STRUCTURA SISTEMULUI DE CALCUL – PLACA DE BAZA

CUPRINS

Cap.I ARGUMENT……………………………………….................................2

Cap.II SISTEME DE CALCUL…………………………………………………....4

II.1. Tipuri de sisteme de calcul…………………………………………..4

Cap.III PLACA DE BAZA ……………………………………………………….…10

III.1. Notiuni generale ……………………………………………………….10

III.2. Componentele placilor de baza ..................................11

III.3. Tipuri de placi de baza ................................................14

BIBLIOGRAFIE………………………...……………………………………………..…18

1

Cap.I ARGUMENT

In aceasta lucrare am realizat tema „Structura sistemului de calcul – Placa de baza ”. Aceasta este structurata in trei capitole.

In primul capitol am scris argumentul, care este o prezentare generala a proiectului.

In capitolul doi am prezentat cateva notiuni despe sistemele de calcul. Un sistem de calcul consta din cinci parti principale functionale: blocurile de intrare si iesire, memoria de date, memoria program, aritmetica/logica de calcul (CPU).

Componentele unui sistem de calcul (calculator) compatibil IBM-PC pot fi clasificate in doua categorii: componente hardware (elementele fizice, mecanice, electronice care se regasesc in structura unui sistem de calcul); componente software (elementele logice, programele care se executa pe un sistem de calcul).

Supercalculatoarele au o memorie interna si o viteza de lucru foarte mari: pot executa pana la cateva sute de milioane de instructiuni pe secunda, fiind cele mai rapide tipuri de calculatoare. Calculatoarele de proces controleaza procese tehnologice sau diverse analize experimentale asistate de calculator, prelucrand informatii numerice sau analogice despre procesul studiat si furnizand iesiri numerice sau analogice cu rol de reglare a procesului.

Placa de baza (motherboard) este o componenta hardware de obicei complexa pe care sunt montate toate celelalte componente hardware ale unui PC sau alt aparat electronic. Placile de baza reprezinta elementul de legatura dintre toate componentele sistemului.

In cel de-al treilea capitol am prezentat placa de baza. Placa de baza conține conexiunile electrice pentru comunicarea cu celelalte componente ale sistemului. Pe placa de baza se conecteaza unitatea centrala de prelucrare și alte subsisteme și dispozitive electronice.

2

O componenta importanta a placii de baza este suportul pentru microprocesor chipset-ul, care are rolul de interfața intre microprocesor și magistrala de date intre diferitele componente externe. Acest chipset determina, intr-o masura, caracteristicile și capacitațile placii de baza.

Placile de baza moderne includ, cel puțin: o priza (socket) sau sloturi pentru microprocesor in care se pot instala unul sau mai multe microprocesoare, sloturi in care se instaleaza memoria sistemului (de obicei, in forma de module DIMM care conțin cipuri de memorie DRAM); un chipset, care constituie magistrala care face legatura intre microprocesor, memoria RAM și periferice; un chipset pentru memoria non-volatila (de obicei, memoria Flash pe placile de baza moderne) care conține sistemul de Firmware sau BIOS-ul; un ceas intern, care produce sincronizarea diverselor componente; sloturi pentru carduri de extindere (interfața pentru magistrala de date susținuta de chipset-uri); conectori de putere, care primesc energie electrica de la sursa de alimentare și o distribuie la microprocesor, chipset-uri, memoria RAM și la cardurile de extindere, placi grafice (de exemplu, GeForce 8 și Radeon R600) care necesita o putere mai mare decat poate oferi placa de baza.

Componentele placii de baza la PC-uri sunt: chipset (northbridge și southbridge), soclul (socket) microprocesorului, sloturi RAM, sloturi ISA, PCI, PCI-Express, cip BIOS, baterie BIOS, porturi USB, SATA, eSATA, PATA, Firewire, S/PDIF (analog, optic), headere USB, CD-IN, Firewire, S/PDIF.

Placile de baza contin mai multe tipuri de conectori si interfete. Interfetele cele mai cunoscute sunt: ISA (Industry Standard Arhitecture), PCI-X 2.0 (PCI eXtended), PCI-X 2.0, PCI-X 533, PCI Express, CNR (Communications Network Riser), AMR (Audio - Modem Riser), ACR (Advanced Comunication Riser).

Majoritatea producatorilo de placi de baza si a chipseturilor reinnoiesc BIOS-ul prin update-uri care se gasesc pe site-ul de internet al producatorului, ele cuprinzand diferite functii care ajuta la configurarea procesorului cat si posibilitatea de a instala procesoare aparute mai recent fata de data constructiei placii de baza, care lucreaza la viteze mai mari.

Placile de baza pot avea integrate pe ele și funcționalitați cum ar fi cele de la: placa de sunet, placa de rețea, placa video. In mod normal aceasta este o soluție comoda și ieftina. Pentru o funcționalitate de buna calitate și viteza se folosesc insa placi/cartele separate, care se conecteaza la placa de baza.

Placile de baza pentru PC-uri, de diverse dimensiuni: extended ATX, ATX, microATX, BTX, mini-ITX, nano-ITX, pico-ITX.

