Bazele Informaticii

Arhitectura generală a sistemelor de prelucrare a datelor

Denumirea informatică de arhitectură se referă la structura si componentele fizice ale unui sistem de prelucrare a datelor.

Sistemele electronice de calcul sunt capabile să rezolve probleme complexe. Pentru a da rezultatele unei probleme, trebuie să li se furnizeze datele asupra cărora se operează (date initiale) si succesiunea ordonată de operatii ce se execută asupra datelor (algoritm) sub forma unui program. Un program este alcătuit din instructiuni într-un limbaj de programare, adică descrie un algoritm de calcul într-un limbaj pe care calculatorul îl "întelege" (poate fi tradus în limbajul specific masinii).

COMPONENTELE SISTEMULUI

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) - care reprezintă partea de echipament a sistemului de calcul (partea "tare").

Subsistemul software (soft-ul) - care reprezintă partea de programe a sistemului de calcul (partea "moale"). Tot în partea de programe sunt cuprinse şi structurile de date. Informaţiile codificate, memorate sau prelucrate într-un sistem de calcul, poartă numele de date.

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 sunt:

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.

Prelucrarea datelor cu ajutorul calculatorului

Unitatea de comandă si unitatea de calcul alcătuiesc împreună unitatea centrală sau procesorul Conexiunile dintre aceste componente urmăresc buna functionare a sistemului. Pentru a realiza legătura dintre unitatea centrală si utilizator, apar dispozitive de introducere a datelor si extragere a rezultatelor; acestea se mai numesc echipamente de intrare-iesire sau dispozitive periferice.

UNITATEA ELEMENTARĂ DE INFORMAŢIE

Datorita modului de realizare a componentelor constructive şi a logicii de funcţionare a sistemelor de calcul numerice, informaţia este reprezentată utilizând baza de numeraţie 2. Codificarea binară folosită pentru reprezentarea internă a informaţiei în sistemele de calcul determină natura componentelor constructive care acţioneaza 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.

Categorii de informaţie

Din punct de vedere al utilizării ei, informaţia vehiculată în sistemul de calcul se împarte în două categorii:

datele (informaţia care se prelucrează);

programele (informaţia care arată cum se fac prelucrările).

Oricât de complexe ar fi prelucrările făcute asupra datelor, ele pot fi descompuse în operaţii primare, care pot fi realizate de componentele hardware ale sistemului de calcul. Operaţia de stocare a informaţiei binare poate fi realizată cu ajutorul unor componente hardware care, indiferent de fenomenul fizic pe care se bazează funcţionarea lor, au două stari stabile.

Operaţiile aritmetice elementare efectuate asupra informaţiei binare pot fi asimilate cu operaţiile logice, adică acele operaţii care lucrează cu termeni care pot lua două valori de adevăr.

Din acest motiv, circuitele fizice elementare care intră în alcătuirea unui sistem de calcul sunt circuite de tipul circuitelor logice, adică acele circuite a căror funcţionare poate fi descrisă printr-o funcţie logică.

Algebra logică sau algebra booleană (Alfred Bool) este acea ramură a matematicii care s-a dezvoltat mai ales în legatură cu evoluţia tehnicii de calcul electronic. Ea ne oferă aparatul matematic pe care se sprijină soluţiile constructive adoptate pentru realizarea sistemelor de calcul numerice.