I.Introducere

Un sistem informatic este alcatuit din componente hardware si software. Componentele hardware reprezinta echipamentele fizice precum: carcasa, discurile de stocare, tastaturile, monitoarele, cablurile, boxele si imprimantele. Termenul de software include sistemul de operare si programele. Sistemul de operare da instructiuni de operare unui calculator. Aceste operatii pot include identificarea, accesarea si procesarea informatiei. Programele sau aplicatiile indeplinesc functii diferite. Programele sunt extrem de diverse in functie de tipul informatiei accesate sau generate. De exemplu, instructiunile pentru verificarea contului bancar sunt diferite de instructiunile pentru a simula o realitate virtuala pe Internet.

II. Descrierea componentelor hardware si a carcasei

1. Sursa de alimentare

Sursa de alimentare, prezentata in imaginea alaturata, transforma curentul alternativ (AC), care provine dintr-o priza, in curent continuu (DC), care are un voltaj mai scazut. Curentul continuu este folosit pentru alimentarea tuturor componentelor unui calculator. Calculatoarele folosesc de obicei surse de alimentare din intervalul 200 W - 500 W. Totusi, unele calculatoare au nevoie de putere cuprinsa intre 500 W si 800 W. La asamblarea unui calculator, alegeti o sursa de alimentare cu o putere suficienta pentru a alimenta toate componentele. Informatii despre puterea componentelor pot fi obtinute din documentatia producatorului. Cand alegeti o sursa de alimentare, asigurati-va ca acea sursa produce suficienta energie pentru a alimenta componentele instalate.
AVERTISMENT: Nu deschideti sursa de alimentare. Capacitatile din interiorul sursei de alimentare, pot ramane incarcate pentru o perioada lunga de timp.

2. Placa de baza

Placa de baza este circuitul integrat principal si contine magistralele, sau caile circuitelor electrice, ce se gasesc intr-un calculator. Magistralele permit datelor sa circule intre diferitele componente care alcatuiesc un calculator. O placa de baza este cunoscuta si sub numele de placa de sistem, backplane, sau placa principala. Placa de baza cuprinde unitatea centrala de procesare (UCP), memoria RAM, sloturi de extensie, ansamblul format din radiator si ventilator, chip-ul BIOS si circuitele incorporate care interconecteaza placa de baza cu celelalte componente. Socket-urile, conectorii interni si externi si diferitele porturi sunt de asemenea asezate pe placa de baza. Factorul de forma al placii de baza depinde de dimensiunea si forma placii. De asemena descrie asezarea fizica a diferitelor componente si echipamente pe placa de baza. Un set important de componente de pe placa de baza il reprezinta chip set-ul. Chip set-ul este compus din diferite circuite integrate atasate la placa de baza cu rolul de a controla modul de interactiune al sistemului hardware cu UCP si placa de baza. UCP este instalata intr-un slot sau socket de pe placa de baza. Socketul de pe placa de baza determina tipul de UCP care poate fi instalat. Chip set-ul placii de baza permite procesorului sa comunice si sa interactioneze cu celelalte componente din calculator si sa schimbe date cu memoria sistemului sau RAM-ul, hard disk-uri, placi video si alte dispozitive de iesire. Chip set-ul stabileste cata memorie poate fi adaugata la placa de baza. Chip set-ul determina de asemenea tipul de conectori de pe placa de baza. Majoritatea chip set-urilor sunt impartite in doua componente distincte: Northbridge si Southbridge. Scopul fiecarei componente variaza in functie de producator, dar in general northbridge-ul controleaza accesul catre RAM si placa video si vitezele la care UCP-ul poate comunica cu acestea. Placa video este cateodata integrata in Northbridge. Southbridge-ul, in cele mai multe cazuri, permite procesorului sa comunice cu hard disk-urile, placa de sunet, porturile USB si alte porturi de intrare/iesire.

3. Procesorul

Unitatea centrala de prelucrare (UCP) este considerata creierul calculatorului. Este cunoscuta si sub numele de procesor. Majoritatea calculelor se efectueaza in procesor. In termeni de putere de procesare, unitatea centrala de prelucrare este cea mai importanta componenta a unui calculator. UCP-urile sunt fabricate sub diverse forme, fiecare stil avand nevoie de un anumit tip de slot sau socket pe placa de baza. Cei mai cunoscuti producatori de microprocesoare sunt Intel si AMD. Socketul sau slotul unui procesor este conectorul care joaca rol de interfata intre placa de baza si procesor. Majoritatea socketilor si procesoarelor folosite la ora actuala au la baza arhitectura pin grid array (PGA), in care pinii de pe partea de dedesubt a procesorului sunt inserati in socket, fara a folosi forta (zero insertion force - ZIF). ZIF se refera la forta necesara pentru a insera un procesor intr-un socket sau slot de pe placa de baza. Procesoarele bazate pe sloturi sunt proiectate in forma de cartus si intra intr-un slot asemanator cu cele folosite de placile de extensie. Unitatea de procesare executa un program, care reprezinta o secventa de instructiuni stocate in prealabil. Fiecare model de procesor are un set de instructiuni pe care le executa. Procesorul executa programul prin procesarea fiecarei secvente de date dupa cum este ghidat de program si de setul de instructiuni. In timp ce unitatea centrala de procesare executa un pas din program, instructiunile ramase si datele sunt stocate in apropiere intr-o memorie speciala numita cache. Exista doua arhitecturi majore ale setului de instructiuni: Reduced Instruction Set Computer (RISC) – Aceste arhitecturi folosesc un set relativ mic de instructiuni si chip-urile RISC sunt proiectate sa execute aceste instructiuni foarte rapid. Complex Instruction Set Computer (CISC) – Aceste arhitecturi folosesc un set larg de instructiuni, rezultand mai putini pasi executati pentru o operatie. Unele procesoare incorporeaza hyperthreading pentru o crestere de performanta. In cazul folosirii tehnicii hiperthreading, unitatea centrala de procesare poate executa simultan mai multe segmente de cod pe fiecare banda de asamblare. Pentru un sistem de operare, un singur procesor care foloseste hyperthreading apare ca doua procesoare. Puterea unui procesor este masurata prin viteza si cantitatea de date pe care o poate procesa. Viteza unui procesor este evaluata in ciclii pe secunda. Viteza unui procesor actual este masurata in milioane de ciclii pe secunda, numiti megahertzi (MHz) sau miliarde de ciclii pe secunda, numiti gigahertzi (GHz). Cantitatea de date pe care un procesor o poate procesa la un moment dat depinde de magistrala de date a procesorului. Aceasta este numita si magistrala procesorului sau front side bus (FSB). Cu cat magistrala este mai mare, cu atat este mai puternic procesorul. Procesoarele actuale au o magistrala de date de 32 sau 64 de biti. Overclocking-ul este o tehnica folosita pentru a determina procesorul sa functioneze la o viteza mai mare decat specificatiile originale. Overclocking-ul nu este o metoda sigura de crestere a performantei unui calculator si poate avea ca efect defectarea procesorului. MMX este un set de instructiuni multimedia incorporate in procesoarele Intel. Procesoarele care suporta MMX pot efectua multe operatii multimedia obisnuite care sunt efectuate de obicei de placi de sunet sau video separate. Totusi, doar aplicatiile software scrise special pentru a apela instructiuni MMX pot folosi avantajele acestui set de instructiuni. Cele mai noi tehnologii de proiectare a procesoarelor a rezultat in gasirea de noi moduri de a incorpora mai multe unitati centrale de prelucrare pe acelasi cip. Mai multe procesoare sunt capabile sa proceseze concurent mai multe instructiuni: Procesoare Single Core – Un singur nucleu (core) aflat pe cip se ocupa de toate prelucrarile. Un producator de placi de baza poate asigura socketuri pentru mai mult de un singur procesor, dand astfel posibilitatea de a construi un calculator multi-procesor puternic. Procesoare Dual Core – Doua nuclee intr-un singur cip in care ambele nuclee proceseaza informatia simultan.

