Arhitectura computerului

Parte integrantă a vieţii noastre cotidiene, calculatoarele personale reprezintă, probabil, cea mai spectaculoasă invenţie a omului în secolul XX. Sub forma desktop-urilor – termen ce desemnează calculatoarele clasice (unitate centrală şi monitor) , dar şi în varianta portabilă a laptop-urilor, acestea au adus cu sine posibilităţi inexistente până cu 10-15 ani în urmă. şi aş aminti numai dezvoltarea reţelei globale de calculatoare, Internetul, cu uriaşul său impact asupra modului în care circulă informaţia.

Ne-am prins fiecare în primele luni de utilizare a unui computer în hăţişul limbajului de specialitate, trecând uneori poate prea uşor peste ce ne explica un coleg sau un prieten,sau ignorând pur şi simplu termenii tehnici pe care îi auzeam şi nu îi pricepeam. Deschid aici o serie de articole destinate lămuririi pentru publicul larg a acestui limbaj şi desluşirii rolului şi funcţionării componentelor din interiorul unui computer.

Pentru cei ce încă nu sunt lămuriţi, un desktop înseamnă unitatea centrală – adică o carcasă metalică în interiorul căreia se află o mulţime de piese despre care nu ştim mai nimic, şi monitorul, cel pe care vizualizăm operaţiile efectuate. Tastatura şi mouse-ul fac şi ele parte integrantă din peisaj. În cele ce urmează voi descrie succint fiecare componentă din interiorul carcasei unui calculator personal de birou, pentru a completa treptat secţiunea dedicată tehnologiei informaţiei cu detalii despre funcţionarea tuturor componentelor acestuia.

Pentru început trebuie menţionat că foarte importantă pentru performanţele unui calculator personal este placa de bază (motherboard), dispozitivul care interconectează toate componentele computerului, atât interne, cât şi externe. Placa de bază furnizează conexiunile electrice cu ajutorul cărora celelalte componente ale unui sistem comunică şi, de asemeni, găzduieşte microprocesorul, dar şi alte subsisteme sau dispozitive. Iată o fotografie a unei plăci de bază preluată de pe Wikimedia, urmată mai jos de o imagine stilizată în care sunt numerotate principalele componente ale unui PC, însoţite fiecare de o scurtă descriere.

 

1. Sursa de alimentare – curentul electric pătrunde în interiorul calculatorului prin intermediul acestei cutii metalice, în interiorul căreia un transformator reduce numărul de volţi veniţi de la prizele din locuinţele sau birourile d-voastră la voltajul acceptat de diversele componente.

2. Unitatea de CD/DVD – foloseşte o rază laser pentru a citi datele inscripţionate pe un suport optic, de fapt o spirală de zone plate şi indentate aplicate pe un strat de film metalic foarte fin. Calculatoarele noi sunt dotate cu o unitate optică (cum mai este denumită această componentă) de tip DVD, care poate citi şi CD-uri, iar ultimele modele dispun chiar de o unitate de tip Blu-Ray, cu care se pot citi suporţii optici de ultimă generaţie, folosiţi în special pentru redarea în format high-definition (HD) a informaţiei video. Pe un suport optic de tip CD pot fi stocaţi între 650 şi 700 MB de informaţie utilă, în timp ce un DVD are capacitatea de 4,7 GB. Concepute iniţial ca dispozitive dedicate citirii suporţilor de informaţie, atât unităţile de tip CD, cât şi DVD, sunt produse şi în scopul inscripţionării datelor (variantele Writer).

3. Discul Hard (HDD) – dispozitivul principal de stocare a datelor prelucrate pe un calculator personal; funcţionează pe principiul magnetizării unor platane metalice foarte fine, fiind astfel înregistrate informaţiile vizibile pe computere sub forma fişierelor ce dau viaţă programelor rulate de fiecare PC sau laptop. Din punct de vedere mecanic este cea mai activă componentă a calculatorului personal, dezvoltând mişcări de rotaţie cu viteze foarte mari, de ordinul miilor de rotaţii/sec.

4. Unitatea de dischetă (floppy drive) – permite citirea şi/sau scrierea unor suporţi magnetici de tipul discurilor de 3.5 inci, spaţiu pe care pot fi stocate aproximativ 500 de pagini de text, în jurul dimensiunilor unui roman. Unitatea de dischetă şi suporţii magnetici asociaţi (celebrele şi demodatele dischete) sunt pe punctul să dispară din configuraţiile de bază ale calculatoarelor de astăzi. Deşi aproape de domeniul trecutului, mai sunt uneori folosite pentru a păstra copii de siguranţă ale unor fişiere conţinând documente importante sau în scopul rulării unor programe de recuperare de date şi parole. Sunt pe cale de dispariţie mai ales din cauza capacităţii minuscule de stocare, raportat la standardele de astăzi, dar şi din cauza vitezelor foarte mici de transfer al datelor.

5. Controller-ele de discuri – majoritatea plăcilor de bază ale calculatoarelor personale sunt prevazute cu 2 tipuri de conexiuni care permit transmiterea informaţiilor şi instrucţiunilor către discurile hard (HDD). Dispozitivele electronice care gestionează această transmisie de date se numesc controllere de disc. Cele de generaţie mai veche sunt cele de tip IDE, mai lente, care transmit semnale discurilor pe niste panglici relativ late de 40-80 de fire (folosite atât pentru discuri, cât şi pentru unităţi optice), pe când cele de generaţie mai nouă, de tip SATA (Serial-ATA), dedicate în special conectarii discurilor hard sunt mai rapide şi folosesc un cablu subţire pe 4 fire.

