Structura calculatorului

Un calculator, numit și sistem de calcul, computer sau ordinator, este o mașină de prelucrat date și informații conform unei liste de instrucțiuni numită program.

Din ce este compus calculatorul:

1. Monitor  2. Placă de bază  3. Microprocesor  4. Memorie cu acces aleatoriu(RAM) 5. Plăci de extensie

6.Sursă de tensiune joasă continuă(DC) 7. Unitate de disc optic 8. Disc dur  9. Tastatură 10. Mouse

a.Placa de bază ("mainboard - motherboard") este piesa la care se conectează toate celelalte componente ale calculatorului, atât  din interior (procesor, placa video, hardisk etc.) cît si din exterior (tastatura, mouse etc.). Ea este alcatuită dintr-o placă pe care sunt gravate circuitele care permit comunicarea între  componentele calculatorului. Pe placă se găsesc dispozitivele care permit montarea componentelor (soclu pentru procesor, slot AGP pentru placa video, sloturi PCI pentru modem, placa de retea etc.), dispozitivele de conectare a unor componente (porturi seriale, paralele, USB, conectori ATA etc.) dar și componentele care sunt integrate pe placa de baza (de cele mai multe ori placa de sunet).

    Plăcile de bază se diferentiază dupa soclul ("socket") procesorului, care este denumit în mod obișnuit după numărul existent de contacte pentru pinii procesorului. Soclurile pentru procesoare Intel sunt incompatibile cu procesoarele AMD. În general procesoarele Pentium si Celeron folosesc acelasi tip de soclu si acelasi lucru se poate spune despre procesoarele Athlon si Sempron (Duron).

b. Procesorul este piesa cea mai importantă a unui calculator, fiind numită și „creierul calculatorului”. Procesorul este alcătuit dintr-o multitudine de microcircuite integrate, care sunt compuse la rândul lor din tranzistori, rezistente, condensatori si diode.

Toate aceste componente servesc la alcătuirea unor circuite care formează porți logice (logic gates) ce stau la baza principiului de funcționare a microprocesorului. Procesorul se mai numește și CPU (Central Processing Unit). Puterea unui procesor este dată de de frecvența de funcționare ("viteza cu care face calculele"), de arhitectura sa internă si de cantitatea de memorie de pe pastila procesorului. Frecvența de funcționare este denumită de obicei "frecvența de ceas" ("clock frequency") sau "frecvența de tact" si este masurată în MegaHertzi (MHz) sau GigaHertzi (GHz). Arhitectura procesorului se referă în principal la tipul de microcircuite si dispunerea lor în cadrul nucleului (nucleelor) acestuia. Memoria existentă pe pastila procesorului se numește memorie "cache" de nivel 1, 2 sau 3, scrisa prescurtat de obicei L1, L2, L3. Microprocesorul poate executa următoarele operaţii:cele patru operaţii aritmetice de bază: adunarea, scăderea, înmulţirea şi împărţirea;operaţiile logice: AND, OR, NOT şi XOR, cu ajutorul cărora se poate controla ordinea în care se execută operaţiile, folosind:textul, adică operaţia de comparare între două operaţii;saltul condiţionat, adică executarea unei anumite instrucţiuni în funcţie de o condiţie;repetiţia, adică executarea repetată a unei secvenţe de instrucţiuni.

c. Placa Video  este componenta responsabilă cu afișarea imaginilor pe ecranul monitorului. După procesor, placa video este a doua componentă ca importanța care determină performanța unui calculator. Placa video conține un procesor specializat numit GPU (Graphics Processing Unit) sau VPU (Visual Processing Unit) care face o parte din calculele necesare pentru afișarea imaginilor, cealaltă parte a acestor calcule fiind facută de procesorul calculatorului (CPU). Fiecare placă video are o memorie RAM inclusă pe ea care este folosită de catre GPU.

d. Hardisk-ul ("hard disk" - disc dur – prescurtat HD) este componenta pe care sunt stocate datele cu care lucreaza calculatorul, sistemul de operare, diverse programe precum si fișierele create de noi. El reprezintă memoria nevolatilă (durabilă) a calculatorului, datele fiind păstrate si după întreruperea alimentării calculatorului la rețeaua de curent.

    Hardisk-ul este format din mai multe discuri de aluminiu (numite platane) suprapuse pe același ax si acoperite cu oxid de fier. La mica distanța de suprafața discurilor se deplasează niște brațe metalice ale căror capete magnetizează porțiuni din discuri, în acest fel fiind "scrise" datele.

e. Memoria RAM ("Random Access Memory" - memorie cu acces aleator) este memoria rapidă folosită de componentele calculatorului pentru stocarea temporară de date. Datele sunt scrise, șterse si iarași scrise rezultând un ciclu de scriere-ștergere determinat de necesitățile programelor care rulează într-un anumit moment. Memoria RAM reprezintă memoria volatilă a calculatorului pentru că datele stocate de ea sunt pierdute în momentul întreruperii alimentării.

    Memoria RAM se prezintă ca o mică placuță pe care se află mai multe cipuri de memorie, care se fixează pe placa de bază într-un slot de memorie.

            f. Unitatile optice sunt dispozitive ce folosesc medii de stocare optice pentru citirea si scrierea datelor. Stocarea optică este metoda prin care datele sunt inscripționate/citite pe un mediu special cu ajutorul unei raze laser. În funcție de caracteristicile lor tehnice si de capacitatea de stocare, mediile optice se împart în doua categorii si anume :CD ("Compact Disc") si DVD ("Digital Versatile Disc").

            g. Monitorul. Monitoarele se deosebesc dupa tipul de afișare a imaginilor în monitoare cu tub catodic (Cathode Ray Tube - CRT)  și monitoare cu afișare prin cristale lichide (Liquid Crystal Display - LCD), prin dimensiunea diagonalei ecranului masurată în inches, precum și prin rezoluția și rata de refresh pe care o pot afișa.

            h. Unitatea de discheta ("floppy drive") și-a pierdut din importanță în ultimii ani o data cu apariția unităților CD-RW și mai nou a stick-urilor de memorie.Discheta are o capacitate de stocare redusă (1,44 MB) dar reprezintă înca un mijloc ieftin pentru transferul fișierelor între calculatoare.

            i. Tastaura si mouse-ul sunt componente esențiale cu ajutorul cărora interacționăm cu calculatorul, îi dam instrucțiuni acestuia. Ele se conectează prin intermediul porturilor PS/2 sau mai nou USB.

j. Placa de sunet  este componenta care ne permite sa transformăm calculatorul într-un sistem multimedia. Placa de sunet este fie de sine stătătoare (separata - "standalone"), fie cel mai frecvent este inclusă (integrata) în placa de bază. Plăcile de sunet separate sunt de obicei "interne", adică se montează într-un slot PCI de pe placa de bază, însă există și plăci "externe" care se conectează la portul USB.

            k. Modemul este componenta care ne permite sa accesăm Internetul prin intermediul liniei telefonice. Modemul (Modulator - DEModulator) modulează fluxurile de date digitale în așa fel încât acestea să poată circula prin linia telefonică (care transporta datele în mod analog) si demoduleaza fluxurile de date primite prin linia telefonica transformându-le din format analog în format digital.

            l. Placa de retea este componenta care ne permite conectarea calculatorului într-o rețea locala.

            m. Imprimanta este folosită pentru a tipari pe hârtie datele/informațiile de pe calculator.

Conform acestei scheme, calculatorul numeric conține următoarele unități funcționale:

*o unitate de memorie pentu a înmagazina datele inițiale, intermediare și finale ale problemei, precum și intrucțiunile care indică secvența calculelor;
*un dispozitiv aritmetic și logic necesar efectuării operațiilor aritmetice și logice;     

*unul sau mai multe dispozitive de intrare/ieșire necesare comunicării din exterior cu calculator; 

*un dispozitiv central de comandă și control care generează o succesiune de semnale de comandă necesare executării secvențiale a instrucțiunilor.                                    

 Dispozitivul aritmetic și logic dispozitivului central de comandă formează unitatea centrală de prelucrare a informației sau, mai pe scurt procesor.

Memoria calculatoarelor moderne este organizată în două niveluri,și anume:o unitate de memorie internă cu o viteză mare de lucru și una sau mai multe unități de memorie externă cu o viteză mare de lucru și una sau mai multe unități de memorie externă cu o viteză mai redusă, însă cu o capacitate mult mai mare decît cea a memoriei interne.
Memoria internă(numită uneori memorie principală,centrală sau operativă) păstrează programul în curs de executare și datele folosite de acesta, prezența ei fiind o condiție esențială pentru funcționarea calculatorului.

Memoria externă are rolul de a păstra cantități mari de informație și programe folosite frecvent pentru a putea fi aduse într-un interval de timp mic în memoria internă. În prezent ca memorii externe sînt utilizate unitățile cu discuri sau benzi magnetice,unități cu discuri optice etc.