4. Tipuri de memorie

4.1. Memoria RAM

Random Access Memory (RAM) este o memorie care stocheaza temporar datele si programele care sunt accesate de catre procesor. RAM este o memorie volatila, ceea ce inseamna ca isi va pierde continutul atunci cand calculatorul este inchis. Cu cat exista mai multa memorie RAM in calculator cu atat creste capacitatea de stocare si procesare a programelor si fisierelor de dimensiuni mari, crescand de asemenea performanta sistemului. Module de memorie Primele calculatoare aveau RAM-ul instalat pe placa de baza ca chip-uri individuale. Aceste chip-uri individuale, numite chip-uri dual inline package (DIP), erau greu de instalat si se desprindeau de pe placa de baza destul de des. Pentru a rezolva aceasta problema, proiectantii au lipit chip-urile pe un circuit special numit modul de memorie. NOTA: Modulele de memorie pot avea o fata sau doua fete. Modulele de memorie cu o singura fata contin RAM pe o singura fata a modulului. Modulele de memorie cu doua fete contin RAM pe ambele fete ale modulului.

4.2 Memoria ROM

Chip de memorie Read-Only Memory (ROM) sunt localizate pe placa de baza. Chip-urile ROM contin instructiuni care pot fi accesate in mod direct de catre unitatea centrala de procesare. Instructiunile de baza folosite la pornirea (boot) calculatorului si la incarcarea sistemului de operare sunt stocate in ROM. Chip-urile ROM isi pastreaza continutul chiar si dupa ce a fost oprita alimentarea. NOTA: ROM poate fi gasit si sub denumirea de firmware. Acest lucru poate crea confuzie deoarece firmware reprezinta de fapt software-ul pastrat intr-un chip ROM.

4.3 Memoria Cache

SRAM este folosit ca memorie cache pentru a stoca datele folosite cel mai frecvent. SRAM permite procesorului sa acceseze mai repede date pe care in mod normal ar trebui sa le citeasca din DRAM sau memoria principala, care sunt mai lente. Verificarea erorilor Erorile de memorie se produc in momentul in care datele nu sunt stocate corect in chip-urile RAM. Calculatorul foloseste diverse metode pentru a detecta si corecta erorile de memorie.

5. Placi de extensie

Placile de extensie cresc functionalitatea unui calculator prin adaugarea de controlere pentru echipamente specifice sau prin schimbarea porturilor defecte. Placile de extensie sunt folosite pentru a extinde si personaliza capacitatile unui calculator:
-Placa de retea (Network Interface Card - NIC) – Conecteaza calculatorul la o retea folosind un cablu de retea
-Placa de retea pentru conexiune fara fir – Conecteaza calculatorul la o retea folosind frecvente radio
-Placa de sunet – Ofera capacitati audio
-Placa video – Ofera capacitati video
-Modem – Conecteaza calculatorul la Internet folosind o linie telefonica
-Adaptor SCSI – Conecteaza echipamente SCSI, cum ar fi hard disk-uri si unitati de benzi magnetice la un calculator
-Adaptor RAID – Conecteaza mai multe hard disk-uri la un calculator pentru a oferi redundanta si o crestere a performantei
-Port USB – Permite conectarea de echipamente periferice la calculator
-Port paralel – Permite conectarea de echipamente periferice la calculator
-Port serial – Permite conectarea de echipamente periferice la calculator
Calculatoarele au porturi de extensie pe placa de baza ce permit instalarea de placi de extensie. Tipul de conector folosit de placa de extensie trebuie sa coincida cu cel al portului de extensie. O placa de extensie poate fi folosita pentru calculatoarele cu un factor de forma LPX pentru a permite celorlalte placi de extensie sa fie instalate orizontal. O placa de extensie de acest tip se utilizeaza de obicei pentru calculatoarele desktop slim-line.

6. Unitati de stocare

O unitate de stocare citeste sau scrie informatii pe medii de stocare magnetice sau optice. O unitate de stocare poate fi folosita pentru a stoca date permanent sau pentru a citi informatii de pe un hard-disk. Unitatile pot fi instalate in carcasa calculatorului, ca de exemplu hard-disk-ul. Pentru portabilitate, unele unitati de stocare se pot conecta la calculator folosind un port USB, FireWire sau SCSI. Aceste unitati portabile sunt numite unitati detasabile si pot fi folosite de mai multe calculatoare.

6.1. Unitatea de discreta

O unitate de discheta este un echipament de stocare care foloseste discuri flexibile de 3.5 inch. Aceste discuri flexible magnetice pot stoca 720 KB sau 1.44 MB de date. Intr-un calculator, unitatea de discheta este configurata ca fiind unitatea A: . Unitatea de discheta poate fi folosita pentru a porni calculatorul daca se foloseste o discheta de boot. Exista si dischete de 5.25 inch dar, fiind o tehnologie veche, nu mai sunt folosite.

