Factori ce influeneaz performanele unui computer

DEFINIIE

Placa de baz este componenta hardware ce asigur interconectarea fizic i o parte din cea funcional a tuturor celorlalte componente ( hardware si software ) ale unui sistem de calcul.

STRUCTUR COMPONENTE

Arhitectura plcii de baz descrie forma sa general, tipurile de carcase i surse de tensiune pe care le poate folosi precum i organizarea sa fizic.

Arhitectura plcii de baz descrie forma sa general, tipurile de carcase i surse de tensiune pe care le poate folosi precum i organizarea sa fizic. Exist mai multe tipuri de plci de baz din punct de vedere al form-factorului:AT: cel mai ieftin tip de plac de baz, ns de obicei acest tip de plac de baz este foarte mic si are o multime de cabluri pentru porturile seriale, paralele si PS/2 care pot impiedica introducerea unor plci; AT i Baby AT: Aceste dou variante difer n principal prin dimensiuni, mai ales prin lime; AT/ATX: Este la fel ca AT numai c exist un conector i pentru sursa de alimentare de tip ATX, pentru a folosi facilitile acesteia din urm, acest tip de plac de baz a fost, pentru o perioad, cel mai vndut model pe piata din Romnia; ATX: Avantaj: Nu mai exist cablurile pentru porturile seriale, paralele si PS/2, acestea fiind n suporturi metalice; ATX si Baby ATX: A fost prima schimbare semnificativ dupa multi ani a design-ului plcii de baz (1995); Micro ATX: Este un ATX cu mai puine sloturi de extensie, de obicei pe plac sunt puse i placa video i aceea de sunet; NLX: La fel ca MicroATX, numai c placa de baz nu se fixeaz n nici un urub i ea este introdus ntr-un slot special; LPX i LPX: Folosit n general n produsele de serie; Principalul scop este acela de a reduce spaiul ocupat i costurile; NLX Este forma moderna a plcilor LPX fiind orientat tot spre micorarea dimensiunilor sistemului.

CONTINE: Setul de cipuri ( Chipset-ul) Este subcomponenta de control si comanda a placii de baza, fiind n general format din cteva cipuri principale, uor de identificat, fiind cele mai mari cipuri de pe placa de baz cu excepia procesorului. Chipset-urile sunt integrate, nsemnnd ca sunt lipite, pe placa de baz si nu sunt upgradabile fr a schimba ntreaga plac. Aceste circuite logice controleaz transferul de date dintre procesor, cache, magistrale sistem, periferice etc, aproape tot ce exista n interiorul calculatorului.Toate chipset-urile au 3 caracteristici comune: System controller Peripheral controller Memory controller System controller tipul de rspuns al sistemului este critic pentru calculatoarele din ziua de astzi, deoarece toate componentele trebuie s se sincronizeze perfect. Un semnal este nmulit sau mprit pentru a determina frecvena componentei cu care comunic. Pulsul sistemului este inut de catre system clock. Un oscilator produce un semnal cu care componentele de pe placa de baz se vor sincroniza Majoritatea chipset-urilor actuale au

acest system clock programabil. Acest lucru d posibilitatea utilizrii unor procesoare la frecvene foarte mari prin schimbarea ctorva jumperi de pe placa de baz sau la unele plci de baz din BIOS. Memory controller Aceast parte a chiset-ului determin tipul, viteya si cantitatea de RAM care va fi folosit de ctre sistem. De asemenea, el se ocup cu folosirea memoriei cache L2/L3, corectarea erorilor i greelilor aprute la transferul de date dinspre / nspre memoria RAM.Peripheral controller conecteaz PC-ul cu alte device-uri. Componentele principale ale unui chipset modern sunt: Northbridge se refer la principalul circuit de control al magistralei cum ar fi memoria cache, memoria principal si controller+ul magistralei PCI; Southbridge caracterizeaz controller-ele periferice, ca EIDE sau porturi seriale. Soclul pentru procesor O alt caracteristic important dup care se deosebesc plcile de baz sunt soclurile n care se introduce procesorul denumite SOCKET. Magistrala Reprezint ansamblul conexiunilor care transfer semnalele ntre dou componente ale calculatorului.

Magistrala de date (bus) este canalul de date prin care componentele din interiorul calculatorului comunic intre ele. Cu ct se pot trimite simultan mai multe semnale cu att mai multe date se pot transfera i deci magistrala este mai rapid; ntr-un calculator informaia este memorat sub form numeric, sub form de niruiri de cifre binare. Transferul pe liniile de comunicaie se face astfel: valoarea pentru 1 bit este dat de existena unei tensiuni, un interval de timp (un tact de ceas ), pe un singur traseu al magistralei ( o conexiune similar unui fir ). Cel mai des se folosete tensiunea de 5V rezultnd 1= 1 dac aceast tensiune exist, sau valoarea pentru 1 bit = 0 dac tensiunea este egala cu 0V (lipsete). Cu ct exista mai multe linii, cu att se pot transfera mai multi bii distinci n acelai timp.Magistrala de adrese este grupul de linii care transport informaia de adres necesar pentru precizarea locaiei de memorie ctre care este transmis informaia sau din care trebuie citit informaia. Fiecare linie dintr-o magistral de adres transport un singur bit de informaie, deci un singur bit de adres. Cu ct exist mai multe linii pentru specificarea adresei cu att se vor putea adresa mai multe locaii din memorie. Mrimea unei magistrale de adrese limiteaz dimensiunea maxim de memorie intern adresabil direct pe care un procesor o poate accesa.

DEFINIIEMicroprocesorul este componenta hardware a calculatorului, care identific i execut instruciunile aritmetice i logice din programele sistemului de calcul.

STRUCTUR COMPONENTE Pentru a nelege mai bine cum funcioneaz un microprocesor trebuie pornit de la prezentarea unitilor care alctuiesc un microprocesor modern. Instruction cache o memorie intermediar n care se stocheaz instruciunile nainte de a intra n microprocesor pentru prelucrare; Decode Unit Unitatea de decodare ce transform instruciunile complexe, scrise de programator n simple instruciuni nelese doar de Arthimetic Logic Unit (ALU) si Registers; Prefetch unit Aceast unitate are rolul de a ordona instruciunile i a le trimite ctre Control Unit; Control Unit Are rolul de a da comenzi unitii de prelucrare matematic;

STRUCTUR COMPONENTEPentru a nelege mai bine cum funcioneaz un microprocesor trebuie pornit de la prezentarea unitilor care alctuiesc un microprocesor modern. Instruction cache o memorie intermediar n care se stocheaz instruciunile nainte de a intra n microprocesor pentru prelucrare; Decode Unit Unitatea de decodare ce transform instruciunile complexe, scrise de programator n simple instruciuni nelese doar de Arthimetic Logic Unit (ALU) si Registers; Prefetch unit Aceast unitate are rolul de a ordona instruciunile i a le trimite catre Control Unit; Control Unit Are rolul de a da comenzi unitii de prelucrare matematic; Arthimetic logic unit Unitatea de prelucrare matematic. Aceasta tie s adune, s scad, s mpart i s nmuleascdou numere scrise n cod binar i s execute operaii logice ntre operanzi legai prin operatori logici AND, OR i NOT; Registers Este o mic yon de stocare folosit de unitatea de prelucrare matematic pentru a executa comenzile date de Control Unit. Datele pot veni de la Control Unit, Memoria de baz sau Data cache; Data cache Lucreaz cu ALU i Registers i are rolul de a pstra instruciunile cele mai utilizate pentru a mri viteza de execuie a programului; Bus Unit Puntea de legatura dintre microprocesor si memoria de baz; Addressing Unit furnizeaz prin Bus Unit adresa calculat n vederea accesrii memoriei interne n care se afl att instruciunile ct i datele cu care acestea lucreaz;

Registre interne Un registru intern al procesorului este o mic zon de memorie cu vitez de comutaie foarte mare, cu care de fapt procesorul lucreaz direct i prin care comunic cu mediul exterior lui. Mrimea (numrul de bii) al acestei memorii este un indiciu important asupra cantitii de informaie pe care o poate prelucra la un moment dat. Registrele interne sunt de obicei mai mari dect magistrala de date ceea ce nseamn c procesorul are nevoie de doua perioade de ceas pentru a umple un registru nainte de a-l prelucra. Circuitele de control Aceste circuite conin un decodor de instruciuni. Ele interpreteaz coninutul unui registru i ncearc s identifice instruciunea ce o conine (o compar cu instruciunile proprii), pentru a o lansa n execuie.CARACTERISICI I PROPRIETI

Caracteristicile microprocesorului sunt date de: Tipul de procesor si productorul; Capacitatea de memorie pe care o poate aloca la un moment dat; Setul propriu de instruciuni pe care le poate recunoate i executa; Viteza de lucru este dat de caracteristicile registrelor de lucru, frecvena ceasului intern i tipul microprocesorului.

Se observ c procesorul lucreaz direct cu memoria intern uneori cu o parte mai rapid a acesteia i anume memoria cache. Bus Unit stabilete legturi cu componentele externe procesorului prinmagistrala de date, de adrese i de control, aducnd instruciuni din memorie si depunndu-le n Prefetch Queue. De aici, sunt transferate n Instruction Unit pentru a fi decodificate i apoi n Execution Unit pentru a fi executate.

Lund drept criteriu: tratarea instruiunilor n cod pentru maina de aplicaii n curs de executare gsim dou tipuri de arhitecturi: Arhitectura CISC implementeaz n decodorul de funcii din UCC peste 400 de instruciuni. Instructiunile se descompun n microinstruciuni, iar o instruciune complex se poate executa n unul sau mai multe instruciuni elementare, deci cu ct sunt mai multe instruciuni elementare, cu att va fi mai lent microprocesorul. Arhitectura RISC implementeaz n decodorul de funcii din UCC un set redus de instruciuni i se optimizeaz funcia pentru cea mai rapid execuie. De asemenea, instruciunile sunt n numr minim, lungime fix, codificare intens, des utilizate. Acest tip de arhitectur este cu 50-75% mai rapid dect CISC, permind prelucrarea paralele a mai multor aplicaii.

Definiie Memoria este o component hardware care preia, stocheaz i red date, att cele folosite n mod curent la rularea unor aplicaii ct i cele de care vom avea nevoie mai trziu peste cteva zile, luni sau ani. TIPURI DE MEMORIE ntr-un calculator exist dou tipuri de memorie: intern si extern., fiecare avnd un rol bine determinat. 4.1 Memoria intern DEFINIIE: Memoria intern este o succesiune de locaii (de memorie) care au asociat cte un numr numit adres (de memorie). Tipuri de memorie intern i. Memoria RAM CMOS i menine coninutul dup oprirea sistemului, fiind alimentat cu ajutorul unei baterii. Aceast memorie folosete pentru memorarea unor parametrii de sistem cum ar fi data si ora curent, configuraia sistemului, configuraia memoriei etc.

ii. Memoria ROM: Este numit i memoria intern permanent deoarece programele care au fost scrise n ea sunt fixate definitiv. Aceast memorie este ideal pentru pstrarea BIOS-ului sau a informaiilor primare despre configuraia sistemului. n cadrul acestei categorii gsim PROM (Programmable ROM), EPROM (Eraseble Programmable ROM), EEPROM ( Electrically Erasable PROM) etc. n prezent, pentru BIOS sunt folosite memorii EEPROM, care pot fi terse i rescrise, ceea ce permite actualizarea foarte uoar a informaiilor. iii. Memoria RAM este memoria la care accesul este permis att pentru citire ct i pentru scriere. Acest tip de memorie are urmtoarele caracteristici: timp de acces capacitatea de memorare tipul de memorare

MemoriaTimpul de acces al memoriei se definete ca fiind intervalul de timp dintre momentul furnizrii adresei de ctre procesor i momentul obinerii informaiei de la acea adres din memorie. RAM-ul poate fi SRAM (Static RAM) sau DRAM ( Dynamic RAM). Cipurile DRAM sunt mai lente dect cele SRAM, din cauza tehnologiei de fabricaie. SRAM-ul este compus din tranzistori, iar schimbarea strii unui bit este o operaie foarte rapid. SRAM Folosete tot un sistem matricial de reinere a datelor avnd linii i coloane, dar este de 5-6 ori mai rapid, de dou ori mai scump i de dou ori mai voluminoas dect DRAM. De asemenea, este o memorie volatil dar nu necesit o remprosptare constant. SRAM-ul folosete pentru fiecare celul de memorie un circuit de tip flip-flop care permite sarcinii electrice s curg spre ieire. DRAM Folosete condensatori pentru a pstra datele, condesatori ce au nevoie de rencrcare periodic. Viteza memoriei RAM este msurat n ns (nano-secunde). Cu ct numrul de ns este mai mic, cu att cipul este mai rapid. Cu ani n urm, modulele de memorie aveau viteze de 120, 100 i 80ns. n prezent, sunt folosite cipuri de 10 ns sau chiar mai rapide. Tipul tradiional de RAM este DRAM-ul (Dynamic RAM). La apariia primelor PC-uri, viteza cipurilor DRAM era suficient pentru a ine pasul cu cei 4.77 MHz ai bus-ului 8086/8088 sau chiar cu mai rapidul 80286 (cu un bus de pna la 12 MHz, care necesita memorii cu timp de acces de 80 ns). Odat cu apariia procesorului 80386 au aprut viteze de ceas de 20, 25 sau 33 MHz, cu care cipurile DRAM existente nu au mai putut ine pasul. Tipuri constructive de memorii DRAM SIP conectori n form de pini. Dezavantaj: fragilitatea pinilor. SIMM o posibilitate mai uoar de upgrade, circuitele grupate pe o plcu care poate fi uor instalat sau dezinstalat n socluri speciale cu care este prevzut placa de baz. Dou formate: cu 30 sau cu 72 de poziii de conectare. DIMM circuite integrate situate pe ambele fee, care pot fi de asemenea cu 30 sau cu 72 poziii de conectare.

Un nou tip de memorie, de data aceasta mult mai performanta, si care exist n folosin i azi este memoria DIMM (Dual Inline Memory Module) de tip SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory), ce funcioneaz la 66, 100 sau 133 MHz si numr 168 de pini. Ea poate fi instalat n orice slot de memorie, fr a ine seama de perechi sau orice altceva. Memoria SDRAM este pe interfa paralel i are timpi de acces intre 10 si 8 ns. Memoria DDR-SDRAM (Double Data Rate) este o memorie rapid, folosit in calculatoarele moderne, avnd o arhitectrua FULL-DUPLEX. Memoria DDR are viteze la fel ca si cele ale memoriei SDRAM, insa nmulite cu 2 (Double DR). Poate fi instalat att pe plci de baz pentru procesoare INTEL ct si pe plci de baz pentru procesoare AMD. Ea este de mai multe tipuri n functie de viteza de transfer a datelor ntre magistrala principal si cipurile de memorie. Astfel, exist de exemplu module de memorie PC 1600 (contin cipuri DDR200), PC 2100 (DDR266), PC 2700 (DDR333) si PC 3200 (DDR400), unde numrul de dup DDR indic frecvena la care funcioneaz cipurile de memorie, iar numrul care intr n componena numelui modulelor indic limea de band ("bandwidth") n MHz. In final, memoria specific procesoarelor Pentium 4 este cea RDRAM (Rambus Dynamic Random Access Memory), i se monteaz n sloturi RIMM. Ea a fost inventat de firma Rambus i este o memorie pe interfa serial, ce are o laten mai mare dect cea a memoriei DDR-SDRAM, nsa o latime de band superioar. Se instaleaz pe principiul perechilor, la fel ca i n cazul memoriilor SIMM, ns costul ridicat i plcile de baz speciale ce sunt necesare o fac din ce n ce mai puin utilizat.

4.2. Memoria cache Este un tip de memorie RAM, cu o vitez mult mai mare, vitez dat de modul de construcie. Este mult mai scump dect celelalte tipuri de memorii. Este folosit n principal de procesor ca memorie de lucru curent sau ca o interfa ntre procesor i alte tipuri de memorii sau alte elemente hardware. Uneori o singur zon de memorie cache nu este suficient pentru a face fa capacitilor procesorului i atunci se folosete nc o zon de memorie cache, numit i de nivel 2 (Level 2).

DEFINIIEMemoria extern este folosit pentru stocarea datelor pe o perioad de timp mai mare dect o sesiune de lucru a unui sistem de calcul. CARACTERISTICI I PROPRIETI

n funcie de suportul pe care se stocheaz datele exist dou tipuri de memorie extern: Nereutilizabil la prelucrri automate cu calculatorul (hrtia, filmul, folia de plastic, foaia de calcul etc); Reutilizabil prin prelucrri automate cu calculatorul.Memoria extern reutilizabil prin prelucrri automate cu calculatorul poate fi pe suport sensibil la cmpul magnetic (hard disk i floppz disk) pe suport sensibil la lumin, ce lucreaz n mod optic cu raze laser (CD-ROM, CD-R, CD-RW i DVD-ROM, DVD-RAM) i pe suport magneto-optic. Caracteristicile principale ale unei componente hardware de memorie extern sunt: Tipul de memorie i fabricantul Volumul memoriei Viteza de acces la informaie Rata de transfer a informaiei Tipul de interfa cu sistemul de calcul Caracteristicile de form i conectare

DEFINIIEHard disk-ul este o component harware, un dispozitiv utilizat la stocarea cantitilor mari de informaii oferind un acces relativ rapid la acestea.