3

Daca procesorul este privit ca inima sistemului, atunci placa de baza poate fi considerata sistemul nervos al acestuia, responsabila pentru circulatia informatiei intre celelalte componente. Altfel spus, placa de baza este elementul care “leaga” intre ele celelalte elemente constitutive ale calculatorului si alcatuieste cu acestea un tot functional. In general, placa de baza nu va face sa creasca viteza sistemului, dar este esential sa fie stabila pentru ca acest lucru poate afecta comportamentul intregului calculator.

In finalul lucrarii am prezentat „Bibliografia” ce contine manualele de specialitate din care am extras material pentru lucrarea de specialitate pe care am prezentat-o.

4

Cap.II SISTEME DE CALCUL

II.1. Tipuri de sisteme de calcul

In cea mai simpla forma a sa, un sistem de calcul consta din cinci parti principale functionale: blocurile de intrare si iesire, memoria de date, memoria program, unitatea aritmetica/logica de calcul (CPU), asa cum se arata in figura 1. Unitatea de intrare accepta informatia codificata de la operatorii umani, de la dispozitive electromagnetice, sau de la alte computere conectate la ea prin linii de comunicatie digitale. Informatia este stocata in memorie pentru a fi referita ulterior sau este tratata imediat de catre unitatea aritmetica si logica realizand operatia dorita. Pasii de procesare sunt determinati de un program ce se afla stocat in memorie. In final rezultatele sunt trimise inapoi in lumea exterioara cu ajutorul unitatii de iesire.

Fig.1 Arhitectura unui sistem de calcul

Exista numeroase clasificari ale sistemelor de calcul. Cea prezentata in continuare urmareste cu preponderenta aspectele functionale ale acestora.

Calculatoarele electronice se pot clasifica dupa: tip - exista calculatoare numerice (cele uzuale), in care

informatiile se reprezinta prin numere sau calculatoare analogice, in care informatia se reprezinta prin marimi fizice (de exemplu: lungime, arie, tensiune).

5

Ultimele sunt compuse din dispozitive elementare care efectueaza anumite operatii si sunt conectate astfel incat sa rezolve problemele dorite.

capacitate - se masoara numarul de operatii care pot fi efectuate intr-o unitate de timp (viteza de lucru) si volumul de date care se pot retine in memoria interna.

destinatie - exista calculatoare universale, care rezolva tipuri variate de probleme sau calculatoare specializate in rezolvarea unui anumit tip de problema, cum ar fi de exemplu, editarea de texte sau un proces tehnologic.

arhitectura (modul de structurare a componentelor) - in evolutia cronologica a calculatoarelor electronice se remarca cateva configuratii principale:

-sistemele de calcul independente, reprezentate de sistemele medii-mari (corespunzatoare generatiei a treia de calculatoare), minicalculatoare, microcalculatoare si supercalculatoare;

-sisteme de calcul cuplate la procese tehnologice; -sistemele de calcul formate din mai multe calculatoare

interconectate – retelele de calculatoare. Componentele unui sistem de calcul (calculator) compatibil

IBM-PC pot fi clasificate in doua categorii:- componente hardware (elementele fizice, mecanice,

electronice care se regasesc in structura unui sistem de calcul);- componente software (elementele logice, programele care

se executa pe un sistem de calcul).Sisteme de tip centru de calcul (sisteme medii-mari) au

aparut dupa anii '50, avand un cost ridicat si dimensiuni apreciabile. Componentele lor fiind dispuse in una sau mai multe incaperi care alcatuiau un centru de calcul. Erau sisteme neinteractive, adica nu exista un dialog intre utilizator si calculator: un operator uman realiza interfata dintre calculator si utilizatori. Acesta lansa in lucru calculatorul si ii supraveghea activitatea, ceea ce era necesar fiindca sistemul de operare al acestor calculatoare era destul de complicat si necesita lansarea in executie de catre operator, conform configuratiei dorite. Operatorul era cel care introducea programele pe cartele in cititorul de cartele; in urma executiei fiecarui program se obtinea un listing care era returnat utilizatorului. Astfel, corectarea unor erori de compilare putea dura uneori cateva zile.

Totusi, trebuie remarcat faptul ca in sistemul de operare (SIRIS) era implementat conceptul de multiprogramare: la un moment dat in memoria calculatorului se gaseau de obicei mai multe programe ale utilizatorului, la care unitatea centrala lucra

6

pe rand, in cuante de timp bine determinate. Operatiile de intrare-iesire sunt gestionate de un procesor specializat – unitatea de schimburi multiple – care permite unitatii centrale sa continue executia altor programe aflate in memorie in timpul desfasurarii unei operatii de citire/scriere intr-un anumit program. Erau calculatoare pe 32 de biti, adica o instructiune masina prelucrata de unitatea centrala avea aceasta dimensiune. Dintre reprezentantii sistemelor medii-mari amintim: IBM-360 si familia de calculatoare romanesti FELIX (C 256, 512, 1024 - dupa capacitatea memoriei interne).

Minicalculatoarele au aparut dupa 1970, avand costuri ridicate; numele lor provine din formularea "configuratie minima de calcul". Erau sisteme interactive – utilizatorii aflati in fata unor terminale se aflau in dialog cu calculatorul - si multiutilizator: la un moment dat mai multi utilizatori (cateva zeci sau chiar cateva sute) putea folosi calculatorul prin intermediul terminalelor. Aceasta caracteristica impune un sistem de operare (numit RSX) performant, care sa poata gestiona la un moment dat programele mai multor utilizatori si sa ofere mecanisme de protectie a memoriei (sa nu se suprapuna mai multe programe in aceeasi zona de memorie). In situatia in care programele utilizatorilor, impreuna cu soft-ul accesat de ele, nu incapeau simultan in memorie, erau evacuate temporar pe un disc magnetic (mecanism de swap). Sistemul de calcul lucra deci in regim de multitasking (multiprogramare): desi la un moment dat era executat un singur program, printr-o politica de servire a tuturor utilizatorilor, acestia aveau acces pe rand la resursele sistemului. Exista diversi algoritmi de servire a programelor care se gasesc in memoria interna in diverse stari (eventual in cursul unui proces de citire sau scriere de date de la/la un dispozitiv periferic) “asteptand” sa fie lansate in continuare in executie. Daca sistemul de calcul nu era solicitat la un moment dat de un numar prea mare de utilizatori, acestia puteau avea impresia ca sunt unicii beneficiari ai resurselor de calcul.

Pentru structurarea informatiilor utilizatorilor aflate sub forma de fisiere pe suporturile magnetice, apare notiunea de director (repertoar de fisiere). Existau doar doua niveluri de directoare, spre deosebire de directoarele arborescente din UNIX si DOS.

Programarea pe minicalculatoare era mai anevoioasa decat pe microcalculatoarele care au aparut ulterior din cauza unei insuficiente dezvoltari a produselor soft destinate programarii: procesele de editare, compilare, link-editare si executie a programelor erau realizate separat, prin aplicatii independente,

7

care necesitau adesea o cantitate destul de mare de memorie disponibila iar aceasta conditie putea fi adesea mai dificil de indeplicit in conditiile in care multi utilizatori exploatau simultan sistemul de calcul. Mediile de programare, specifice diverselor limbaje, care inglobeaza facilitati pentru toate etapele de realizare a programelor, inclusiv cea de depanare (corectare a erorilor de conceptie) au aparut mai tarziu, pentru microcalculatoare.

Din punctul de vedere al arhitecturii, caracteristica pentru minicalculatoare este existenta unei "magistrale de informatii", numite BUS, prin intermediul careia se realizeaza comunicarea intre procesor, memorie, terminale (un rol special il are terminalul operatorului) si alte periferice. Comunicarile sunt arbitrate de controler-ul de BUS, care preia astfel functiile canalului de intrare-iesire. Acesta da dreptul de initiere a unei comunicari de catre o entitate conectata la BUS cu o alta, in functie de prioritatea asociata primeia.

Minicalculatoarele lucrau pe 16 si 32 de biti. Dintre reprezentantii lor amintim: VAX 8600, VAX 8650, PDP 11 si calculatoarele romanesti CORAL si INDEPENDENT.

Evolutia minicalculatoarelor a condus la sisteme multiutilizator mai performante, care pot fi exploatate simultan de mai multe sute sau chiar mii de utilizatori – acestea sunt referite in literatura de specialitate sub numele de mainframes. Din punctul de vedere al performantei, ele se apropie cel mai mult de supercalculatoare, la celalalt pol gasindu-se calculatoarele personale. Totusi, se poate spune ca diferentele intre minicalculatoarele mari si mainframe-urile mici nu sunt sesizabile.

Microcalculatoarele sunt calculatoare a caror unitate centrala este un microprocesor. Primele microprocesoare au aparut in anii '70 dar s-au dezvoltat mai ales in anii '80 si continua sa evolueze; ele lucreaza pe 8, 16, 32 sau 64 de biti (cazul calculatoarelor folosite in prezent). Sunt sisteme interactive, monoutilizator (la un moment dat sunt exploatate de un singur utilizator). Microcalculatoarele s-au raspandit curand ca urmare a evolutiei tehnologiei care a redus foarte mult costurile lor de fabricatie. De alftel, aceste costuri sunt in continua scadere iar performantele evolueaza tot mai mult.

Primele microcalculatoare au fost calculatoare personale familiale: Sinclair Spectrum, Commodore sau cele romanesti Prae, aMIC, HC, TIMS, Cobra. Aceste calculatoare puteau lucra direct in limbajul Basic fiindca memoria lor interna cuprindea o parte care nu se stergea in absenta curentului electric si in care utilizatorul nu putea scrie (ROM), unde era inregistrat din fabricatie un

8

interpretor Basic (un program care traduce in limbaj masina si executa fiecare instructiune, o data ce aceasta a fost scrisa). Cel mai uzual periferic al acestor calculatoare era casetofonul, a carui fiabilitate lasa uneori de dorit.

Ulterior au aparut calculatoarele personale (PC) profesionale. Dintre primele microcalculatoare profesionale romanesti amintim: M18, M118, CUBZ, M216 (de remarcat ca acesta din urma putea lucra atat sub sistemul de operare CP/M, cat si sub DOS); ulterior a aparut familia Felix PC. Pe plan mondial amintim calculatoarele Apple MacIntosh, cu o interfata foarte prietenoasa cu utilizatorul, create mai ales pentru neprofesionisti si calculatoarele de tip IBM PC, care au inregistrat o evolutie tehnologica de-a dreptul spectaculoasa, bazata in principal pe evolutia microprocesoarelor (cele mai cunoscute sunt realizate de firma Intel). Cresterea performantelor tehnice a fost indeaproape urmata de evolutia soft-ului, intr-o spirala din ce in ce mai dinamica.

Pentru calculatoarele personale cu performante ridicate, care sunt dotate cu cate un microprocesor mai puternic si un monitor de calitate inalta, cu facilitati grafice deosebite, se foloseste uzual denumirea de statii de lucru (“workstations”). Cele mai cunoscute statii de lucru au fost create de firmele SUN, Hewlett-Packard si DEC. Statiile de lucru se folosesc uzual pentru aplicatii profesionale, dezvoltare de soft, probleme care necesita facilitati grafice performante, cum ar fi proiectarea inginereasca si pot fi conectate in retele de calculatoare. Treptat insa, calculatoarele personale de tip MacIntosh si PC au ajuns la performante similare cu ale statiilor de lucru, astfel incat diferentele dintre cei doi termeni care desemneaza microcalculatoare s-au estompat.

Cel mai raspandit sistem de operare al microcalculatoarelor este DOS, care are la baza primul sistem de operare al microcalculatoarelor, CP/M, imbunatatit cu principii din UNIX (cum ar fi structura arborescenta a directoarelor). Datorita mediilor de programare, calculatoarele personale au devenit instrumente de lucru mai convenabile pentru informaticieni. In plus, mai ales in ultimul deceniu, produsele soft au evoluat foarte mult, dezvoltandu-si o interfata din ce in ce mai accesibila, care a atras tot mai mult si utilizatorii neprofesionisti. In acest sens, exemplul sistemelor Windows, devenite si ele din ce in ce mai performante, este foarte concludent. Astfel, calculatoarele personale au devenit un instrument de prelucrare a informatiei larg utilizat atat pentru prelucrari de birotica, cat si pentru aplicatii profesionale. Adesea, pentru crearea de sisteme de calcul cu performante mai ridicate

9

si un cost relativ redus, se opteaza pentru conectarea calculatoarelor personale in retele de calculatoare.

Supercalculatoarele au o memorie interna si o viteza de lucru foarte mari: pot executa pana la cateva sute de milioane de instructiuni pe secunda, fiind cele mai rapide tipuri de calculatoare. De obicei sunt utilizate pentru aplicatii specifice, care necesita calcule matematice complexe, mari consumatoare de timp si memorie, cum ar fi, de exemplu, grafica animata, prognozele geologice sau meteorologice, probleme complexe de fizica pentru care se doreste aplicarea unor algoritmi matematici rigurosi. Cel mai cunoscut tip de supercalculator este CRAY. Supercalculatoarele lucreaza pe 32 si 64 de biti si au o arhitectura performanta, neingradita de principiile clasice (de exemplu, sisteme multiprocesor – cu mai multe unitati centrale). In SUA exista un institut specializat pe cercetari in domeniul supercalculatoarelor, numit NCSA (National Center for Supercomputer Applications).

Pentru arhitectura calculatoarelor multiprocesor se foloseste conceptul de arhitectura paralela: mai multe procesoare sunt interconectate pentru realizarea acelorasi sarcini. Procesoarele pot sa realizeze in acelasi timp secvente de operatii independente, pentru ca apoi rezultatele intermediare obtinute sa fie combinate corespunzator. In mod obisnuit, exista un procesor principal, numit master, care le coordoneaza pe celelalte, dandu-le spre executie sarcini independente din programul utilizatorului sau punandu-le in asteptare.

Sistemele proiectate ca arhitecturi paralele pot fi clasificate: dupa fluxurile de date si de instructiuni in sisteme cu: un flux

de instructiuni si un flux de date, un flux de instructiuni si mai multe fluxuri de date, mai multe fluxuri de instructiuni si un flux de date sau mai multe fluxuri de instructiuni si mai multe fluxuri de date;

dupa numarul de procesoare (granularitatea): zeci de procesoare autonome conectate ("ferme") sau sute, pana la zeci de mii de procesoare conectate in paralel ("cuburi");

dupa modul de folosire a memoriei interne de catre procesoare: partajate sau proprii. Dezvoltarea algoritmilor paraleli, adica studierea

posibilitatilor de descompunere a algoritmilor in secvente care sa poata fi executate independent sau chiar conceperea de noi algoritmi paraleli constituie o directie noua si fertila a informaticii. Un algoritm de rezolvare a unei probleme va fi mai rapid daca este implementat intr-o versiune paralela si executat pe o masina

10

paralela (operatiile independente se executa in paralel, dupa care rezultatele obtinute se combina).

Calculatoarele de proces controleaza procese tehnologice sau diverse analize experimentale asistate de calculator, prelucrand informatii numerice sau analogice despre procesul studiat si furnizand iesiri numerice sau analogice cu rol de reglare a procesului. Pentru comunicarea intre calculator si procesul despre care se culeg informatii si respectiv la care trebuie sa ajunga iesirile generate de calculator exista o interfata capabila sa converteasca informatii analogice in numerice si invers.