6.2 Hard disk

Hard disk-ul este o unitate magnetica de stocare care este instalata in interiorul unui calculator. Este folosit pentru a stoca date permanent. Intr-un calculator, hard disk-ul este de obicei configurat ca partitia C: si contine sistemul de operare si aplicatiile. Hard disk-ul este de obicei configurat ca prima unitate in secventa de pornire. Capacitatea de stocare a unui hard disk este masurata in miliarde de biti, adica gigabiti (GB). Viteza unui hard disk este masurata in numarul de miscari de revolutie pe minut (RPM). Pentru a mari capacitatea de stocare se pot adauga mai multe hard disk-uri.

6.3 Unitatea optica

O unitate optica este o unitate de stocare ce foloseste tehnologia laser pentru a citi date de pe mediul optic. Exista doua tipuri de unitati optice: Compact disc(cd) si Digital versatile disk(dvd). Mediile CD si DVD pot fi inregistrate anterior (read-only), inscriptibile (scriere o singura data) sau reinscriptibile (citire si scriere de mai multe ori). CD-urile au o capacitate de stocare de aproximativ 700 MB. DVD-urile au o capacitate de stocare de aproximativ 8.5 GB pe o parte a discului.

6.4 Unitate Flash

O unitate de memorie flash, cunoscuta si ca stick de memorie, este un tip de echipament de stocare care se conecteaza la un port USB. Un stick de memorie foloseste un tip special de memorie care nu are nevoie de alimentare pentru a stoca datele. Aceste tipuri de unitati de stocare pot fi accesate de sistemul de operare la fel ca si celelalte tipuri de unitati.

7. Periferice

Perifericele, sau componentele de intrare sau de iesire, sunt anumite dispozitive, ce asigura comunicarea dintre user si calaculator. Cele mai importante sunt: tastatura, mouse-ul, monitorul boxele.

7.1 Monitorul

Monitoarele sunt principalele echipamente de iesire pentru un calculator. Exista diferite tipuri de monitoare. Cea mai importanta diferenta intre aceste tipuri de monitoare este tehnologia folosita pentru a crea o imagine:

CRT-Monitoarele cu tub catodic reprezinta categoria cea mai intalnita de monitoare. Undele de electroni de culoare rosie, verde si albastra se deplaseaza pe suprafata imbracata in fosfor a ecranului. Fosforul lumineaza la contactul cu undele de electroni. Suprafata care nu este in contact cu undele de electroni nu lumineaza. Combinatia zonelor luminate si neluminate creeaza imaginea pe ecran. Majoritatea televizoarelor folosesc aceasta tehnologie.

LCD-Monitoarele cu cristale lichide sunt folosite mai ales la laptop-uri si unele proiectoare. Sunt alcatuite din doua filtre polarizate cu o solutie de cristale lichide intre ele. Un curent electric aliniaza cristalele astfel incat lumina sa fie sau nu lasata sa treaca. Imaginea este produsa de efectul luminii care trece prin unele zone si prin altele nu. Exista doua tipuri de monitoare LCD, cu matrice activa sau cu matrice pasiva. Matricea activa este denumita si TFT (thin film transistor). Tehnologia TFT permite controlul fiecarui pixel, creand imagini in culori foarte clare. Monitoarele cu matrice pasiva sunt mai ieftine decat cele cu matrice activa dar nu permit un control al imaginii la fel de bun.

Rezolutia monitorului se refera la nivelul de detaliu la care poate fi reprodusa o imagine. Figura 2 reprezinta un grafic al celor mai utilizate rezolutii. O rezolutie mai mare produce o imagine de o calitate superioara. Exista mai multi factori care influenteaza rezolutia unui monitor:

Pixel:Termenul pixel este o abreviere a sintagmei "picture element" (element al unei imagini). Pixelii reprezinta punctele mici care compun un ecran. Fiecare pixel are trei componente: rosu, verde si albastru.

Inaltimea punctului: Inaltimea punctului reprezinta distanta dintre pixeli pe ecran. O inaltime mai mica a punctului produce o imagine de o calitate mai mare.

Rata de reimprospatare: Rata de reimprospatare reprezinta frecventa la care imaginea este reafisata. O rata de reimprospatare mai mare produce o imagine mai buna si reduce nivelul de oscilatie al imaginii.