6. Sloturi de expansiune – sunt folosite, asemenea controller-elor de discuri, pentru a ataşa noi plăci la placa de bază şi de obicei reprezintă o combinaţie între sloturi realizate pe tehnologii foarte noi şi sloturi care permit integrarea unor dispozitive de generaţie mai veche.

7. Placa video – are rolul de a transforma informaţia video sub forma diverselor semnale electrice necesare monitorului pentru a afişa imagini.

8. Placa de sunet – continele circuitele electronice necesare înregistrării şi redării sunetelor. Se poate monta într-un slot de expansiune, dar uneori este şi integrată pe placa de baza sub forma a câtorva microcipuri la care se conectează spre exterior prin diverse cabluri boxe, căşti, microfon sau intrarea audio a unităţilor CD player (vezi 23).

9. Memoria RAM – memorie cu acces aleatoriu – o colecţie de microcipuri aliniate pe mici plăci de circuite electronice care intră în niste sloturi din placa de baza dotate cu o sută, două sute şi uneori chiar mai mulţi conectori miniaturali. Memoria RAM este locul unde calculatoarele stochează temporar informaţia utilizată pe parcursul rulării programelor. La oprirea desktop-ului sau a laptop-ului, conţinutul memoriei RAM se pierde.

10. Ceasul intern al sistemului (RTC – Real Time Clock) – un microcip care se foloseşte de proprietăţile unui cristal, de obicei din cuarţ, care vibrează la o frecvenţă constantă, dictând ritmul şi sincronizând funcţionarea celorlalte componente ale computer-ului.

11. CMOS – un microcip de memorie special, alimentat continuu de o mică baterie, memorie în care sunt stocate informaţii despre configurarea hardware a calculatorului personal, informaţii care se reţin şi atunci când calculatorul este oprit şi/sau deconectat de la sursă de alimentare cu energie electrică.

12. BIOS – dacă microprocesorul poate fi supranumit creierul calculatorului personal, BIOS-ul poate fi considerat inima acestuia. Constă în unul sau două cipuri care individualizează computerul. Cipul BIOS (Basic Input Output System) cunoaşte detaliile despre structura internă a calculatorului şi acţionează ca un intermediar între sistemul de operare care rulează pe PC (Windows, Linux, Solaris) şi componentele hardware ale acestuia (placa de bază, microprocesor etc.).

13. Bateria CMOS – am amintit-o la punctul 11; rareori este cazul să fie încărcată sau schimbată; în cazul în care această operaţie este necesară este util să avem la dispoziţie o copie de rezervă a configuraţiei stocate în CMOS, în vederea restaurării ulterioare înlocuirii bateriei. Când bateria CMOS este deconectată, conţinutul memoriei CMOS se pierde, aceasta trecând la o configuraţie implicită, ce trebuie deseori modificată.

14. Microprocesorul – denumit şi CPU – central processing unit – unitatea centrală de procesare – şi supranumit de noi anterior creierul calculatorului constă dintr-o colecţie extrem de complicată de tranzistori dispuşi într-un aranjament miniatural ce permite manipularea datelor. Microprocesorul este executantul majorităţii operaţiilor efectuate cu ajutorul unui PC, iar în funcţie de design-ului acestuia este dezvoltat sistemul de operare, dar şi sistemele de aplicaţii software ce vor rula pe el.

15. Cooler-ul – microprocesorul produce foarte multă caldură în timpul funcţionării, astfel că este necesară această componentă care ajută la disiparea căldurii generate, pentru a împiedica topirea componentelor microprocesorului.

Click this bar to view the full image.

16. Ventilator – folosit la răcirea interiorului carcasei unităţii centrale. Datorită ventilaţiei acumulează foarte mult praf, astfel că trebuie curăţit din când în când pentru a permite o răcire constantă şi corespunzătoare a componentelor din interiorul computerului.

17. Porturile USB – conectori prin intermediul cărora ataşăm computerului dispozitive externe precum tastatură, mouse, imprimante, memory stick-uri etc.

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

19. Interfaţa tastatură de tip mini-DIN – cu aspect identic portului PS2, descris la punctul anterior, dar colorat de obicei în mov şi folosit la conectarea tastaturii. Cele 2 periferice amintite, mouse-ul şi tastatura au de obicei mufele colorate corespunzător pentru a evita inversarea celor două dispozitive la conectare. Auxiliar, unele carcase indică prin elemente grafice unde se conecteaza tastatura si unde mouse-ul.

20. Portul de reţea – în majoritatea covârşitoare a cazurilor un port RJ-45, permite conectarea computerului la o reţea locală de calculatoare (LAN), sau la un modem DSL sau broadband.

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

22. Porturile seriale – majoritatea calculatoarelor sunt prevăzute cu două porturi seriale, dar unele pot avea chiar patru, dintre care doar o pereche este utilizabilă la un moment dat pentru că foloseşte aceleaşi resurse hardware ca şi cealaltă pereche.

23. Conectorii plăcii de sunet – amintiţi la punctul 8, permit conectarea microfonului, boxelor, căştilor sau unei surse externe de semnal audio. Unitatea de CDROM a calculatorului este conectată la placa de sunet în interiorul carcasei PC-ului.

24. Modemul – permite conectarea PC-ului la o linie telefonica terestră, în vederea accesului la anumite servicii informatice şi la internet. În acest caz avem de-a face cu un modem intern. Modemurile pot fi şi sub forma unor dispozitive externe care sunt conectate la portul serial (modelele mai vechi), sau la portul de reţea sau USB (tehnologiile mai noi). Modelele de modemuri noi permit conectarea la infrastructura de cablu TV, prin intermediul căreia se poate realiza şi conectarea la reţeaua internet, dar şi la reţelele de telefonie mobilă, care oferă şi ele servicii internet.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: