hârtiei care de regulă este A4 sau A3.

• numarul de culori

Tema 8 Sisteme de operare

Software-ul calculatorului poate fi grupat în două mari categorii:

Page 41: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

41

• programe de sistem, care gestionează buna funcţionare a calculatorului

însuşi. Acestea nu sunt utilizate direct de utilizatori.

• programe de aplicaţie, dedicate direct utilizatorilor calculatorului.

Sistemul de operare (prescurtat SO), parte a programelor de sistem, este

fundamental deoarece controlează toate resursele calculatorului. Principalul rol al

sistemului de operare este de a gestiona folosirea resurselor hard (a procesorului, a

memoriei interne şi externe precum şi a dispozitivelor periferice de intrare, a

dispozitivelor periferice de ieşire). Sistemul de operare trebuie de asemenea să

permită gestiunea fişierelor, sistemele modern realizând această gestiune prin

intermediul unor interfeţe grafice cu utilizatorul.

Practic sistemul de operare este o colecţie de programe, un sistem de

programe, care are două componente principale. Cele două componente sunt nucleul

şi programele utilitare.

• nucleul sau programele de bază reprezintă partea SO care se încarcă de

pe hard disk în memoria internă la pornirea calculatorului.

• comenzile incluse in SO respectiv programele utilitare realizează

servicii legate de utilizarea resurselor sistemului de calcul. Programele utilitare se

execută în mod utilizator.

Astfel sistemul de operare este acela care permite componentelor hardware să

interacţioneze cu partea de software.

Sistemele de operare pot fi multi-utilizator în măsura în care permit mai multor

utilizatori să foloseasca acelaşi calculator.

Cel mai cunoscut şi implicit cel mai utilizat sistem de operare este Microsoft

Windows. A fost lansat în 1983 de Bill Gates. Au existat numerose versiuni ale

sistemului de operare Windows, cele mai recente fiind Windows XP lansat în 2001,

Windows Vista în 2006, Windows 7 în anul 2009, Windows 8 în anul 2012. În 2015

a fost lansat sistemul de operare Windows 10.

Sisteme de fişiere

Sistemul de fişiere este o structură arborescentă formată din directoare şi

subdirectoare care conţine fişiere grupate după anumite criterii într-o organizare

logică.

Page 42: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

42

Sistemul de fişiere permite ca datele să fie gestionabile de către utilizator prin

intermediul sistemului de operare. Această grupare a datelor este abstractă şi nu se

regăseşte fizic pe hard disk în această formă. Structura vizibilă la deschiderea unei

ferestre (Windows Explorer sau My Computer) în sistemele de operare Windows

este doar o reprezentare care ajută utilizatorul.

Principalele funcţii ale sistemului de fişiere sunt:

• stocarea informaţiei,

• regăsirea informaţiei memorate,

• protecţia informaţiei la accese neautorizate.

Operaţiile pe care sistemul de operare le face asupra sistemului de fişiere sunt:

• căutarea de fişiere,

• crearea de fişiere,

• modificarea conţinutului unui fişier,

• ştergerea fişierelor,

• listarea conţinutului unui director,

• citirea conţinutului unui fişier.

Organizarea fizică a datelor nu reflectă structura logică a datelor.Un fişier nou

creat va fi memorat pe disc într-o zonă care nu este ocupată de alte date. Sistemul de

operare va memora adresa acestei zone şi va ţine în permanenţă evidenţa zonelor

ocupate de pe disc. Această evidenţă îl va ajuta să regăsească oricînd fişierele

stocate.

Drepturile de acces la fişiere sunt stabilite prin asocierea unor atribute care

specifică dacă fişierul poate fi doar citit (read only) sau dacă este posibilă şi

scrierea.

Fişierele pot fi marcate cu cel mult patru atribute, acestea rămânând asociate

fişierului chiar dacă acesta este mutat la altă locaţie pe hard disk sau pe un alt mediu

de stocare.

• Atributul Read Only insoţeşte fişierele care pot fi deschise dar nu pot fi

modificate. Se pot salva cu alt nume şi pot fi sterse, dar în acest ultim caz se

generează un mesaj de avertizare.

Page 43: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

43

• Hidden este atributul care marchează fişierele ascunse. Sistemul de

operare Windows este configurat implicit să nu afişeze fişierele marcate cu acest

atribut.

• Atributul Archive este atributul implicit al fişierelor nou create.

• Atributul System - fişierele de sistem care sunt fişiere folosite de

sistemul de operare.

Tema 9 HTML – elemente introductive Elementele HTML sunt cuprinse între o etichetă de început si o eticheta de sfarsit <nume_eticheta>continut </nume_eticheta>

Titluri HTML (Headings)

Titlurile (headings) sunt definite prin etichetele <h1> … <h6> Exemplu: <!DOCTYPE html> <html> <body> <h1>Acesta este un titlu 1</h1> <h2>Acesta este un titlu 2</h2> <h3>Acesta este un titlu 3</h3> <h4>Acesta este un titlu 4</h4> <h5>Acesta este un titlu 5</h5> <h6>Acesta este un titlu 6</h6> </body> </html> Codul va avea ca efect afișarea in browser:

Page 44: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

44

Acesta este un titlu 1

Acesta este un titlu 2

Acesta este un titlu 3

Acesta este un titlu 4

Acesta este un titlu 5

Acesta este un titlu 6

Paragrafe HTML (Paragraphs) Definirea unui paragraf se realizează cu etichetele <p> respectiv </p> <!DOCTYPE html> <html> <body> <p>Acesta este primul paragraf.</p> <p>Acesta este un alt paragraf.</p> <p>Acesta este ultimul paragraf din această pagină.</p> </body> </html> Rezultatul este Acesta este primul paragraf. Acesta este un alt paragraf. Acesta este ultimul paragraf din această pagină.

Atribute HTML Atributele se referă la informaţii suplimentare legate de un element HTML. Atributele sunt specificate in eticheta de început a elementului şi au sintaza nume=”caracteristica:valoare"

<nume_eticheta style="atribut:valoare">

Exemple: <!DOCTYPE html> <html> <body >

Page 45: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

45

<h1 style="background-color:red;color:yellow"> ACESTA ESTE UN TITLU</h1> <h1 style="background-color:blue;color:yellow"> Acesta este alt titlu</h1> <p style="color:green;">Acesta este un paragraf.</p> <p style="color:rgb(20,20,200);">Acesta este un paragraf.</p> <p style="color:gray;">Acesta este un paragraf.</p> </body> </html> Rezultatul este:

ACESTA ESTE UN TITLU Acesta este alt titlu Acesta este un paragraf. Acesta este un paragraf. Acesta este un paragraf. Exemplu: <!DOCTYPE html> <html> <body> <h2 style="color:blue;">style="ce caracteristica modific:care este noua valoare"</h2> <p style="color:red;font-size:300%">Acesta este un paragraf.</p> <p style="color:green;font-size:200%">Acesta este un paragraf.</p> <p style="color:magenta;font-size:150%">Acesta este un paragraf.</p> <p style="color:yellow;background-color:black;font-size:100%">Acesta este un paragraf.</p> </body> </html> Efectul codului de mai sus este:

style="ce caracteristica modific:care este noua valoare"

Acesta este un paragraf.

Acesta este un paragraf.

Page 46: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

46

Acesta este un paragraf. Acesta este un paragraf. Observații Descrierea unei culori in HTML se poate realiza în trei moduri: 1 prin denumirea culorii (desigur în engleză)

<h1 style="background-color:blue;color:yellow"> 2 prin functia rgb(p1,p2,p3) p1- ponderea de roșu p2- ponderea de verde p3- ponderea de albastru p1,p2 și p3 sunt numere naturale intre 0 si 255 <h1 style="background-color:rgb(0,0,255);color:rgb(100,100.150)”> 3 prin valori hexazecimale #RRGGBB , unde RR,GG, BB sunt valori hexazecimale de asemenea in intervalul 0-255 în zecimal (vezi tema sisteme de numeratie)- 00 este 0 iar FF este 255 (15*16 + 15*1)

Elemente de formatare HTML <b> - Bold text <strong> - Important text <i> - Italic text <em> - Emphasized text <mark> - Marked text <small> - Small text <sub> - Subscript text <sup> - Superscript text <!DOCTYPE html> <html> <body> <h2 style="color:blue;">Exemplu pentru formatari ale textului</h2> <p style="color:brown;font-size:120%">Acesta este un paragraf.</p> <p style="color:brown;font-size:120%"><b>Acesta este un paragraf.</b></p> <p style="color:brown;font-size:120%"><i>Acesta este un paragraf.</i></p> <p style="color:brown;font-size:120%"><mark>Acesta este un paragraf</mark>.</p> <p style="color:brown;font-size:120%">Acesta <b>este</b> <mark>un</mark> <i>paragraf.</i></p> </body> </html> are ca rezultat:

Page 47: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Construirea unui tabel in HTML Tabelele sunt definite cu ajutorul etichetei <table>Prima linie din tabel (antetul) se defineste cu eticheta <th> Fiecare linie a tabelului este definitFiecare celula a tabelului este definit <!DOCTYPE html> <html> <body> <table style="width:75%;background <tr style="color:red;background <th>Produs</th> <th>Cod</th> <th>Pret</th> </tr> <tr> <td>Laptop</td> <td>l100</td> <td>2000</td> </tr> <tr> <td>Mouse</td> <td>m100</td> <td>55</td> </tr> <tr> <td>Monitor</td> <td>m200</td> <td>300</td> </tr> </table> </body>