Aceste sisteme de calcul functioneaza in timp real, adica timpul de raspuns al calculatorului este compatibil cu constantele de timp ale procesului gestionat. Se pot face lesne analogii cu un proces chimic, in care modificarea defavorabila a unui parametru trebuie sa fie rapid remarcata si remediata de calculatorul de proces sau cu sistemele de calcul aplicate in medicina, biochimie si fizica (de exemplu, acceleratoarele de particule sunt controlate si ele de calculatoare de proces).

Un calculator de proces exercita functii de control si comanda/reglare asupra procesului pe care il conduce, in sensul supravegherii lui si a prelucrarii datelor de proces culese, respectiv al schimbarii starii acestuia in caz ca prin prelucrarea informatiilor culese se constata ca acest lucru este necesar.

Cap.III PLACA DE BAZA

III.1. Notiuni generale

Placa de baza (motherboard) este o componenta hardware de obicei complexa pe care sunt montate toate celelalte componente hardware ale unui PC sau alt aparat electronic. Placile de baza reprezinta elementul de legatura dintre toate componentele sistemului.

Placa de baza conține conexiunile electrice pentru comunicarea cu celelalte componente ale sistemului. Pe placa de baza se conecteaza, unitatea centrala de prelucrare și alte subsisteme și dispozitive electronice.

11

Un exemplu tipic de computer desktop are microprocesor, memorie RAM și alte componente esențiale conectate la placa de baza. Pot fi atașate și alte componente, cum ar fi dispozitive externe de stocare, controlere pentru placa video, placa de sunet și alte dispozitive periferice, deși calculatoarele moderne au integrate toate aceste periferice.

O componenta importanta a placii de baza este suportul pentru microprocesor chipset-ul, care are rolul de interfața intre microprocesor și magistrala de date intre diferitele componente externe. Acest chipset determina, intr-o masura, caracteristicile și capacitațile placii de baza.Placile de baza moderne includ, cel puțin: o priza (socket) sau sloturi pentru microprocesor in care se pot

instala unul sau mai multe microprocesoare. Exista și cazuri in care microprocesorul este lipit direct la placa de baza;

sloturi in care se instaleaza memoria sistemului (de obicei, in forma de module DIMM care conțin cipuri de memorie DRAM);

un chipset, care constituie magistrala care face legatura intre microprocesor, memoria RAM și periferice;

un chipset pentru memoria non-volatila (de obicei, memoria Flash pe placile de baza moderne) care conține sistemul de Firmware sau BIOS-ul;

un ceas intern, care produce sincronizarea diverselor componente;

sloturi pentru carduri de extindere (interfața pentru magistrala de date susținuta de chipset-uri);

conectori de putere, care primesc energie electrica de la sursa de alimentare și o distribuie la microprocesor, chipset-uri, memoria RAM și la cardurile de extindere, placi grafice (de exemplu, GeForce 8 și Radeon R600) care necesita o putere mai mare decat poate oferi placa de baza - deci sunt conectori suplimentari pentru a le atașa direct la sursa de alimentare. (Exista și unitați de disc conectate la sursa de alimentare prin intermediul unor conectori speciali.)

Fig.2 Placa de baza Octek Jaguar V

12

Placa de baza Octek Jaguar V din 1993 are 6 sloturi ISA periferice. In plus, aproape toate placile de baza includ programe și conectori pentru a sprijini dispozitivele utilizate pentru intrare, cum ar fi doi conectori PS pentru mouse și tastatura.

Avand in vedere puterea mare de calcul a microprocesoarelor de mare viteza și a componentelor, placile de baza moderne includ aproape intotdeauna radiatoare și puncte de montare ventilatoare pentru a disipa excesul de caldura.

III.2. Componentele placilor de baza

Componentele placii de baza la PC-uri sunt: chipset (northbridge și southbridge), soclul (socket) microprocesorului, sloturi RAM, sloturi ISA, PCI, PCI-Express, cip BIOS, baterie BIOS, porturi USB, SATA, eSATA, PATA, Firewire, S/PDIF (analog, optic), headere USB, CD-IN, Firewire, S/PDIF.

Fig.3 Placa de bazaPlacile de baza contin mai multe tipuri de conectori si

interfete. Interfetele cele mai cunoscute sunt:-ISA (Industry Standard Arhitecture)- Pe cale de disparitie, ce

functioneaza la 16 MHz si este folosita de placi grafice, placi de sunet si modemuri mai vechi; PCI (Peripheral Connection Interface)-Interfata cea mai cunoscuta, functioneaza la 33 MHz si este folosita de placi grafice, placi de sunet, modemuri, convertoare, controllere etc.relativ noi, ea fiind proiectata de Intel si ofera capabilitati PnP(Plug and Play), el impartind adresele IRQ (Intreruped Request) eliminand astfel problema cauzata de numarul limitat de IRQ dintr-un calculator;

-PCI-X 2.0 (PCI eXtended) - PCI-X 2.0 este o noua versiune PCI dezvoltata de IBM si HP. PCI-X 533 ofera o latime de banda pana la 4.3 GB pe secunda, de 32 de ori mai rapid decat prima

13

generatie PCI. De mentionat este compatibilitatea completa hardware si software cu PCI;

-PCI Express (Preconizat sa apara anul viitor) - permite o comunicare directa printr-o legatura dedicata. In acest fel dispare nevoia de impartire a latimii de banda; AGP (Accelerated Graphics Port) 1x/2x/4x/8x - Interfata pentru placi grafice moderne, functioneaza la 66 MHz in mod 1x, 133 MHz in mod 2x, 266 MHz in mod 4x si 533 MHz in mod 8x;

-CNR (Communications Network Riser) - Interfata pentru realizarea de retele de tip LAN;

-AMR (Audio - Modem Riser) - pentru conectarea de modemuri speciale;

-ACR (Advanced Comunication Riser) - versiunea mai noua a AMR.

Ultimele interfere prezentate (CNR, AMR, ACR) sunt o solutie destinata calculatoarelot entry-level (pret scazut-performanta medie), se folosesc placi speciale ce nu suporta tehnologia PnP si utilizeaza software pentru a emula anumite functii hardware.

De asemenea, fiecare placa de baza are conectori IDE, la care se conecteaza hard-diskuri, CD-ROM-uri/ CD-Writere etc. Aceste mai sunt numite si controlere Ultra-DMA, viteza la care lucra acest controler influenteaza viteza cu care sunt copiate datele de pe Hard Disk, implicit citirea datelor se fac mult mai repede.

Aceste controlere au viteze 33 Mb/s (Ultra-DMA 33), 66 Mb/s (Ultra-DMA 66), 100 Mb/s (Ultra-DMA 100) si 133 Mb/s (ATA 133 acesta fiind si ultimul model aparut pe piata). Noile placi de baza mai au si un nou tip de legatura care este Serial ATA RAID(0), Serial ATA RAID(0/1) astfel se conecteaza doua HDD (Hard Disk Drive) in S-ATA Raid astfel dublanduse performantele de citire/scriere.

Placa de baza mai contine si interfete pentru memoria RAM (tip SIMM, DIMM, sau RIMM) acestea fiind module de memorie RAM care opereaza la diferite viteze, avand rate de acces diferite (calculate in ns, nanosecunde) si la placile de baza mai noi se pot pune 2 module de memorie in Dual Channel astfel ridicand viteza de lucru si rata de acces cu cel putin 65% si de asemenea memoria nevolatila de tip ROM (Read-Only Memory) ce contine informatiile elementare ale sistemului numita BIOS (Basic Input-Output System). Memoria BIOS contine la randul ei memoria CMOS care este modificabila. BIOS-ul este un program situat in Flash Memory chip pe placa de baza, el nu se pierde cand calculatorul este stins sau restartat, el mai fiind numit si program

14

de boot, el fiind singurul canal pentru circuitul hardware care comunica cu sistemul de operare.

Principala sa functie este aceea de a ajuta setup-ul placii de baza cat si parametrii celorlalte card-uri, incluzand parametrii simplii cum ar fi timpul, data, HDD-ul cat si functii mai complexe cum ar fi sincronizarea hardware, modul de operare a componentelor, cat si setarile procesoarelor. Calculatorul va opera normal sau la putera maxima doar daca parametrii sun corect si optimal setati in bios.

Majoritatea producatorilor de placi de baza si a chipseturilor reinnoiesc BIOS-ul prin update-uri care se gasesc pe site-ul de internet al producatorului, ele cuprinzand diferite functii care ajuta la configurarea procesorului cat si posibilitatea de a instala procesoare aparute mai recent fata de data constructiei placii de baza, care lucreaza la viteze mai mari.

Incorporate pe placa de baza mai sunt si porturile seriale (denumite COM (de la communication) 1 (cu 9 pini) si 2 (cu 24 de pini)) - pentru mouse/fax modem extern, portul LPT (line printer) - pentru imprimante/scannere/plottere, porturile USB (Universal Serial Bus) 1.0 sau 2.0 pentru camere video/ scannere/ aparate foto digitale, porturile Fire-Wire, pentru conectarea de dispozitive prin infrarosu (denumite de IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) IEEE 1394), ultimul model in ceea ce priveste dispozitivele prin infrarosu fiind tehnologia Blue-Tooth (Standard pentru PAN, Personal Area Network, fiind folosit pentru comunicarea wireless casnica sau de birou si foloseste o banda de 2.4 Ghz la 720 Kbps, raza de actiune este de aproximativ 9.144 metri), incorpoarat in telefoanele celulare (Nokia) care permit intrare pe internet fara a avea un modem. De asemenea porturile COM, LPT, USB, USB 2.0 si Fire-Wire permit realizarea de retele prin intermediul lor.

Un chipset se refera la un grup de circuite integrate, sau cipuri, fabricate pentru a lucra impreuna. In cele mai multe cazuri, acestea sunt fabricate intr-un singur produs.

In industria calculatoarelor, termenul de chipset este comun pentru referirea la un set specializat de cipuri pe microprocesorul unui calculator și la referirea unei perechi specifice de cipuri pe placa de baza. Exista doua categorii de chipset-uri:

Chipset grafic. Este componenta principala a placii video, coordonand activitatea placii. Un chipset grafic este caracterizat de frecvența de funcționare, lațimea bus-ului de transfer catre memoria grafica și abilitatea acestuia de a executa instrucțiuni specifice. Principalii producatori de

15

chipset-uri grafice pentru PC-uri includ NVIDIA, AMD(prin achiziționarea firmei ATi), Intel etc.

Chipset-ul placii de baza. Pentru placa de baza, chipset-ul reprezinta componenta principala, influențand foarte mult performanța placii de baza. Este coordonatorul componentelor esențiale din sistem, prin urmare, performanțele chipset-ului placii de baza condiționeaza performanța configurației. Are doua componente principale, northbridge și southbridge, ambele indeplinind funcții distincte.Conexiunea dintre aceste doua parti ale chipsetului (de dorit

cat mai rapida) este implementata diferit de catre diversii producatori (de exemplu VIA a implementat tehnologia V-Link, SiS a implementat tehnologia MuTIOL etc.). In alegerea unui chipset, in afara de indicii de performanta evidenti cu care se prezinta fiecare, mai trebuie tinut cont si de facilitatile suplimentare oferite, de exemplu video sau sunet integrat, caz in care nu mai aveti nevoie de componente separate pentru subsistemul video sau audio.

Totuși, de reținut ca soluțiile "integrate" in chipset, nu vor egala ca performanța componentele separate, "dedicate". Principalii producatori de chipset-uri pentru placi de baza sunt pentru platforma Intel: Intel, VIA, NVIDIA, ATi și SiS, iar pentru platforma AMD: NVIDIA, VIA, ATi, ALi și SiS.

Placile de baza pot avea integrate pe ele și funcționalitați cum ar fi cele de la: placa de sunet, placa de rețea, placa video. In mod normal aceasta este o soluție comoda și ieftina. Pentru o funcționalitate de buna calitate și viteza se folosesc insa placi/cartele separate, care se conecteaza la placa de baza.

III.3. Tipuri de placi de baza

Placile de baza pentru PC-uri au diverse dimensiuni: extended ATX, ATX, microATX, BTX, mini-ITX, nano-ITX, pico-ITX.

Placa de baza gazduieste procesorul pe ceea ce se cheama ori SLOT, ori Socket. Exista o multitudine de SLOT-uri/Socket-e in functie de procesorul dorit, dupa cum urmeaza:

AMD K6/P MMX/Cyrix M II – Socket 7; AMD K6-2/K6-3 – Socket Super 7; Intel Celeron A – Socket 370 PPGA (Plastic Pin Grid Array); Intel Pentium II Klamath – Socket 7; Intel Pentium II Deschutes – SLOT 1;

16

Intel Pentium III Katmai – SLOT 1; Intel Pentium III Coppermine – Socket 370 FCPGA (Flip Chip

Pin Grid Array); Intel Celeron II – Socket 370 FCPGA; AMD Athlon – SLOT A (FSB 100-166 Mhz) AMD Athlon (Thunderbird) – (FSB 100-166 Mhz); AMD Duron – Socket A (FSB 100-166 Mhz ); AMD Duron (Morgan) – Socket A(FSB 100-166 Mhz ); AMD Athlon XP (Palomino) – Socket A (FSB 100-266 Mhz); Intel Celeron P4 – Socket 478 (FSB 400 Mhz); Intel Pentium 4 – Socket 478/ Socket 423 (FSB 400-800Mhz,

respectiv 1000 Mhz pentru procesoarele Intel P4 Canterwood).In lume sunt foarte multi producatori de placi de baza, cele

mai cunoscute nume sunt Intel, Abit, SiS, MSI, Soyo, Asus, Soltek etc., multe dintre ele folosind chipset-uri Intel, Via sau SiS viteza lor de functionare (FSB-ul) variind de la un producator la altul dar in concordanta cu tipul de procesor ce urmeaza a fii instalat pe placa de baza. Lider mondial in tehnologia placilor de baza este Intel dar pretul ridicat o fac sa fie achizitionata doar de un anumit segment de cumparatori, insa stabilitatea sistemului care o incorporeaza este perfecta. De aceea multa lume la achizitionarea unui sistem isi alege o placa de baza low-end (pret scazut- calitate scazuta). O moda noua care a invadat lumea pasionatilor de calculatoare este termenul de overclocking. Overcloking-ul este posibilitatea de a multiplica viteza de rulare a procesorului multiplicand voltajul procesorului din BIOS cat si frecventa de lucru prin anumiti multiplicatori suportati de placa de baza.

Incepand de anul acesta se face overclock si la placa video cat si la memoria RAM, bineinteles ca toate acestea ridica nivelul performantei dar in acelasi timp se produce o instabilitate a sistemului, daca se fac de catre un incepator, consecintele sunt destul de grave, de la arderea procesorului pana la arderea memoriei.

In continuare voi prezenta cateva modele de placi de baza cu tot cu datele tehnice, modele care se gasesc momentan pe piata romaneasca.

Pentru procesoarele Pentium 4 varful piramidei il constituie Abit IC7-G. Inima placii este formata de northbridge-ul Intel 875P la care s-a adaugat southbridge-ul ICH5R. Din aceasta combinatie ABIT IC7-G reuseste sa ofere suport pentru procesoarele Pentium 4 cu frecvente de bus de 400/533 si respectiv 800 Mhz. De asemena poate fi activata sau dezactivata optiunea hyper-

17

threading daca aceasta este prezenta in procesor. Memoria DDR400 poate fi instalata in cantitate de maxim 4GB in cele patru DIMM-uri ale placii. Cand un procesor cu FSB-ul la 800Mhz este folosit cu memorie DDR400 in dual-channel din BIOS putem activa PAT (Performance Acceleration Technology) care imbunatateste performanta sitemului. In BIOS-ul lui ABIT IC7-g PAT poate fi dezactivat sau poate avea valorile Turbo, Fast si Ultra, astfel folosirea celor mai agresive setari presupune existenta unor memorii de calitate. In slotul AGP 8x se pot monta placi video care se alimenteaza la 1.5V si 0.8V. Contoller-ul este produs de Intel si respecta specificatiile CSA (controller-ul este legat direct la northbridge, neingreunand transferul cu southbridge-ul).

Acesta suporta un maxim de opt porturi USB 2.0 si ofera suport nativ pentru doua canale IDE ATA100 si doua Serial ATA Raid (0). Abit a integrat pentru IC7-G un controler Fireware care permite un transfer maxim de 400 Mb/s. Pe placa mai gasim doi conectori Serial ATA care pot fi cuplati in RAID (0/1) prin chip-ul Silicon Image PCI, codecul audio este RealTek ALC650 cu sase canale. Achizitionarea unei placi de baza cu chipset Intel Canterwood se justifica doar daca procesorul detine FSB-ul la 800 Mhz si daca folosim memorie DDRAM 400. In urmatorul tabel sunt cateva din datele tehnice ale acestei placi de baza.

Socket/Chipset/FSB Socket478/ I875p+ICH5R/800MhzSloturi 1 AGP/ 5 PCIMemorie/Capacitate DDR400/4GBConectori 6xUSB2.9, 3xFrewire, Gigabite Lan

ATA/RAID 2x ATA 100/ 2xSerial ATA Raid(0/1)Extra Conectori USB si Firewire externiFSB/Multiplicatori Overclocking

100-412 Mhz/Da

Vcore / V Dimm / V AGP / V Chipset Overclocking

Da / Da / Da / Nu

Tabel 1 – Date tehnice placa de baza Abit IC7-G

In varful celeilalte piramide, adica platforma AMD se afla placa de baza MSI K7N2G-ILSR. K7N2G-ILSR este dotata cu un chipset nForce 2 Ultra 400Mhz, la care MSI a adaugat multe dotari pentru a o face mai atractiva. In pachetul lui K7N2G-ILSR gasim nici mai putin nici mai mult de patru placute de extensie. Acestea sunt: o placuta cu doi conectori USB 2.0 si patru leduri de diagnostica re , una cu doi conectori Firewire, una cu Tv-Out si

18

cea din urma cu conectori audio pentru patru canale suplimentare S/PDIF aut. Cablurile pentru Serial ATA nu au fost uitate, existand posibilitatea de a lega doua HDD in Serial ATA Raid(0), Serial ATA Raid(0/1), acestea fiind de modelul ATA 133, cu transfer de 133 Mb/s. Pentru controller-ul RAID Promise 20376 este livrat un manual de utilizare si o discheta cu driveri. InterVideo WinDVD este oferit ca bundle software. Optional MSI K7N2G-ILSR poate fi dotat cu un model BlueTooth. Capabilitatile de overclocking sunt foarte bune, in BIOS existand optiuni pentru modificarea parametrilor procesorului precum si voltajele memoriei si placii video. Stabilitatea in conditii de overclocking este excelenta. Memoria folosita pe aceasta placa de baza este DDR400 Mhz ea se poate instala in cantitate de 3 GB, avand si posibilitatea de conectare in Dual-Channel. In urmatorul tabel sunt cateva din datele tehnice ale acestei placi de baza.

Socket/Chipset/FSB Socket A/ nForce+MCP-T/ 333MhzSloturi 1 AGP/ 5 PCI/ 1 ACRMemorie/Capacitate DDR400/3GBConectori 6xUSB2.9, 3xFrewire, Lan

ATA/RAID 3x ATA 133/ 2xSerial ATA Raid(0/1)Extra TV-AUT, S/PDIF aut, SoundstormFSB/Multiplicatori Overclocking

100-200 Mhz/Da

Vcore / V Dimm / V AGP / V Chipset Overclocking

Da / Da / Da / Nu

Tabel 2 – Date tehnice placa de baza MSI K7N2G-ILSR

In concluzie, daca procesorul este privit ca inima sistemului, atunci placa de baza poate fi considerata sistemul nervos al acestuia, responsabila pentru circulatia informatiei intre celelalte componente. Altfel spus, placa de baza este elementul care “leaga” intre ele celelalte elemente constitutive ale calculatorului si alcatuieste cu acestea un tot functional. In general, placa de baza nu va face sa creasca viteza sistemului, dar este esential sa fie stabila pentru ca acest lucru poate afecta comportamentul intregului calculator.

19

BIBLIOGRAFIE

Peter Norton, “Calculatorul personal”, Editura Teora, Bucuresti, 2000

P. Borza, M. Dascalul, C. Gavrilescu, ”Calculatorul personal” Editura Tehnica, Bucuresti, 1999

Baruch, Zoltan Francisc – “Sisteme de intrare/iesire ale calculatoarelor”, Editura Albastra, Bucuresti, 2001

Baruch, Zoltan Francisc – “Structura sistemelor de calcul”, Editura Albastra, Bucuresti, 2002

Peter Norton – “Calculatorul personal”, Editura Teora, Bucuresti, 1999

20