Interlace/Non-Interlace: Monitoarele care folosesc tehnica intreteserii (interlace) creeaza imaginea scanand ecranul de doua ori. Prima scanare acopera liniile impare, de sus in jos si a doua scanare acopera liniile pare. Monitoarele care nu folosesc tehnica intreteserii creeaza imaginea prin scanarea ecranului o singura data, linie cu linie, de sus in jos.

Culori Orizontal-Verticale (HVC): Numarul de pixeli de pe o linie reprezinta rezolutia orizontala. Numarul de linii de pe ecran reprezinta rezolutia verticala. Numarul de culori care poate fi reprodus reprezinta rezolutia culorii.

Raportul de aspect: Raportul de aspect reprezinta raportul dintre latimea si inaltimea suprafetei monitorului. De exemplu un raport de aspect 4:3 este echivalent cu o suprafata de vizualizare cu o latime de 16 inch si o inaltime de 12 inch. De asemenea un raport de aspect 4:3 este echivalent si cu o suprafata de vizualizare cu o latime de 24 inch si o inaltime de 18 inch. O suprafata de vizualizare de 22 inch latime si 12 inch inaltime are un raport de aspect de 11:6.

7.2 Boxe

Boxele si castile sunt echipamente de iesire pentru semnale audio. Majoritatea calculatoarelor au suport audio, fie integrat in placa de baza, fie printr-o placa de extensie. Suportul audio include porturi care permit intrarea si iesirea de semnale audio. Placa de sunet contine un amplificator care permite alimentarea castilor si a boxelor externe, care sunt prezentate in Figura 4.

7.3 Tastatura si Mouse-ul

Tastatura este o componenta hardware periferica a calculatorului ce permite utilizatorului sa introduca în unitatea centrala a acestuia date (litere, cifre ?i semne speciale) prin apasarea unor taste. Cele mai folosite tastaturi pe plan mondial sunt cele de tip QWERTY. Un alt tip de tastaturi este tipul QWERTZ. Denumirile vin de la primele ?ase taste de pe rândul al treilea. Tipul QWERTY se folose?te mai ales în ?arile anglofone, iar celelalte folosesc mai ales tipul QWERTZ. Tastatura este probabil cel mai vechi dispozitiv de intrare din structura computerelor moderne, ea fiind inventata înca înainte de apari?ia monitoarelor ?i a mausului. Fiecare tasta are asociat un numar de identificare care poarta denumirea de "cod de scanare". La apasarea unei taste, tastatura trimite sistemului de calcul codul de scanare corespunzator tastei respective (un numar întreg de la 1 la „n” - numarul de taste). La primirea codului de scanare de la tastatura, calculatorul face conversia între numarul primit ?i codul ASCII corespunzator, în logica binara.

Mausul, la plural mausuri, este unul dintre cele mai importante dispozitive periferice de introdus comenzi ale computerului (calculatorului electronic) modern. A devenit aproape un "element" hardware standard al oricarui computer. De obicei mausul este un obiect mic echipat cu una sau mai multe taste, modelat astfel încât sa poata fi apucat ?i mânuit u?or cu mâna. Principiul lui de func?ionare se bazeaza pe recunoa?terea de catre computer a mi?carii sale relativa la suprafa?a plana pe care este a?ezat ?i deplasat. Miscarea mausului este detectata de un senzor situat în partea sa inferioara, preluata, digitalizata ?i apoi printr-o interfa?a adecvata transmisa computerului la care e ata?at. Informa?ia de mi?care a mausului în spa?iul bidimensional (2D) este convertita tot în mi?care bidimensionala (2D) a unui cursor identificator-indicator grafic pe ecranul unui monitor. Altfel spus, mi?carea mausului provoaca o mi?care corespunzatoare a cursorului pe suprafa?a ecranului monitorului, ata?at ?i el calculatorului. Datorita acestei func?iuni utilizatorul mausului poate decide (alege) ?i indica pe ecranul monitorului orice pozi?ie dorita, ceea ce de obicei este interpretat de catre computer drept o introducere de comanda, un element major al interfe?ei grafice cu calculatorul (Graphic User Interface, GUI). De la începutul anilor 1990 mausul împreuna cu tastatura ?i monitorul au devenit pe plan mondial una din cele mai importante interfe?e om - ma?ina, prezenta aproape la orice computer.