Aplicații ale Informaticii

NOŢIUNI INTRODUCTIVE

1.1. CALCULATOARE NUMERICE

În funcţie de procedeul de reprezentare a informaţiei şi de suportul

fizic al informaţiei, calculatoarele au fost împărţite în: - calculatoare

analogice; - calculatoare numerice.

În sistemele de calcul analogice, informaţia este codificată sub

forma unor mărimi fizice (intensitatea curentului electric, tensiunea, etc).

Această teoreie a dus la apariţia calculatoarelor analogice care au constituit

o generaţie răspîndită pe la mijlocul secolului al XX-lea, generaţie

dispărută acum. Un exemplu de sistem analogic simplu este rigla

de calcul care foloseşte mărimea fizică spaţiu, operaţiile făcîndu-se prin

măsurarea distanţelor pe o scară logaritmică.

Spre deosebire de sistemele de calcul analogice sistemele de calcul

numerice codifică informaţia sub formă discretă (numerică).

Calculatorul numeric este un sistem fizic care prelucrează automat

informaţia codificată sub formă de valori discrete, conform unui program

ce indică o succesiune determinată de operaţii aritmetice şi logice,

avînd la bază un algoritm de prelucrare.

Datorită modului de realizare a componentelor constructive şi a

logicii de funcţionare a sistemelor de calcul numerice, informaţia este reprezentată

utilizînd baza de numeraţie 2. Codificarea binară folosită pentru

reprezentarea internă a informaţiei în sistemele de calcul determină natura

componentelor constructive care acţionează asupra acesteia.

Unitatea elementară de reprezentare a informaţiei este cifra binară,

care poate lua două valori: 0 sau 1. Aceasta poziţie binară furnizează o

cantitate de informaţie de 1 BIT (Binary Digit).

În funcţie de natura informaţiei ce se codifică şi de dispozitivele

care manevrează informaţia, în sistemele de calcul numerice, se utilizează

mai multe moduri de codificare a informaţiei. În toate cazurile, însă, este

vorba de o reprezentare binară a informaţiei.

1.2. SCHEMA VON NEUMANN

Structura unui calculator numeric a fost definită în anul 1945

de către von Neumann.

Figura 1.1. Schema von Neumann a calculatorului numeric

În figura 1.1 liniile continue reprezintă fluxuri de date, liniile întrerupte

reprezintă fluxuri de comenzi şi de stări, iar dreptunghiurile blocuri

funcţionale: - unitatea de intrare (UI) este destinată acceptării de informaţii

din mediul extern (tastatură, scanner, joystick, mouse etc.) <0b>;

- memoria (M) permite stocarea datelor în scopul prelucrării; - unitatea

aritmetica logică (UAL) efectuează calcule aritmetice şi operaţii logice;

- unitatea centrală (UC) este componenta care coordonează întreaga activitate

din sistemul de calcul; - unitatea de ieşire (UE) permite transferarea

informaţiilor în mediul extern (monitorul, imprimanta, etc).

1.3. INTERACŢIUNEA HARDWARE - SOFTWARE

Un sistem de calcul electronic reprezintă un ansamblu funcţional

destinat stocării şi prelucrării informaţiei. Pentru realizarea acestor scopuri

el este format din două mari subsisteme: - subsistemul hardware (hard-ul)

reprezintă partea de echipament a sistemului de calcul (partea „tare“);

- subsistemul software (soft-ul) reprezintă partea de programe a sistemului

de calcul (partea „moale“). Tot în partea de programe sînt cuprinse

şi structurile de date. Informaţiile codificate, memorate sau prelucrate

într-un sistem de calcul, poartă numele de date.

Operaţiile ce se pot executa asupra informaţiilor într-un sistem de calcul

sînt: - preluarea informaţiilor din mediul extern; - stocarea informaţiilor

în mediile de memorare; - prelucrarea informaţiilor stocate; - extragerea

informaţiilor stocate; - livrarea informaţiilor în mediul extern.

Preluarea informaţilor din mediul extern se face cu ajutorul unor

echipamente specializate (tastatură, scanner, mouse etc.). Prelucrările

ce se pot efectua asupra informaţiei preluate din mediul exterior şi stocate

în mediile de memorare sînt: - calcule; - operaţii de reorganizare a

informaţiei; - operaţii de căutare a informaţiei; - operaţii de editare,

adică modificarea conţinutului sau aspectului informaţiei.

Livrarea informaţiilor stocate către mediul exterior este efectuată tot

cu ajutorul unor echipamente specializate (terminal video, imprimantă, difuzor

etc). Fiecare dispozitiv ce intră în alcătuirea unui sistem de calcul are

un format propriu de reprezentare a informaţiei pe care o manevrează