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

47

Construirea unui tabel in HTML

Tabelele sunt definite cu ajutorul etichetei <table> Prima linie din tabel (antetul) se defineste cu eticheta <th> Fiecare linie a tabelului este definită cu eticheta <tr> Fiecare celula a tabelului este definită cu eticheta <td>

<table style="width:75%;background-color:lightgray"> <tr style="color:red;background-color:yellow">

ă, 2018

Page 48: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

</html> Rezultatul codului de mai sus este:

Prezentăm spre exemplificare codul HTML aferent unei pagini primele 10 numere prime care sunt <!DOCTYPE html> <html> <head> <style> table,td,tr,th {font-size:110%;border:2px solid; color:blue;background-color:rgb(200,250,255); bordermargin-left:10%; margin-right:10% ; text</style> </head> <body style="background-color:rgb(20,220,200);border:10px; borderborder-style:solid;"> <h1 style="color:yellow; background text-align:center ;border-style:solid;;">Numere prime si simetrice binar</h1><h1 style="color:black;background border-style:solid; margin-left:150px;margin Primele zece numere prime care sunt si simetrice binar </h1> <table style="width:80%"> <tr><td>zecimal</td> <td>binar</td></tr><tr><td>1</td><td>1</td></tr><tr><td>3</td><td>11</td></tr><tr><td>5</td><td>101</td></tr><tr><td>7</td><td>111</td></tr><tr><td>17</td><td>10001</td></tr><tr><td>31</td><td>11111</td></tr><tr><td>73</td><td>1001001</td></tr><tr><td>107</td><td>1101011</td></tr><tr><td>127</td><td>1111111</td></tr><tr><td>257</td><td>100000001</td></tr></table> <p style="color:yellow;background Bizar este faptul ca primele 10 numere din acest sir verifica relatia <br> 1 + 3 + 5 </p> <p style="color:blue;background

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

48

Rezultatul codului de mai sus este:

m spre exemplificare codul HTML aferent unei pagini web in care sunt prezentate primele 10 numere prime care sunt și palindromice (simetrice) în binar.

size:110%;border:2px solid; color:blue; color:rgb(200,250,255); border-color:black;

right:10% ; text-align:center; "}

color:rgb(20,220,200);border:10px; border-color:yellow;

h1 style="color:yellow; background-color:black; margin-left:100px;marginstyle:solid;;">

Numere prime si simetrice binar</h1> <h1 style="color:black;background-color:rgb(150,250,150); border:3px; border

left:150px;margin-right:150px;text-align:center">Primele zece numere prime care sunt si simetrice binar

<tr><td>zecimal</td> <td>binar</td></tr> <tr><td>1</td><td>1</td></tr>

</td><td>11</td></tr> <tr><td>5</td><td>101</td></tr> <tr><td>7</td><td>111</td></tr> <tr><td>17</td><td>10001</td></tr> <tr><td>31</td><td>11111</td></tr> <tr><td>73</td><td>1001001</td></tr> <tr><td>107</td><td>1101011</td></tr>

11</td></tr> <tr><td>257</td><td>100000001</td></tr>

<p style="color:yellow;background-color:green; font-size:150%; margin:50px"> Bizar este faptul ca primele 10 numere din acest sir

verifica relatia <br> 1 + 3 + 5 - 7 + 17 + 31 - 73 - 107 - 127 + 257=0

<p style="color:blue;background-color:rgb(200,250,255); border:3px; border

ă, 2018

web in care sunt prezentate

color:yellow;

left:100px;margin-right:100px;

color:rgb(150,250,150); border:3px; border-color:yellow; align:center">

size:150%; margin:50px">

color:rgb(200,250,255); border:3px; border-color:yellow;

Page 49: Tema 1 Scurt istoric - se-b.spiruharet.ro · Structura de baz ă a stabilit ă de John von Neumann în 1945, este reprezentat ă în figura urm ătoare şi cuprinde cinci unit ăţi

Conf. dr. Radu Şerban-Sinteza cursului Informatică, 2018

49

border-style:solid; font-size:140%; margin-left:150px;margin-right:150px;text-align:center"> Programele care genereaza numerele prime si testeaza simetria binara au fost scrise in C++ </p> <p style="color:red; background-color:yellow; text-align:center; margin:10px">Copyright &copy; Radu Serban</p> </body> </html> Rezultatul interpretării acestui cod este pagina: