bie_nou

1

UNIVERSITATEA “GEORGE BACOVIA” BACĂU

Bazele Informaticii Economice

Suport de curs

Conf. univ. dr. Andreia Melnic

Bacău 2005

2

Cuprins

Cuprins.......................................................................................................................................................... 2 Capitolul 1. Bazele teoretice ale informaticii economice.............................................................................. 4

1.1. Date, informaţii, cunoştinţe, entropie informaţională ................................................................ 4 1.2. Aspecte privind organizarea şi structura datelor ...................................................................... 11 1.3. Informatica şi informatica utilizatorului final .......................................................................... 25 1.4. Sisteme informaţionale şi sisteme informatice......................................................................... 28 Întrebări................................................................................................................................................... 36

Capitolul 2. Arhitectura sistemelor electronice de calcul........................................................................ 37 2.1. Componentele unui sistem electronic de calcul şi modul de funcţionare a acestuia ................ 37

2.1.1. Componentele hardware............................................................................................................ 38 2.1.2. Componentele software............................................................................................................. 41 2.1.3. Unitatea centrală - structură şi funcţionare................................................................................ 43 2.1.4. Principii de funcţionare a calculatoarelor electronice ......................................................... 49

2.2. Echipamente periferice şi suporturi de date ............................................................................. 51 2.2.1. Echipamente periferice de intrare........................................................................................ 52 2.2.2. Echipamente periferice de ieşire ............................................................................................... 56 2.2.3. Echipamente pentru citirea directă a documentelor .................................................................. 63 2.2.4. Echipamente periferice pentru redarea sunetelor ................................................................ 64 2.2.5. Echipamente şi suporturi pentru stocarea datelor............................................................... 67

2.3. Clasificarea sistemelor de calcul.............................................................................................. 81 Întrebări................................................................................................................................................... 87

Capitolul 3. Sisteme de operare .................................................................................................................. 88 3.1. Definiţie, caracteristici, componente, clasificare, funcţii ................................................................. 88

3.1.1. Definiţie .................................................................................................................................... 88 3.1.2. Caracteristicile sistemelor de operare.................................................................................. 89 3.1.3. Clasificarea sistemelor de operare....................................................................................... 91 3.1.4. Structura unui sistem de operare ......................................................................................... 94 3.1.5. Funcţiile sistemelor de operare............................................................................................ 96

3.2. Tehnici de exploatare a calculatoarelor............................................................................................ 99 3.2.1. Monoprogramarea ............................................................................................................... 99 3.2.2. Multiprogramarea.............................................................................................................. 100 3.2.3. Multiprelucrarea................................................................................................................ 100 3.2.4. Prelucrări pe loturi şi prelucrări SPOOLING.................................................................... 101 3.2.5. Prelucrări în timp real........................................................................................................ 101 3.2.6. Sisteme de lucru multiutilizator ........................................................................................ 102

Întrebări................................................................................................................................................. 102 Capitolul 4. Reţele de calculatoare............................................................................................................ 104

4.1. Definiţii şi categorii ....................................................................................................................... 104 4.2. Reţele locale de calculatoare.................................................................................................. 121 4.3. Protecţia şi securitatea în reţelele de calculatoare .................................................................. 124 4.4. Administrarea reţelei.............................................................................................................. 126

Capitolul 5. Produse-program utilizate în economie................................................................................. 127 5.1. Caracteristici generale.................................................................................................................... 127 1.2. Principii de utilizare specifice produselor program generalizabile ........................................ 128 1.3. Caracteristici de calitate ale produselor program generalizabile............................................ 129 1.4. Selecţia produselor program generalizabile şi evaluarea performanţelor acestora................. 130 1.5. Aspecte legislative privind protecţia produselor program...................................................... 132

Capitolul 6. Algoritmi şi tehnici de reprezentare .................................................................................. 135 6.1. Etapele rezolvării problemelor economice..................................................................................... 135 6.2 Algoritmi: Definiţie, proprietăţi, operaţiuni de bază................................................................... 137

6.2.1. Noţiunea de algoritm......................................................................................................... 137 6.2.2. Proprietăţile algoritmilor ................................................................................................... 138 6.2.3. Operaţiuni de bază în algoritmi ......................................................................................... 139

3

6.3. Tehnici de reprezentare a algoritmilor............................................................................................ 140 6.3.1. Scheme logice.................................................................................................................... 140 6.3.2. Pseudocoduri ..................................................................................................................... 149

Întrebări ................................................................................................................................................. 153 Bibiliografie............................................................................................................................................... 154

Bazele informaticii economice

4

Capitolul 1. Bazele teoretice ale informaticii economice

1.1. Date, informaţii, cunoştinţe, entropie informaţională

Dezvoltarea masivă a sistemelor informaţionale în ultimele decenii, dezvoltarea

tehnologică generală, deschiderea către comunicare concură la naşterea unei societăţi în interiorul căreia cantitatea de informaţie şi rolul acesteia cresc enorm. Nu poate deci surprinde faptul că termenul de societate informaţională câştigă tot mai mult teren. Aceasta reprezintă societatea în care cunoaşterea şi informaţia devin resursele strategice şi de înnoire ale societăţii, ele jucând rolul pe care îl aveau capitalul şi munca în societatea industrială. Societatea informaţională este societatea „în care majoritatea forţei de muncă se compune din cei care operează cu informaţii şi pentru care informaţia este elementul cel mai important”

1.

Ea este societatea secolului 21. Ea va trebui să creeze şi să asigure condiţii echitabile pentru toţi cetăţenii planetei, de a avea acces la informaţii şi cunoştinţe.

În acest context, informaţia devine de o importanţă vitală. Se face însă diferenţa între informaţie ca produs (apare astfel categoria de „intermediatori de informaţii” care se ocupă de ordonarea şi distribuţia informaţiilor prin cărţi, reviste, radio şi televiziune) şi informaţie ca mijloc de producţie (numărul celor care se ocupă de informaţii ca mijloc de producţie a crescut mult în ultimii ani, ei participând „la alcătuirea stocurilor interne de informaţii, necesare în activitatea continuă şi eficientă a oricărei întreprinderi sau instituţii”

2).

Dacă în anii ‘50 informaţia era văzută ca un rău necesar (paper dragon), o cerinţă birocratică, viziunea asupra informaţiei s-a schimbat de-a lungul timpului, ea trecând progresiv de la suport al scopurilor generale (perioada 1960-1970), la suport în controlul managerial (perioada 1970-1980), devenind în prezent o importantă resursă strategică cu rol în asigurarea supravieţuirii firmei

3, un agent hotărâtor al dezvoltării, fiind numită şi „petrolul

secolului XXI”.4

Datorită importanţei ei, informaţia a devenit o resursă la fel de valoroasă ca resursele umane, cele materiale sau financiare. Pregătirea şi organizarea unui sistem de informaţii necesare unei acţiuni coerente şi de succes au devenit pentru întreprinderea modernă la fel de însemnate ca producţia şi vânzarea. Stăpânirea informaţiilor necesare şi utile deciziei înseamnă de fapt selectarea şi utilizarea datelor obţinute din gestiunea internă şi în al doilea rând capacitatea de a le compara cu cele provenite din mediul concurenţial pentru a evidenţia ceea ce are un caracter de durată şi strategic de ceea ce este neesenţial. Gestionarea acestei resurse, numită informaţie, reprezintă o preocupare primordială în întreprinderile moderne. 1 Rogers, E.M., Communication Technology; the new media in society, 1986, p.10, citat în Van Cuilenburg, J.J., Scholten, O., Noomen, G.W., Ştiinţa comunicării, Versiune românească de Tudor Olteanu, Editura Humanitas, Bucureşti, 1998, p.54 2 Van Cuilenburg, J.J., Scholten, O., Noomen, G.W., Op. cit., p. 55 3 Laudon, K.C., Laudon, J.P., Management Information System. A Contemporary Perspective, Second Edition, Macmillan Publishing Company, New York, 1991 4 Stoica, I., Informaţie şi cultură, Editura Tehnică, Bucureşti, 1997, p. 12


5

Astfel, au apărut în structura organizatorică a întreprinderii compartimentele specializate de culegere, prelucrare şi distribuire a informaţiilor, responsabilii acestor compartimente fiind de multe ori manageri de nivel înalt.

Informaţia ca noţiune este foarte veche. Ea este utilizată cu diferite semnificaţii: suport al cunoştinţelor umane, unitate de măsură în informatică (biţi), ştire, noutate etc. Sensurile noţiunii de informaţie sunt mult discutate şi interpretate de către o disciplină sau alta.

Noţiunea de informaţie este complexă şi de mare generalitate, toate ştiinţele operând cu informaţii ca elemente ale cunoaşterii senzoriale sau raţionale. Cunoaşterea umană, transmiterea cunoştinţelor vehiculează informaţii.

În sens larg, informaţia este noţiunea prin care se defineşte fiecare din elementele noi conţinute în semnificaţia unui simbol sau grup de simboluri, într-o comunicare, ştire, semnal, imagine etc. prin care se exprimă o situaţie, o stare, o acţiune.

Pentru a fi percepută, informaţia trebuie exprimată într-o formă concretă. Această formă concretă se numeşte dată. Prin dată se înţelege un număr, o mărime, o relaţie care serveşte la rezolvarea unei probleme sau care este obţinută în urma unei cercetări urmând a fi supusă unor prelucrări. Data poate fi considerată materia primă pentru informaţie. Data are o existenţă obiectivă, tangibilă. Ea este o informaţie potenţială întrucât prin prelucrare conduce la obţinerea informaţiilor. Nu orice prelucrare de date generează informaţii. Informaţia este produsul prelucrării datelor, care sunt aduse într-o formă inteligibilă şi care pot fi utilizate într-un scop anume. Deci o procesare de date poate genera informaţie numai dacă există un receptor care să considere acest rezultat inteligibil şi folositor. Dacă data este receptată de un utilizator capabil de înţelegere, persoana poate spune că a primit o informaţie.

Un exemplu îl poate reprezenta o ecuaţie matematică. Pentru cineva familiarizat cu limbajul matematicii, această ecuaţie sau dată, când este primită, receptată şi prelucrată, comunică o informaţie semnificativă. Cineva, însă, neobişnuit cu limbajul matematic, cu toate încercările pe care le-ar face, nu reuşeşte să obţină un plus de informaţii prin citirea acestei date.

În informatică prin dată se înţelege un “model de reprezentare a informaţiei, accesibil unui anumit procesor (om, unitate centrală, program), model cu care se poate opera, pentru a obţine noi informaţii despre fenomenele, procesele şi obiectele lumii reale”. Sistemele de calcul prelucrează date, iar datele furnizate la ieşire pot reprezenta informaţii diferite pentru utilizatori diferiţi.

Schematic relaţia dintre date şi informaţii poate fi reprezentată astfel:

unde d1÷dn date i1÷ininformaţii

Fig. nr. 1.1. Relaţia date-informaţii

Datele sunt utilizate pentru: • transmiterea informaţiilor între oameni; • păstrarea informaţiilor pentru o utilizare viitoare; • obţinerea de noi informaţii prin prelucrări.


6

O trăsătură fundamentală a informaţiei este subiectivitatea. Ceea ce poate fi o informaţie pentru o persoană, poate să nu însemne nimic pentru altele. Pe de altă parte, pornind de la acelaşi set de date, persoane diferite, prin prelucrări diferite, pot obţine informaţii diferite. Dacă data are o existenţă fizică, tangibilă, informaţia există numai în receptor, fiind intangibilă.

Corespondenţa dată-informaţie este considerată ca fiind un prim nivel în informatica economică. Acestui nivel i se adaugă un al doilea, acela al informaţiilor derivate din alte informaţii pe bază de raţionament, nivel considerat a fi nivelul cunoştinţelor.

Progresele înregistrate în domeniul tehnologiilor informaţionale, materializate în cea de-a cincea generaţie de calculatoare electronice au generat trecerea de la calculatoare care calculează şi memorează date la calculatoare care raţionează şi informează. Astfel, denumirea de calculator devine improprie întrucât se prelucrează cunoştinţe, termenul adecvat fiind cel de sisteme de prelucrare a cunoştinţelor.

În Dicţionarul Explicativ al Limbii Române se precizează că “cunoştinţele cuprind totalitatea noţiunilor, ideilor, informaţiilor pe care le are cineva într-un domeniu oarecare”.

Nu orice dată sau informaţie creează cunoştinţe. Astfel, unele informaţii sunt deja între cunoştinţele receptorului şi deci nu generează informaţii noi. Pe de altă parte, unele informaţii s-ar putea să nu aibă semnificaţie pentru receptor, în sensul că nu se integrează între cunoştinţele lui. Cunoştinţele reprezintă, deci, totalitatea informaţiilor debândite anterior cu privire la obiectul considerat.

Într-o organizaţie există trei motivaţii esenţiale pentru prelucrarea datelor în vederea obţinerii informaţiilor necesare luării deciziilor:

1. Informaţia apare adesea în alt loc decât cel în care este utilizată; 2. Informaţia apare adesea în alt moment decât cel al utilizării; 3. Informaţia apare adesea sub o formă diferită de cea în care este utilizată. Informaţia este indispensabilă funcţionării întreprinderii. Utilizarea informaţiilor are

în vedere următoarele trei tipuri de obiective: • Satisfacerea unor obligaţii legale: Orice întreprindere trebuie să-şi organizeze

contabilitatea respectând Legea Contabilităţii, Planul general de conturi şi Regulamentul de aplicare. Bilanţul şi contul de profit şi pierderi sunt situaţii de sinteză publicabile. Dreptul comercial, legislaţia fiscală impun întocmirea anumitor documente periodice (declaraţii fiscale, declaraţii privind veniturile etc.);

• Pregătirea deciziilor pe diferite nivele ierarhice. Informaţia este baza luării deciziilor. Elaborarea deciziilor necesită informaţii de complexităţi diferite;

• Asigurarea comunicării. Este vorba atât de o comunicare internă realizată prin schimburi orizontale şi verticale de informaţii, cât şi de o comunicare externă, materializată în schimbul de informaţii cu exteriorul (primirea şi difuzarea de informaţii din/către exterior, schimburi regulate de informaţii cu partenerii, furnizorii, clienţii, creditorii).

Asigurarea comunicării în organizaţii prin intermediul schimburilor de informaţii generează fluxuri informaţionale. Drumul pe care îl parcurge informaţia, din momentul apariţiei unui eveniment şi până când, pe baza cunoaşterii lui, se declanşează acţiunea de reglare a unui nou eveniment de acelaşi tip se numeşte circuit informaţional. O secţiune din circuitul informaţional formează un flux informaţional.


7

Fluxul informaţional cuprinde ansamblul datelor, informaţiilor şi deciziilor, necesare desfăşurării unei anumite operaţii, acţiuni sau activităţi. Fluxul informaţional este caracterizat prin conţinut, volum, frecvenţă, calitate, formă, suport, mod de obţinere şi cost.

Din punct de vedere al circulaţiei informaţiei, se disting fluxuri informaţionale interne şi fluxuri informaţionale externe. Fiecare din aceste fluxuri pot fi orizontale şi verticale. Fluxurile verticale pot fi ascendente sau descendente. Fluxurile informaţionale interne asigură circulaţia informaţiei între diferitele compartimente ale structurii organizatorice din interiorul unui organism economic şi între diferite persoane din cadrul compartimentelor funcţionale, în vederea fundamentării deciziilor. Pot fi orizontale şi verticale. Fluxul informaţional orizontal este reprezentat de schimbul reciproc de informaţii între diferite compartimente:

Fig. nr. 1.2. Fluxul informaţional intern orizontal Fluxul informaţional vertical poate fi, la rândul său, ascendent şi descendent. În fluxul

informaţional ascendent, informaţia circulă de la sistemul operaţional către conducere (etapa de informare), iar în cel descendent, de la conducere spre cel operativ (etapa de transmitere a deciziilor):

Fig. nr. 1.3. Fluxul informaţional intern vertical Fluxul informaţional extern asigură circulaţia informaţiei între un organism economic şi organele ierarhic-superioare, precum şi între diferite unităţi economice. Ca şi fluxurile informaţionale interne, cele externe pot fi: orizontale şi verticale.

ProductiePlan

PreviziunePrognoza

FinanciarContabil Resurse umane Marketing

Informaţiiprivind stocurileDecizii

Serviciu contabilitate

Director economic


8

Fluxurile informaţionale externe orizontale asigură circulaţia între diferite unităţi economice, determinată de circulaţia valorilor materiale şi băneşti în procesele de aprovizionare şi desfacere:

Fig. nr. 1.4. Fluxul informaţional extern orizontal Fluxurile informaţionale externe verticale asigură circulaţia informaţiilor între unitatea economică şi organele ierarhic superioare şi pot fi: ascendente, prin care se transmit informaţii organului ierarhic superior şi descendente prin care se transmit decizii către unitatea economică.

Fig. nr.1.5. Fluxul informaţional extern vertical 1.1.1. Evaluarea informaţiei Pentru evaluarea calitativă a informaţiei pot fi luate în considerare trei aspecte:

dimensiunea temporală, conţinutul şi forma informaţiei. Dimensiunea temporală. O bună informaţie trebuie să fie obţinută la momentul

potrivit (adică să fie oportună) şi la anumite intervale stabilite (adică să aibă o anumită frecvenţă). În plus, informaţia trebuie să reflecte realitatea din momentul (sau cât mai aproape de momentul) utilizării sale, ceea ce defineşte actualitatea sa. Perioada la care se raportează informaţia constituie un atribut temporal de mare importanţă. Din acest punct de

Informaţii(rapoarte)

Decizii (instrucţiuni)

Unitate economică

Organisme guvernamentaleMinisterul Finanţelor Directia Naţ de Statistică

Bancă

Furnizor Unitate economică Clienţi


9

vedere, în diverse situaţii sunt necesare informaţii despre trecut, despre o situaţie prezentă sau o prognoză a evoluţiei anumitor mărimi.

Conţinutul este, de obicei, considerat a fi cea mai importantă dimensiune a informaţiei. Exactitatea este un atribut vital al acesteia. Cu toate acestea, o informaţie exactă nu este de mare folos dacă nu răspunde unei nevoi specifice a utilizatorului, altfel spus dacă nu este pertinentă. Însă, chiar pertinentă, informaţia poate fi inadecvată dacă nu este şi completă. De asemenea, exhaustivitatea este, la fel de importantă ca şi conciziunea informaţiei, în sensul furnizării utilizatorului exact a informaţiei de care are nevoie, fără a-l sufoca cu un şuvoi informaţional din care să fie incapabil să selecteze ceea ce îi este necesar.

Forma defineşte modalitatea de prezentare a informaţiei, fiind cea care face informaţia atrăgătoare, uşoar de utilizat şi înţeles. De multe ori, informaţii actuale, oportune, exacte, pertinente, exhaustive şi concise nu au fost valorificate deplin datorită unei prezentări necorespunzătoare. În ultimul timp, însă, efortul a fost canalizat în direcţia ameliorării modului de prezentare pentru a face informaţiile mai atractive, comprehensibile şi mai uşor de folosit. Din punctul de vedere al formei, informaţiile trebuie să fie clare, precise, ordonate, prezentate într-o modalitate adecvată (text, grafice, scheme etc) şi pe un suport accesibil (hârtie, transparente, ecranul unui calculator etc.).

Pentru a opera cu noţiunea de informaţie, pe lângă evaluarea ei calitativă se folosesc şi forme de evaluare cantitativă. Astfel, s-a pus problema găsirii unui etalon pentru cantitatea de informaţie, adică a unei unităţi de măsură, obiectiv determinată, unitate cu ajutorul căreia să se măsoare informaţiile şi să se compare, independent de conţinutul lor sau de modul în care sunt emise, transmise şi recepţionate.

Preocupările de măsurare a cantităţii de informaţie provin din teoria statistică a comunicaţiei şi se bazează pe ideea că informaţia exprimă incertitudinea înlăturată prin realizarea unui eveniment dintr-un set de evenimente posibile.

În 1928, R.V. Hartley a introdus noţiunea de cantitate de informaţie. În 1948, Claude Shannon numeşte măsura informaţiei entropie informaţională, prin analogie cu entropia din termodinamică ce măsoară, de asemenea, gradul de nedeterminare a unui fenomen. Astfel, informaţia este acea cantitate care înlătură total sau parţial starea de nedeterminare, numită entropie, pe baza unui mesaj adresat unui receptor.

unde H reprezintă entropia informaţională, iar p reprezintă probabilitatea de realizare sau existenţă a unui element sau eveniment k în cadrul sistemului.

C. Shannon a propus ca unitatea de măsură a cantităţii de informaţie să fie informaţia generată de realizarea unui experiment cu două evenimente având probabilităţi egale de realizare. Această unitate de măsură poartă denumirea de BIT (BInary DigiT = cifră binară) deoarece precizarea uneia dintre cifrele 0 sau 1 ale sistemului binar, presupuse egal probabile, constituie o informaţie unitate. La nivelul unei întreprinderi pentru evaluarea informaţiei pot fi luate în considerare următoarele teme de reflecţie:

1. Care este impactul informaţiei asupra întreprinderii, dacă: a. informaţia n-ar exista? b. principalul concurent are informaţia? c. principalul concurent are informaţia, iar întreprinderea nu o are?

2. Cât ar costa obţinerea informaţiei la preţurile actuale?

∑=

−=n

kkk ppH

1

log2


10

3. Cât am plăti pentru ca informaţia să nu fie divulgată sau pierdută? 4. Cât am încasa pe informaţie dacă am vinde-o sau licenţia-o:

a. unui competitor indirect? b. principalului concurent? 1.1.2. Categorii de date şi informaţii vehiculate în sistemele informaţionale ale

întreprinderii Diversitatea informaţiilor, volumul lor în continuă creştere, formele diferite de

exprimare şi alte considerente practice sunt argumentele care conduc la necesitatea clasificării informaţiilor. Cele mai utilizate criterii de clasificare întâlnite în literatura de specialitate sunt:

• forma de exprimare; • situarea în timp faţă de fenomenele reprezentate; • conţinut, domeniul de activitate la care se referă.

1. După forma de exprimare a fenomenelor pe care le reflectă sunt: 1.1. Informaţii analogice; 1.2. Informaţii numerice (cantitative); 1.3. Informaţii nenumerice (calitative).

Informaţia analogică este exprimată prin parametri cu variaţie continuă din cadrul proceselor tehnologice, aşa cum sunt ei percepuţi de dispozitivele tehnice de măsură şi control. Exemplu: presiunea, temperatura, viteza, tensiunea electrică etc.

Informaţia numerică (digitală) exprimă aspectul cantitativ al fenomenelor şi se prezintă sub formă de cifre, care se obţin prin măsurare, numărare, cântărire sau calcul. Pe suportul tehnic, informaţia se prezintă ca o succesiune de valori binare (0,1).

Informaţia nenumerică (calitativă) este cea mai răspândită şi se prezintă printr-o mare varietate de forme: concepte, liste bibliografice, texte, rapoarte etc. În funcţie de suportul informaţional utilizat pentru transmiterea acesteia, informaţia calitativă poate fi: verbală, scrisă, grafică, sub formă de imagini, sub forma undelor radio sau magnetice, sub formă codificată înregistrată pe benzi sau discuri magnetice.

2. După situarea în timp faţă de fenomenele reprezentate distingem: 2.1. Informaţii active (dinamice, operative); 2.2. Informaţii pasive; 2.3. Informaţii previzionale.

Informaţiile active (dinamice, operative) reprezintă procese sau fenomene în curs de desfăşurare. Informaţiile pasive se referă la procese sau fenomene care au avut loc şi care s-au terminat. Ele sunt utile pentru conducerea proceselor şi fenomenelor care se vor repeta.

Informaţiile previzionale sunt cele cuprinse în planuri şi programe şi comensurează procese şi fenomene ce se vor desfăşura în viitor.

3. După conţinut pot fi: 3.1. Informaţii elementare; 3.2. Informaţii complexe; 3.3. Informaţii sintetice.

Informaţiile elementare sunt specifice sistemului operaţional în care se desfăşoară nemijlocit activităţile economice şi definesc operaţii şi fenomene indivizibile (datele din documentele primare).


11

Informaţiile complexe sunt informaţiile rezultate din agregarea informaţiilor elementare pentru a caracteriza un proces sau un fenomen (nivelul productivităţii muncii, valoarea producţiei marfă, costul producţiei etc.).

Informaţiile sintetice se obţin, de regulă, prin adiţionarea informaţiilor elementare de acelaşi tip (balanţe de verificare, bilanţ contabil etc.).

4. După domeniul de activitate la care se referă distingem: 4.1. Informaţii tehnologice; 4.2. Informaţii tehnico-ştiinţifice; 4.3. Informaţii economice.

Informaţiile tehnologice sunt utilizate pentru conducerea şi dirijarea proceselor tehnologice industriale.

Informaţiile tehnico-ştiinţifice sunt utilizate în domeniul cercetării ştiinţifice şi al proiectării tehnologice.

Informaţiile economice sunt instrumente de conducere nemijlocită a proceselor social-economice. Ele devin utile şi eficiente numai în cadrul schimbului permanent de cunoştinţe între oameni, situaţi pe diverse trepte ierarhice ale economiei. Informaţiile economice prezintă câteva particularităţi: volum şi diversitate tipologică mare, prelucrări specifice relativ simple şi cu mare frecvenţă (calcule aritmetice, sortări, grupări, comparări etc.), timp de valabilitate relativ redus.

1.2. Aspecte privind organizarea şi structura datelor

1.2.1. Date elementare şi date structurate

Data este un model de reprezentare a informaţiei, accesibil unui anumit procesor (om,

calculator, program), model cu care se va putea opera pentru a obţine noi informaţii. O dată care apare ca o entitate indivizibilă, atât în raport cu informaţia pe care o

reprezintă, cât şi în raport cu procesorul care o prelucrează se numeşte dată elementară. Data elementară poate fi privită ca model de reprezentare a informaţiei la nivelul unui procesor uman (nivel logic) sau la nivelul reprezentării interne, respectiv pe suport (nivel fizic).

Din punct de vedere logic, data poate fi reprezentată printr-un triplet de forma: d = (i, a, v)

dată

valori

atributeidentificator

Identificatorul datei (numele) este un simbol asociat datei pentru a o putea distinge de alte date şi pentru a se putea face referiri la ea în timpul procesului de prelucrare.

Atributele precizează proprietăţile datei şi determină modul în care poate fi ea tratată în procesul de prelucrare. Iată câteva exemple de atribute:

• tipul datei care defineşte apartenenţa acesteia la o anumită clasă de date, în funcţie de natura şi de domeniul valorilor luate. Se disting astfel date de tip numeric (întreg, real, complex), logic, şir de caractere.

• precizia reprezentării interne care defineşte cât mai fidel reproduce modelul intern de reprezentare obiectul pe care îl reprezintă. Precizia depinde de zona de memorie afectată datei. Ea poate fi simplă precizie sau dublă precizie.

• valoarea iniţială


12

• modul de alocare a memoriei pe parcursul prelucrării (static, dinamic). Valorile datei pot fi precizate prin enumerare sau printr-o proprietate comună şi pot fi

numere, valori logice, şiruri de caractere. În funcţie de valoare, datele se clasifică în : • date variabile (variabile) - date care pe tot parcursul procesului de prelucrare

pot lua orice valori din domeniul de definiţie a datei; • date constante (constante) - date care pe parcursul procesului de prelucrare îşi

păstrează aceeaşi valoare din domeniul de definiţie al datei Din punct de vedere fizic, o dată elementară apare ca o zonă de memorie sau de

suport de o anumită mărime, situată la o anumită adresă, în care se sochează într-o formă specifică valorile datei.

Principalele tipuri de date elementare sunt: • Tipul numeric care include numerele întregi, reale şi complexe şi asupra

cărora se pot realiza operaţii de adunare, scădere, etc.; • Tipul logic (boolean) utilizat pentru precizarea stărilor de adevăr (TRUE,

YES) sau neadevăr (FALSE, NO) ale unui enunţ. Asupra acestor date se pot efectua operaţii logice: AND, OR, NOT;

• Tipul caracter care reprezintă o succesiune de caractere alfanumerice asupra căreia se pot defini operaţii de concatenare, ordonare etc.;

• Tipul pointer, adică date elementare ale căror valori sunt adrese, referinţe pentru alte date.

În majoritatea aplicaţiilor, datele se prezintă sub forma unor mulţimi sau colecţii, a căror prelucrare nu poate fi concepută fără o organizare corespunzătoare. Între elementele unei colecţii de date pot fi identificate şi/sau introduse relaţii care să determine pe mulţimea respectivă o anumită structură. Natura relaţiei poate diferi la diferite nivele de abstractizare în mod considerabil, putând fi o relaţie de ordine în mulţimea elementelor colecţiei, o relaţie ce descrie mecanismul de acces la memorie. În acest mod se obţine tipul de dată structurată sau structura de date. Structurile de date sunt colecţii de date pe care s-a definit o structură şi căreia îi este specific un anumit mecanism de selecţie şi identificare a componentelor. O structură este o entitate de sine-stătătoare, indentificabilă prin nume, ale cărei componente îşi menţin proprietăţile. Componentele unei structuri de date pot fi individualizate şi selectate prin nume (identificatori) sau prin poziţia ce o ocupă în structură, conform cu relaţia de ordine specificată.

Structurile de date pot fi clasificate după mai multe criterii: a. după modul de selectare a componentelor:

• structuri cu acces direct atunci când o componentă poate fi selectată fără a ţine seama de celelalte componente ale structurii

• structuri cu acces secvenţial atunci când localizarea unui element se face printr-un proces de parcurgere a mai multor componente, conform cu ordinea acestora.

b. după suportul de memorie pe care se creează structura de date : • structuri de date interne (şir, masiv, înregistrare, liste, arbori) • structuri de date externe (fişiere, baze de date)

c. după variabilitatea structurii: • structuri de date dinamice, care îşi modifică pe parcursul prelucrării structura • structuri de date statice, care pe tot parcursul existenţei au acelaşi număr de

componente şi în aceeaşi ordine


13

Structurile dinamice, la rândul lor, pot fi: • cu cardinalitate finită, dacă au un număr limitat de componente • cu cardinalitate infinită, dacă numărul de componente este nelimitat

Dacă se grupează împreună date structurate şi se înzestrează această mulţime cu anumite operaţii, atunci se obţine un tip de dată structurată sau un tip de structură de date. Un tip de dată structurată este deci o mulţime ordonată de date (elementare sau structuri de date) pe care s-a definit un grup de operatori de bază cu o anumită semantică.

Principalele tipuri de structuri de date pentru memoria internă sunt şirul, masivul, înregistrarea, listele liniare, arborii de date, iar pentru memoria externă sunt fişierele şi bazele de date.

La orice nivel de abstractizare rezolvarea unei probleme, utilizând calculatorul electronic, implică atât date elementare, cât şi date structurate. Componentele unei structuri de date pot fi date elementare sau la rândul lor structuri de date. Dacă toate componentele sunt de acelaşi tip atunci structura de date este omogenă. Definirea structurilor de date se bazează, în majoritatea aplicaţiilor, pe structurile liniare, arborescente şi de tip reţea. Acestea sunt considerate structuri de bază, deoarece, prin combinarea lor convenabilă, se pot construi structuri oricât de complexe.

Cele mai utilizate date structurate sunt: • articolul; • fişierul; • tabloul.

Articolul este o structură de tip arborescent ale cărui câmpuri sunt descendenţii rădăcinii (nivelul 1), subcâmpurile sunt descendenţii câmpurilor (nivelul 2) ş.a.m.d. Câmpurile unui articol pot fi date elementare sau grupuri de date de diverse tipuri. În principiu fiecare câmp sau subcâmp se defineşte prin următoarele atribute:

• nume - un cod unic de identificare; • tip - natura datei; • lungime - numărul total de caractere; • partea zecimală – se specifică numai pentru datele numerice.

De exemplu, articolul ARTSALAR poate avea următoarea structură: Nume Tip Lungime Partea

zecimală MARCA N 5 0 NUMEPREN C 20 FUNCŢIE C 10 SALARBAZĂ N 11 2

Fig. nr. 1.6. Descrierea articolului ARTSALAR Fişierul reprezintă un ansamblu organizat de articole cu aceeaşi natură, dispuse pe un

suport de înregistrare. Tabloul este o colecţie de date de acelaşi tip, aranjate într-o structură rectangulară, cu

una sau mai multe dimensiuni. Tablourile cu o dimensiune se numesc vectori, iar cele cu mai multe dimensiuni se numesc matrici sau masive. Pentru fiecare dimensiune se asociază un indice ale cărui valori sunt folosite pentru referirea elementelor tabloului.

Exemplu: T (i1, i2...ik), unde k reprezintă numărul de dimensiuni, iar i1, i2....ik sunt elementele tabloului T. De exemplu, pentru introducerea notelor obţinute de studenţi în cele 2


14

sesiuni, fiecare sesiune având câte 5 examene, definim variabila Nota(2,5). Vom obţine un tablou de variabile astfel: Nota(1,1), Nota(1,2), Nota(1,3), Nota(1,4), Nota(1,5), Nota(2,1), etc.

Asupra structurilor de date se pot efectua atât operaţii generale, cât şi operaţii specifice tipului structurii. Cele mai întâlnite sunt:

1. Crearea se execută o singură dată la începutul ciclului de viaţă a structurii respective, presupunând memorarea structurii respective de date în forma iniţială, pe suportul de memorie internă sau externă.

2. Actualizarea reprezintă operaţia de aducere la zi a unei structuri de date create anterior şi presupune: • adăugarea şi/sau inserarea de noi elemente ale structurii; • modificarea valorilor unor elemente ale structurii; • ştergerea fizică şi/sau logică a unor elemente ale structurii.

3. Consultarea (exploatarea) asigură accesarea elementelor componente ale unei structuri în scopul prelucrării sau vizualizării acesteia.

4. Sortarea permite ordonarea crescătoare sau descrescătoare a elementelor unor structuri, după anumite criterii stabilite de utilizator, fiind o rearanjare fizică a acestora.

5. Separarea este desfacerea unei structuri în două sau mai multe structuri. 6. Fuzionarea sau interclasarea este combinarea a două sau mai multor structuri

într-o singură structură conform unor criterii. 7. Copierea presupune obţinerea unei dubluri, integrale sau parţiale aleasă de

utilizator.

1.2.2. Categorii de operaţiuni definite asupra datelor Prelucrarea datelor presupune parcurgerea unei succesiuni ordonate de operaţii care

acţionează asupra valorilor acestora. Ele se pot grupa în următoarele categorii: • operaţiuni de atribuire; • operaţiuni de calcul; • operaţiuni de decizie; • operaţiuni de intrare /ieşire; • operaţiuni de transfer a controlului.

Operaţiunile de atribuire sunt acelea prin care unei variabile i se atribuie o anumită valoare predefinită sau rezultatul evaluării unei expresii.

Exemplu:

NOTA = 10 TOTALV = TOTALV + VALOARE

Operaţiunile de calcul se definesc pe mulţimea numerelor reale. Dintre acestea fac parte operaţia de adunare, scădere, înmulţire, împărţire, ridicare la putere, calculul unor expresii numerice etc. Ca operatori se utilizează:

• + pentru adunare; • - pentru scădere; • * pentru înmulţire; • / pentru împărţire; • ** pentru ridicare la putere.


15

De asemenea, în cadrul expresiilor se pot utiliza şi parantezele, evaluarea acestora făcându-se după regulile din algebră.

Exemplu:

SALARIU NET = ((NRORLUCR * TARIFO) + SPORVECH) – IMPOZ a = (b * c)**2 + 1650

Operaţiunile de decizie sunt utilizate pentru a determina valoarea logică a unei propoziţii (adevărat sau fals). Ele condiţionează executarea unor operaţiuni sau grupuri de operaţiuni. Operatorii utilizaţi pentru scrierea condiţiilor pot fi operatori relaţionali (=, >, <, ≠) şi/sau operatori logici (NOT, AND, OR).

Exemplu: IF STOCSIGURANTA < 25000 THEN

PRINT “Este necesară reaprovizionarea” ENDIF

Operaţiunile de intrare/ieşire vizează realizarea transferului de date între memoria externă şi cea internă şi invers. Pentru optimizarea operaţiei de intrare/ieşire se interpun zone tampon (buffere) atât pentru intrare cât şi pentru ieşire. Cele mai utilizate operaţii de intrare/ieşire sunt cele de deschidere şi închidere a fişierelor şi de citire şi scriere date.

Operaţiunile de transfer a controlului sunt operaţii de salt şi de apelare. Cele de salt au rolul de a preda controlul unei alte operaţiuni decât cea imediat următoare, iar cele de apel, determină lansarea în execuţie a unor proceduri (grupuri de operaţiuni), evitându-se astfel descrierea lor de mai multe ori în cadrul algoritmului de rezolvare a problemei.

1.2.3. Modele de structuri de date În timp, organizarea datelor în sistemele de prelucrare automată a evoluat în funcţie

de mai mulţi factori, dintre care cei mai importanţi sunt: • performanţele şi puterea de prelucrare a calculatoarelor; • suporturile care stau la baza preluării, stocării, prelucrării informaţiilor; • evoluţia componentei logice a sistemelor informatice şi, în special, a

limbajelor de programare de care depinde realizarea software-ului; • modul de prelucrare a datelor: pe loturi, on-line, în timp real; • nevoia crescândă şi diversificată de informaţii a utilizatorilor.

De modul cum sunt organizate datele depinde obţinerea informaţiilor. De aceea, în orice sistem informaţional, datele trebuie organizate şi structurate în mod logic asfel încât să poată fi eficient prelucrate şi gestionate.

Indiferent de modul în care va fi abordată societatea în viitor, datele-informaţiile vor exista şi, în consecinţă, este necesar să se apeleze la diferite metode de organizare a lor. La baza organizării datelor se regăsesc în principal două modalităţi: organizarea în fişiere şi organizarea în baze de date. Ele se referă la modul în care datele sunt reprezentate pe suporturile de memorare, cu posibilităţi de regăsire automată.

1.2.3.1. Organizarea datelor în fişiere

Pentru primele generaţii de suporturi tehnice metoda tradiţională de organizare a datelor o constituie cea bazată pe fişiere.


16

Fişierul este un ansamblu organizat de date, omogen din punct de vedere al naturii şi criteriilor de prelucrare, memorate pe suporturi tehnice de date de unde pot fi utilizate în procesul de prelucrare.

Asupra fişierelor se pot realiza următoarele operaţii de bază: • crearea, adică operaţia prin care înregistrările logice sunt transpuse pe

suportul tehnic de date; • actualizarea care este constituită din operaţii de adăugare, modificare şi

stergere; • consultarea care este operaţia de regăsire a înregistrărilor; • sortarea, adică ordonarea crescătoare sau descrescătoare a articolelor după

anumite criterii stabilite de utilizator; • separarea, adică desfacerea unui fişier în două sau mai multe fişiere; • fuzionarea, adică combinarea a două sau mai multor fişiere într-unul singur

conform unor criterii; • copierea care presupune obţinerea unei dubluri a fişierului

Orice fişier poate fi privit sub dublu aspect: • logic sau funcţional, care priveşte latura semantică, deci informaţională a

datelor ce compun fişierul; • fizic, care este strict legat de reprezentarea datelor pe suportul fizic şi de

modul de organizare a acestuia. Din punct de vedere logic, un fişier este alcătuit dintr-o mulţime de articole

(înregistrări logice), din câmpuri de date (grupate sau negrupate) şi din caractere. Articolul este o grupare de date asociate ce formează o entitate referită printr-un

identificator. De regulă, acest identificator trebuie să sugereze conţinutul informaţional al înregistrării logice (de exemplu, articolul ARTSALAR conţine date privind salariaţii unei întreprinderi). Caracteristicile înregistrărilor logice sunt: lungimea (numărul caracterelor conţinute) care poate fi variabilă sau fixă şi formatul (fix: toate înregistrările au aceeaşi lungime; variabil: înregistrările au lungimi diferite).

Câmpul de date este o entitate de date constând dintr-un număr de caractere, cuvinte sau coduri, tratate împreună ca un tot unitar. Câmpurile care se referă la aceeaşi entitate (de exemplu, NRMARCA, NUMESAL, SALBAZA etc) formează un articol. În funcţie de natura datelor pe care le înmagazinează, câmpurile pot fi numerice, alfanumerice, logice, dată calendaristică etc.

Caracterul este elementul de bază, indivizibil al datelor dintr-un fişier (o cifră, o literă, un caracter special).

Exemplu:

Data intrării Docume

nt Data Cod Pro

d

Denumire produs

Fel Nr Z L A

U/M

Cantit PU

N,4 C,20 C,5 N,5 N,

2 N,2 N,2 C,3 N,8,3 N,9,

2

Fig. nr. 1.7. Descrierea articolului ARTPROD


17

Sub aspect fizic, fişierul se defineşte în funcţie de suporturile tehnice de date

utilizate. Necesitatea organizării datelor pe suporturi tehnice (discuri magnetice, benzi magnetice etc) derivă din caracterul limitat al memoriei interne a unui calculator. Este greu de păstrat în memoria internă atât programele de aplicaţii, datele de prelucrat, cât şi rezultatele prelucrărilor. Soluţia o reprezintă organizarea de fişiere pe suporturi externe, de unde prin proceduri speciale de intrare/ieşire şi în funcţie de cerinţele utilizatorului, sunt transferate în memoria internă.

Ansamblul datelor transferate între suportul fizic (pe care s-a creat fişierul) şi memoria internă a calculatorului, în cursul unei operaţii de intrare/ieşire formează înregistrarea fizică în care poate exista una sau mai multe înregistrări logice. Un articol fizic poate conţine unul sau mai multe articole logice. Spre deosebire de înregistrarea logică, înregistrarea fizică nu poate fi tratată decât ca un tot unitar. Raportul dintre articol şi înregistrarea fizică depinde de caracteristicile suporturilor de date, dintre care amintim:

• pentru suporturile discontinue, cum este lista de pe hârtia de imprimantă, de regulă înregistrarea fizică are aceeaşi dimensiune cu a articolului, adică rândul;

• la suporturile continue (adică cele magnetice), după caz, înregistrarea fizică poate conţine un articol, mai multe articole sau o parte dintr-un articol.

În general, fişierele au un caracter de remanenţă, adică ele există până în momentul în care utilizatorul le distruge (şterge), în timp ce structurile interne, fiind folosite doar pe timpul prelucrării sunt distruse, fie la cererea utilizatorului, fie la producerea unor evenimente care comută starea fizică a sistemului (erori hardware sau software, decuplarea calculatorului etc.).

1.2.3.2. Accesul şi organizarea fişierelor

Modul de organizare al fişierelor Organizarea fişierelor înseamnă definirea regulilor de dispunere fizică a articolelor pe

suport. Metodele de organizare a fişierelor sunt de două tipuri: clasice (elementare) şi mixte (derivate). Metodele clasice de organizare sunt organizarea secvenţială, organizarea directă, organizarea secvenţial-indexată, organizarea relativă.

Organizarea secvenţială presupune dispunerea articolelor pe suport unele după altele, în ordinea obţinerii lor, după criterii stabilite de utilizator. Fişierele secvenţiale se caracterizează prin:

• fiecare articol n, în afară de primul şi ultimul articol, are un articol precedent n-1 şi un articol următor n+1;

• articolele nu au o identitate. Astfel, pentru a ajunge la articolul n, trebuie să se parcurgă toate cele n-1 articole precedente;

• orice fişier secvenţial are ca ultim articol, un articol special, respectiv EOF (End of File);

• adăugarea articolelor se realizează, de obicei, la sfârşitul fişierului. • articolele unui fişier secvenţial nu pot fi şterse, de aceea de obicei există un

câmp special, numit câmp de ştergere unde se marchează articolele care se doresc a fi şterse, ştergerea realizându-se prin rescrierea fişierului respectiv.


18

Consultarea unui astfel de fişier se poate face prin citirea articolelor în ordinea în care apar pe suport, accesul fiind secvenţial. Ca urmare, timpul de acces este destul de ridicat, actualizarea fiind greoaie şi lentă.

Aceste fişiere sunt recomandate atunci când prin program se prelucrează toate articolele conţinute sau un număr mare a acestora. Fişierele secvenţiale se utilizează şi ca fişiere de salvare/arhivare. Avantajul lor constă în faptul că pot fi organizate pe orice tip de suport (adresabil sau nu, reutilizabil sau nu).

O operaţie tipică pentru fişierele secvenţiale este sortarea. Sortarea reprezintă rearanjarea unui fişier secvenţial la nivel fizic într-un alt fişier secvenţial, după un anumit criteriu aplicat unei părţi a articolelor (de obicei un câmp), parte numită cheie de sortare. Sortarea poate fi efectuată după mai multe chei. În acest caz, prima cheie este cea care hotăreşte ordinea şi numai dacă două articole au aceeaşi valoare pentru aceasta, se ia în considerare a doua cheie, pe urmă a treia cheie, etc. Din această cauză cheile se numesc chei primare, secundare, terţiare etc.

Fişierele secvenţiale se pot concatena, adică din două fişiere se poate obţine un al treilea fişier, sortat în aceeaşi ordine.

Organizarea directă (selectivă) stochează şi gestionează înregistrările pe suport pe baza unor procedee de repartizare (randomizare). Plecând de la un element al înregistrării, numit cheie de repartizare, se calculează adresa de dispunere pe suport pe baza unei formule. Aceeaşi formulă este aplicată atât la dispunerea pe suport, cât şi la căutările ulterioare. Adresa de pe suport se determină astfel pe baza algoritmului de randomizare, folosind o funcţie A=F(k), unde k reprezintă un element al înregistrării.

Organizarea directă este specifică suporturilor adresabile şi asigură consultarea şi actualizarea rapidă a fişierelor.

O formă deosebită a organizării directe este organizarea relativă. Un fişier de organizare relativă are următoarele caracteristici:

• se poate organiza numai pe suporturi adresabile; • suprafaţa de memorare este împărţită în unităţi adresabile, numite casete, de

dimensiuni fixe şi numerotate crescător, de la 0 la n. Fiecare zonă (casetă) poate conţine sau nu un articol. Orice articol poate fi identificat prin numărul de ordine al casetei corespunzătoare, număr ce se numeşte cheie relativă.

• accesarea articolelor se poate face secvenţial, direct (aleator) sau dinamic. Spre deosebire de fişierele secvenţiale, care au articolele aranjate compact, cele

relative pot avea zone neutilizate între articole. Corespondenţa dintre articole şi numerele de casetă se realizează prin formule matematice, numite formule de randomizare sau repartizare.

Organizarea secvenţial-indexată are o largă utilizare în practică deoarece permite atât accesul secvenţial, cât şi accesul direct. Suporturile utilizate trebuie să fie adresabile. Fişierele indexate sunt ansambluri de articole logice aşezate unul după altul în ordinea crescătoare sau descrescătoare a valorii cheii de articol. Cheia de articol este un câmp sau rezultatul evaluării unei expresii de câmpuri din structura articolului fişierului indexat. Fişierele index înlătură limitele fişierelor prezentate anterior:

• la fişierele secvenţiale accesarea greoaie datorită timpului de răspuns mare; • la fişierele relative folosirea ineficientă a suprafeţei de memorare.


19

Prin operaţia de indexare, fişierului i se ataşează un tabel în care sunt păstraţi indecşii - informaţii auxiliare pe baza cărora sunt reperate rapid articolele fişierului. Astfel, un fişier index este alcătuit de fapt din două fişiere:

• fişierul propriu-zis de date în care înregistrările sunt ordonate crescător sau descrescător, după cheia de articol (cheia de indexare);

• fişierul index care are un număr de înregistrări egal cu numărul înregistrărilor din fişierul de date. Fiecare înregistrare conţine valoarea câmpului cheie a articolului din fişierul de date, plus adresa fizică de pe suport (număr cilindru, număr pistă, număr sector) a acelei înregistrări.

La consultarea fişierului se parcurge mai întâi secvenţial tabela de indecşi. Când valoarea cheii de căutare devine egală cu valoarea cheii din index se preia adresa din index şi astfel se ajunge la înregistrarea de pe suport.

Consultarea articolelor din fişierele index poate fi realizată secvenţial sau direct.

Modul de acces al fişierelor Prin mod de acces se înţelege tehnica de regăsire a înregistrărilor conţinute într-un

fişier. Accesul poate fi: secvenţial, direct (selectiv, aleator) şi dinamic. Accesul secvenţial presupune regăsirea înregistrărilor în ordinea în care acestea au

fost dispuse pe suportul tehnic. Pentru a localiza înregistrarea n este necesară parcurgerea tuturor celor n-1 înregistrări precedente. Orice tip de fişier poate fi accesat secvenţial. Astfel, fişierele secvenţiale sunt accesate articol cu articol, cele relative sunt accesate în ordinea casetelor, cele goale fiind sărite, cele indexate sunt accesate în ordinea indexului activ.

Accesul direct (aleator) permite identificarea directă a înregistrărilor prin intermediul unei adrese indicate prin cheia stabilită de utilizator. Se aplică suporturilor adresabile.

Accesul dinamic îmbină metodele anterioare, operaţiunea realizându-se în două etape:

• poziţionarea directă pe o anumită înregistrare a fişierului; • consultarea secvenţială a următoarei înregistrări.

În funcţie de modul de organizare se pot utiliza unul sau mai multe moduri de acces. Relaţia dintre modul de organizare şi cel de acces este prezentată în tabelul nr. 1.1.

Tabelul nr.1.1. Corespondenţa mod de organizare a fişierelor - mod de acces Acces

Organizare

Secvenţial

Direct

Dinamic Secvenţială X Relativă X X X Indexată X X

1.2.3.3. Baze de date, bănci de date şi depozite de date

Pe măsura evoluţiei sistemelor de prelucrare automată a datelor şi, în mod special, a componentei hardware şi software, dar şi ca urmare a creşterii volumului datelor de prelucrat s-a dezvoltat un nou concept, cel al bazelor de date. El îşi face apariţia în a doua parte a anilor ’60, aducând un element de noutate, respectiv existenţa unui fişier de descriere globală a datelor, ceea ce asigură independenţa datelor de programe şi invers, fişier denumit


20

dicţionar de date (vezi figura nr. 1.8). La momentul respectiv, în cadrul sistemelor informatice implementate în întreprinderi, informaţiile erau organizate în fişiere de date (secvenţiale, indexate etc.) create cu ajutorul unor programe scrise în limbaje din generaţia a III-a: COBOL, FORTRAN etc.

Principiul fundamental al bazelor de date îl constituie unicitatea informaţiilor, adică orice informaţie este înregistrată o singură dată şi poate fi utilizată ori de câte ori este nevoie de către diferiţi utilizatori şi în diferite momente.

O bază de date este un ansamblu de date ce poate fi întrebuinţat de mai mulţi utilizatori având viziuni diferite asupra acestora. Ea reprezintă un ansamblu structurat de fişiere care grupează datele prelucrate în aplicaţiile informatice ale unei persoane, grup de persoane, întreprinderi, instituţii etc., ansamblu partajat între mai mulţi utilizatori în mod concurent şi competitiv.

BAZA DE DATE

Fişier de date 1

Fişier de date 2

Fişier de date n

...Dicţionar

dedate

Aplicaţia 1 Aplicaţia mAplicaţia 2 ... Fig. nr. 1.8. Structura unei baze de date

Formal, baza de date poate fi definită ca o colecţie de date aflate în interdependenţă,

împreună cu descrierea structurii şi a relaţiilor dintre ele. Într-o abordare mai analitică, o bază de date este un ansamblu de date structurate, coerente, neredundante, independente de orice program specific de aplicaţii, direct accesibile după criterii multiple.

În funcţie de tipurile de structură abordate şi concepţia de definire a relaţiilor dintre colecţiile de date putem avea:

• baze de date ierarhice (modelul ierarhic) care operează cu mulţimi de date structurate arborescent;

• baze de date tip reţea (modelul reţea) care operează cu mulţimi de date structurate în reţea;

• baze de date relaţionale (modelul relaţional) care operează cu mulţimi de date structurate pe baza teoriei matematice a relaţiilor dintre ansambluri

• baze de date obiectuale care operează cu obiecte ce intracţionează pe bază de mesaje.

Abordarea datelor în contextul bazelor de date se face pe trei niveluri, considerate niveluri de abstractizare:

• nivelul fizic sau intern este nivelul elementar la care pot fi considerate datele şi se referă la modul în care sunt stocate datele pe suporturi - disc magnetic, bandă magnetică, disc optic etc. La acest nivel structura datelor este foarte detaliată


21

• nivelul conceptual (sau logic) este nivelul imediat superior celui fizic, corespunde administratorului bazei de date care proiectează structura bazei de date. Asigură o viziune globală. La acest nivel structura bazei de date se concretizează în schema conceptuală.

• nivelul extern este ultimul nivel de abstractizare la care poate fi descrisă o bază de date Recurgerea la acest nivel de abstractizare se face pentru simplificarea interacţiunii utilizator-bază de date. Acest nivel corespunde utilizatorilor care pot avea viziuni diferite asupra bazei de date pe baza unor subscheme proprii. Se urmăreşte satisfacarea cerinţelor tuturor utilizatorilor în condiţiile unei redundanţe minime şi controlate a datelor.

Văzută prin prisma celor trei niveluri, baza de date poate fi reprezentată ca în figura nr. 1.9.5

Utilizator A1 Utilizator B1 Utilizator B2

Aplicaţie

Utilizator A2Comenziauto nome Aplicaţie Comenzi

auto nome

Im agine A(nivel extern)

Im agine B(nivel extern)

….

...

…. Schema externă A

Schema externă B

IN TERFAŢA A IN TERFAŢA B

Im agine globală(nivel glo bal)

Schema conceptuală (globală)

Sistem de gestiune a bazei de date

IN TERFAŢA

BAZA D E D A TE MEMO R ATĂ P E DISC

Schema internă

Fig. nr. 1.9. Nivele de abstractizare a datelor în bazele de date

Includerea în baza de date a descrierii structurii acesteia o deosebeşte calitativ de fişierele de date, deoarece prin aceasta se asigură independenţa datelor din bază faţă de programele de aplicaţii şi invers. Posibilitatea modificării structurii la un nivel, fără a afecta structura celorlalte niveluri este întâlnită sub numele de autonomia datelor stocate în baza de date, prezentă sub două forme:

• autonomia fizică, adică posibilitatea modificării structurii bazei de date la nivel intern, fără a fi necesară schimbarea structurii conceptuale şi refacerea programelor de prelucrare a datelor. Asemenea modificări sunt necesare pentru ameliorarea performanţelor de lucru (viteză de acces, mărimea fişierelor etc.). Autonomia fizică este cea care asigură şi portabilitatea bazei de date de pe un sistem de calcul pe altul fără modificarea schemei conceptuale şi a programelor;

• autonomia logică se referă la faptul că modificarea schemei conceptuale a bazei de date nu necesită şi refacerea programelor de prelucrare, autonomie

5 Fotache, M., Baze de date relaţionale. Organizare, interogare şi normalizare, Editua Junimea, Iaşi, 1997, p.32


22

mai greu de realizat datorită dependenţei programelor de structura logică a datelor.

Practic, baza de date elimină sau reduce dezavantajele organizării în fişiere: • un grad redus de redundanţă a datelor şi eliminarea, în mare măsură, a

inconsistenţei datelor; • actualizarea facilă a datelor; • instrumente pentru realizarea de interogări - obţinerea facilă a informaţiilor

ad-hoc; • reducerea costurilor; • suport pentru standardizare; • partajarea datelor între toţi utilizatorii cărora le sunt necesare, cu asigurarea

securităţii datelor prin mecanisme de securitate. Bazele de date sunt concepute pentru a prelucra un volum mare de informaţii.

Gestiunea acestora impune nu numai o structurare riguroasă a datelor, dar şi o raţionalizare a procedurilor de acces şi prelucrare. Pentru a putea fi exploatată de către utilizatori o bază de date trebuie să aibă asociat un set de programe, numit generic sistem de gestiune a bazelor de date care să permită exploatarea raţională a datelor conţinute. Obiectivul esenţial al unui sistem de gestiune a bazelor de date este, deci, furnizarea unui mediu eficient, adaptat utilizatorilor care doresc să consulte sau să actualizeze informaţiile conţinute în baza de date.

Sistemul de gestiune a bazelor de date reprezintă un ansamblu coordonat de programe care permite descrierea, memorarea, manipularea, interogarea şi tratarea datelor conţinute într-o bază de date. El trebuie, de asemenea, să asigure securitatea şi confidenţialitatea datelor într-un mediu multi-utilizator.Un sistem de gestiune a bazelor de date prezintă, în general, următoarele module:

• Gestionarul fişierelor care se ocupă cu afectarea spaţiilor de memorie pe disc şi cu structurile fizice de date care servesc la reprezentarea informaţiilor pe suport.

• Gestionarul bazei de date care face legătura datelor „fizice” din bază cu aplicaţiile program de consultare şi actualizare.

• Procesorul de consultare care „traduce” instrucţiunile limbajului de consultare în instrucţiuni elementare „inteligibile” pentru gestionarul bazei de date. Mai mult, acesta optimizează consultarea pentru a obţine rezultatele într-un timp cât mai scurt.

• Modulele Limbajului de Manipulare a Datelor, DML (Data Manipulation Language) care realizează conversia instrucţiunilor limbajelor de manipulare a datelor (DML), inserate într-un program de aplicaţie, în proceduri curente ale limbajului gazdă, interacţionând cu procesorul de consultare în vederea producerii secvenţelor de cod adecvate.

• Modulele Limbajului de Definire a Datelor, DDL (Data Definition Language) care „traduc” (prin compilare sau interpretare) şi execută instrucţiunile DDL, obţinându-se ansamblul de tabele ce reprezintă metadatele stocate în dicţionarul de date.

Modulele enumerate interacţionează cu o serie de componente fizice ale bazei de date:

• Fişierele de date care reprezintă suportul propriu-zis al bazei de date;


23

• Dicţionarul de date ce înregistrează informaţii relative la structura bazei, fiind solicitat în toate operaţiunile de consultare şi actualizare;

• Indecşii, într-un număr suficient de mare pentru creşterea vitezei de acces la date.

Banca de date reprezintă un sistem de colecţii de date aflate în interdependenţă, împreună cu descrierea datelor şi a relaţiilor dintre ele şi cu sistemul de programe pentru gestiunea datelor care asigură independenţa programelor aplicative faţă de modul de structurare a datelor, o redundanţă minimă şi controlată în memorarea lor, precum şi un timp minim de răspuns la solicitările utilizatorilor.6 Ea reprezintă un ansamblu de informaţii organizate, înregistrate pe suporturi magnetice care pot fi consultate local sau la distanţă prin intermediul calculatoarelor şi a reţelelor de comunicaţie. Deoarece permit accesul unui mare număr de utilizatori la datele stocate băncile de date sunt considerate sisteme de documentare.

În unele lucrări, banca de date este redusă la două componente: baza de date şi SGBD-ul asociat. Alţi autori extind noţiunea de bancă de date, care ar îngloba: baza de date, sistemul de gestiune a bazei de date, sistemul electronic de calcul, echipamentele de teleprelucrare, programele de aplicaţii, sistemul de operare, utilizatorii. Schematic structura unei bănci de date poate fi prezentată ca în figura nr. 1.10. Dacă în anii ‘70 şi la începutul anilor ’80, noţiunea cvasi-utilizată era cea de bancă de date, în lucrările din ultimii ani, termenul devine din ce în ce mai puţin invocat, majoritatea lucrărilor de profil, ca şi toţi marii furnizori de software fac trimitere, aproape exclusiv, la noţiunile de bază de date şi SGBD.

Colec¡iidedate

Colec¡iidedate

Colec¡iidedate

Colec¡iidedate

Fig. 1.10. Structura unei bănci de date

Informatica de gestiune a ultimilor ani a consacrat termenul de depozit de date

(datawarehouse). Extrăgându-şi "materia primă" din bazele tradiţionale, un asemenea depozit presupune rafinarea şi agregarea datelor după multiple criterii, fiind mult mai bine adaptat sistemului decizional al întreprinderii. 6 Pescaru, V., ş.a., Fişiere, baze de date şi bănci de date, Editura Tehnică, Bucureşti, 1976, p. 13


24

Implementarea depozitului de date în organizaţii este răspunsul la cerinţele de exploatare a informaţiilor strategice necesare conducerii, aflată într-un context competitiv accentuat ce impune decizii rapide şi fundamentate pe informaţii corecte. Acest concept concură la dezvoltarea sistemelor informaţionale de sprijinire a activităţii decizionale la nivel superior, fiind integrat şi complementar sistemului informatic operaţional.

Ideea depozitului de date nu este nouă, însă în ultimii ani a devenit o cerinţă acută a organizaţiei moderne şi totodată o realitate tehnologică pusă în practică din ce în ce mai des. Din perspectivă economică, globalizarea comerţului, ascuţirea dramatica a concurenţei, scurtarea ciclului de viaţă a produselor, impunerea unor cerinţe calitative extrem de ridicate şi alte asemenea evoluţii evidenţiază rolul strategic al informaţiei. Mai mult, aceste tendinţe au impus o evoluţie a modelelor manageriale către structuri ierarhice plate sau chiar structuri de tip reţea. Din perspectivă tehnologică, serverele paralele bazate pe microprocesoare ieftine, sistemele de gestionare a bazelor de date care pot exploata la maximum arhitecturile hardware paralele, evoluţia către sistemele deschise, performanţele mediilor de stocare magnetice şi optice creează premisele ce impun dicţionarul de informaţii.

Conceptul de depozit de date a apărut la sfârşitul deceniului 8 al secolului trecut, dar s-a conturat şi dezvoltat în anii ‘90. Conceptul datawarehouse (depozit de date) este definit de William Inmon (vicepreşedintele firmei Prism Solution) ca fiind o colecţie de date destinate fundamentării deciziei manageriale, colecţie care este tematică, integrată, plasată într-un context temporal şi permanentă.

Datele organizate în depozite provin din datele preluate din sistemul operaţional, din datele de arhivă (în perioada de constituire a depozitului), precum din surse externe (baze de date publice, date din recensăminte, date de prognoză economică etc.). Utilizarea depozitelor de date se concretizează în extragerea unor rapoarte (la cerere sau pe baza unui abonament cu o anumită periodicitate), extragerea unor date pentru a putea fi utilizate de aplicaţiile de birotică (programe de calcul tabelar, procesoare de texte, programe de prezentare etc.), dar mai ales pentru a putea fi utilizate în aplicaţii specializate de analiză. Pentru realizarea unor analize economice complexe sunt oferite instrumente de analiză ce pot fi clasificate în două categorii: mineritul în date „data mining” şi analiza multidimensională, referită prin OLAP (On Line Analytical Processing). Data mining reprezintă o tehnică care vizează descoperirea unor şabloane semnificative în colecţiile de date. Instrumentele de analiză on-line (OLAP) permit aflarea răspunsurilor la întrebări ce au de obicei un caracter multidimensional.

Pentru realizarea unui depozit de date sunt necesare şapte categorii de instrumente: 1. Instrumente pentru modelarea datelor ce permit persoanelor implicate în

realizarea depozitelor de date să determine conţinutul fiecărei date, semnificaţia acesteia, care sunt celelalte date cu care interacţionează şi cine o utilizează.

2. O enciclopedie a metadatelor (metadate = date despre date) ce păstrează informaţii relevante despre fiecare dată a depozitului: ce reprezintă, tipul ei, ce înseamnă, unde se găseşte, cum poate fi accesată, formatul său etc.;

3. Baza de date - nucleu care constituie „inima” depozitului; 4. Instrumente pentru transportul datelor utilizate pentru a muta copii ale

datelor din sistemul operaţional (tranzacţional) în depozitul de date şi a le insera în locul potrivit;

5. Instrumente pentru extragerea, rafinarea şi standardizarea (normalizarea datelor) menite să asigure „curăţarea” datelor la preluarea lor în depozit: identificarea şi contopirea multiplelor înregistrări care se referă la aceeaşi


25

informaţie, ajustarea eventualelor lungimi diferite ale unei aceleiaşi date, uniformizarea prescurtărilor.

6. Middleware - un set de resurse care asigură conectivitatea în cadrul reţelelor de calculatoare, necesare când datele sunt preluate din mai multe baze sau când baza de date este distribuită pe mai multe noduri ale reţelei de calculatoare a organizaţiei.

7. Instrumente ce asigură accesul utilizatorilor la datele de care au nevoie. Pentru a explora datele din depozit utilizatorii dispun de instrumente specializate. Cele mai simple sunt instrumentele pentru interogare şi raportare, cunoscute şi din SGBD-uri. Pe lângă acestea, mai sunt necesare o serie de instrumente pentru administrarea depozitului, asigurarea replicării şi sincronizării între mai multe baze de date, dezvoltarea aplicaţiilor ce utilizează depozitul de date etc. Au fost prezentate doar câteva aspecte privind diferitele modalităţi de organizare a datelor la nivelul unui sistem informatic. Nu poate fi dată o soluţie ideală. Personalul implicat în realizarea unui sistem este cel care trebuie să stabilească modalitatea optimă de organizare a datelor în funcţie de specificul organizaţiei, mărimea sistemului şi, în primul rând, de cerinţele utilizatorilor.

1.3. Informatica şi informatica utilizatorului final

Una din caracteristicile fundamentale ale epocii actuale o reprezintă explozia

informaţională determinată de creşterea ritmului de dezvoltare a societăţii şi de avântul fără precedent al ştiinţei şi tehnicii. Prelucrarea electronică a datelor a fost şi devine tot mai mult o necesitate stringentă pentru toate domeniile activităţii umane. Astfel, informatica - ştiinţa culegerii, transmiterii, stocării şi prelucrării automate a datelor - pătrunde, pe zi ce trece, în tot mai multe sfere de activitate, generalizându-se.

Se consideră că apariţia informaticii constituie cea de-a cincea descoperire venită în sprijinul omului pentru a lua decizii. Cele cinci momente care au marcat evoluţia civilizaţiei umane sunt următoarele:

1. apariţia limbajului articulat, ca principal mijloc de comunicare între oameni; 2. inventarea scrisului prin care se compensează limitele memoriei biologice; 3. realizarea tiparului care a pus bazele memoriei sociale constituită din cărţi şi

publicaţii; 4. utilizarea sistemelor de telecomunicaţii care înlătură limita determinată de

distanţă; 5. apariţia calculatoarelor electronice care permit culegerea, prelucrarea şi

transmiterea informaţiilor facilitând realizarea dezideratelor activităţii de informare.

Dacă primele calculatoare electronice apar în deceniul 5 al secolului XX, termenul de informatică apare abia în 1962 şi provine din literatura franceză. Noţiunea de informatică a fost creată prin asocierea cuvintelor informaţie şi automatică: INFORmation şi autoMATIQUE.

Prima definiţie a informaticii aparţine Academiei Franceze care în 1966 preciza că informatica este „ştiinţa prelucrării raţionale, îndeosebi prin maşini automate, a informaţiei


26

considerată ca suport al cunoaşterii umane şi al comunicărilor în domeniile tehnice, economice şi sociale”7. Din definiţia informaticii se desprind cel puţin trei caracteristici ale acesteia: - prelucrarea raţională bazată pe legi generale şi pe anumite tehnici proprii cercetării operaţionale, programării liniare, teoriei algoritmilor etc.; - prelucrarea logică şi automată prin intermediul maşinilor electronice, acesta reprezentând aspectul fundamental al informaticii; - universalitatea informaticii, adică posibilitatea de cuprindere a tuturor domeniilor de activitate. În dicţionarul de informatică, definiţia dată este următoarea: informatica reprezintă o activitate pluridisciplinară, având ca scop iniţial elaborarea de metode noi, inclusiv sisteme automate pentru distribuirea informaţiei tehnico-ştiinţifice, studiind procesele de comunicaţie în colectivităţile ştiinţifice şi industriale şi urmărind dezvoltarea unor tehnici şi sisteme pentru organizarea, memorarea şi distribuirea mai eficientă a informaţiei8. Pe măsura dezvoltării ei, informatica a căpătat noi valenţe, iar domeniile sale de utilizare s-au extins continuu. Specialişti din toate sferele de activitate: tehnică, economică, socială etc., vorbesc de informatica lor specifică şi încearcă a lega tot mai mult informatica de domeniul lor de activitate, considerând-o ca o informatică particulară. Lucru posibil, deoarece informatica este o ştiinţă universală care se conduce după legi generale aplicabile în toate domeniile de activitate. Astfel, a ajuns să se vorbească de o "informatică industrială" , de "informatică medicală", de "informatică economică" etc. Informatica economică reprezintă un ansamblu de mijloace tehnice (bazate pe calculator) şi umane destinate culegerii, stocării, prelucrării şi transmiterii informaţiilor în scopul eficientizării managementului, a altor activităţi economice din firme, precum şi a planificării afacerilor9.

La sfârşitul anilor ‘70 odată cu proliferarea microinformaticii a apărut un nou concept: informatica utilizatorului final Prin noile instrumente de lucru disponibile pe microcalculatoare (programe de calcul tabelar, procesoare de texte, limbaje de interogare a bazelor de date), utilizatorul lucrează direct cu sistemele de calcul, fără a recurge la intermediari.

În informatica clasică, bazată pe o organizare centralizată, între utilizatori şi calculator se interpuneau alte categorii de personal (operatorii de date, analiştii de sistem, informaticienii). Astăzi, utilizând microcalculatoarele şi programe foarte uşor de utilizat, orice economist, indiferent de compartimentul (finanţe, contabilitate, marketing etc) în care îşi desfăşoară activitatea şi nivelul ierarhic la care se află, vine în contact direct cu datele legate de operaţiunile pe care le gestionează. Cu actualul suport din partea tehnologiilor informaţionale, utilizatorii pot căuta şi extrage informaţiile necesare fundamentării deciziilor, pot procesa documente, transmite electronic documente, consulta bănci de date, ba chiar pot crea programe de aplicaţii de mai mare sau mai mică anvergură.

Informatica utilizatorului final reprezintă utilizarea directă şi efectivă a calculatorului de către utilizatorul final. Aceasta nu înseamnă dispariţia centrelor (oficiilor) de calcul din întreprinderi, ci reorientarea acestora, ieşirea din încăperile speciale şi difuzia în toate birourile şi compartimentele funcţionale. Transferul a avut loc deoarece oficiile de calcul ale 7 Arsac, J., Informatica, Editura Enciclopedică Română, Bucureşti, 1970, p. 71 8 ***,Dicţionar de informatică, Editura Ştiinţifică şi Enciclopedică, Bucureşti, 1981, p.172 9 Lucy, T., Management Information Systems, DP. Publications Ltt, 1991


27

întreprinderilor nu au posibilitatea de a dezvolta atâtea aplicaţii cât să satisfacă toate cerinţele informaţionale ale utilizatorilor. Actualmente, datorită metodologiilor şi instrumentelor utilizate în dezvoltarea de aplicaţii-program, între cerinţele utilizatorilor şi implementarea aplicaţiilor cerute există un decalaj ce variază, în general, de la doi la cinci ani. În al doilea rând, apariţia şi extinderea utilizării unor echipamente puternice, pe care se poate executa programe cu o interfaţă prietenoasă, generalizarea limbajelor de interogare a bazelor de date, a instrumentelor pentru analiza datelor au adus la îndemâna utilizatorilor instrumente care, în trecut, pentru a fi create şi puse în funcţiune, necesitau un imens volum de timp şi bani. Utilizatorii au acces nu numai la propriile echipamente, aplicaţii şi date, ci şi ale grupului de lucru, compartimentului funcţional sau ale întregii întreprinderi în care-şi desfăşoară activitatea.

Pentru a asigura coordonarea activităţii de informatică în contextul în care utilizatorii finali au acces direct la resursele informaţionale, numeroase întreprinderi şi-au creat infocentre la nivelul cărora există o serie de specialişti (analişti, programatori, administratori baze de date, administratori de reţele) care oferă asistenţă de specialitate (consultanţă) utilizatorilor finali în efortul lor de a-şi informatiza activităţile. Infocentrul este o unitate organizaţională care furnizează echipamentele, programele şi personalul care asistă utilizatorii în cadrul unei organizaţii. Aceasta unitate poate fi organizată ca un compartiment funcţional distinct al întreprinderii, dar poate fi şi „difuzată” în toate departamentele (marketing, personal, producţie, financiar, contabilitate etc.).

Anii ‘70-’80 au fost marcaţi de puternice dispute pe plan informatic între americani şi francezi

10. Ultimii, susţinuţi în forţă de o companie puternică, ALCATEL, promovau

infocentrul, în timp ce primii lansau ideea informatizării distribuite. Infocentrul se baza pe concentrarea tuturor bazelor de date şi a resurselor fizice de calcul într-un punct central, utilizatorilor oferindu-li-se accesul prin puternicele reţele de comunicaţie create de ALCATEL. Introdus de IBM Canada în 1974, infocentrul s-a răspândit rapid şi este privit ca un pilon important al informatizării organizaţiilor. În cursul ultimilor ani, însă, o serie de întreprinderi au renunţat la infocentrele proprii, delegând responsabilităţile de asistare a utilizatorilor finali unor firme specializate. Cu toate acestea, infocentrul continuă să fie privit ca un excelent suport al informaticii utilizatorului final.

Cea mai mare parte a infocentrelor furnizează11: • suport material utilizatorului final care are nevoie de microcalculatoare,

terminale inteligente, terminale grafice evoluate, imprimante rapide etc. • asistenţă software pentru instruirea în lucrul cu procesoare de texte,

programe de calcul tabelar, programe de prezentare/grafică etc. • consultanţă de specialitate pentru utilizatori, asigurată de consilieri în

scopul exploatării resurselor materiale şi software pentru ameliorarea eficacităţii şi eficienţei activităţilor.

10 Oprea D., Centrele informaţionale şi utilizatorii informatizaţi, Tribuna Economică nr.3-4/1996 11 O'Brien, J., Les systèmes d’information de gestion, DeBoeck Université, Montreal, 1995, p.294


28

1.4. Sisteme informaţionale şi sisteme informatice

1.4.1. Definire, rol, componente În vederea funcţionării normale, în orice organizaţie sunt necesare următoarele

activităţi: • culegerea datelor necesare despre starea sistemului ce-l reprezintă

întreprinderea şi despre mediul său; • transmiterea datelor la punctele de prelucrare prin canalele informaţionale; • prelucrarea datelor în vederea obţinerii informaţiilor necesare în procesul

decizional; • adoptarea deciziilor şi transmiterea lor la organele de execuţie; • asigurarea controlului şi urmărirea înfăpturii deciziilor.

Într-o viziune sistemică, activităţile enumerate mai sus sunt puse în evidenţă de existenţa următoarelor sisteme :

• sistemul operaţional • sistemul de conducere • sistemul informaţional

Schematic, legăturile şi funcţiile acestor sisteme sunt prezentate în figura nr. 1.11:

Subsistem de conducere- analizează- decide- controlează

Subsistem de conducere- analizează- decide- controlează

Subsistem informaţional- memorează - prelucrează- transmite

Subsistem operaţional- transformă- produce

Mediu

Întreprindere

fluxuri primare:materiale, financiare,de personal, informaţii

Informaţii

Informaţii

produse, servicii

obiective, sarcini rapoarte, dări de seamă,instrucţiuni, ordine, decizii

Fig. nr.1.11. Modelul sistemic al întreprinderii Sistemul operaţional reprezintă sediul activităţii productive a întreprinderii. Această

activitate constă în transformarea resurselor sau fluxurilor primare, fluxuri care pot fi financiare , de materiale, de personal, de active şi, în fine, fluxuri informaţionale. Privitor la cele informaţionale, acestea cuprind, din categoria informaţiilor, numai pe acelea care sunt „informaţii-materii prime”, în sensul că nu sunt legate direct de conducerea întreprinderii. Foartea adesea, în sectorul terţiar, transformarea acestui tip de fluxuri reprezintă principala activitate a întreprinderii (firme de tele-marketing, brokeraj etc.). Prin urmare, în aceste cazuri, sistemul operaţional poate fi asimilat unui sistem ce transformă informaţii, altfel spus, sistemelor informaţionale de producţie.


29

Sistemul de conducere este sediul activităţii decizionale a întreprinderii. Activitatea decizională este, de fapt, asigurată de către toţi „actorii” din întreprindere, la diferite nivele, de la cei ce-şi desfăşoară activitatea în sistemul operaţional, până la conducerea de vârf. Prin activitatea decizională, întreprinderea este reglată, condusă şi adaptată mediului concurenţial. Sistemul de conducere poate fi privit ca locomotiva întreprinderii, el fiind cel care „trage” celelalte două subsisteme ale întreprinderii. În contextul „clasic” al gestiunii, această activitate priveşte, între altele, alocarea resurselor (previziune, planificare) şi urmărirea modului în care au fost folosite (control de gestiune, control bugetar etc.).

Sistemul informaţional este cel care asigură funcţionarea sistemului de conducere, prin realizarea cuplajului sistem de conducere - sistem operaţional.

Odată cu sporirea complexităţii activităţilor informaţionale s-a apelat la mijloace tehnice perfecţionate, ultimele şi cele mai performante fiind calculatoarele electronice. Astfel, sistemele informaţionale devin sisteme informatice.

În literatura noastră de specialitate, sistemul informaţional este definit ca reprezentând totalitatea metodelor, procedeelor şi mijloacelor utilizate în culegerea, stocarea, prelucrare, analiza şi transmisia datelor pentru fundamentarea şi urmărirea deciziilor la toate nivelurile unei entităţi economico-sociale

12.

Sistemul informatic apare ca o componentă a sistemului informaţional în care mijloacele tehnice de prelucrare sunt reprezentate de calculatoarele electronice.

1.4.2. Clasificarea sistemelor informaţionale

Deseori, sistemul informaţional al unei întreprinderi este denumit şi sistem de prelucrare a datelor13. În acest context, este necesară stabilirea diferenţei între noţiunea de dată şi cea de informaţie. Astfel, datele sunt concepute ca un set de caractere care sunt memorate şi prelucrate şi care constituie intrări în sistemul informaţional, iar informaţiile se referă la ieşirile proceselor de prelucrare a datelor, procese concepute să satisfacă din punct de vedere informaţional persoanele ce le vor folosi pentru luarea deciziilor.

Fig. nr. 1.12. Componentele generale ale unui sistem informaţional

Finalitatea sistemului informaţional este furnizarea de informaţii sub o formă direct

utilizabilă, la momentul oportun, în scopul asigurării unei bune funcţionări a sistemului operaţional, precum şi a luării deciziilor la diferite niveluri. Se disting două obiective esenţiale ale sistemelor informaţionale: sprijinirea procesului decizional şi coordonarea într-un sistem cu mai multe niveluri. Din acest punct de vedere majoritatea autorilor sunt de acord cu următoarea clasificare a sistemelor informaţionale: • sisteme informaţionale pentru prelucrarea tranzacţiilor (Transaction Processing

Systems - TPS) 12 Airinei, D., Sisteme expert în activitatea financiar-contabilă, Editura Junimea, Iaşi, 1997, p.62 13 Oprea, D., Premisele şi consecinţele informatizării contabilităţii, Editura Graphix, Iaşi, 1994, p. 23

Intrări de resurse (date)

Ieşiri în produse informaţionale

Prelucrarea datelor pentru

a le transformaîn informaţii


30

• sisteme informaţionale pentru conducere (Management Information Systems - MIS) • sisteme de sprijinire a deciziilor (Decision Support Systems – DSS) • sisteme informaţionale pentru conducerea executivă (Executive Information Systems -

EIS). Sistemele informaţionale pentru prelucrarea tranzacţiilor preiau datele generate de

activitatea entităţii economico-sociale în bazele de date interne şi constituie infrastructura următoarelor niveluri ale sistemelor informaţionale. În faza de început a dezvoltării activităţilor de informatizare apare (la mijlocul anilor ‘50) noţiunea de sisteme de prelucrare a tranzacţiilor destinate nivelului operativ sau de execuţie, având ca principal obiectiv colectarea datelor şi prelucrarea lor. Ele se adresau în primul rând domeniului contabilităţii care opera cu un volum mare de date, dar dispunea şi de un sistem propriu de verificare a corectitudinii rezultatelor obţinute. În timp aceste sisteme şi-au lărgit aria de activitate şi asupra altor domenii, respectiv marketing, personal, producţie, creanţe, datorii etc. Astfel, TPS urmăreşte activităţile şi operaţiile curente ale unei activităţi, cum ar fi: recepţia materialelor, stabilirea stocurilor de materiale, fluxul lor, obţinerea şi desfacerea produselor, salarii, trezorerie etc., traversând graniţa dintre întreprindere şi mediul său pentru obţinerea informaţiilor necesare celorlalte sisteme. Sarcinile şi scopurile acestui sistem sunt puternic definite şi structurate.

Sistemele informaţionale pentru conducere (MIS) pleacă de la TPS şi sintetizează informaţiile sub formă de rapoarte periodice într-un format predefinit şi greu de modificat. De obicei, aceste rapoarte sunt destinate frecvent, dar nu exclusiv, nivelurilor intermediare de conducere şi au ca finalitate controlul. Sistemele informaţionale pentru conducere au apărut la începutul anilor ’60 pentru a servi activităţilor de luare a deciziilor administrative dintr-o întreprindere, de supraveghere şi control. Informaţiile necesare pot fi din trecut, prezent şi viitor, din mediul intern şi extern al unităţii. Sistemul pune la dispoziţia conducerii rapoarte privind activitatea curentă a unităţii, bazându-se pe informaţiile obţinute de la sistemul de prelucrare a tranzacţiilor şi din mediul în care unitatea îşi desfăşoară activitatea (sub aspectul concurenţei, legislaţiei etc.). Aceste rapoarte pot avea caracter planificat, obţinute periodic, rapoarte obţinute la cerere, rapoarte cu caracter excepţional, răspunzând cerinţelor “conducerii prin excepţie” şi rapoarte previzionale, asistând conducerea la aflarea răspunsului la întrebări de genul “What.. If..?” (Ce se întâmplă… dacă…?), fiind orientate spre activitatea internă a întreprinderii şi mai puţin spre mediul său extern. În legătură cu modul de abordare a acestui sistem au apărut o serie de divergenţe ce privesc tratarea lui sau nu ca pe un concept larg care include toate sistemele informaţionale ce sprijină diferitele domenii funcţionale sau ca acel sistem specific realizării funcţiei conducerii tactice a întreprindeii, componentă a întregului sistem informaţional.

Dar nu întotdeauna rapoartele oferite de MIS sunt suficient de relevante pentru luarea deciziilor, mai ales la nivelurile superioare. De aceea, s-au dezvoltat sistemele de sprijinie a deciziilor (DSS). Extinderea lor s-a datorat atât progreselor înregistrate de tehnologiile informatice, cât şi de tehnicile de modelare din anii ‘70 şi ’80. În general există mai multe DSS într-o întreprindere. Sistemele de sprijinire a deciziilor la nivelurile superioare de conducere sunt denumite sisteme informaţionale pentru conducerea executivă (EIS). Acestea integrează informaţii ce provin din surse interne şi externe şi permit managerilor de a controla şi dispune de informaţii importante pentru luarea deciziilor, informaţii prezentate într-un mod personalizat. Sistemele de sprijinire a procesului decizional au apărut la începutul anilor ’70 pentru a uşura procesul decizional prin preluarea unei părţi din efortul


31

organelor decizionale. Ele sunt concepute pentru a permite decidenţilor să-şi utilizeze judecata şi intuiţia pe parcursul unui proces ad-hoc şi interactiv de modelare analitică referitor la o decizie particulară (decizie nestructurată sau semistructurată

14). Sistemele de

informare a top managerilor (EIS) s-au dezvoltat la mijlocul anilor ’80 şi servesc executivului în adoptarea deciziilor cu caracter nestructurat. Sistemul presupune o mare comunicare cu mediul exterior, fiind orientat mai mult spre fenomenele din exterior, dar face apel şi la informaţiile furnizate de celelalte sisteme. El oferă informaţii în momentul în care sunt solicitate (ad-hoc) şi se bazează pe o interactivitate ridicată. Problemele la care trebuie să răspundă sunt de genul: care sunt concurenţii cei mai puternici? care impactul inflaţiei asupra strategiei întreprinderii? care este cifra de afaceri necesară pentru obţinerea rsurselor de finanţare a investiţiilor? care este activitatea cea mai rentabilă?

În general, sistemul informaţional al întreprinderii nu este o construcţie uniformă, ci este format din diferite subsisteme între care există anumite relaţii. Corespunzător domeniului funcţional din structura organismului economic în care se utilizează, sistemele informaţionale pot fi grupate conform fig. nr. 1.13.

Principala dificultate a abordarii sistemului informaţional în funcţie de compartimen-tele funcţionale ale întreprinderii ţine de imposibilitatea trasării unei graniţe, fie şi aproximative, între informaţiile aferente fiecărui compartiment. Un exemplu clasic este cel al gestiunii vânzărilor, în care aceleaşi date interesează compartimentele vânzare-marketing, financiar, contabilitate, personal-salarizare, producţie şi chiar proiectare. Cea mai mare parte a informaţiilor acoperă două sau mai multe compartimente ale întreprinderii.

Pro iectare asistată de calculato r Fabrica ţie as istată de calculator G estiunea stocurilor P lanificarea necesa- rului de m ateria le A utom ate industria le Aproviz ionare şi recep ţie R obotică

A na liza salariză rii C com ponente personal A na liza forţe i de

lucru G estiunea date lo r despre anagaja ţi

Prognoza necesa- rului de personal A na liza necesaruluide fo rmare ş i perfec ţionare a persona lului

P ub lic itate ş i pro - m ovare M anagem entul m arketingului Stud ii de p ia ţă M anagem entul de produs Previz iunea vânzărilor D irec ţionarea vânzărilor Pre lucra rea comenzilor

B ugetarea inves-tiţiilo rG estiunea trezorerie iG estiunea cred ite lorPrognoze financiareA na liza rentab ilităţiiA na liza nesaruluide finan ţareG estiunea porto-fo liilor

C onturi a le furnizo-rilorV erifica reopera ţiuniFacturare ş i conturide clienţiB ugetareC ontab ilitateana liticăC artea M areP lăţiC ontab ilitate fisca lă

Producţie şi

exploatare M arketing Finan ţe C ontabilitate

M anagem entulresurselor

um ane

Sistem ul inform a ţionala l întreprinderii

14 Deciziile structurate (numite şi programabile) se iau în raport cu procese sau activităţi de rutină, repetitive. De exemplu, decizia de reaprovizionare a stocurilor reprezintă o decizie structurată tipică. Deciziile semistructurate presupun atât proceduri de rutină, cât şi intervenţii şi judecăţi subiective. Deciziile nestructurate (numite şi neprogramabile) se bazează în primul rând pe intuiţie şi experienţă, nu cer rutină şi nu există un model anume de rezolvare a lor. Ele intervin în situaţii în care este imposibil sau mai puţin de dorit precizarea în avans a tuturor procedurilor de urmat pentru luarea unei decizii. La adoptarea acestor decizii pot fi utilizate pe lângă tehnicile tradiţionale (judecată, raţionamente formale, creativitate, reguli empirice) şi tehnicile moderne (tehnici euristice).


32

Fig. nr.1.13. Structurarea funcţională a sistemelor informaţionale15 Contabilitatea constituie exemplul celui mai vechi şi mai răspândit subsistem

informaţional al întreprinderii. După mijloacele utilizate, sistemele informaţionale sunt clasificate conform tabelului

nr. 1.2. Sarcinile mai puţin structurate, gen pregătire şi preluare date, revin componentelor

manuale sau sistemelor expert. Sistemele informatice clasice au avut în vedere mai ales operaţiile repetitive, bine structurate, respectiv prelucrarea datelor, stocarea şi gestionarea acestora pentru a furniza informaţii pertinente. Ulterior, prin sisteme suport pentru decizii şi, mai apoi, prin sistemele expert interpretarea rezultatelor obţinute şi, în mod efectiv, luarea deciziilor a făcut obiectul integrării în sistemele informatice.

După categoriile de utilizatori în sistemele informaţionale pot fi identificate tipurile de sisteme precizate în tabelul nr. 1.3.

Tabelul nr.1.2. Clasificarea sistemelor informaţionale după mijloacele utilizate Criteriul de clasificare

Tipuri de sisteme informaţionale Caracteristici

Formale

• Informaţii structurate, în formă scrisă • Corespund evenimentelor repetitive bine

analizate • Modele de prelucrare bine definite • Exemplu: sistemul financiar-contabil • Rigoare–stabilitate

Gradul de formalizare al procedurilor

Neformale

• Informaţii sub o formă oarecare • Inexistenţa unor reguli precise de

prelucrare • Exemple: conversaţii telefonice, de culise • Supleţe, rapiditate

Manuale

• Operaţiile sunt asigurate de om, fără a recurge la maşini

• Acceptabile pentru volume mici de date sau pentru sarcini slab definite

Automatizate

• Operaţiile sunt asigurate de calculator fără intervenţia factorului uman

• Pregătirea sarcinilor aparţine însă omului • Foarte eficiente dacă lucrările sunt

repetitive şi de volum mare • Se încadrează aici sistemele informatice

clasice

Gradul de automatizare a procedurilor

Asistate

• Operaţiile sunt asigurate printr-un dialog om-calculator

• Conducerea este asigurată de om dar multe operaţii sunt realizate de calculator

• Se încadrează aici sistemele suport pentru decizii şi sistemele expert

Sursa: Airinei, D. ş.a., Introducere în informatica economică, Editura Sedcom Libris, Iaşi, 1999, p.49 15 O'Brien, J., Les systèmes d’information de gestion, DeBoeck Université, Montreal, 1995, p.453


33

Tabelul nr.1.3. Clasificarea sistemelor informaţionale după categoriile de utilizatori Criteriul de clasificare

Tipuri de sisteme

informaţionale

Caracteristici

Individuale

• Satisface cerinţele unui individ la postul său de lucru

• Ex.: Controlul gestiunii prin intermediul unui microcalculator dotat cu software specializat (Excel, Lotus 1-2-3)

Organizaţionale

• Sistemul este utilizat de mai multe persoane din organizaţie

• Se încadrează aici aplicaţiile financiar-contabile

Numărul de

utilizatori

Interorganizaţionale

• Sistemul este utilizat de persoane aparţinând unor întreprinderi diferite

• Ex.: Prelucrarea comenzilor printr-o reţea de calculatoare la care sunt conectaţi atât furnizorul, cât şi clientul

Tranzacţional

• Este consacrat prelucrării evenimentelor elementare

• Reprezintă direct activitatea întreprinderii

• Ex.: Întocmirea documentelor primare

Operaţional • Constituie nivelul cel mai de jos al deciziei în întreprindere

Tactic

• Informaţiile obţinute reprezintă suportul de nivel intermediar al deciziei

• Sunt componente esenţiale în activitatea de control

Nivelul ierarhic

Strategic • Suport al deciziei de înalt nivel • Probleme complexe şi puţin

repetitive Sursa: Airinei, D. ş.a., Introducere în informatica economică, Editura Sedcom Libris, Iaşi, 1999

Informaţiile necesare conducerii sunt în funcţie de nivelul conducerii şi de posibilitatea de structurare a situaţiilor decizionale la care managerii trebuie să facă faţă. Spre exemplu, nivelul strategic cere rapoarte mai sumare, ad hoc, neprogramate şi previzioanale, ca şi date externe pentru susţinerea planificării nestructurate şi a responsabilităţilor de conducere generală a activităţii. Nivelul operaţional necesită rapoarte


34

interne regulate, ce conţin date detaliate, actuale sau istorice pentru susţinerea contolului structurat al operaţiilor cotidiene. În procesul decizional este necesară atât gestionarea informaţiilor istorice, cât şi a celor de previziune. Informaţiile previzionale ajută conducerea să definească tendinţele viitoare şi impactul acestora asupra deciziilor care trebuie adoptate, în timp ce informaţiile istorice permit analiza performanţelor trecute ale întreprinderii şi evaluarea acestora. Totuşi, conducerea trebuie să primească nu numai informaţii interne; de multe ori sunt foarte relevante şi indispensabile informaţiile externe. În sfârşit, cerinţele informaţionale ale conducerii depind în mod esenţial de nivelul de conducere. Astfel, activităţile de conducere pot fi subdivizate pe trei niveluri principale: nivelul strategic, nivelul tactic şi nivelul operaţional. La nivel strategic sunt definite strategiile, politicile şi obiectivele de ansamblu ale întreprinderii cu ajutorul unei planificări strategice pe termen lung. Managerii supraveghează, de asemenea, randamantul strategic al întreprinderii şi evoluţia sa globală. La nivel tactic sunt elaborate planuri, bugete pe termen scurt şi mediu, se definesc politicile, procedurile şi obiectivele subunităţilor întreprinderii, sunt stabilite modul de achiziţionare şi alocare a resurselor. La nivel operaţional sunt elaborate planurile pe termen scurt. Managerii utilizează resursele şi execută sarcinile după procedurile elaborate cu ajutorul bugetelor şi a programelor de producţie stabilite echipelor de lucru ale întreprinderii. Caracteristicile informaţiei pe cele trei nivele ale conducerii sunt prezentate în tabelul nr. 1.4.

Conducereastrategică

Conducerea tactică

Conducerea operaţională

Decizi

i

Informaţii

Caracteristicile informaţieiAd hocExcepţionalăRecapitulativăFrecvenţă neregulatăPrevizionalăExternăAnvergură mare

PrestabilităPeriodicăDetaliatăFrecventăIstoricăInternăAnvergură mică

Structura deciziei

Nestructurată

Semistructurată

Structurată Fig. nr.1.14. Caracteristicile informaţiei pe nivele de conducere

Sursa: O'Brien, Les systemes d'information de gestion, De Boeck Univesity, Montreal, 1995, p. 368

Tabelul nr.1.4. Caracteristicile informaţiilor pe nivele de decizie

Caracteristica informaţiei Nivelul operaţional

Nivelul tactic

Nivelul strategic

Dependenţa de informaţii interne

Foarte ridicată Ridicată Moderată

Dependenţa de informaţii externe

Redusă Moderată Foarte ridicată

Grad de sintetizare a informaţiilor

Foarte redus Moderat Ridicat

Necesarul de informaţii on-line

Foarte ridicat Ridicat Moderat

Necesarul de grafice Redus Moderat Ridicat


35

Utilizarea de informaţii în timp real

Foarte ridicată Ridicată Moderată

Utilizarea de informaţii predictive

Redusă Ridicată Foarte ridicată

Utilizarea de informaţii istorice

Ridicată Moderată Redusă

Utilizarea de informaţii de tip "what if?"

Redusă Ridicată Foarte ridicată

Utilizarea de informaţii exprimate valoric

Redusă Moderată Ridicată

În practică se pot distinge zece categorii de sisteme informaţionale16, conform clasificării realizate de Mentzas17 (cubul lui Mentzas), pornind de la teoria rolurilor manageriale expusă de Minzberg. Fiecare din aceste categorii acoperă, mai mult sau mai puţin, cerinţele procesului decizional (vezi tabelul nr. 1.5).

Tab. nr.1.5. Categoriile de sisteme informaţionale şi gradul de sprijinire a procesului decizional Nr. crt.

Sistemul informaţional Sprijinirea procesului decizional

1. Sisteme informaţionale pentru conducere (Management Information Systems)

Slabă

2. Sisteme informaţionale pentru conducerea executivă (Executive Information Systems)

Slabă

3. Sisteme de sprijinire a conducerii executive (Executive Support Systems)

Slabă

4. Sisteme pentru sprijinirea deciziilor (Decision Support Systems)

Puternică

5. Sisteme pentru sprijinirea deciziilor de grup (Group DSS)

Puternică

6. Sisteme de reuniuni electronice (Electronic Meeting Systems)

Slabă

7. Sisteme de sprijinire a deciziilor la nivel organizaţional (Organizational DSS)

Puternică

8. Sisteme expert (Expert Systems) Puternică 9. Sisteme de birotică (Office Information Systems) Slabă 10.

Sisteme informaţionale organiaţionale inteligente (Intelligent Organizational Information Systems)

Puternică

1.4.3. Sistemul informatic

Sistemul informatic este partea componentă a sistemului informaţional care asigură prelucrarea raţională şi eficientă a datelor îndeosebi cu ajutorul echipamentelor electronice de calcul şi, în primul rând, al calculatoarelor electronice.

Evoluţia galopantă a tehnologiilor informatice din ultimii ani a condus la automatizarea unei părţi considerabile a sistemului informaţional care se localizează nu numai la faza de prelucrare, ci şi la fazele de preluare a datelor şi valorificare a informaţiilor

16 Airinei, D., Sisteme expert în activitatea financiar-contabilă, Editura Junimea, Iaşi, 1997, p.76 17 Mentzas, G., A functional Taxonomy of Computer-based Information Systems, International Journal of Information Management, volum 14, 1994, pp. 397- 414


36

obţinute. Astfel sistemul informaţional devine, din ce în ce mai mult, un sistem informatic18

, deşi încă nu se poate pune semn de egalitate între cele două tipuri de sisteme deoarece:

• în partea formală a sistemelor informaţionale rămân încă sarcini manuale importante: preluări date, interpretare rezultate etc.;

• partea neformală a unui sistem informaţional ramâne aproape exclusiv manuală;

• există alte instrumente neinformatice care îndeplinesc funcţii în interiorul sistemului informaţional: copiatoare, mijloace audio-vizuale, telefaxuri.

Noţiunea de sistem informatic este legată de informatizarea activităţii organizaţiei, adică de folosirea resurselor informatice pentru organizarea şi administrarea informaţiilor. Informatizarea transformă sistemele informaţionale manuale în sisteme informatice prin:

• substituirea mijloacelor de lucru (automatizarea sarcinilor); • miniaturizarea echipamentelor, reducerea timpilor de lucru, eliminarea

erorilor, prelucrarea unui volum mare de date şi distribuirea eficientă a informaţiilor;

• calitatea prezentării informaţiilor.

Întrebări 1. Prezentaţi diferenţa dintre noţiunile de dată, informaţie şi cunoştinţă. 2. Care este diferenţa dintre sistemul informaţional şi sistemul informatic? 3. Daţi exemple de sisteme informaţionale operaţionale sau de prelucrarea

tranzacţiilor. 4. Identificaţi scopul, tranzacţiile de prelucrare, fişierele şi principalele rapoarte şi

documente care se pot obţine la nivelul unui sistem de gestiune a resurselor umane într-o firmă.

5. Care sunt tendinţele care pot fi identificate în domeniul tehnologiilor informaţionale cu impact asupra automatizării sistemului informaţional?

18 Airinei, D., Sisteme expert în activitatea financiar-contabilă, Editura Junimea, Iaşi, 1997, p.65

Capitolul 2. Arhitectura sistemelor electronice de calcul

37


2.1. Componentele unui sistem electronic de calcul şi modul de funcţionare a acestuia

Un sistem de calcul constituie un ansamblu funcţional destinat prelucrării

automate a datelor furnizate de utilizatori în scopul obţinerii informaţiilor. Pentru realizarea acestui obiectiv, sistemul de calcul are nevoie atât de echipamente (componentele hardware), cât şi de un set de programe (componentele software) care determină prelucrările care se fac asupra datelor prin intermediul componentelor fizice ale sistemului de calcul.

Conform celei mai generale clasificări, componentele unui sistem de calcul pot aparţine uneia dintre următoarele categorii:

• Hardware • Software • Firmware

Hardware-ul reprezintă componenta fizică a unui sistem de calcul, adică ansamblul de echipamente care alcătuiesc sistemul de calcul. Ele sunt formate din calculatorul propriu-zis şi echipamentele periferice şi sunt folosite pentru culegerea, stocarea, prelucrarea, redarea şi transmiterea rezultatelor.

Software-ul reprezintă ansamblul de programe care fac posibilă realizarea funcţiei sistemului de calcul, de prelucrare a informaţiilor, şi care constituie suportul logic de funcţionare a unui sistem de calcul. Într-o traducere mot à mot, software-ul înseamnă “partea moale” a calculatorului, spre deosebire de hardware, „partea tare”. Componenta software a unui sistem de calcul cuprinde la rândul ei programe grupate în mai multe categorii, după natura problemelor pe care le rezolvă. Comenzile sunt date echipamentelor prin intermediul unor programe speciale, numite programe de bază (software de bază). Ele formează sistemul de operare al calculatorului şi sunt memorate pe suporturi magnetice sau optice, de unde sunt încărcate în memoria internă. O parte din programe sunt permanent rezidente în memoria internă şi formează nucleul sistemului de operare. În afara celor două elemente pentru realizarea prelucrărilor mai sunt necesare programele de aplicaţii (software de aplicaţii) care sunt specifice problemelor utilizatorilor şi datelor supuse prelucrării.

Firmware-ul este componenta de programe încărcate în memoria fixă ROM de către producătorul sistemului de calcul. Această componentă se află la limita dintre hardware şi software, reprezentând software-ul integrat în partea de hardware. Componenta firmware a unui sistem de calcul, setul de instrucţiuni microprogramate încărcate în memoria fixă ROM, defineşte un anumit mod de funcţionare şi, implicit, de utilizare a sistemului de calcul. Din acest motiv, firmware-ul trebuie să fie suficient de redus pentru a nu particulariza excesiv sistemul de calcul. Prin utilizarea unor memorii cu citire-scriere nevolatile alături de memoria ROM se obţin componente cu


38

microprogramare dinamică. Aceasta constă în posibilitatea adaptării secvenţei de programe fixe din ROM la încărcarea sistemului de operare.

De exemplu, componenta ROM-BIOS1 a sistemelor de calcul compatibile PC este o componentă firmware realizată prin microprogramare dinamică. Rolul componentei BIOS este de interfaţă între hardware şi software, oferind componentei software funcţii de bază pentru utilizarea hardware-ului. În acest fel se realizează independenţa componentelor software faţă de caracteristicile hardware specifice sistemului de calcul, eliberând în acelaşi timp componentele software de detalii legate de modul de lucru al hardware-ului. Fiind realizată prin microprogramare dinamică, componenta firmware (BIOS) permite modificarea unor parametri de funcţionare ai PC-ului într-o secvenţă specială derulată în timpul procedurii de încărcare a sistemului de operare la pornirea sistemului de calcul.

2.1.1. Componentele hardware

Termenul de calculator electronic se referă la un sistem de calcul care îndeplineşte

următoarele condiţii: • dispozitivele de lucru sunt realizate din circuite electronice; • are memorie internă capabilă să memoreze date şi programe; • efectuează prelucrări în mod automat pe baza unui program.

În Dicţionarul de informatică, calculatorul este definit „ca un sistem care prelucrează datele introduse într-o formă prestabilită şi furnizează rezultatele, fie într-o formă accesibilă utilizatorului, fie ca semnale destinate acţionării unor echipamente.”

2

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 teorie a dus la apariţia calculatoarelor analogice care au constituit o generaţie răspândită pe la mijlocul secolului 20. Un exemplu de sistem analogic simplu este rigla de calcul care foloseşte mărimea fizică spaţiu, operaţiile făcându-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, având 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 utilizând 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 1 BIOS (Basic Input/Output System – Sistem de intrare-ieşire de bază) – reprezintă un set de programe înscrise în memoria permanentă a unui calculator compatibil IBM-PC 2 *** Dicţionar de informatică, Editura Ştiinţifică şi Enciclopedică, Bucureşti, 1981, p.54


39

calcul numerice, se utilizează mai multe moduri de codificare a informaţiei. În toate cazurile însă este vorba de o reprezentare binară a informaţiei.

Structura unui calculator numeric a fost definită în anul 1945 de către John von Neumann. Astfel, în proiectul primului calculator cu program memorat, cu prelucrarea secvenţială a instrucţiunilor şi datelor, memorate împreună în aceeaşi formă şi accesibile în acelaşi mod (EDVAC – Electronic Discrete VAriable Computer) sunt precizate următoarele componente ale unui calculator electronic: unitatea aritmetică, unitatea centrală de control, unitatea de intrare, unitatea de memorie, unitatea de ieşire. Această structură se regăseşte, într-o formă sau alta, şi la calculatoarele actuale. Se consideră că aceste calculatoare sunt cu arhitectură von Neumann.

În structura unui calculator distingem două categorii de componente: • unitatea centrală • echipamentele periferice.

UNITATEA CENTRALĂ constituie componenta de bază a sistemului de calcul şi este formată din:

• unitatea aritmetico-logică (UAL) capabilă să efectueze operaţiile aritmetice şi logice;

• unitatea de comandă şi control (UCC) care dirijează funcţionarea întregului ansamblu, dând comenzi celorlalte componente.

• memoria internă care păstrează programele şi datele în curs de prelucreare.

ECHIPAMENTELE PERIFERICE asigură comunicaţia calculatorului cu lumea înconjurătoare. Se disting următoarele categorii de echipamente periferice:

• echipamente periferice de intrare care permit citirea datelor (introducerea datelor în sistem): tastatura, mouse, cititorul optic

• echipamente periferice de iesire cu ajutorul cărora se extrag rezultatele sub o formă accesibilă omului: imprimanta, ecran de afişare etc.

• echipamente periferice de stocare (de intrare-ieşire) care dispun de unităţi de memorie auxiliară capabile să stocheze, sub o formă direct accesibilă calculatorului, mari cantităţi de date: unităţi de disc magnetic, unităţi CD-ROM etc.

• echipamente periferice de comunicaţie care permit transmiterea datelor la distanţă prin intermediul liniilor de comunicaţie: modem, cuplor etc.

Structura de principiu a unui calculator electronic se prezintă astfel:


40

Fig. nr. 2.1. Structura de principiu a unui calculator electronic

Funcţiile active, de prelucrare şi control sunt realizate de UAL şi UCC. De aceea se consideră că ele sunt componentele unităţii centrale de prelucrare. În literatura de specialitate se întâlnesc şi alte opinii cu privire la structura calculatoarelor electronice. Astfel, se consideră că unitatea centrală de prelucrare cuprinde memoria internă şi procesorul (UCC+UAL).

La unitatea centrală de prelucrare se pot conecta diferite echipamente periferice, module de memorie, unităţi de interfaţă şi se obţin calculatoare având diferite configuraţii. Prin urmare mulţimea tuturor componentelor care sunt asamblate şi conectate pentru a realiza un sistem de calcul definesc configuraţia sistemului de calcul respectiv.

Configuraţia de bază reprezintă numărul minim de componente necesare pentru ca sistemul de calcul să fie operational. Adăugarea unor componente suplimentare este oricând posibilă până la o limită admisă de unitatea centrală de prelucrare. Astfel se poate realiza o configuraţie ce corespunde cel mai bine necesităţilor utilizatorilor şi posibilităţilor financiare ale acestora.

Chiar dacă este vorba de calculatoare din clase diferite, ele se pot încadra în aceeaşi arhitectură. Arhitectura este un concept mai general care defineşte componentele sistemului de calcul din punct de vedere al funcţiilor, al performanţelor şi al compatibilităţii dintre ele. Arhitectura unui sistem de calcul defineşte un ansamblu integrat de componente funcţionale, privite ca un tot unitar şi având ca scop realizarea unor funcţii la un anumit nivel de performanţă.

Arhitectura discutată până aici se referă la sisteme de calcul monoprocesor. Ele au cea mai mare răspândire. Elementele constitutive ale sistemelor monoprocesor sau chiar sistemele monoprocesor în întregime pot fi folosite ca blocuri funcţionale în realizarea unor organizări superioare. Este vorba de sisteme multiprocesor care presupun două sau

Unităţi auxiliare de memorie

Periferice de intrare

Tastatura

Unitatea centrală

Unitatea aritmetico-logicăUnitatea de comandă şi controlMemoria internă

Periferice de ieşire

Bandă magnetică

Disc magnetic

Disketă

Echipamente periferice decomunicare

Imprimanta Monitor Mouse

CD-ROM


41

mai multe unităţi de prelucrare identice sau diferite, fiecare considerându-le pe celelalte la nivelul canalelor de intrare/ieşire.

2.1.2. Componentele software

Una din caracteristicile calculatoarelor electronice este efectuarea automată a

prelucrărilor pe bază de program înregistrat. Programul este un ansamblu de instrucţiuni care realizează a anumită sarcină. Ansamblul programelor (software) permite utilizarea echipamentelor. Se disting trei mari categorii de software: software de bază, software de aplicaţii, software intermediar.

• Software-ul de bază (programele de bază) formează, în principal, sistemul de operare al calculatorului şi este specific fiecărui tip de echipament. Asigură funcţionarea eficientă a resurselor fizice şi logice ale sistemului. Calculatorul dispune de două tipuri de resurse:

o resurse fizice, adică componentele hardware: procesorul, memoria internă, sistemul de intrare-ieşire;

o resurse logice, adică componentele software: programele şi datele.

• Software-ul de aplicaţii (programele de aplicaţii) este specific problemelor rezolvate de utilizatori şi este realizat fie de specialişti în programare, fie de utilizatori.

Odată cu extinderea utilizării microcalculatoarelor a apărut un nou tip de software, numit software intermediar. Este vorba de instrumente software specializate (procesoare de texte, programe de calcul tabelar, programe de grafică etc.) care pot fi utilizate foarte uşor şi rapid în aplicaţii.

2.1.2.1. Software de bază

Dacă iniţial software-ul de bază se identifica cu sistemul de operare, odată cu noile evoluţii în domeniu, apar diverse nuanţări, încât putem distinge trei mari componente:

• sistemul de operare propriu-zis; • programele utilitare; • programele de traducere. Explicaţia constă în faptul că odată cu dezvoltarea şi multiplicarea unei

componente ea tinde să devină independentă şi trebuie tratată ca atare. De obicei, software-ul de bază este pus la punct de firma constructoare a

calculatorului şi se livrează odată cu acesta. Sistemul de operare asigură exploatarea echipamentelor şi diferă în funcţie de

tipul şi mărimea calculatoarelor. De obicei, un sistem de operare cuprinde: • încărcătoare de programe destinate introducerii în sistem a programelor de

executat; • monitoare şi supervizoare care asigură înlănţuirea derulării lucrărilor,

controlează operaţiile de intrare-ieşire, semnalează incidentele de funcţionare; • programe care uşurează realizarea unor operaţii curente cum sunt: formatare

discuri, copiere fişiere, ştergeri fişiere etc.


42

Calitatea sistemului de operare condiţionează eficienţa şi performanţele calculatorului. Un echipament foarte performant, dar cu un sistem de operare slab, va avea performanţe de utilizare mediocre. Programele utilitare sunt programe specializate, livrate odată cu sistemul de operare sau separat de acesta, care extind o serie de facilităţi ale sistemului de operare. Ele corespund unor funcţii bine definite ce se întâlnesc frecvent. Numărul utilitarelor este azi impresionant şi nu se poate face a clasificare riguroasă a lor. Dintre ele amintim următoarele tipuri:

• utilitarele care extind suprafaţa cu utilizatorul (Norton Commander, Windows Explorer, Win Commander),

• utilitare care vin în sprijinul utilizatorului avansat, cum este, de exemplu, inginerul de sistem (Norton Disk Doktor, PC Tools, Norton Utilities etc.),

• utilitare de arhivare-dezarhivare (ARJ, PKZIP şi PKUNZIP, WinRAR, WinZIP etc.),

• utilitare de depistare şi înlăturare a viruşilor (numărul şi varietatea acestora sunt impresionante) etc.

Programele traducătoare (translatoare) au rolul de a converti programele scrise de utilizatori într-un anumit limbaj de programare (Basic, dBase, Pascal, C, etc.) în formate accesibile calculatorului (în cod-maşină, respectiv în cod binar). De obicei, se practică două modalităţi de translatare: compilarea şi interpretarea.

Prin compilare, programul sursă este tradus mai întâi într-un format obiect (program obiect). Acesta este un format intermediar care este completat cu module din biblioteci şi consolidat prin editarea de legături din care rezultă programul în format executabil. Acesta poate fi oricând încărcat în memoria internă de la o anumită adresă şi pus în execuţie.

Fig. nr. 2.2. Translatarea programelor prin compilare

Odată pus în format executabil, programul poate fi oricând încărcat şi pus în execuţie. Deci, traducerea programului sursă se realizează o singură dată, iar execuţia este independentă de fazele anterioare.

Interpretarea presupune traducerea instrucţiune cu instrucţiune a programului la fiecare execuţie a acestuia. De aceea este o modalitate mai puţin eficientă decât compilarea. Numele compilatoarelor sau al interpretoarelor coincide cu numele limbajului de programare. De exemplu:

• compilatoare: COBOL, FORTRAN, PASCAL, C. • interpretoare: BASIC.

Programsursă

Compilare Programobiect

Editare delegături

Program în format executabil

Execuţie

date

rezultate

Încărcare


43

2.1.2.2. Software-ul de aplicaţii Programele de aplicaţii sunt proiectate pentru a rezolva probleme specifice

utilizatorilor. Corespund următoarelor domenii de activitate: • contabilitate, gestiune stocuri, gestiune personal etc. Sunt aplicaţii

caracteristice informaticii clasice care prelucrează informaţii bine structurate. • elaborarea planurilor de investiţii, planuri de marketing etc. Sunt aplicaţii

destinate sprijinirii procesului decizional şi operează chiar cu informaţii semistructurate sau slab structurate.

• calcule tehnice: rezistenţa materialelor, prelucrări statistice etc. Un program de aplicaţii poate fi realizat, în condiţiile concrete ale unei

întreprinderi sau poate fi cumpărat „la cheie” de la o anumită unitate specializată. În ultimul caz este vorba de produse-program comercializate. Actualmente, piaţa produselor program este în plină dezvoltare, atât în privinţa software-ului de aplicaţii, cât şi a instrumentelor software specializate.

Instrumentele software specializate, apărute odată cu microcalculatoarele, permit utilizatorilor să-şi rezolve problemele fără a cunoaşte metodele informatice sau limbajele de programare. Sunt mijloace de lucru specifice utilizatorului final. În această categorie se încadrează: procesoarele de texte (WordPerfect, Word, AmiPro etc.), programele de calcul tabelar (Lotus 1-2-3, Excel, Quattro Pro etc.), programele de grafică (Corel Draw, Harvard Graphics, PowerPoint etc.) şi instrumentele software integrate (Works, Symphony, Microsoft Office, Perfect Office).

2.1.3. Unitatea centrală - structură şi funcţionare

Unitatea centrală a calculatorului cuprinde memoria principală, unitatea de comandă şi control şi unitatea artimetico-logică. Între componentele unităţii centrale, precum şi între acestea şi echipamentele periferice se realizează permanent schimburi de date şi comenzi, mediate fizic de conductorii electrici care vehiculează informaţia sub formă de impulsuri. Unitatea de comandă şi control coordonează funcţionarea întregului sistem, stabilind legături prin schimburi de informaţii şi transmiterea de ordine şi comenzi. Schema funcţională a unui calculator electronic pune în evidenţă foarte bine aceste legături3 ( fig. nr. 2.3.).

Unitatea de intrare preia, sub controlul unităţii de comandă şi control, informaţiile (instrucţiuni şi date) de la echipamentele periferice de intrare (tastatură, cititor optic de documente, cititor de cartele etc.) sau de la perifericele de stocare (unităţi de discuri magnetice, unităţi de bandă magnetică etc.) şi le transpune în forma de reprezentare internă (specifică maşinii), transferându-le în unitatea de memorie. Unitatea de ieşire preia, tot sub controlul unităţii de comandă şi control, informaţiile corespunzătoare din unitatea de memorie (rezultatele) şi le transferă unor periferice de ieşire (display, imprimantă etc.) sau unor periferice de stocare (unităţi de discuri magnetice, unităţi de bandă magnetică etc.) Se obţine, astfel, forma direct interpretabilă a rezultatelor (pe ecran, la imprimantă) sau o formă intermediară, pe suport magnetic ce poate fi uşor vizualizată.

3 ***, Contabilitate şi sisteme informaşionale, Editura Sedcom Libris, Iaşi, 1999, p.215 şi următoarele


44

Fig. nr. 2.3. Schema funcţională a unui calculator electronic Echipamentele periferice se conectează la unitatea dde intrare sau ieşire printr-o

interfaţă standard. În cele mai multe cazuri, unităţile de intrare formează un singur ansamblu: unitatea de intrare/ieşire.

Legăturile între diferitele componente ale sistemului de calcul sunt de două categorii: legături reprezentând schimburi de date şi legături reprezentând schimburi de comenzi şi stări.

Oricare ar fi datele prelucrate, structurate, stocate etc., ele circulă în sistem sub formă unor impulsuri electrice ce tranzitează circuitele. Din raţiuni tehnice, circuitele electronice au două stări distincte (deschis, închis; două nivele distincte de tensiune, etc.). Cele două stări distincte corespund cifrelor binare 0 şi 1. Toate caracterele (alfabetice, numerice, speciale etc.) vor fi reprezentate în sistem sub forma unor combinaţii de cifre binare 0 şi 1.

Toate componentele calculatorului funcţionează sub supravegherea unităţii de comandă şi control, singura capabilă să decodifice instrucţiunile programelor. Unitatea de comandă şi control este legată de celelalte componente prin circuite de comandă prin care circulă comenzile tot sub forma impulsurilor electrice. Aceste impulsuri declanşează sau opresc funcţionarea unităţilor de intrare-ieşire, unităţii aritmetico-logice în funcţie de comenzile decodificate din programul executat. Instrucţiunile care formează programul de executat sunt preluate prin intermediul unităţii de intrare şi stocate în unitatea de memorie. Din unitatea de memorie, instrucţiunile sunt preluate şi decodificate de unitatea de comandă şi control. După citirea datelor de intrare şi stocarea în memorie, unitatea aritmetico-logică, pe baza ordinelor primite de la unitatea de comandă şi control execută operaţiile de prelucrare indicate asupra operanzilor identificaţi tot de unitatea de comandă şi control prin adrese. Rezultatele obţinute sunt stocate la adresele indicate în unitatea de memorie. Ulterior, ele pot fi vizualizate sau extrase sub comanda unităţii de comandă şi control prin intermediul unităţii de ieşire.


45

Unitatea centrală cuprinde UCC, UAL şi unitatea de memorie. Schema funcţională a unităţii centrale este următoarea:

Date / operanzi

Rezultate

Instrucţiuni

Adrese

Comenzi

Unitatea de comandăşi control

comenzistări

Unitatea aritmetico-logică

Unitatea de memorie (Memoria principală)

Sistem de operarePrograme

DateRezultate

Fig. nr. 2.4. Schema funcţională a unităţii centrale

Unitatea de memorie (memoria principală sau memoria internă) reprezintă principala resursă a unui sistem electronic de calcul. Memoria internă este un dispozitiv capabil să înregistreze informaţiile pentru a le furniza apoi sub forma impulsurilor electrice unităţii aritmetico-logice pentru executarea comenzilor primite de unitatea de la comandă şi control.

Din punct de vedere fizic, memoriile calculatoarelor electronice sunt realizate din medii fizice capabile să aibă mai multe stări distincte, de obicei două.

Pe principiul substanţelor feromagnetice au fost construite memoriile cu inele de ferită, corespunzătoare calculatoarelor din generaţia a doua şi primelor calculatoare din generaţia a treia. Informaţia era memorată pe baza sensului câmpului magnetic produs în jurul unor inele (tor) de ferită. Starea de magnetizare sau demagnetizare a unui inel de ferită corespunde valorilor binare 0 sau 1. Acest tip de memorie nu este volatilă, dar are dezavantajul că citirea este distructivă. În consecinţă, ciclul de memorie cuprinde citirea şi rescrierea, în cazul operaţiei de citire sau ştergerea şi scrierea în memorie, în cazul operaţiilor de memorare. Aceste tipuri de memorie pot funcţiona numai în anumite limite de temperatură, au o dimensiune semnificativă şi reprezintă o tehnologie depăşită.

În ultimii ani, memoriile semiconductoare domină şi sunt utilizate la majoritatea arhitecturilor cunoscute. Informaţia este memorată folosind circuite care permit sau nu trecerea curentului electric. Aceste memorii sunt volatile şi pentru a nu se pierde informaţia au nevoie de o baterie de alimentare proprie sau trebuie să existe, la nivelul întregului sistem de calcul, un program de întrerupere la avaria de alimentare, care face apel la o baterie suplimentară (sursă de putere neîntreruptibilă - UPS) pentru salvarea datelor pe un suport de memorie nevolatilă. Ele sunt încadrate în două categorii, după tehnologiile de realizare:

• memorii bipolare care utilizează circuite integrate LSI, VLSI, WSI (Large Scale Integration, Very LSI, Wafer Scale Integration) cu tranzistori bipolari;

• memorii MOS (Metal Oxide Semiconductor) bazate pe tranzistori cu efecte de câmp.


46

Din punct de vedere al memoriei nu este deosebit de importantă natura informaţiei memorate, ci modul de stocare şi mai ales regăsirea acesteia. Fizic, memoria este constituită din elemente care pot avea două stări stabile: 0 sau 1. Rezultă că putem defini memoria ca pe o succesiune de dispozitive logice elementare, capabile să reţină fiecare o valoare binară, adică un bit de informaţie.

Funcţional, memoria poate fi privită ca o înşiruire de biţi care se caracterizează prin valoare şi prin poziţia (adresa) lor în această secvenţă. Prin construcţia sistemului de calcul, accesul la informaţia din memorie se poate realiza la nivelul unui grup de biţi numit locaţie de memorie. Locaţia de memorie este deci unitatea adresabilă a memoriei. Fiecare locaţie de memorie se caracterizează în mod unic prin adresa ei în memorie şi prin cantitatea de informaţie pe care o poate memora, măsurată în număr de biţi; de regulă este vorba de un număr de 8 biţi, adică de un octet sau de 1 Byte (1B).

În memoria internă pot fi reprezentate toate categoriile de date şi informaţii indiferent de natură (numerice, alfabetice) cu ajutorul codurilor interne de reprezentare (ASCII - American Standard Code for Information Interchange; EBCDIC - Extended Binary Coded Decimal Interchange Code).

Caracteristicile memoriei sunt următoarele: Cuvântul de memorie reprezintă numărul de octeţi de informaţie care pot fi citiţi

sau scrişi într-o singură operaţie de transfer cu memoria. Transferul cu memoria este operaţia prin care, de la o adresă de memorie sunt tranferaţi un număr de biţi corespunzător citirii sau scrierii în memorie. Unitatea de transfer cu memoria este cuvântul de memorie.

Lungimea cuvântului desemnează mărimea zonei (locaţiei, casetei) adresabile. Lungimea cuvântului depinde de tipul calculatorului: 8 biţi (la primele microcalculatoare), 16 biţi (la primele microcalculatoare IBM-PC), 32 biţi, 64 biţi etc.

Capacitatea totală a memoriei se exprimă, în mod obişnuit, în kiloocteţi (1 Ko = 210 octeţi = 1024 octeţi) sau megaocteţi (1 Mo = 210 Ko) şi exprimă volumul de informaţii care poate fi stocat. Microcalculatoarele actuale au memoria internă de 64,128, 256, 512 MB, 1GB.

Timpul de acces Orice acces la memorie este precedat de furnizarea de către procesor a adresei de memorie, unde se va face operaţia de scriere sau citire. Timpul de acces la memorie reprezintă intervalul scurs între momentul furnizării adresei de către procesor şi momentul obţinerii informaţiei. Când memoria este prea lentă în comparaţie cu viteza de lucru a procesorului, pe durata accesului la o locaţie de memorie apar, pentru procesor, timpi suplimentari de aşteptare. Noile tehnologii de realizare a memoriei urmăresc o scădere a timpului de acces, astfel încât memoria să lucreze sincron cu procesorul, fără a introduce stări de aşteptare. Se exprimă, de regulă, în nanosecunde (1 ns = 10-9 secunde). Este, deci, un interval foarte scurt cuprins între 700-10 ns.

Ciclul de memorie este timpul minim necesar între două accesări succesive la memorie. Aceasta cuprinde timpul rezervat accesului propriu-zis, dar şi timpii „de regie” ai unităţii de memorie, necesari pentru desăvârşirea acestuia.

Viteza de transfer se mai numeşte şi rata de transfer. Rata de transfer este similară unui debit, care reprezintă viteza cu care se furnizează o informaţie. Viteza de transfer reprezintă numărul de unităţi de informaţie transferate în unitatea de timp. Se măsoară în octeţi sau multipli de octeţi pe secundă. Viteza de transfer poate fi îmbunătăţită dacă accesarea unei adrese de memorie este urmată nu de citirea unui singur cuvânt de memorie, ci de citirea mai multor cuvinte succesive.


47

Costul memoriei interne este preţul memoriei raportat la capacitatea de memorare şi depinde direct de tehnologia utilizată. Iniţial se foloseau memorii cu inele de ferită. Utilizarea memoriilor electronice a antrenat o importantă scădere a costului. Ca efect, calculatoarele au putut fi dotate cu memorii principale de capacitate mare.

Din punctul de vedere al utilizatorului, memoria internă este structurată în: • memoria internă rezervată sistemului de operare, inaccesibilă programatorului

obişnuit (ROM); • memoria internă pentru date şi programe, accesibilă programatorului pentru

derularea lucrărilor sale (RAM). Memoria de tip ROM (Read Only Memory) este folosită pentru memorarea

unor funcţii sistem sau a unor componente specifice echipamentului cu rol în lansarea sistemului de operare (exemplu BIOS). Conţine circuite de memorie al cărui conţinut este programat şi nu poate fi schimbat de utilizator. Ele sunt folosite doar pentru citirea informaţiilor (înscrise anterior), informaţii ce sunt rezidente permanent în cadrul sistemului. Pentru obţinerea rezidenţei permanente, memoria ROM trebuie să fie de tip nevolatil, adică la pierderea tensiunii informaţia să nu fie distrusă.

În mod uzual, în modulele ROM sunt stocate comenzi de iniţializare şi pornire a anumitor componente ale sistemelor de operare, compilatoare, interpretere, etc. De aceea, multe microcalculatoare sunt livrate cu programele de serviciu (BIOS, încărcător, interpretor, etc) încărcate în ROM. Memoriile ROM au evoluat în timp, prin folosirea tehnicilor speciale de ştergere selectivă şi reprogramare astfel:

- memorii programabile PROM (Programable ROM), care sunt livrate neînregistrate de producător, iar utilizatorul le poate încărca o singură dată. Pot fi folosite pentru a înregistra un program specific utilizatorului cu o mare frecvenţă de utilizare;

- memorii de tip EPROM (Erasable PROM), pot fi şterse şi reprogramate de către utilizator, însă ştergerea nu poate fi selectivă, operaţia distrugând întregul conţinut al celulei de memorie. Acest dezavantaj este eliminat de memoriile EEPROM;

- memorii de tip EEPROM sau E2PROM (Electricaly Erasable PROM) care pot fi atât citite, căt şi şterse în mod selectiv şi reprogramate de către sistemul care le utilizează.

Memoria RAM (Random Acces Memory), numită şi memorie de lucru, memorie vie, dinamică, asigură stocarea datelor şi programelor şi constituie memoria de tip volatil, disponibilă utilizatorului. Ea caracterizează capacitatea unui sistem electronic de calcul. Poate înregistra orice tip de date şi este posibilă ştergerea acestora în scopul reutilizării.

Fiind o memorie volatilă, ea îşi pierde conţinutul la întreruperea alimentării cu energie electrică. Fizic, se prezintă sub forma unor plăcuţe (module) ce au în prezent capacităţi de ordinul megaocteţilor, ultimele modele ajungând până la 2 GO (1GO=210

MO). Din punct de vedere tehnologic, RAM poate fi: FPM, EDO, SDRAM, SGRAM, VRAM, etc. Tipurile constructive de memorie RAM sunt următoarele:

• SIPP (Single In-Line Package); • SIMM Ele pot fi de tip: FPM (Fast Page Mode) sau EDO (Extended Date Out).


48

• DIMM (Dual In-Line Memory Module). Memoria DIMM poate fi găsită sub formă de module reprezentând 16 MB, 32 MB, 64 MB, 128 MB, 256 MB, 512 MB, 1 GB, 2 GB. Modulele DIMM pot fi de tip SDRAM (Syncronus Dynamic RAM) şi DDR-SDRAM (Double Data Rate SDRAM), cunoscută şi ca SDRAM II, ESDRAM (Enhanced SDRAM) sau DDRAM

• SODIMM (Small) - format particular al memoriei DIMM utilizat la calculatoarele portabile (notebook, laptop).

• RIMM (Rambus In-Line Memory Module) este un tip de modul de memorie pe care se montează RDRAM (Rambus DRAM). Unitatea aritmetico-logică (UAL) este unitatea de execuţie care efectuează

operaţiile aritmetice şi logice asupra operanzilor în conformitate cu o comandă, un cod de operaţii, emis de UCC şi furnizează rezultatul.

La ieşire UAL furnizează: • rezultatul operaţiei; • indicatorii de condiţii (paritatea rezultatului, rezultatul egal cu zero) sau

indicatorii de eroare (depăşirea capacităţii de reprezentare de către rezultat). Unitatea de comandă şi control (UCC) constituie “inima” calculatorului şi

asigură citirea instrucţiunilor din memoria internă şi execuţia lor. Coordonează prin semnale de comandă funcţionarea tuturor celorlalte unităţi ale calculatorului, girând schimburile de informaţii între ele.

În principiu UCC cuprinde următoarele elemente: • un registru de instrucţiuni unde se păstrează instrucţiunea curentă, citită din

memorie, pe toată durata execuţiei. Instrucţiunea va specifica de regulă, un cod de operaţie şi una sau mai multe adrese de operanzi;

• un registru contor de program care păstrează adresa de memorie de unde a fost extrasă instrucţiunea în curs de execuţie (sau a instrucţiunii următoare din program) şi permite înlănţiurea instrucţiunilor;

• un decodor de funcţii capabil să recunoască funcţia definită de instrucţiunea de executat;

• un orologiu (ceas intern) care distribuie, în mod regulat, impulsuri pentru a sincroniza operaţiile elementare de efectuat în cursul derulării unei instrucţiuni;

• circuite de comandă care permit elaborarea şi transmiterea comenzilor corespunzătoare operaţiilor elementare.

Pe baza codului de operaţie UCC furnizează semnalele de comandă pentru controlul unităţilor de I/E, UM, UAL pe durata fiecărei instrucţiuni în sincronism cu semnalul furnizat de orologiu.

Prin construcţie, UCC este capabilă să interpreteze şi să execute un set de instrucţiuni care constituie setul de instrucţiuni elementare al calculatorului. După numărul de instrucţiuni implementate şi complexitatea acestora, procesoarele se împart în: • Procesoare RISC (Reduced Instruction Set Computation, procesor cu set redus de

instrucţiuni) reprezintă unităţi centrale de prelucrare (CPU) la care numărul de instrucţiuni pe care le poate executa procesorul este redus la minim pentru a creşte viteza de prelucrare. Sunt procesoare rapide, dedicate pentru sisteme puternice, servere, cu facilităţi multiprocesor;


49

• Procesoare CISC (Complet Instruction Set Computation, procesor cu set complet de instrucţiuni) reprezintă tipuri de unităţi centrale de prelucrare (CPU) care pot recunoaşte un set complet de instrucţiuni, suficient pentru a efectua direct calcule. Sunt cele mai răspândite, regăsindu-şi aplicabilitatea de la calculatoarele personale până la servere.

Frecvenţa procesorului înseamnă viteza acestuia exprimată în perioade de lucru (cicluri) pe secundă, date de frecvenţa ceasului intern (tact). Această frecvenţă se exprimă în MHz (Megahertz) sau, la ultimele modele, în GHz (Gigahertz). Dacă procesoarelor mai vechi le trebuiau câteva perioade de ceas pentru a executa o instrucţiune, la ora actuală s-a ajuns la mai multe instrucţiuni pe o perioadă de ceas.

2.1.4. Principii de funcţionare a calculatoarelor electronice

Un calculator electronic execută prelucrări pe baza unui program înregistrat în

memoria internă. Programul constituie o secvenţă de instrucţiuni, scrisă într-un limbaj de programare care defineşte algoritmul de rezolvare a unei probleme.

Pentru a fi executate, aceste instrucţiuni trebuie să fie transpuse în codul calculatorului. Se derulează astfel operaţiile de interpretare sau compilare şi editare de legături. Instrucţiunile scrise în limbajul de programare sunt transformate în instrucţiuni ce corespund setului de instrucţiuni specific calculatorului.

Instrucţiunile calculatoarelor numerice conţin specificaţii referitoare la operaţia care trebuie efectuată de către una din componentele calculatorului, adesea unitatea aritmetico-logică, şi specificaţii referitoare la adresa unui operand sau a unei instrucţiuni. În unele cazuri, o instrucţiune poate conţine mai multe adrese: adresa primului operand, adresa celui de-al doilea operand şi eventual adresa rezultatului.

Formatul cel mai simplu al instrucţiunilor cu o singură adresă se prezintă astfel: m biţi n biţi

COD OPERAŢIE ADRESĂ Câmpul COD OPERAŢIE specifică una din funcţiile ce se pot executa de către

unităţile sistemului. Dacă acest câmp conţine „m” biţi, se pot codifica 2m instrucţiuni diferite care formează setul de instrucţiuni al calculatorului.

Câmpul ADRESĂ specifică o adresă de operand sau de instrucţiune. Dacă acest câmp conţine “n” biţi se poate opera un spaţiu de adresare cu memoria de 2n cuvinte.

Pentru a fi executate, instrucţiunile trebuie transmise UCC sub forma unor cifre binare (în cod maşină). Pentru a simplifica munca programatorilor, câmpurile pentru cod operaţie şi adresă au fost înlocuite în limbajele de asamblare cu mnemonice (simboluri) care pot fi traduse în mod automat cu ajutorul unui program, numit ansambler.

Limbajele maşină şi limbajele de asamblare sunt limbaje de nivel redus deoarece ele sunt intrepretate direct de către calculator. Cu ajutorul lor se scriu programele de sistem necesare exploatării eficiente a resurselor fizice ale calculatorului. Limbajele de programare evoluate permit scrierea programelor într-un mod apropiat de limbajul natural, dar necesită traducerea în limbaj maşină prin compilare sau interpretare.

Orice program, destinat unui calculator, trebuie să cuprindă numai instrucţiuni ce corespund setului de instrucţiuni de bază.

Pentru execuţia unei instrucţiuni se parcurg următoarele etape (vezi fig. nr. 2.5.)4:

4 ***, Contabilitate şi sisteme informaţionale, Editura Sedcom Libris, Iaşi, 1999, p. 221


50

Fig. nr.2.5. Etapele execuţiei instrucţiunilor

Instrucţiunea se încarcă în UCC, după citirea din MI; UCC decodifică instrucţiunea şi emite ordinul de pregătire a UAL; Pe baza adreselor furnizate de UCC se face citirea datelor din memorie în UAL; UAL efectuează prelucrarea datelor; Rezultatul obţinut este plasat în MI.

Schimbul de informaţii între componentele funcţionale ale sistemului de calcul se realizează prin intermediul magistralelor unităţii centrale de prelucrare, adică mulţimea conductoarelor folosite în comun de mai multe unităţi funcţionale pentru realizarea unor sarcini. Magistralele reprezintă linii pasive care utilizează transmisia în paralel, adică magistrala este formată din n linii pe care se transmit concomitent n biţi de informaţie. La un moment dat, pe o magistrală se poate executa un singur transfer de date de un anumit tip.

După semnificaţia semnalelor transmise pe magistrală, acestea pot fi de adrese, de date sau de control, după cum semnalele respective reprezintă adrese, date sau comenzi şi informaţii despre starea unităţilor interconectate.

Magistralele se caracterizează prin numărul de linii pe care se face transferul de informaţii, frecvenţa de ceas la care lucrează, rata de transfer a datelor, arhitectura magistralei.

Arhitectura magistralei defineşte tipul de adaptoare pe care le acceptă şi implicit tipul de echipamente periferice, numărul şi natura extensiilor.

Legătura unui echipament la magistrală se realizează de obicei printr-un conector fizic, numit port şi printr-o componentă de interfaţă, numită adaptor. Porturile pot fi:

• seriale, când datele se transmit bit cu bit pe o singură cale (COM, USB (Universal Serial Bus), PS/2);

• paralele, când transferul se face concomitent pentru un număr de biţi, pe mai multe căi (LPT);

• cu infraroşii (IRDA) etc. La porturile seriale puteţi conecta mouse-ul, un modem extern etc., la cel paralel imprimanta, scanner-ul, unitatea ZIP etc.

DecodorDECODOR

UAL

PROGRAM

DATE

1

2

3

5

2

4

UCCMI

REZULTATE


51

Adaptoarele sunt circuite integrate care permit procesorului să comunice şi să conecteze echipamente periferice. Adaptoarele au rolul de pregătire a informaţiei în forma cerută de magistrală, în cazul preluării informaţiilor de la dispozitivele periferice sau invers. Este posibil ca un adaptor să controleze mai multe dispozitive periferice de acelaşi fel, caz în care adaptoarele au şi rol de adresare a dispozitivelor periferice conectate. Spre exemplu, adaptorul SCSI (Small Computer System Interface) defineşte o magistrală care poate conecta unul sau mai multe calculatoare cu echipamente periferice. Fiecare echipament periferic trebuie să posede un controller (o interfaţă inteligentă locală), iar echipamentele conectate pot fi de tipul: unităţi de disc CD-ROM, unităţi de bandă rapide.

2.2. Echipamente periferice şi suporturi de date

O altă categorie mare de dispozitive care nu fac parte din unitatea centrală de prelucrare, dar care sunt absolut necesare activităţii şi fac să crească performanţele calculatoarelor personale, sunt echipamentele periferice. Ele mediază schimbul de date şi informaţii dintre unitatea centrală şi mediul extern, asigurând în acelaşi timp compatibilitatea formatului de reprezentare a datelor. În funcţie de modul de exprimare a informaţiilor vehiculate de echipamentele periferice se utilizează sau nu anumite suporturi, respectiv medii fizice care permit înregistrarea sau vizualizarea informaţiilor.

Pentru conectarea unui echipament periferic la un sistem de calcul trebuie să existe o interfaţă fizică (de exemplu, placa video pentru monitor, placa de sunet pentru difuzoare etc.) şi una logică. Aceasta din urmă este un program care asigură utilizarea perifericului prin intermediul sistemului de operare şi se numeşte driver.

Principalele funcţii ale echipamentelor periferice sunt următoarele: • introducerea datelor, programelor şi a comenzilor în memoria calculatorului; • redarea rezultatelor prelucrărilor sub o formă accesibilă utilizatorului; • asigurarea supravegherii şi posibilităţii de intervenţie a utilizatorului pentru

funcţionarea corectă a sistemului în timpul unei sesiuni de lucru. De asemenea, prin intermediul suporturilor de stocare, echipamentele periferice

asigură păstrarea datelor şi a programelor pe o perioadă mare de timp. Din punct de vedere al funcţiilor îndeplinite în sistemele de calcul, echipamentele

periferice se clasifică în următoarele clase: • echipamente periferice de intrare care permit introducerea datelor şi

programelor în sistem: tastatura, mouse, cititorul optic • echipamente periferice de ieşire cu ajutorul cărora se extrag rezultatele sub o

formă accesibilă omului: imprimanta, ecran de afişare etc. • echipamente periferice de intrare-ieşire care dispun de suporturi de mare

capacitate pentru stocarea datelor şi programelor (unităţi de disc magnetic, unităţi CD-ROM). Ele asigură citirea datelor şi programelor stocate în memoria internă, precum şi redarea rezultatelor prelucrării pentru utilizări ulterioare.

• echipamente periferice de comunicaţie care permit transmiterea datelor la distanţă prin intermediul liniilor de comunicaţie.

Dacă luăm în considerare rolul echipamentelor periferice în dialogul om-claculator se pot delimita următoarele clase de echipamente periferice:

• echipamente periferice de comunicare om-calculator: terminal (ecran+tastatura), mouse, imprimantă, creion optic, digitizor


52

• echipamente periferice de stocare: unităţi de bandă magnetică, unităţi de disc magnetic, unităţi CD-ROM etc.

• echipamente periferice pentru citirea directă a datelor şi informaţiilor: cititioare optice de documente, cititoare de coduri bară, cititoare de documente marcate etc.

Suporturi tehnice pentru înregistrarea datelor şi informaţiilor Pâna la utilizarea pe scară largă a calculatoarelor programabile prin voce, datele

vor trebui încă scrise pe un suport tehnic. Suporturile tehnice sunt medii fizice utilizate pentru preluarea, prelucrarea, stocarea datelor şi programelor, precum şi pentru redarea rezultatelor.

Clasificarea suporturilor tehnice Din punct de vedere al materialului folosit pentru fabricarea lor: • suporturi din hârtie (cartela perforată, hârtia de imprimantă, banda de hârtie

perforată, documente completate cu cerneală magnetică, documente cu caractere stilizate etc.);

• suporturi magnetice (banda magnetică, caseta magnetică, discul magnetic, discul flexibil, tamburul magnetic, folia magnetică etc.);

• microfilmele; • suporturi optice (discul optic, CD-ROM, CD-R, DVD etc.). • suporturi magneto-optice. Din punct de vedere al posibilităţii de reutilizare: • suporturi nereutilizabile (neînregistrabile) care se pot înregistra o singură dată

(suporturile de hârtie, microfilmele, CD-ROM); • suporturi reutilizabile care se pot utiliza succesiv pentru mai multe înregistrări

(suporturile magnetice, CD-RW). Din punct de vedere al posibilităţii de adresare a înregistrărilor de pe suport: • suporturi adresabile la care accesarea informaţiei se face direct, pe baza unei

adrese (de exemplu, discul magnetic); • suporturi neadresabile la care accesarea informaţiei se face prin parcurgerea

secvenţială a înregistrărilor şi verificarea conţinutului (banda magnetică, suporturile din hârtie, microfilmul).

Din punct de vedere al utilizării în sistemul de calcul: • suporturi tehnice de intrare care sunt numai citite (documentele completate cu

cerneală magnetică, documente cu caractere stilizate, CD-ROM) • suporturi tehnice de ieşire care sunt numai scrise (hârtia de imprimantă) • suporturi tehnice de intrare-ieşire care pot fi citite şi scrise de sistem (cartela

perforată, banda magnetică, discul magnetic, CD inscriptibil, CD reinscriptibil).

2.2.1. Echipamente periferice de intrare

Introducerea datelor în sistem se realizează în mod obişnuit prin intermediul

tastaturii şi al mouse-ului.


53

Tastatura Tastatura reprezintă dispozitivul principal de intrare şi permite introducerea de

informaţii sub formă de caractere, similar cu maşina de scris. Prin succesiunea/combinaţia de caractere introduse se pot furniza sistemului de calcul atât date, cât şi comenzi sau programe. Pe lângă tastele care reprezintă cifre şi litere, tastatura conţine şi o serie de taste „funcţionale”, cărora le sunt ataşate diferite funcţii (prelucrări). Aceste funcţii sunt specifice sistemelor de operare în care este utilizată tastatura.

Drumul parcurs din 1867, când Christopher Latham Sholes a realizat prima tastatură pentru maşina de scris, până la tastaturile clasice cu 83, 84, 101, 102 sau 104 taste a fost extrem de lung. Tastaturile se deosebesc prin design, numărul de taste (101-104), tip, funcţii auxiliare. Cele apărute recent adaugă butoane speciale pentru funcţii specifice domeniului multimedia sau pentru navigarea pe Internet (play/pause/next/prev, control volum, WWW, e-mail), pentru oprirea, pornirea, intrarea în "stand-by" a sistemului etc.

Firmele producătoare de echipamente încearcă să scoată pe piaţă variante cât mai ergonomice de tastaturi care să transforme activitatea utilizatorilor într-o plăcere. Astfel, s-a încercat realizarea unei mai bune modelări a tastaturii după forma mâinii şi adaptarea ei la lungimea degetelor, ajungându-se şi la realizarea tastaturii din mai multe segmente. Înclinându-se tastele şi suprafaţa tastaturii, se reduc tensiunile musculare prin minimizarea mişcărilor palmelor. La modelul de tastatură realizat de compania BTC, de exemplu, poziţionarea tastaturii faţă de calculator nu va mai fi restricţionată, ea putând fi poziţionată în orice unghi faţă de calculator pe o rază de 5 metri, legătura cu sistemul de calcul făcându-se prin intermediul undelor radio

5.

Mouse-ul Un mouse este obligatoriu pentru majoritatea aplicaţiilor actuale. Mouse-ul este un

echipament periferic de intrare utilizat pentru selectarea rapidă a unor opţiuni din meniuri sau manipularea unor obiecte de pe ecran (texte sau grafice), în vederea executării unor operaţii. El a fost realizat prima dată în 1963 de către Douglas Engelbart de la Institutul de Cercetare din Stanford. Prima firmă care a utilizat mouse-ul, pentru IBM-PC, a fost Mouse System, în 1980; ea a utilizat mouse-ul cu 3 butoane. Firma care a devenit cea mai cunoscută pe piaţă, în acest domeniu, este Microsoft, care a utilizat, începând din 1983, mouse-ul cu două butoane la calculatoarele IBM. Tehnica mouse-ul a fost preluată şi extinsă mai ales de firma Apple pentru calculatoarele Macintosh.

Mouse-ul este un instrument ieftin, dar genial, care a produs o cotitură în modul de gândire în informatică. Dispozitivul constă dintr-o carcasă şi o bilă (de cauciuc sau alt material cu aderenţă bună) care semnalează sistemului, printr-un mecanism electro-optic (format din doi cilindri perpendiculari înzestraţi cu câte o fantă), mişcările făcute, prin deplasare, pe o suprafaţă plană, care de obicei este dintr-un material special. Utilizarea butoanelor mouse-ului depinde de produsul informatic.

Dacă este instalat driver-ul (programul care asigură interfaţa cu sistemul de operare) de mouse, odată cu mişcarea mouse-ului se mişcă pe ecran o săgeată sau un dreptunghi, numit cursorul mouse-ului, care indică diverse obiecte. Mouse-urile se pot 5 www.btc.com.tw


54

conecta prin cablu la un port (o interfaţă) special pentru mouse. Variantele moderne de mouse comunică cu calculatorul prin raze infraroşii, cablul de legătură lipsind în acest caz.

Principalele operaţii realizate cu un mouse sunt: • Indicarea prin care cursorul de mouse este deplasat pe ecran pentru a indica un

anumit obiect; deplasarea se face prin deplasarea mouse-ului pe pad; • Punctarea, numită şi clic se utilizează pentru selectarea unui obiect şi se

realizează, în urma poziţionării cursorului mouse-ului pe obiectul respectiv, prin apăsarea scurtă a butonului;

• Dublu clic prin care declanşează o acţiune şi prin care se acţionează scurt, de două ori succesiv un buton al mouse-ului;

• Trasarea care se realizează analog cu punctarea, cu deosebirea că după apăsarea butonului, mouse-ul se deplasează cu butonul apăsat. Se foloseşte în operaţiile de mutare sau copiere a obiectelor (Drag&Drop).

După tehnologia utilizată, mouse-urile pot fi mecanice şi optice. Mouse-ul mecanic foloseşte o bilă care se deplasează pe o suprafaţă şi care antrenează două potenţiometre ce traduc mişcările în semnale de control. Mouse-ul optic foloseşte un fascicul de lumină pentru a detecta mişcarea pe o suprafaţă şi conţine două perechi de led-uri şi fotodetectoare. Mouse-ul se deplasează pe un suport a cărui suprafaţă este acoperită cu o folie de plastic pe care sunt desenate două grile suprapuse. Tehnologia radio este din ce în ce mai mult folosită şi implementată în dauna clasicelor cabluri. Una din realizările de acest gen este Cordless Desktop-ul firmei Logitech, un pachet care conţine o tastatură şi un mouse care funcţionează pe baza aceastei tehnologii. În ceea ce priveşte mouse-ul, forma sa puţin alungită şi mai îngustă, alături de greutatea sa puţin sporită faţă de media mouse-urilor aflate pe piaţă, permit un control mult mai bun asupra lui, fiind ideal pentru aplicaţiile ce necesită lucru sporit cu ferestre sau imagini care trebuie plasate cu precizie. Mouse-ul poate avea de la două la şase butoane, putând fi dotat şi cu rotiţă de scroll. Conectarea lui poate fi serială, PS/2, USB sau radio, conectat tot la unul din porturile calculatorului.

Joystick-ul Mouse-urile nu sunt foarte potrivite pentru jocuri şi alte aplicaţii, acestea

necesitând o viteză de reacţie mare. Joystick-ul este un dispozitiv de indicare care suportă reacţiile instantanee şi care interpretează răpunsurile independent, nu pe baza mişcărilor anterioare, aşa cum se întâmplă la mouse. El este un senzor bidimensional care indică poziţia absolută, raportată la un punct de referinţă de pe ecran, adică identifică poziţia într-un plan (stânga-dreapta şi înainte-înapoi).

În schema de conectare a calculatoarelor personale, joystickul este legat la PC printr-un adaptor special, numit port pentru jocuri (game port).

Spre deosebire de joystick care indică poziţia în două dimensiuni, paleta (paddle) specifică poziţia într-o singură dimensiune, pe o linie.

Pentru pasionaţii de jocuri auto pe calculator există volane cu pedale şi cu force feedback (dotate cu motoare electrice care produc diverse efecte: blocarea volanului pe o direcţie în momentul spargerii unei roţi, şocuri la impact, salturi rapide etc.).


55

Trackball-ul Mouse-ul unui calculator are nevoie de spaţiu în care să se mişte, iar problema

care se pune este că mulţi utilizatori nu au spaţiul necesar pentru un astfel de dispozitiv. Trackball-ul elimină aceste probleme, el fiind un mouse întors cu faţa în sus. În esenţă, trackball-ul este o bilă, deseori de dimensiuni mari, care atunci când este rotită, determină cursorul de pe ecran să îi urmărească mişcările. Bila se roteşte pe loc şi nu are nevoie de spaţiu mai mare decât baza dispozitivului – câţiva inci pătraţi. Există modele portabile, proiectate astfel încât să poată fi ataşate calculatoarelor – laptop sau notebook, mărind dimensiunile acestora doar cu câţiva centimetri.

Ca şi mouse-ul, trackball-ul are butoane prin care se indică poziţionarea cursorului în locul dorit. Cele mai multe trackball-uri au două sau trei butoane acţionate prin apăsare, cu aceleaşi funcţii de selecţie ca şi ale mouse-ului. Unele modele au patru butoane, acestea funcţionând ca două perechi în oglindă, astfel ca dispozitivul să poată fi folosit cu orice mână. Nu există o poziţie standard a butoanelor, existând modele proiectate astfel încât bila să fie rotită cu degetul mare, altele pentru a fi acţionate cu celelalte degete, alţi producători fabricând trackball-uri care pot fi operate la fel cu oricare deget.

Evaluarea unui trackball se poate face în funcţie de rezoluţie – numărul de paşi pe inci (counts per inch), însă aceste valori nu indică întotdeauna precizia de poziţionare. O rezoluţie mai mare înseamnă deplasarea mai rapidă a cursorului pe ecran, dar reduce controlul asupra poziţiei cursorului. O rezoluţie mai mică înseamnă că trebuie să rotiţi bila mai mult ca să mutaţi cursorul, dar controlul este mai pecis.

Pentru calculatoarele portabile, proiectanţii au pus la punct mai multe dispozitive, dintre care amintim dispozitivul Isopoint, maneta indicatoare şi touchpad-ul. Dispozitivul Isopoint, inventat de Craig Culver, funcţionează ca un trackball care foloseşte o bară cilindrică în locul bilei. Fiind plasat imediat sub bara de spaţiu, dispozitivul are o poziţie ideală pentru a fi manevrat cu unul dintre degetele mari. Maneta indicatoare (pointing stick), realizată de Ted Selker şi Joseph D. Rutledge la Centrul de Cercetare Thomas J. Watson al firmei IBM, a fost pentru prima oară folosită pe calculatoarele portabile IBM. Acest dispozitiv este în principiu un joystick miniaturizat, însă nu se mişcă, reacţionând la apăsare. Dispusă între literele “G” şi “H” de pe o tastatură convenţională, maneta indicatoare poate fi manevrată cu oricare dintre degetele arătătoare, celelalte degete rămânând pe rândul de bază al tastaturii. Spre deosebire de mouse-ul clasic sau trackball, touchpad-ul nu are componente în mişcare, nu "adună" murdărie şi totodată limitează mişcarea. El constă într-o suprafaţă textilă pătrată, sensibilă la presiune, peste care utilizatorul trebuie să mişte degetul sau să lovească uşor. Mişcarea este considerată translaţie a indicatorului pe ecran, iar lovitura este considerată comandă, asemenea butonului apăsat al unui mouse. În plus, suprafaţa se poate programa astfel încât la lovirea diferitelor zone să se obţină acţiuni diferite.

Creionul optic Creionul optic (light pen) permite desenarea pe ecran prin simpla deplasare a

acestui dispozitiv. Utilizând un software adecvat, utilizatorul poate introduce comenzile şi anumite date folosind creionul optic.

Sistemele de digitizare


56

Digitizoarele asigură transformarea datelor analogice în date numerice. Digitizoarele sunt tipice aplicaţiilor de proiectare cu ajutorul calculatorului CAD (Computer Aided Design) şi celor de producţie cu ajutorul calculatorului CAM (Computer Aided Manufacturing). Cele mai simple digitizoare se prezintă ca o lupă pe o masă de desenat şi se apasă un buton în punctele de interes, memorând coordonatele acestor puncte. O implementare particulară a digitizorului este tableta de digitizare, adică o suprafaţă plană pe care se plimbă un creion optic.

Ecranul tactil Ecranul tactil (touchscren) permite introducerea comenzilor prin apăsarea directă

cu degetul sau cu un creion special pe ecran. Ecranul tactil are ca domeniu de aplicabilitate echipamentele şi terminalele publice (în birouri de turism, bănci, aeroporturi, gări) destinate publicului larg, utilizatori care nu sunt familiarizaţi cu tastatura sau cu introducerea de comenzi.

Sistemele de recunoştere a vocii Preluarea şi obţinerea vocală a datelor în şi din sistemele de calcul au devenit

posibile din punct de vedere tehnic şi rentabile din punct de vedere economic pentru multe aplicaţii. Sistemul de recunoaştere a vocii se bazează pe recunoaşterea vocală a cuvintelor şi transformarea acestora în semnale digitale. Pentru aceasta este necesară instalarea unei cartele vocale în sistem şi existenţa unui software specalizat. Sistemele de recunoştere vocală sunt recomandate în situaţiile în care utilizatorii trebuie să introducă date sau programe şi să aibă în acelaşi timp mâinile libere: operaţiuni de inventariere, controlul de calitate, preluarea comenzilor telefonice etc. Realizările în domeniu sunt remarcabile, lideri fiind firmele Dragon Systems şi IBM.

Naturally Speaking, programul firmei Dragon Systems reprezintă prima generaţie de sisteme destinate dictării continue pentru Windows şi Windows NT. Firma declară că în timpul dictării comenzilor şi documentelor spre calculator nu mai sunt necesare pauzele între cuvinte. Programul are un vocabular activ de 30000 de cuvinte rezident în memorie şi un dicţionar de rezervă, pe disc, ce conţine 200000 de cuvinte.

Firma IBM a realizat produse-program pentru vorbirea curentă încă din ’96, unul dintre acestea fiind MedSpeak, destinat aplicaţiilor din radiologie. Tot firma IBM a pus la punct o tehnologie operaţională cu o simplă placă compatibilă Sound Blaster, VoiceType care permite câştigarea de timp şi ameliorarea productivităţii, furnizând o soluţie perfectă pentru persoanele care nu pot sau care nu vor să utilizeze tastatura. Cuprinde un dicţionar de bază de 35000 de cuvinte, la care se poate adăuga un dicţionar personalizat de până la 30000 de cuvinte, iar viteza de dictare este între 70 şi 100 de cuvinte pe minut. Avantajele sunt considerabile: nefiind obligaţi să privim ceea ce se întâmplă pe ecran, dictarea se poate face foarte bine pe teren sau în maşină (un cercetător poate lucra la microscop şi dicta simultan rezultatele, un avocat poate să-şi revadă dosarele şi să dicteze informaţiile corespunzătoare în acelaşi timp, fără să-şi ridice privirea de pe documentele sale).

2.2.2. Echipamente periferice de ieşire


57

În ceea ce priveşte echipamentele periferice de ieşire, cele mai frecvent utilizate sunt monitorul şi imprimanta, dar se mai pot folosi tabletele LCD, video-proiectoarele, proiectoarele cu LCD.

Monitorul şi placa video Monitorul este un suport de ieşire pe care se afişează rezultatele prelucrărilor,

mesajele pentru utilizator şi informaţiile despre starea sistemului. Monitoarele sunt de mai multe tipuri şi mai multe dimensiuni (în general, cu

diagonala cuprinsă între 12” si 21”). Există monitoare cu tub catodic (CRT) şi monitoare cu ecran cu cristale lichide (LCD). În ultimii 10 ani, atât tuburile catodice, cât şi partea electronică s-au îmbunătăţit continuu, imaginile fiind afişate din ce în ce mai bine, mai clare, cu rezoluţie şi culori mult mai bune. Noi tipuri de monitoare îşi fac apariţia, ecranele plate LCD câştigând din ce în ce mai mult teren, având tendinţa de a se impune ca standard de facto.

Ambele tipuri de monitoare sunt caracterizate de câteva elemente de bază, care în acelaşi timp le şi diferenţiază. O primă diferenţiere ar putea fi făcută după felul în care sunt implementate diferitele comenzi pentru ajustarea proprietăţilor imaginii - luminozitate, contrast, formă, dimensiune. O primă categorie e reprezentată de monitoarele analogice la care comenzile sunt implementate analogic (reglajele se fac prin intermediul unor potenţiometre). Cea de-a doua categorie o reprezintă monitoarele digitale la care comenzile de ajustare sunt implementate prin intermediul unui procesor care gestionează parametrii monitorului. În prezent, majoritatea monitoarelor care se produc sunt digitale.

O imagine de pe ecran poate avea între 480000 şi 1920000 de pixeli. La ecranele obişnuite fiecare pixel este format la rândul lui din trei puncte colorate în roşu, verde, respectiv albastru. Dar aceste puncte sunt atât de mici încât de la distanţă culorile lor se compun, rezultând culoarea caracteristică fiecărui pixel. Distanţa între doi pixeli alăturaţi se numeşte definiţie (dot pitch). Definiţia se măsoară în milimetri. Cu cât distanţa dintre puncte este mai mică, cu atât imaginea este mai clară, fiind mai puţin granulată. Pentru ecrane cu diagonala mare (de exemplu cele de 21”), definiţia poate fi de 0,31 mm sau 0,28 mm. Pentru ecranele de dimensiune mai mică (15”, 17”), un dot pitch de 0,28 mm sau 0,25 mm este considerat suficient de bun. Doar puţine monitoare oferă în prezent definiţii de 0,22 mm. Un monitor cu distanţa între puncte de 0,28 mm sau mai mică este indicat pentru a obţine aplicaţii multimedia cât mai realiste şi mai distractive.

Componenta principală a monitorului este tubul catodic (CRT = Cathode Ray Tube). Acesta generează imaginea prin bombardarea cu electroni a unui strat de luminofori. Deoarece ochiul uman este sensibil la culorile roşu (R), verde (G) şi albastru (B), toate culorile pot fi obţinute prin combinarea acestor culori primare. Imaginea color pe un monitor CRT se obţine prin combinarea a trei imagini : R, G, B. Există două tehnologii principale pentru tuburile CRT: tuburile cu mască şi cele cu grilă de apertură (Trinitron sau FD Trinitron, tehnologii dezvoltate de Sony). Tuburile cu mască au în spatele stratului de luminofori o mască metalică perforată în dreptul fiecărui pixel, pentru a lăsa fasciculul de electroni să bombardeze stratul de luminofori. Aceata tehnologie are dezavantajul că masca opreşte un mare numar de electroni, impiedicând obţinerea uneii luminozităţi mari. Absorbind electronii, masca se încălzeşte şi poate duce la deformarea


58

imaginii, erori de convergenţă, etc. La început, tuburile CRT erau foarte curbate, dar în prezent majoritatea monitoarelor sunt dotate cu tuburi FST, Flatter Squarer Tube.

Imaginea obţinută pe ecran este reîmprospatată la anumite intervale de timp sau mai bine zis de un număr de ori pe secundă. Cu cât acest număr este mai mare, cu atât imaginea obţinută este mai stabilă şi mai odihnitoare pentru ochi. În mod normal, fiecare pixel este reîmprospătat de 60, 70, 75 sau 80 de ori pe secundă. Dacă imaginea este reîmprospatată de 75 de ori pe secundă, atunci spunem că avem o rată de reîmprospătare de 75 Hz.

Cele mai importante caracteristici ale unui monitor le reprezintă viteza de reîmprospătare a imaginii

6 şi rezoluţia maximă suportată. Ecranul trebuie să afişeze o

imagine la rezoluţia potrivită (în funcţie de mărimea ecranului) şi o rată bună de reîmprospătare (cel puţin 75 Hz). Rezoluţia reprezintă numărul de pixeli care pot fi afişaţi pe ecran, raportat la cele două axe. De exemplu, o rezoluţie de 800x600 pixeli, înseamnă că ecranul afişează imaginea sub forma unei grile de dimensiune 800x600 puncte de imagine. Cu cât rezoluţia este mai mare, cu atât imaginea este mai bine definită. Rezoluţia ecranului combinată cu rata de reîmprospătare dau frecvenţa orizontală de scanare a monitorului. De exemplu, la o rezoluţie de 800x600 şi o rată de reîmprospătare de 75 Hz, rezultă o frecvenţă orizontală de 46,9 kHz.

Rezoluţia minimă pentru aplicaţiile multimedia este VGA standard, dar rezoluţia Super VGA (de 800x600 sau mai ridicată) este şi mai bună, mai ales pentru monitoarele cu diagonale mai mici, de 14 sau 15 inci. La o asemenea rezoluţie, Super VGA redă toate detaliile imaginii. Pentru rezultate optime, un monitor cu diagonala de 17 inci este mult mai bun.

Monitoarele CRT, cu dimensiunile lor mari, încep să facă faţă din ce în ce mai greu concurenţei oferite de noile monitoare flat panel cu cristale lichide (se mai numesc şi ecrane TFT - thin film transistor). Acestea oferă avantajul unei calităţi mai bune a imaginii, nemaiexistând acea pâlpâire întâlnită în cazul tuburilor catodice care oboseşte ochiul. Desigur există monitoare CRT care la o viteză de reîmprospătare de 85 Hz, nu mai pâlpâie în mod vizibil.

Dar la ecranele LCD această pâlpâire nu există, deoarece rata de reîmprospătare este zero Hz. Reîmprospătarea imaginii se face doar la schimbarea acesteia, dar nu contează, fiindcă în cea mai mare parte a timpului imaginea stă nemişcată. În plus, aceste monitoare nu emit radiaţie electromagnetică şi au un consum de energie foarte mic.

Majoritatea modelelor de monitoare permit reglarea diferiţilor parametri prin intermediul unui afişaj ce apare pe ecran (on screen display). Acesta permite ajustarea formei, dimensiunii şi poziţionării imaginii, ajustări ale saturaţiei de culoare, ale intensităţii şi luminozităţii acestora. În plus, monitoarele moderne sunt de tipul multisync, adică îşi ajustează singure proprietăţile imaginii, în funcţie de parametrii semnalului primit.

Majoritatea aplicaţiilor multimedia cer ca monitorul să aibă capacitatea de a afişa pe ecran cel puţin 256 culori, dar este de preferat ca monitorul să poată reproduce şi mai multe culori pe ecran. Astfel, se vor obţine animaţii, filme video şi imagini mai realiste.

Pentru a îmbunătăţi capacităţile multimedia ale sistemelor de calcul, au apărut aşa-numitele monitoare multimedia, care sunt dotate cu boxe active şi microfon, oferind astfel o alternativă pentru boxele active cumpărate separat. 6 Viteza de împrospătare se referă la frecvenţa cu care monitorul înlocuieşte liniile de electroni care apar pe ecran. Electronii activează granulele fosforescente roşii, verzi şi albastre care formează imaginea.


59

În prezent, monitoarele plate au început să fie încorporate din ce în ce mai mult în calculatoare, deschizând o nouă piaţă, cea a PC-urilor cu un design futurist. Interfaţa dintre monitor şi unitatea centrală este realizată de placa video. Standardele de interfaţă determină atât tipul de monitor, cât şi pe cel de placă video:

• MDA (Monochrome Display Adapter) - Permite afişarea doar text (nu şi grafică) în alb şi negru cu o rezoluţie de 720 de pixeli pe orizontală şi 350 de linii pe verticală;

• CGA (Color Graphics Adapter) - Permite afişarea simultană în 4 culori dintr-o paletă de 16 culori cu o rezoluţie de 200 de pixeli pe orizontală şi 320 de linii pe verticală sau afişeaza o culoare cu o rezoluţie de 640 de pixeli pe orizontală şi 200 de linii pe verticală;

• EGA (Enhanced Graphics Adapter) - Permite afişarea simultană în 16 culori dintr-o paletă de 64 culori posibile cu o rezoluţie de 640 de pixeli pe orizontală şi 350 de linii pe verticală;

• VGA (Video Graphics Array) - Permite afişarea în 256 culori cu o rezoluţie de 640 de pixeli pe orizontală şi 480 de linii pe verticală;

• SVGA (Super VGA) - Poate afişa pornind de la 800 de pixeli pe orizontală şi 600 de linii pe verticală şi ajungând la 1280 de pixeli pe 1024 linii (sau mai mult în funcţie de performanţele monitorului şi plăcii video) în 16256 sau 16,7 milioane de culori afişate simultan . Sunt cele mai răspândite la ora actuală.

Ordinea prezentată mai sus indică şi evoluţia plăcilor video. Pentru a procesa imaginea, plăcile video trebuie să dispună de memorie. Cele mai vechi plăci dispun de memorie DRAM (lentă). Cele mai noi folosesc memorie RAM specializată (SGRAM, VRAM, SDRAM, DDRAM). Ultima perioadă de timp a însemnat o creştere majoră într-un domeniu numit 3D (grafică şi vizualizare în trei dimensiuni virtuale). Acesta este domeniul acceleratoarelor grafice (4, 8, 12, 16, 32, 64, 128 MB EDO, SGRAM, DDRAM, DDR) care dispun şi de un chip specializat integrat pe placa video ce conţine implementate instrucţiuni 2D şi/ sau 3D.

Plăcile video actuale conţin integrate atât funcţia de interfaţă video, cât şi cea de accelerare grafică.

Imprimantele Imprimanta este un suport periferic de ieşire care permite tipărirea rezultatelor

prelucrării într-o formă lizibilă pentru om. Suportul folosit este hârtia. Performanţele unei imprimante se exprimă prin următorii parametri: • Rezoluţia – determină calitatea grafică a tipăririi şi se exprimă prin numărul de

puncte afişate pe inch (dots per inch – dpi). Există rezoluţie pe verticală (număr de puncte pe verticală) şi rezoluţie pe orizontală. Nu este obligatoriu ca cele două rezoluţii să fie egale.

• Viteza de tipărire- reprezintă viteza de scriere a imprimantei şi se măsoară în caractere pe secundă (cps) la imprimantele lente şi pagini pe minut (ppm) la cele rapide (o pagină conţine aproximativ 2000 de caractere).

• Dimensiunea maximă a hârtiei - este dată de formatul hârtiei pe care poate să scrie imprimanta: A3 (420 x 297 mm), A4 (210 x 297 mm), A5 (148 x 210 mm), B5 (182 x 257 mm) etc.


60

• Memoria proprie – desemnează capacitatea de memorie de tip RAM ataşată imprimantei. Informaţiile prelucrate de procesor sunt transmise din memoria internă pe magistrală la imprimantă. Viteza de prelucrare a procesorului este mai mare decât viteza de tipărire a imprimantei, imprimantele fiind considerate periferice lente. Memoria proprie a imprimantei permite stocarea acestor informaţii până în momentul în care vor fi tipărite, evitând astfel blocarea magistralei.

După modul de realizare a imprimării, respectiv după unitatea de informaţie tipărită la un moment dat, imprimantele sunt:

• orientate pe caracter, • orientate pe linie, • orientate pe pagină. După tehnologia de tipărire utilizată, imprimantele sunt: • mecanice, cu caractere selectate, • matriciale, • termice, • cu jet de cerneală, • laser. Imprimantele cu jet de cerneală şi laser reprezintă în pezent cele mai utilizate

tipuri de imprimante. Imprimantele cu jet de cerneală au fost introduse în 1976 de firma IBM. Pentru

generarea caracterului este necesară încărcarea şi deflexia electrostatică pe verticală a picăturilor de cerneală. Caracterul este generat coloană cu coloană. Ele necesită un sistem complex de circulaţie a cernelii. În funcţie de viteză se obţin diferite calităţi ale imprimării. Tipărirea se poate face şi în mai multe culori. Imprimantele cu jet de cerneală se produc în mai multe variante: cu jet continuu, cu jet intermitent, cu picături comandate. Principalele avantaje sunt preţul scăzut faţă de cele laser, lipsa totală a zgomotului şi calitatea deosebită a imprimării. Principalele dezavantaje sunt legate de calitatea deosebită care se cere hârtiei şi cernelii, precum şi fiabilitatea destul de scăzută.

Imprimantele laser, numite şi imprimante optice sau imprimante xerografice sunt cele mai răspândite în prezent pentru că sunt rapide, fiabile şi asigură o bună calitate a tipăririi. Ele folosesc pentru realizarea imprimării un suport intermediar, acoperit de o suprafaţă fotoconductivă. Funcţionarea lor este similară unui dispozitiv de copiere. O rază laser este dirijată către un tambur rotund, producând încărcarea electrică a unui şablon de particule. În mişcarea sa, tamburul preia un praf încărcat electric numit toner. Acesta aderă la foaia de hârtie şi creează textul sau imaginea corespunzătoare. Imprimantele laser au o rezoluţie foarte bună, viteză mare de lucru, fiabilitate sporită şi preţuri accesibile.

În prezent, producătorii de hardware se orientează spre realizarea unor echipamente care încorporează mai multe periferice (imprimantă laser, scanner, copiator, fax).

Plotter-ul Plotter-ul (echipament de trasat) este un dispozitiv periferic care poate genera o

imagine grafică pe un suport material (de obicei hârtie, calc sau film). El poate trasa linii continue, în timp ce imprimantele pot simula liniile prin tipărirea apropiată a unei serii de puncte. Trasoarele multicolore folosesc peniţe diferit colorate pentre trasarea desenelor color. De obicei, trasoarele sunt mult mai scumpe decât imprimantele şi sunt folosite în


61

proiectarea asistată de calculator (CAD) şi în programele de prezentare grafică, unde precizia este foarte importantă. Printre caracteristicile importante ale plotter-ului se numără:

• precizia cu care desenează; • dimensiunea maximă a hârtiei pe care poate desena; • setul de instrucţiuni pe care le poate executa; • rezoluţia.

Sistemul COM (Computer Output Microfilm) Sistemul COM este des utilizat în arhivele de mari dimensiuni sau în marile

biblioteci. Sistemul este conectat la calculator şi permite transpunerea imaginilor pe microfilm direct, pe măsură ce sunt generate sau off-line, de pe benzi magnetice care sunt pregătite în prealabil.

Tabletele LCD Tabletele LCD sunt dispozitive realizate în tehnologia LCD (Liquid Cristal

Display) care se racordează la ieşirea spre monitor a unui calculator şi se plasează deasupra unui retroproiector obişnuit. Ele sunt alcătuite dintr-o matrice de celule LCD, celule care lasă să treacă o cantitate variabilă din lumină emisă de lampa retroproiectorului, afişând astfel pe ecranul retroproiectorului imaginea la nivel de pixel existentă pe ecranul calculatorului.

După gama coloristică redată, tabletele LCD pot fi alb-negru, cu nuanţe de gri sau color.

Video-proiectoarele Video-proiectoarele sunt dispozitive de afişare pentru proiecţia unor imagini video

pe un ecran mare pentru un grup mai mare de persoane. Dimensiunea ecranului de proiecţie (1,5-7 m) se corelează cu puterea sursei luminoase (500-2300 lumeni) şi cu distanţa la care se proiectează.

Video-proiectoarele se bazează pe două tehnologii de afişaj: una presupune existenţa a trei tuburi catodice, de înaltă luminozitate şi cu distanţă focală mică şi alta utilizează trei matrice LCD, plasate în faţa unei surse de lumină puternice (lampă cu halogen) pentru proiectarea secvenţelor video după principiul afişării diapozitivelor sau filmelor.

Camera video Nevoia de comunicare şi informaţie este o trăsătură caracteristică a omului, dar

pentru o comunicare eficace şi rapidă este nevoie de tehnologie. Pentru aceasta, Internet-ul este mediul perfect, dar pentru a-l exploata optim trebuie să ai la dispoziţie o bază tehnologică solidă. Cum ai putea însă să desfăşori o videoconferinţă fără o cameră de luat vederi? Ea este esenţială când ai nevoie de comunicare video.

Camera video are rolul de a prelua informaţia luminoasă a fiecărei secvenţe video captate, de a o transforma în informaţie electrică pe care o va aduce apoi într-o formă


62

standard, cerută pentru un semnal video. Astfel, camera video descompune fiecare secvenţă video într-o succesiune de imagini fixe, iar fiecare imagine fixă este descompusă pe linii orizontale, iar în cadrul liniei, pe puncte individuale. Elementul cheie al camerei video este captatorul video, un dispozitiv de transfer de sarcină, CCD (Change Coupled Device).

Semnalul video captat este fie furnizat în sistem RGB pentru a fi preluat de calculator, fie este prelucrat pentru sistemele PAL, NTSC sau S-video.

În alegerea unei camere video trebuie avuţi în vedere următorii parametri: rezoluţie, sensibilitate la lumină, diafragmă, zoom, nivel de profunzime, raport zgomot/semnal util.

Placa de captură şi numerizare video Placa de captură video (video capture card) permite înregistrarea de imagini cu

ajutorul calculatorului. Plăcile de captură video pot fi utilizate pentru captarea imaginilor statice sau a cadrelor, caz în care funcţionează ca pelicula dintr-un aparat de filmat şi pentru captarea de filme întregi, caz în care calculatorul este legat la televizor, la un video-recorder sau la o cameră video.

Pentru digitalizarea semnalului video analogic se folosesc video digitizoarele care utilizează un convertor analogic-digital, preluând un semnal video de la un aparat video sau de la o cameră TV.

TV tuner-ul se prezintă sub forma unei plăci de extensie care realizează transformarea semnalului TV (NTSC, PAL sau SECAM) în semnal digital şi invers, putându-se astfel prelua şi înregistra pe calculator secvenţe video şi imagini statice din emisiunile TV, dar şi folosirea monitorului calculatorului pentru urmărirea canalelor TV şi a teletextului. TV tuner-ele sunt fabricate în mai multe variante: variante externe (TV-Box) care trimit semnalul decodat în intrarea video a plăcii grafice, variante built-in în placa grafică, variante care sunt extensie a plăcii video etc.

Pentru ascultarea posturilor de radio ce emit în banda de frecvenţă FM, în configuraţia calculatorului personal poate fi încorporat un FM tuner care facilitează audiţia acestor emisiuni.

Camera foto digitală Până nu demult era necesar un echipament sofisticat pentru a realiza cu

calculatorul o prezentare de diapozitive: filmele trebuiau developate, după care utilizatorul introducea imaginea în calculator cu ajutorul scanner-ului sau prin citirea unui Photo-CD în unitatea CD. Aceasta necesita atât un efort financiar considerabil, cât şi timp foarte mult.

Camerele foto permit cuplarea directă cu calculatorul printr-o interfaţă standard. Ele permit, imediat după apăsarea declanşatorului, preluarea directă a imaginilor, în diverse programe sau aplicaţii, pe calculator, sau, pur şi simplu, tipărirea pe hârtie. Camerele digitale nu au nevoie de film foto, ele stochează pozele electronic. Astfel, imaginile se pot transfera direct pe calculator şi aici se pot prelucra după dorinţă.

Pentru stocarea imaginilor în camerele digitale sunt folosite cardurile de memorie flash, cum sunt CompactFlash şi Smart Flash.


63

2.2.3. Echipamente pentru citirea directă a documentelor

Cititorul de bare de cod se utilizează mai ales în registratoarele de casă din marile magazine, fiind format dintr-un ansamblu de citire, emisie/detecţie a intensităţii luminoase. Preţurile sunt marcate prin nişte bare de diverse dimensiuni şi nuanţe de la alb la gri şi apoi la negru. Avantajul acestor sisteme este simplitatea utilizării lor şi faptul că în sistemele tranzacţionale intense, cum ar fi casieriile marilor magazine nu mai trebuie tastat preţul. Pentru siguranţă, aceste sisteme sunt legate de tastaturi, ca în caz de indecizie, să se poată tasta datele.

Cititorul de caractere scrise cu cerneală magnetică (MICR - Magnetic Ink Character Recognition). Caracterele se imprimă cu o cerneală specială conţinând oxizi de fier. Trecând documentul sub un câmp magnetic puternic, acesta se magnetizează. Trecând apoi acelaşi document sub un cititor de caractere magnetice, caracterele sunt recunoscute de cititor. Aplicaţiile principale ale acestui sistem sunt în domeniul bancar. Aici, contul, suma disponibilă, precum şi alte informaţii sunt introduse şi decodificate de aceste dispozitive. Documentele magnetice sunt din ce în ce mai răspândite.

Scannerul este un dispozitiv care permite introducerea în sistem a textelor şi imaginilor grafice prin simpla scanare a documentului original, evitându-se astfel introducerea textului cu ajutorul tastaturii. Scannerul detectează diferenţele de strălucire a unei imagini sau a unui obiect, folosind o matrice de senzori. În majoritatea cazurilor, scannerul foloseşte o matrice liniară de asemenea senzori, de obicei dispozitive cu cuplaj de sarcină (CCD – Change Coupled Devices, dispozitive care transformă un semnal luminos în semnal electric), de ordinul sutelor pe fiecare inci, întinse pe o bandă îngustă pe toată lăţimea celei mai mari imagini care poate fi scanată.

Imaginea sau textul se preia sub forma unui anumit număr de puncte. Procedeul se numeşte digitizare. Suprafaţa de scanat se vizualizează pe toată lăţimea scanner-ului cu un tub luminiscent. Lumina reflectată va fi preluată de o serie de diode laser şi de fotodiode care înregistrează diferenţele luminos-întunecos şi le convertesc într-o combinaţie binară.

Există o mare varietate de scannere: scannere manuale (hand scanner), scannere plane (flat-bed scanner), scannere cu tambur (drum scanner), scannere video, scannere pentru diapozitive. Diferenţa dintre ele este dată de modul în care acestea deplasează senzorii în raport cu imaginea scanată. Aproape toate tipurile impun deplasarea mecanică a senzorilor peste imagine, dar sunt şi scannere care folosesc tehnologia video.

După ce a fost citită cu scanner-ul, imaginea poate fi prelucrată cu ajutorul calculatorului: mărită, micşorată, colorată, rotită, suprapusă cu alte imagini etc.

Scanner-ul este caracterizat de următoarele elemente: • Posibilitatea de producere a imaginilor color – În acest sens, scannerele sunt

grupate în scannere color şi scannere monocrome (scannere cu tonuri de gri). Pentru multe aplicaţii scanările monocrome sunt suficiente (de exemplu, dacă doriţi să scanaţi texte în vederea recunoaşterii optice a caracterelor sau în vederea editării unor publicaţii atunci când rezultatele urmează să apară alb-negru).


64

• Rezoluţia reprezintă numărul de puncte pe inci pe care le poate citi scannerul. Cu cât rezoluţia este mai mare, cu atât imaginea scanată va fi mai apropiată de cea reală. Toate scannerele au o limită maximă mecanică a rezoluţiei. Aceasta este dată de pasul cel mai mic cu care pot fi deplasaţi senzorii. Un scanner cu posibilităţi minime începe de la 300 de puncte pe inci şi avansează în trepte uniforme cum ar fi 1200, 2400, 3600 de puncte pe inci. Scannerele speciale pentru diapozitive ajung la rezoluţii de ordinul a 10000 de puncte pe inci. Deoarece reprezintă limita maximă pe care o poate atinge componentele hardware ale scannerului, această valoare se mai numeşte rezoluţie hardware a scannerului. Dincolo de rezoluţia mecanică a sannerului, programele de control ale acestuia specifică rezoluţii superioare, de ordinul a 9600 sau 12800 de puncte pe inci. Pentru obţinerea acestor valori mai mari, programele de control ale scannerului interpolează punctele, adică calculează puncte suplimentare între punctele scanate în realitate.

• Viteza de scanare - Aproape toate scannerele moderne sunt echipamente cu trecere unică, ele având o singură sursă de iluminare ce se bazează pe filtrele elementelor fotodetectoare pentru sortarea culorilor. Scannerele cu trecere unică pot să opereze aproape la fel de repede ca şi modelele monocrome, deşi transferarea imaginilor de dimensiuni mari ce măsoară zeci de megaocteţi durează mai mult decât transferarea de imagini monocrome, de trei ori mai mici.

• Domeniul dinamic reprezintă domeniul de culori (sau numărul tonurilor de gri de la negru la alb) pe care le poate distinge un scanner. Modalitatea obişnuită de exprimare a domeniului dinamic este profunzimea, adică biţii necesari pentru codificarea numărului maxim de culori. Scannerele obişnuite pot distinge 256 (8 biţi), 1024 (10 biţi) sau 4096 (12 biţi) de niveluri de strălucire în fiecare culoare primară. Ultimele modele au o adâncime de culoare de până la 48 de biţi.

• Posibilitatea de recunoaştere a caracterelor de text, transformându-le în text, nu în imagini Imaginea scanată este memorată iniţial în format grafic. Pentru prelucrarea ulterioară cu un procesor de texte trebuie transformată într-un format text. Se foloseşte un software specializat OCR (Optical Character Recognition). Se pot recunoaşte bine literele foarte clare, scrise de obicei cu maşina de scris sau cu imprimanta. În cazul scrisului de mână recunoaşterea textului este mult mai dificilă. Primele programe OCR foloseau o tehnică numită corespondenţa matriceală. Calculatorul compara mici porţiuni din imaginea pe biţi cu modele stocate într-o bibliotecă în căutarea caracterului care semăna cel mai mult cu modelul de biţi scanat. Majoritatea sistemelor OCR actuale se bazează pe corespondenţa caracteristicilor. Aceste sisteme nu se limitează la comparare, ci analizează fiecare model de biţi scanat.

2.2.4. Echipamente periferice pentru redarea sunetelor

Placa de sunet Apariţia şi dezvoltarea aplicaţiilor multimedia a determinat echiparea

micocalculatoarelor cu plăci de sunet care permit cuplarea unor echipamente de


65

înregistrare a sunetelor (microfon) sau de redare a acestora (difuzor, boxe). Prin intermediul unui software specializat se poate realiza editarea, redarea sau înregistrarea sunetelor în fişiere.

Numerele din calculator sunt considerate digitale, iar undele sonore sunt considerate analogice. Ca urmare, calculatorul nu poate înţelege şi reproduce undele sonore. Pentru a înregistra şi reda mesajele audio, placa de sunet conţine convertizoare de tip analogic-digital şi digital-analogic care realizează conversia semnalului electric în cod numeric şi invers.

Plăcile de sunet sunt folosite pentru redarea sunetelor şi a muzicii, ca parte a aplicaţiilor multimedia, pentru a înregistra sunete MIDI şi waveform, dar şi pentru recunoaşterea vocii. Conform standardului MPC, o placă de sunet trebuie să aibă, în configuraţia minimală, o intrare pentru microfon, o interfaţă MIDI, capabilitate CD-audio, un sintetizator FM şi capacitatea de a reda muzică digitizată şi voce. Trebuie avută în vedere şi compatibilitatea cu Sound Blaster, în special când se doreşte utilizarea MPC şi pentru jocuri pe calculator.

Popularitatea tot mai largă a aplicaţiilor multimedia în ultimii ani a condus la dezvoltarea mai multor tehnologii de producere a plăcilor de sunet şi la creşterea competiţiei între producătorii acestor echipamente. Ca urmare a acestei tendinţe, plăcile de sunet au devenit din ce în ce mai sofisticate, preţul lor fiind în continuă scădere. Diferenţierea calitativă între plăcile de sunet actuale se face în funcţie de capacitatea acestora de a reda şi înregistra sunetele. Parametrii care determină performanţele plăcilor de sunet sunt: rata maximă de eşantionare şi rezoluţia plăcii. Rata de eşantionare indică de câte ori pe secundă se va lua o probă din semnalul audio, iar rezoluţia indică numărul de biţi disponibili pentru valoarea preluată. Rata de eşantionare poate fi, de exemplu, de 11 kHz pentru vorbire, 44,1 KHz pentru semnalele provenite de la CD-player, de 48 KHz pentru DAT (digital audio tape). Rezoluţia este cuprinsă, de exemplu, între 0 şi 255 de biţi la plăcile de sunet pe 8 biţi şi între 0 şi 65535 de biţi la plăcile de sunet pe 16 biţi.

Plăcile de sunet mai oferă şi o serie de funcţii importante de control pentru operaţiile de creare şi redare a unor fragmente muzicale. Circuitele de mixare din placa de sunet au rolul de a controla volumul pentru fiecare din sursele de semnale la care este conectată placa.

Pentru redarea sunetelor, plăcile de sunet utilizează două tehnologii: sinteza FM şi sinteza wavetable (spectru de sunete). Sinteza FM vine de la frequency modulation (modulaţia în frecvenţă), adică manevrarea frecvenţelor pentru a le transmite la difuzoare. Sunetele create de placa de sunet nu seamănă cu cele create de instrumentele muzicale, muzica produsă în acest mod tinzând să sune artificial. La tehnologia wavetable, placa de sunet crează sunetul, pe baza unor înregistrări ale muzicii unor instrumente, sunetele fiind mai aproape de realitate; ea caută instrumentul potrivit într-un spectru de sunete şi crează sunetul instrumentului cerut, pe baza mostrei de sunet existente.

Cele mai utilizate plăci de sunet sunt plăcile de sunet de ieşire. Prin intermediul acestora se poate reda conţinutul unor CD-uri muzicale sau bucăţi muzicale dintr-o enciclopedie.

Standardul care s-a impus în lumea PC-urilor este Sound Blaster, dezvoltat de firma Creative Labs. Modelele iniţiale lucrau pe 8 biţi, iar rata de eşantionare atingea 15 kHz. Au urmat modele perfecţionate, modelul Sound Blaster Audigy 2, de exemplu, lucrând pe 24 biţi cu 192 KHz în stereo şi 96 KHz în 6,1 canale. Audigy 2 poate captura şi reda cele mai fine detalii ale sunetului folosind specificaţii tehnice de ultimă oră. Ea dispune de tehnologia EAX Advanced HD care oferă realism audio fără precedent în


66

jocuri, filme sau muzică, prin reverberaţii, trecere realistă între medii audio virtuale, procesarea simultană a mai multor efecte audio.

Milioane de utilizatori de calculatoare personale care dispun de o unitate DVD-ROM vor putea utiliza Sound Blaster Audigy 2 pentru a experimenta înregistrări DVD-Audio de o calitate uimitoare. Sound Blaster Audigy 2 oferă un excepţional raport semnal zgomot de 106dB şi este singura interfaţă de sunet care a primit certificare THX, pentru sunet surround pe 6.1 canale, specific coloanelor sonore Dolby Digital EX din filme sau jocuri. Acest standard adaugă o incintă acustică suplimentară, centru spate, pentru realism îmbunătăţit în poziţionarea 3D audio.

În rândurile ce urmează sunt prezentate tehnologiile de ultimă oră din domeniul plăcilor de sunet.

DVD-AUDIO Singura soluţie destinată calculatoarelor personale care permite suport pentru

rezoluţia avansată audio oferită de fidelitatea pe 24 biţi cu 192KHz în stereo şi 96KHz în 5.1. Ca termen de comparaţie CD-ul Audio oferă 16 biţi cu 44,1KHz.

Audio Advanced HD pe 24 biţi Cea mai bună calitate întâlnită la un Sound Blaster, rivalizând aparatura

profesională de casă în muzică, jocuri sau filme. Procesarea audio pe 24 biţi, în muzică, filme şi aplicaţii multimedia asigură cea mai ridicată calitate sunetului.

Certificare THX Audigy 2 este prima şi singura placă de sunet certificată până în acest moment ca

fiind conformă cu testele de calitate şi performanţă impuse de cunoscuta companie THX. Compania americană a certificat până acum săli de proiecţie (cinematografe) şi aparatură profesională audio.

Sunet pe 6.1 canale Experienţă audio multi-canal îmbunătăţită pentru MP3-uri, CD-uri, jocuri 3D cu

suport DirectSound şi filme Dolby Digital EX. Audigy 2 sporeşte imersiunea experienţei audio cu direcţionalitate şi percepţie ambientală îmbunătăţite oferite de canalul suplimentar amplasat centru / spate. Dolby Digital prevede 5.1 canale prin incinte: faţă şi spate (stânga şi dreapta), subwoofer şi central faţă.

Creative MediaSource Aplicaţie pentru redarea de fişiere audio, cu caracteristici superioare pentru

gestionarea bazei de date cu muzică: căutare, control automat al volumului şi reducerea zgomotului de fond.

Înregistrare/redare audio cu specificaţiile 24 biţi/96 KHz Audigy 2 poate captura şi reda cele mai fine detalii ale sunetului folosind

specificaţii tehnice de ultimă oră. Suportul MIDI extins este oferit de latenţa redusă de 2 ms.

EAX ADVANCED HD Tehnologie care oferă realism audio fără precedent în jocuri sau la rularea unui

fişier audio prin reverberaţii, trecere realistă între medii (peşteră à încăpere din lemn), putere de procesare a mai multor efecte audio simultan.


67

Microfonul şi difuzoarele Puntea dintre lumea electronică a datelor audio (analogice şi digitale) şi lumea

mecanică a sunetelor este realizată de traductoarele acustice: microfonul care converteşte sunetele în semnale audio şi difuzoarele ce realizează conversia semnalelor audio în sunete. Toate plăcile de sunet au intrări pentru microfon care permit înregistrarea de voci în mediul digital. Astfel, se pot folosi transcrierile digitale ale vocii pentru a le încorpora în prezentări multimedia sau pentru a realiza diverse adnotări vocale în foi de calcul sau în alte fişiere. Pentru a crea sunete care pot fi auzite, calculatorul are nevoie de difuzoare.

Difuzoarele de frecvenţă joasă (woofer) operează la cele mai joase frecvenţe (mai mici de 150 Hz), iar cele de frecvenţă înaltă (tweeter) lucrează cu frecvenţe asociate sunetelor ascuţite (de la 2000 Hz în sus). Difuzoarele subwoofer extind posibilităţile de producere a frecvenţelor joase ale unui sistem de sunet dintr-un calculator. Difuzoarele pot fi active, când includ un amplificator sau pasive atunci când nu au un astfel de dispozitiv.

În prezent se produc sisteme dotate cu difuzoare plate, fabricate după o nouă tehnologie care oferă o senzaţie de realitate incredibilă.

2.2.5. Echipamente şi suporturi pentru stocarea datelor

Una din problemele actuale în domeniul informatic este şi cea a stocării şi regăsirii informaţiei, apariţia unor suporţi de informaţii de mare capacitate impulsionând evoluţiile din domeniu.

La începutul anilor ‘90, PC-ul era echipat cu un hard disc de 100 MB şi o unitate de dischetă de 1,44 MB. Astăzi s-a ajuns până la 250 GB pe hard disc, dar alături de acelaşi bătrân floppy de 1,44 MB. Cum a supravieţuit acesta din urmă? Alternativele au existat. Câteva echipamente (Iomega Zip, LS-120 SuperDisk sau Syquest EZ Flyer) au fost puse la încercare pentru a înlocui acest floppy de neînlocuit. Sony realizează un echipament HiFD la 200 MB, care este citit de drivere interne sau externe noi.

În prezent sunt destul de multe tehnologii de stocare pe disc de calitate, având şi un randament atractiv pe piaţă. CD-ul cu posibilitate de rescriere este aproape cel mai răspândit format, deşi doar pe termen scurt. Unităţile CD-RW nu mai sunt astăzi o noutate. În următorii ani, mai toate PC-urile care vor fi vândute vor citi de pe DVD-ROM Cu certitudine, există un aspect de care nu trebuie să ne temem în privinţa unităţilor de stocare: puterea de înmagazinare a datelor va creşte ameţitor de repede.

2.2.5.1. Echipamente periferice şi suporturi magnetice Pentru memorarea unor volume mari de date, care să poată fi regăsite rapid se

folosesc echipamente periferice care utilizează în esenţă suporturi magnetice. Din punct de vedere al accesibilităţii, suporturile magnetice se împart în două

categorii: • suporturi magnetice adresabile (discuri magnetice); • suporturi magnetice neadresabile (benzi magnetice).

Discuri magnetice şi unităţi de discuri magnetice Unităţile de discuri magnetice sunt echipamente periferice care mediază schimbul

de date şi informaţii între suport (disc magnetic) şi sistemul de calcul.


68

Datele sunt înregistrate pe disc sub forma unor octeţi memoraţi ca şiruri de cifre binare (zone magnetizate şi nemagnetizate). Aceste şiruri sunt aşezate circular, de-a lungul pistelor. Pistele pe discurile magnetice sunt circulare şi concentrice, corespunzând unei poziţii a capului de citire-înregistrare. O porţiune dintr-o pistă se numeşte sector. Sectorul este cea mai mică entitate modificabilă prin rescriere. Fiecare sector are o adresă unică formată din poziţia pistei şi numărul sectorului. Numărul de octeţi pe sector depinde de tipul discului, dar în general este o putere a lui 2, adică 128, 256, 512, 1024... O dischetă de 3,5 inch de 1.44 Mo, de exemplu, are 80 piste/faţă, 18 sectoare/ pistă, 512 octeţi/sector. Discurile dure au un număr variabil de feţe şi piste, în funcţie de performanţele discului. Capacitatea sectoarelor cea mai des întâlnită în industria hard-discurilor pentru calculatoarele personale este cea de 512 octeţi/sector.

Un alt concept vehiculat mult este cel de cilindru, respectiv cilindru virtual. Prin cilindru virtual se înţelege ansamblul pistelor pe un echipament cu mai multe discuri care pot fi accesate fără a mişca capul de citire-înregistrare. Altfel spus, cilindrul este ansamblul pistelor care corespund unei poziţii a capetelor de citire-înregistrare de pe toate pistele. Un floppy disc cu două feţe are un număr de cilindri egal cu jumătate din numărul pistelor.

Discurile magnetice se clasifică după mai multe criterii: • după capetele de citire/înregistrare; • după modul de grupare; • după materialul din care sunt făcute, etc.

După capete sunt: • discuri cu capete fixe, la care capetele sunt fixate; • discuri cu capete mobile, la care capetele se mişcă solidar, câte unul pe fiecare

faţă. După modul de grupare: • discuri amovibile (care se pot grupa în pachete); • discuri inamovibile, care sunt independente, deci nu se grupează în pachete. După materialul din care este făcut discul, avem: • discuri dure, la care platanele (discurile) sunt realizate dintr-un material dur, de

obicei dur-aluminiu; • discuri flexibile, la care discul este făcut din material plastic. Corespunzător tipurilor de suport, unităţile de discuri magnetice se clasifică în: • unităţi de disc flexibil (floppy discuri); • unităţi de disc hard (dur sau Winchester); • unităţi de disc amovibil (Jaz, Zip, SyQuest).

Discul flexibil Discul flexibil reprezintă suportul clasic de stocare la microcalculatoare. Unităţile de disc flexibil (floppy disc) sunt folosite pentru a înregistra date pe

dischete care apoi vor putea fi citite pe acelaşi tip de unitate. Discul flexibil a fost creat în 1967, în laboratoarele IBM din San Jose de un colectiv condus de Allan Shugart.

Unitatea de disc flexibil are în structură următoarele componente: • două capete de citire/înregistrare, pentru a utiliza ambele feţe ale dischetei; • un dispozitiv de acţionare a capetelor;


69

• un motor de antrenare a dischetei (360 rot/min); • un bloc de comandă care asigură coordonarea funcţionării componentelor şi

supervizarea operaţiilor de citire/scriere. Dischetele sunt folosite pentru păstrarea programelor şi a fişierelor de date de mici

dimensiuni, pentru arhivări, precum şi pentru transferul de diferite date şi programe între calculatoare. Ele nu necesită condiţii speciale de păstrare, dar este indicat să fie păstrate în locuri ferite de acţiunea unor câmpuri magnetice puternice sau în apropierea unor surse de căldură deosebite. De asemenea, este indicat ca din când în când informaţiile să fie rescrise pe dischete, pentru a nu se pierde.

Dischetele se întâlnesc în diferite variante 2,5”, 3,5”, 5,25” şi 8” (în prezent cele de 5,25” şi 8” nu se mai utilizează). Primele dischete erau folosite pe o singură faţă (SS - Single Side). Actualmente toate unităţile de discuri flexibile permit utilizarea simultană a ambelor feţe (DS - Double Side). Capacitatea de memorare a dischetelor depinde de numărul de piste şi de densitatea de înregistrare. Din punct de vedere al densităţii de înregistrare deosebim următoarele categorii de discuri flexibile:

• simplă densitate (Simple Density - SD); • dublă densitate (Double Density 2D sau DD); • înalta densitate (High Density - HD); • densitate cvadruplă (Quad Density -QD); • densitate extra înaltă (Extra High Density - ED). O dischetă poate fi utilizată numai dacă a fost formatată în prealabil, fiind

împărţită în piste şi sectoare. Actualmente dischetele comercializate sunt gata formatate. Capacitatea dischetei este stabilită în timpul formatării. Formatarea se poate realiza prin comenzi ale sistemului de operare.

Deşi sunt suporturi lente şi limitate din punct de vedere al capacităţii, dischetele şi unităţile de discuri flexibile se regăsesc în toate configuraţiile actuale ale microcalculatoarelor. Aceasta se explică prin costurile reduse ale suportului şi echipamentului periferic, uşurinţa în gestionare, precum şi adresabilitatea şi posibilitatea de interschimbabilitate a suportului între sisteme de calcul diferite.

În 1984 a fost lansată pe piaţă discheta de 120 MB numită LS-120 şi unităţi de disc adecvate - Super Disk Drive. Capacitatea de memorare de 120 MB a fost obţinută prin combinarea tehnologiilor optice şi magnetice. Prin această tehnologie se asigură o densitate de 2.490 piste/inch faţă de 135 piste/inch la dischetele de 1.44Mb. Pistele de date sunt scrise şi citite magnetic. Unitatea de dischetă LS-120 dispune de capete de citire duble care îi permite să scrie şi să citească atât dischete LS-120, cât şi dischetele standard de 1.44MB. De asemenea, viteza de rotaţie a suportului este mai mare decât în cazul oricăror alte dischete, ceea ce permite obţinerea unor rate de transfer mai mari.

7

Unităţile de discuri Winchester Unitatea de hard disc este un dispozitiv de memorie externă închis ermetic care

poate păstra o cantitate foarte mare de informaţii din sistem. Ea se bazează pe reunirea într-un singur ansamblu a capetelor de citire-scriere şi a discurilor, acestea fiind încasetate pentru a asigura o mai bună protecţie la factorii perturbatori.

7 Nagy, C., Tehnologii optice, PC REPORT România, nr. 43, 1996, p. 31


70

Aceste unităţi au fost introduse de IBM în 1974 şi au primit denumirea de discuri Winchester. Unitatea de hard disc are mai multe discuri care se rotesc cu viteze de la 3600 rot/min în sus, montate unele peste altele şi capete care se mişcă deasupra discurilor înregistrând informaţiile pe piste şi sectoare. Spre deosebire de floppy discuri, la care capetele de citire/înregistrare se aşează pe disc, la hard disc-uri acestea nu ating suprafeţele discurilor în timpul funcţionării normale, plutind pe o pernă de aer, numită şi lagăr de aer.

Hard discul este compus din mai multe discuri (platane), fiecare fiind prevăzut cu un cap propriu de citire/scriere pentru fiecare faţă. La efectuarea operaţiunilor de citire/scriere, capetele colaborează între ele aproape simultan, asigurând o viteză mare de transfer a informaţiei. Fiecare disc are un număr de piste, toate pistele cu acelaşi număr de ordine formează un cilindru. Numărul de cilindri este identic cu numărul de piste conţinute pe o faţă a platanului. Primele hard discuri aveau o capacitate de câţiva zeci de MO, astăzi ajungându-se la sute de GO.

Pentru a putea fi folosit, un hard-disc trebuie să fie formatat, adică trebuie definită o structură recunoscută de sistemul de operare. Formatarea unui hard-disc presupune trei etape:

• formatarea la nivel inferior sau formatarea fizică; • formatarea la nivel superior sau formatarea logică • partiţionarea. Formatarea fizică constă în crearea sectoarelor fizice pe disc. Sectoarele sunt

create şi completate cu marcajele de adrese folosite pentru identificare, respectiv cu porţiuni de date.

Formatarea logică reprezintă adaptarea discului la cerinţele sistemului de operare. În timpul formatării logice, pistele discului sunt împărţite în sectoare, numărul acestora depinzând de tipul unităţii. Transferul dintre periferic şi memoria tampon asociată se realizează pe unităţi numite blocuri fizice sau clustere. Un cluster este format din unul sau mai multe blocuri. Dimensiunea clusterelor se stabileşte la formatare, dar trebuie să fie o putere a lui 2.

Partiţionarea segmentează discul în mai multe regiuni sau discuri logice, numite partiţii, care pot conţine fişiere ale aceluiaşi sistem de operare sau ale unor sisteme de operare diferite.

Unităţile de disc se leagă la magistrala calculatorului prin intermediul unei interfeţe care poate fi IDE/ EIDE, SCSI (diverse stadarde) şi Fibre Channel.

Parametrii principali ai unei unităţi de hard disc sunt: capacitatea de stocare, timpul de acces, rata de transfer şi viteza de rotaţie.

Strategiile adoptate de producătorii de hard disc-uri se referă la micşorarea numărului de platane (iniţial se foloseau cinci platane, în prezent se introduc doar trei – IBM, două – Maxtor, Fujitsu, Seagate, Samsung sau chiar un singur platan – Maxtor Fireball3, Diamondmax Plus8) şi creşterea densităţii de date (până la 80 GB pe un platan), tehnică ce s-a dovedit mai profitabilă decât producerea de discuri cu număr mare de platane.

Capacitatea de stocare este în funcţie de diametrul discurilor, numărul de discuri, numărul de cilindri, densitatea de înregistrare. Capacitatea maximă de memorare a crescut


71

de la 10 MB în unitatea de 5,25 inch8 la peste 12 GB, iar la unităţile de 3,5 inch s-a ajuns la

capacităţi de peste 200 GB9.

Timpul de acces, exprimat de obicei în milisecunde, este timpul necesar capului de citire al unităţii pentru a ajunge la locul unde se află informaţia. În general se consideră că un disc cu timp de acces sub 20 de milisecunde este rapid. Actualele hard disc-uri au timpi de acces de 12, 8.9 ms, ajungând chiar la 3.2 ms (Maxtor Atlas 15K).

Rata de transfer este reprezentată de cantitatea de informaţii transferată într-o secundă şi se măsoară în MB/s. Diversele standarde existente dau informaţii despre rata de transfer: ATA100 (100 MB/s), ATA133 (133 MB/s), Serial ATA((150 MB/s) pentru interfaţa IDE (Integrated Drive Interface); SCSI-1 (5 MB/s), Fast SCSI (10 MB/s), Fast Wide SCSI (20 MB/s), Ultra SCSI (20 MB/s), Wide Ultra SCSI (40 MB/s), Wide Ultra 2 SCSI (80 MB/s), Ultra 160 SCSI (160 MB/s), Ultra 320 SCSI (320 MB/s) sau Ultra 640 (640 MB/s) pentru interfaţa SCSI (Small Computer System Interface).

Viteza de rotaţie reprezintă numărul de rotaţii pe minut de care este capabilă unitatea. Vitezele de rotaţie standard sunt pentru IDE de 4200, 4500, 5400, 7200 şi 10000 rotaţii/minut (rpm), iar pentru interfaţa SCSI 7200, 10000, respectiv 15000 rotaţii/minut. Creşterea vitezei de rotaţie determină mărirea ratei de transfer.

Unităţile de disc se leagă la magistrala calculatorului prin intermediul unei interfeţe care poate fi IDE/EIDE (Enhanced/Extended IDE) sau SCSI. Cele externe se pot lega printr-o interfaţă USB 2.0 sau Fireware.

În prezent, producătorii de hard disc-uri au în vedere creşterea performanţelor prin diverse alternative: implementarea unui buffer mai mare (actualele hard disc-uri au buffere de maxim 8 MB), viteze mai mari de citire/scriere, timp de acces mai mic.

Hard discurile pot beneficia de facilităţi de protecţie a informaţiilor (Data Protection Sytem, Thermal and Shock sensors, compatibilitate SMART

10).

RAID (Redundant Array of Indexpensive/Independent Disks) reprezintă o metodă de împărţire a transferului de date între mai multe hard discuri pentru a mări viteza de transfer (RAID 0) sau pentru mărirea securităţii datelor (RAID 1).

Hard disc-urile externe oferă capacităţi de stocare foarte mari. Astfel, Bigger Disk de la Lacie11 are o capacitate de stocare de 1 TB, totul într-un volum de 173x88x268mm şi o greutate de 5 kg. Conectarea la PC se poate face prin Fireware 400, Fireware 800 sau USB 2.0. Timpul de acces este de 10 ms, bufferul intern de 8 MB, iar platanele se învârt cu o viteză de 7200 rpm. Performanţele unui HDD sunt dictate de mult mai mulţi factori, nu numai tip de interfaţă, magistrală sau viteză de transfer. În criteriile de performanţă se regăsesc măsuri ca timpul mediu de căutare, densitatea pe suprafaţă, rotaţii pe minut, dimensiunea memoriei cache a HDD etc. Alegerea unui HDD trebuie să ţină cont de mai mulţi factori, cum ar fi: volum de date, viteză de lucru, disponibilitate, număr de unităţi etc. De 8 1 inch=2,54 cm 9 WD2500JD are 250 GB, 7200 rpm, SATA 10 SMART – Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology, tehnologie ce monitorizează în permanenţă componentele şi performanţele hardului. Atunci când descoperă semnale ale unei posibile defecţiuni, anunţă. Modul în care semnalul de avertizare ajunge la utilizator diferă de la producător la producător. El poate apărea în anunţul BIOS-ului care este afişat pe ecran de fiecare dată când este pornit calculatorul sau este posibil să fie nevoie de rularea unui un software de diagnosticare care poate accesa informaţiile SMART (de exemplu, Data Lifeguard Online Diagnostics produs de Western Digital) 11 www.lacie.co


72

exemplu, pentru servere se folosesc unităţi SCSI ULTRA WIDE sau ULTRA 640 cu viteze de rotaţie de 10.000 rpm sau 15.000 rpm, cu o memorie cache mare

Unităţile de discuri amovibile Discurile amovibile sunt discuri care pot fi separate de echipamentul de

citire/scriere şi transportate de la un calculator la altul. Se utilizează sub forma unor pachete sau cartuşe de discuri magnetice.

Tot mai multe companii şi-au întors privirile spre produsele de stocare amovibile pentru a-şi acoperi propriile necesităţi de stocare, securitate a datelor şi transport

12. Aceste

unităţi sunt mai puţin utilizate la ora actuală decât unităţile de discuri Winchester; ele oferă posibilitatea de a stoca date sau programe mai puţin utilizate, pentru a le putea transporta de la un calculator la altul (ca şi în cazul unităţilor de disc flexibil). Tehnologia folosită de unităţile de discuri amovibile fiind foarte asemănătoare cu cea a hard-discurilor, nu sunt deloc surprinzătoare performanţele de capacitate şi viteză de rotaţie atinse de discurile amovibile, ceea ce le oferă o poziţie solidă pe piaţa suporturilor magnetice. Un lucru pare a fi cert: lupta dintre noile dispozitive de stocare amovibile şi venerabilele unităţi floppy va avea implicaţii atât în rândul utilizatorilor, cât şi în cel al dezvoltatorilor de software.

Firma Iomega s-a impus pe piaţă prin discurile Zip, Jaz şi Click!. Unităţile de discuri Zip au o capacitate de stocare de 100 MB, aceste dispozitive reprezintând o soluţie practică pentru stocarea uşoară şi rapidă a datelor, constituind astfel o alternativă la clasicile unităţi floppy de 1.44 MB. Fiind portabile, ele oferă posibilitatea transportării cu uşurinţă a fişierelor între sisteme. Unităţile de discuri Jaz au un timp de acces de 10-12 ms, capacitate de stocare de 2GB, 1,07 GB sau 540 MB. Discurile Click! oferă o capacitate de stocare de 40 MB.

Benzi magnetice şi unităţi de bandă magnetică Benzile magnetice, sub formă de role şi casete sunt suporturi neadresabile şi

reprezintă cele mai ieftine suporturi pentru memorarea unor volume mari de date. Banda magnetică este suportul ideal pentru arhivarea datelor, respectiv pentru păstrarea copiilor de siguranţă a fişierelor şi a bazelor de date. Principalele dezavantaje ale benzii magnetice sunt neadresabilitatea şi viteza scăzută de lucru.

Unităţile clasice de bandă magnetică aveau în structură două role, banda derulându-se de pe o rolă pe cealaltă în timpul exploatării. Dispunerea datelor pe suport se face în blocuri de date separate de spaţii libere (gap-uri) cu rol în antrenarea şi citirea benzii. La microcalculatoare, benzile magnetice sunt utilizate sub forma casetelor sau cartuşelor cu bandă care ajung la capacităţi de stocare de ordinul sutelor de megaocteţi. Unitatea de bandă magnetică asociată se numeşte streamer.

Banda magnetică ca suport de arhivare a datelor este disponibilă şi sub forma bibliotecilor de benzi. Acestea permit automatizarea procesului de salvare/arhivare prin care se diminuează considerabil timpul afectat acestei activităţi. Tehnologiile benzilor

12 Sabău, M., Dispozitive de stocare amovibile, Byte, iunie 1997, p. 101


73

magnetice pot fi clasificate astfel13

: biblioteci DLT (Digital Linear Type), biblioteci de 4 mm şi 8 mm.

Biblioteca DLT reprezintă una din cele mai noi tehnologii în industria de salvare/arhivare şi oferă următoarele avantaje:

• oferă cea mai mare capacitate de memorare/cartuş, respectiv 40-80 GB/cartuş;

• utilizează tehnica de memorare în serpentină, în contrast cu tehnologia de scanare elicoidală cu capete rotative, ce permite citirea şi scrierea simultană a datelor pe mai multe canale şi cu viteze mai mari;

• timpul de viaţă de 30 de ani egalează stocarea de tip magneto-optică ceea ce le face ideale pentru arhivarea datelor.

Bibliotecile de 4 mm reprezintă o tehnologie mai veche, cu scanare elicoidală, în care banda este poziţionată oblic, dar care oferă numeroase avantaje:

• bibliliotecile se bazează pe formatul DDS (Digital Data Standard), DDS2, DDS3 sau DDS4 asigurând stocarea a 2, 4, 12 sau 20 GB (respectiv 4, 8, 24, 40 GB cu comprimare);

• asigură un cost foarte scăzut/megaoctet arhivat. Banda magnetică de 8 mm are cea mai mare utilizare în domeniul camarelor video

miniaturizate. Pe piaţa calculatoarelor a fost introdusă în 1987 de către Exabyte Corporation. În prezent capacitatea lor de stocare este de 5 MB fără comprimare şi 10 MB cu comprimare.

Stocarea datelor pe banda magnetică este una dintre primele metode folosite în lumea calculatoarelor. Deşi ea pare oarecum perimată, tehnologiile ce folosesc banda magnetică se dezvoltă continuu, datorită avantajelor oferite de către aceasta:

• cel mai ieftin (cost/MB) suport cu citire-scriere; • dimensiuni mici; • capacităţi de memorare mari; • metodologia şi software-ul de backup evoluate şi robuste; • gradul de standardizare a formatelor ridicat14. Copia de siguranţă a datelor (backup) este o componentă strategică a unui sistem

informatic, asigurându-i capacitatea de reintrare în funcţionare în timp util, în urma apariţiei unor incidente sau catastrofe. Avantajele prezentate mai sus determină utilizarea casetelor magnetice să fie în majoritatea cazurilor, soluţia optimă de backup.

În momentul de faţă sunt mai multe tehnologii de stocare a datelor pe casete magnetice: Data Cartridge (DC), Digital Data Storage (derivată din DAT),Travan, Advanced Intelligent Tape (AIT). Tehnologiile Data Cartridge şi Digital Data Storage derivă din tehnologiile utilizate de caseta audio obişnuită. Tehnologia Data Cartridge este orientată spre îmbunătăţirea performanţelor casetei, păstrând mişcarea liniară a benzii în raport cu ansamblul de citire-scriere. Tehnologia DDS foloseşte mişcarea elicoidală a benzii faţă de capetele de citire-scriere în două variante ale casetei: cu lăţimea benzii de 4mm (dimensiunea casetei audio) şi lăţimea benzii 8mm (dimensiunea casetei video VHS)

15. Tehnologia Travan a fost introdusă în anul 1995 pentru a mări capacitatea

minicartuşelor prin mărirea dimensiunii lor astfel încât acestea să poată conţine o cantitate 13 Kane, J., Hudson, D., Bender, M. , 12 biblioteci de benzi pentru arhivare în reţea, BYTE, vol. 2, nr.8/1996 14 Cruceanu, D., Casetele magnetice, PC REPORT România, nr.43, 1996, p. 25 15 Idem, p. 26


74

mai mare de bandă. Capacitatea de stocaj a crescut astfel la 8 GB. Tehnologia AIT foloseşte scanarea elicoidală şi o lăţime de bandă de 8 mm pentru creşterea densităţii de stocare şi un mecanism de citire/scriere mult mai eficient. Ea permite înregistrarea în condiţii de siguranţă, pe baza tehnicilor de compresie, de la nivelul zecilor de GB până la 160 GB la unităţile din a treia generaţie, cu un factor de compresie de 2.6:1. Bibliotecile AIT (cu 8 cartuşe) pot stoca până la 2,08 TB comprimat.

2.2.5.2. Echipamente periferice şi suporturi optice Nevoilor tot mai mari de memorii externe pentru stocarea şi arhivarea

informaţiilor multimedia le răspund discurile optice şi memoriile magneto-optice. Discul optic dispune de o mare capacitate de stocare, fiind adecvat arhivării sigure a informaţiilor pe o mare perioadă de timp deoarece nu poate fi şters. Memoriile magneto-optice dispun, pe lângă capacitatea de memorare remarcabilă, şi de posibilitatea de a fi înscrise şi şterse de utilizator.

Suportul fizic pentru discurile optice este realizat din material plastic acoperit cu o peliculă metalică, de obicei oxid de aluminiu. Stocarea informaţiei sub formă numerică este făcută prin amprente minuscule care pot fi citite prin intermediul unui fascicol de raze laser.

În 1982 au apărut primele CD-uri audio, iar în 1985 CD-ROM-ul cucereşte piaţa. Dacă iniţial la microcalculatoare au fost utilizate doar discuri optice de tip CD-ROM, în prezent sunt folosite şi discuri optice ce pot fi scrise sau discuri optice reinscriptibile. Cei mai importanţi producători sunt Sony, Philips, Maxell, Verbatim, TDK, HP.

Unităţi de disc CD-ROM Întrucât majoritatea aplicaţiilor care sunt comercializate sunt livrate pe discuri

CD-ROM, unităţile de CD-ROM au devenit o componentă de bază a calculatorului. Elementele din multimedia, cum ar fi filmele video şi sunetul, necesită mult spaţiu pentru stocare. Deoarece discurile CD-ROM îl au din belşug, ele au devenit cea mai cunoscută metodă de stocare de date pentru aplicaţiile multimedia. În mod natural, micul disc argintiu constituie factorul care a permis explozia tehnologiei multimedia în lumea calculatoarelor personale16.

CD-ROM-ul tinde să devină cel mai popular mediu de distribuţie al produselor software, atât pentru preţul scăzut, cât şi pentru fiabilitatea ridicată şi capacitatea de stocare relativ ridicată.

Discul CD-ROM (Compact Disc Read-Only Memory) reprezintă un mediu de stocare asemănător dischetelor, dar cu o capacitate de stocare mult mai mare. Avantajele utilizării CD-ROM sunt numeroase: capacitatea mare de stocare (de aproximativ 700 MB), stabilitatea datelor (CD-ROM nu poate fi modificat, garantându-se astfel stabilitatea datelor pe disc). Dezavantajul lor constă în imposibilitatea scrierii ulterioare pe disc şi în viteza redusă de transfer: CD-ROM este de 10 de ori mai lent decât hard-discul, ceea ce explică de ce mulţi utilizatori nu au renunţat la suportul magnetic pentru date. Aceasta se

16 Nu confundaţi CD-ROM-ul cu Audio-CD-ul pentru că, deşi au acelaşi aspect, acestea nu folosesc aceeaşi tehnologie de înregistrare şi de citire. Practic, orice CD audio poate fi ascultat folosind unitatea CD-ROM a unui calculator, echipat bineînţeles şi cu o placă de sunet şi o pereche de boxe, dar niciodată un CD-ROM nu va putea fi citit de un CD Player, adică de un cititor de CD cum sunt cele integrate în echipamentele uzuale de redare a muzicii, combine muzicale etc.


75

datorează faptului că la CD-ROM capul de citire optic are o masă substanţial mai mare decât mecanismul foarte uşor al hard-discurilor. Este adevărat că viteza unităţilor CD-ROM a fost mărită permanent. Standardul MPC-1 prescria o viteză de transfer de 150 KB pe secundă, dar astăzi există unităţi care transferă informaţiile cu 7800 KB pe secundă.

Astăzi, orice calculator este dotat cu o unitate CD-ROM care permite instalarea driverelor, răsfoirea enciclopediilor electronice, vizionarea de filme şi prezentări multimedia etc. Unităţile CD-ROM sunt mereu îmbunătăţite, goana după viteze de transfer din ce în ce mai ridicate şi timpi de acces mai mici fiind remarcabilă.

Diferenţa dintre modul de înregistrare pe discul magnetic şi cel de pe CD-ROM este că, în timp ce la primele, datele se înregistrează pe piste concentrice, la CD-ROM, sectoarele se înregistrează continuu (în formă de spirală).

Cele două caracteristici de bază care definesc o unitate CD-ROM sunt timpul de acces şi rata de transfer a datelor. Timpul de acces reprezintă numărul de milisecunde de care are nevoie unitatea pentru a găsi şi citi o cantitate de informaţie. Cu cât acest număr este mai mic, cu atât unitatea este mai rapidă. La versiunile moderne acest timp este sub 100 ms, ceea ce înseamnă totuşi cam de zece ori mai mult decât în cazul hard-discurilor obişnuite. Rata de transfer a datelor reprezintă viteza cu care o unitate CD-ROM preia datele de pe disc şi le transmite calculatorului. Cu cât numărul este mai mare, cu atât unitatea este mai bună. Vitezele sunt exprimate, de obicei, ca un multiplu al vitezei unităţii CD-DA originale: 1X, 2X, 4X, 6X...52x. Cele mai întâlnite rate de transfer sunt în prezent 48 şă 52x. Totuşi se pare că s-au cam atins, chiar depăşit, limitele actualei tehnologii. Deja a apărut o nouă generaţie de unităţi CD-ROM care a urcat rata maximă de transfer la 72x datorită noii tehnologii pe care o aplică şi anume: citirea se face cu mai multe capete şi nu cu unul singur cum este soluţia tehnică la unităţile CD-ROM obişnuite.

Ca urmare a măririi colecţiilor de CD-uri a apărut ideea schimbătoarelor de discuri. Astfel, în unitatea de CD-ROM pot fi încărcate mai multe discuri la care puteţi avea acces direct printr-o simplă apăsare de buton. Primele schimbătoare de discuri CD-ROM erau derivate din cele folosite pentru sistemele stereo (firma Pioneer a fost cea care a creat primul schimbător de discuri, adaptând cartuşul propriu de şase CD-uri pentru a fi utilizat de calculatoare). În prezent există schimbătoare de discuri cu şi fără cartuşe.

Una din cele mai frecvente utilizări a CD-ROM este distribuirea de documentaţii, manuale sau alte texte de dimensiuni foarte mari. Forma obişnuită de prezentare este cea de hypertext. Aceasta înseamnă posibilitatea de deplasare rapidă, în cadrul textului, de la o problemă la altele cu care se află în legătură. În felul acesta se uşurează regăsirea informaţiilor necesare. În programele multimedia, hypertextul este un cuvânt subliniat sau scris cu altă culoare. Dacă se execută un clic sau un dublu clic pe cuvântul respectiv, programul oferă informaţii suplimentare în legătură cu acesta. Există mai multe metode de a realiza conversia unui text obişnuit în hypertext, utilizând programe adecvate. Cele mai multe dintre ele se bazează pe SGML (Standardized General Markup Language) care permite marcarea unor zone de text pentru a indica salturile posibile

17.

În mod evident acest tip de disc este utilizat în domenii în care este necesar să se transporte cantităţi mari de date ce nu sunt supuse modificărilor. Printre aceste domenii se numără bibliotecile (pentru cataloage şi referinţe), finanţele (pentru baze de date), industriile constructoare de maşini (pentru manuale de service), informatica (pentru

17vezi şi Popescu, Gheorghe, Utilizarea CD-ROM, PC World, volumul 1, aprilie, 1993, p. 11


76

distribuirea software-ului şi a documentaţiilor), precum şi piaţa bunurilor de larg consum (pentru jocuri video sau computer)

18.

Spre deosebire de CD-Player-ul audio care redă fără probleme orice CD audio, unităţii CD-ROM nu îi este indiferent ce disc citeşte, cu toate că în exterior toate discurile arată la fel, cu excepţia Photo-CD-ului, uşor de recunoscut după culoarea sa aurie. Dacă driver-ul nu este compatibil cu standardul unui compact disc, atunci el va fi imposibil de citit. Pentru asigurarea compatibilităţii între CD-urile comercializate de diferite firme s-a recurs la standardizare. Sunt deja câteva standarde comerciale pentru CD-uri respectate de majoritatea producătorilor.

Primul standard, Red Book (Cartea Roşie) este stabilit pentru CD-urile audio. În Cartea Roşie se specifică formatul datelor existente, tipul procesului de citire, cât şi viteza cu care este citit discul. Transmisia de date a fost standardizată la 150 KB/sec, această valoare fiind folosită şi astăzi.

Standardul Yellow Book (Cartea Galbenă), lansat în 1984 cuprinde datele tehnice pentru CD-ROM. Pentru o mai mare siguranţă a datelor, s-a introdus pe lângă metoda de corecţie a erorilor, folosită în tehnica audio CIRC (Cross Interleaved Reed - Solomon Code), un nou nivel de corectură, denumit LEC (Layered Error Correction). Astfel, posibilitatea de apariţie a unei erori se reducea la raportul de unu la un milion. Cartea Galbenă are ca standard de viteză de transfer a datelor tot 150 KB/sec, o valoare care s-a dovedit în scurt timp insuficientă, citirea discurilor făcându-se foarte încet. Ca urmare, au fost lansate pe piaţă drivere cu viteză dublă, triplă, cvadruplă sau sexdruplă. Pentru păstrarea compatibilităţii cu Cartea Roşie, producătorii au trebuit să adapteze cititoarele pentru recunoaşterea CD-urilor audio şi reducerea ratei de transfer, la valoarea standard.

Standardul CD-ROM/XA (EXtended Architecture) este o dezvoltare a standardului Yellow Book şi a fost elaborat de firmele Sony, Philips şi Microsoft. El a apărut ca o necesitate impusă de noile tehnologii multimedia care au nevoie concomitent de date numerice, şi de tip text, de programe şi date audio-video. Această tehnică foloseşte metode speciale de scriere ce permit o sincronizare aproape perfectă a imaginii cu sunetul. La secvenţe AVI (Audio-Video Interleaved) se combină, înainte de memorare, informaţiile de imagine şi sunet, reuşind astfel sincronizarea celor două componente. În plus, standardul în cauză sprijină formatul de comprimare audio ADPCM (Adaptive Delta Pulse Code Modulation) care extinde capacitatea unui CD la mai multe ore de informaţie muzicală.

Standardul Green Book (Cartea Verde) reuneşte standardele care asigură rularea CD-ROM-urilor pe dispozitive CD-I. CD-I (CD-Interactive) se referă la utilizarea datelor multimedia într-un proces interactiv. CD-I este unul din cele mai puternice sisteme multimedia, prin posibilităţile efectuării unei multitudini de operaţii interactive, cum ar fi crearea, prin opţiuni, a unui propriu scenariu de film. Sunt eliminate problemele de sincronizare prin intercalarea semnalelor audio şi video pe o singură pistă. CD-I face apel la tehnici foarte sofisticate de comprimare a imaginilor pentru a putea stoca imagini animate, foarte consumatoare de spaţiu. Algoritmul de comprimare este denumit Full Motion Video (FMV). Acest algoritm permite CD-I să afişeze până la 72 minute de imagini animate pe întreg ecranul.

Orange Book (Cartea Portocalie), dezvoltat printr-o colaborare între firmele Philips şi Sony, defineşte standardele care reglementează realizarea de discuri optice care pot fi şterse sau reînregistrate. Lansat în 1992, standardul Orange Book introduce 18 Nagy, C., Tehnologii optice, PC REPORT România, nr. 43/1996, p. 29


77

tehnologia multisesiune. Un disc multisesiune poate conţine mai multe blocuri de date scrise în sesiuni diferite (momente diferite de timp). Fiecare sesiune are propria pistă de introducere şi propriul cuprins.

Blue Book (Cartea Albastră), publicat în decembrie 1995, introduce discurile CD multisesiune ştanţate (stamped multi-session) care rezolvă problemele de compatibilitate legate de pista 1. Standardul Blue Book cere ca prima pistă a unui CD multisesiune să respecte standardul Red Book. A doua sesiune care este invizibilă pentru sistemele de redare CD obişnuite conţine date pentru calculator. Sistemele de redare care respectă standardul Blue Book utilizează drivere multisesiune corespunzătoare pentru a citi atât porţiunile audio, cât şi porţiunile de date ale discului. Tehnologia care stă la baza standardului Blue Book a fost cunoscută anterior sub numele CD-Extra. Microsoft promovează acest format sub numele CD-Plus.

White Book (Cartea Albă) reprezintă standardul pentru Video CD. Formatul discurilor se bazează pe standardul CD-I. Fiecare disc trebuie să conţină o aplicaţie CD-I, astfel încât să poată fi redată pe orice player CD-I standard. Discurile care respectă acest standard se numesc CD-I Bridge.

Pe lângă aceste standarde, unii producători au creat propriile standarde pentru CD-uri, aşa numitele standarde de proprietar, ei sperând ca industria să le adopte într-o zi. Aceste standarde definesc metodele de formatare şi de stocare a datelor pe CD, însă nu specifică şi modul în care sistemul de operare şi aplicaţiile folosesc sistemul de stocare. Este vorba de Video Interactive System, dezvoltat de Microsoft şi Tandy Corporation, CD-TV, dezvoltat de Commodore International pentru stocarea video, MMCD, un standard multimedia pentru sistemele de redare compact-disc portabile, dezvoltat de Sony Corporation, Photo CD, un standard pentru imagini de înaltă calitate dezvoltat de Eastman Kodak Company.

Unităţi de discuri WORM Discurile WORM (Write One Read Many) sunt asemănătoare CD-ROM-urilor,

caracteristicile pentru acest tip de discuri fiind definite în Orange Book. Informaţiile sunt scrise o singură dată şi pot fi ulterior citite ori de câte ori, cu deosebirea că înregistrarea o face utilizatorul pe calculatorul său. Ele sunt ideale pentru arhive de date în întreprinderi sau instituţii financiare, constituind o alternativă la microfilme.

Prin tehnologia CD-R (Compact Disk Recordable), CD-urile pot fi înregistrate de utilizator, dacă sistemul dispune de o unitate CD care permite scrierea (gravarea) CD-urilor. Operaţiunea de înregistrare este mult mai delicată decât scrierea unei dischete şi se poate derula într-o singură sesiune de lucru (monosesiune) sau în mai multe sesiuni (multisesiune). Unităţile ce permit scrierea se caracterizează prin două "viteze": prima semnifică rata maximă de transfer la citire, iar cea de-a doua rata maximă de transfer la scriere.

CD-R constituie pentru orice întreprindere o soluţie de ales pentru stocarea documentară sau pentru prezentarea multimedia a produselor întreprinderii. Durata de viaţă estimată pentru un CD produs industrial, prin presaj, este de 25 de ani, în timp ce cea a unui CD produs după tehnologia CD-R, de 100 de ani. Avantajul său constă în faptul că informaţia stocată pe el poate fi stabilită de către beneficiar. În aceleşi timp, citirea informaţiei făcându-se tot prin detectarea modificărilor în fasciculul de laser reflectat, unităţile CD-R pot să utilizeze şi discuri CD-ROM.


78

CD-urile înregistrabile tind să devină cel mai confortabil şi mai ieftin supot pentru salvarea şi transportul fişierelor. Datorită posibilităţilor de stocare a unui volum mare de date şi a costurilor reduse, acest tip de suport tinde să înlocuiască dischetele, benzile magnetice şi cartuşele magnetice în multe aplicaţii de transport şi arhivare a fişierelor.

Unităţi de discuri optice reinscriptibile Discurile WORM nu pot fi înregistrate decât o singură dată, astfel că nu pot fi

utilizate în aplicaţiile care vehiculează volume mari de date sau al căror conţinut este dinamic. Tehnologia discurilor optice a găsit o soluţie pentru depăşirea acestui dezavantaj: discurile reinscriptibile. Acestea pot fi scrise, citite şi rescrise asemănător discurilor magnetice. Unităţile care permit şi rescrierea se caracterizează prin trei "viteze" care semnifică ratele maxime de transfer la citire, scriere şi rescriere.

Sistemele DVD Ca urmare a complexităţii documentelor şi aplicaţiilor, capacitatea de 680 Mo a

unui CD-ROM nu mai este suficientă, principalul motiv fiind faptul că animaţiile tridimensionale şi secvenţele video consumă mult spaţiu pe disc. De aici, necesitatea unui nou format bazat pe tehnologia video digitală: DVD (Digital Versatile Disk). Formatul DVD a fost conceput ca o tehnologie cu destinaţii multiple, scopul acesteia fiind înlocuirea tuturor sistemelor de redare şi a mediilor de stocare.

DVD-ul este un disc plat, de dimensiunea unui CD (4,7” diametru şi 0,05” grosime) şi poate stoca de 26 de ori mai multe date decât un CD-ROM. Ca şi în cazul CD-urilor, datele sunt înregistrate pe o traiectorie spiralată formată din mici cavităţi, discurile fiind apoi citite cu ajutorul unei raze laser. Înalta capacitate a DVD-urilor s-a obţinut prin crearea unor cavităţi mai mici, îndesarea spiralei, precum şi prin înregistrarea datelor pe patru straturi, câte două pe fiecare faţă a discului. Există atât discuri cu două straturi, cât şi cu patru straturi (cele cu două feţe) care oferă o capacitate de 17 GB (fiecare strat are 4.7 Go). Într-un singur strat DVD încape un film de 135 minute. DVD-ROM reprezintă discul similar CD-ROM-ului folosit de calculatoare, DVD-RAM fiind varianta inscriptibilă. DVD-Video este varianta utilizată pentru stocarea de filme, iar DVD-Audio pentru stocarea de muzică. DVD utilizează informaţia stocată pe discuri sub forma comprimată conform tehnologiei MPEG-2 sau 3 (cele mai uzuale astăzi). DVD reprezintă tehnologia care va înlocui cât de curând pe cea utilizată de CD-ROM, mai ales că un disc CD-ROM poate fi citit de o unitate DVD.

2.2.5.3. Echipamente periferice şi suporturi magneto-optice Echipamentele magneto-optice folosesc o combinaţie a tehnicii de înregistrare

magnetică şi a laserului pentru a stoca date pe discuri de 5.25” şi 3.5” conţinute în cartuşe. Aspectul fizic al unui disc magneto-optic şi modul în care acesta este realizat sunt asemănătoare cu cele ale unui disc CD-ROM.

La înregistrare, mecanismul de scriere poziţionează raza laser pe o pistă îngustă, iar în locul unde raza laser încălzeşte pista este aplicat un semnal magnetic. Doar


79

suprafaţa încălzită de raza laser va recepţiona semnalul magnetic. La citire unitatea funcţionează optic, raza laser citind datele memorate pe disc.

Tehnologia discurilor magneto-optice are o mulţime de avantaje în comparaţie cu discurile de stocare magnetice. Ea oferă o siguranţă temeinică a datelor la un preţ pe megaoctet mai scăzut. Fabricanţii de discuri magneto-optice garantează stocarea datelor peste 30 ani. Prin rezistenţa la şocuri, aceste discuri sunt transportabile, fără să fie necesară asigurarea unor condiţii speciale. Discurile magneto-optice sunt mai robuste decât suporturile CD-ROM, fiind încapsulate într-o carcasă solidă pentru protejarea suportului de stocare. Mai mult, discurile magneto-optice pot fi rescrise în cazul în care apare o eroare, în timp ce suportul CD-ROM trebuie înlocuit şi rescris în întregime. Timpul de acces este de sub 20 ms, iar rata de transfer este de 7 ori mai mare decât a unităţilor CD-ROM, fiind ideale pentru stocări de imagini şi secvenţe video.

Tehnologia magneto-optică combină proprietăţile optice, termice şi magnetice şi este utilizată împreună cu un suport optic ce poate fi rescris. Suporturile de stocare magneto-optice oferă un mediu ideal de extindere a capacităţii de stocare a calculatoarelor personale, staţiilor de lucru sau serverelor. Formatul discurilor magneto-optice de 3.5” furnizează o capacitate de stocare de 230 sau 640 MB. Există şi unităţi de 3,5” ultrasubţiri destinate notebook-urilor. Dacă este necesară o capacitate mai mare, discurile magneto-optice de 5.25” pot oferi maxim 2.6 GB, cu o rată de transfer de 4.3 MB/s.

Tonomatele magneto-optice sunt utilizate pentru liniile de stocare automate cu un acces la cantităţi imense de date. Acestea conţin discuri şi dispozitive de citire/scriere multiple. Capacitatea de stocare a discurilor magneto-optice de 5.25” se situează între 15.6 GB (6 discuri) până la 670 GB (256 discuri), iar în cazul discurilor de 3,5” este de 22 GB (35 discuri). Deseori, tonomatele sunt conectate la file server, dar ele pot fi găsite şi la staţiile de lucru client sau de sine stătătoare.

Pe lângă tehnologia magnetică şi optică, în domeniul dispozitivelor de stocare masivă se mai utilizează şi tehnologia discurilor cu schimbare de fază. Aceste discuri respectă formatul CD, în locul unor piste concentrice având o spirală care se derulează pe măsură ce capul de citire-scriere parcurge distanţa dintre marginea interioară şi marginea exterioară a zonei de înregistrare. Ele sunt permanent încapsulate în cartuşe care le protejează de pericolele fizice şi de lumina puternică. Această carcasă nu permite introducerea unui disc cu schimbare de fază într-o unitate CD şi îl face incompatibil cu aceasta. Spre deosebire de discurile CD-Recordable care sunt modificate ireversibil în timpul procesului de scriere, discurile cu schimbare de fază sunt şterse şi rescrise cu uşurinţă. Natura secvenţială a acestor discuri le face potrivite pentru datele multimedia – fluxuri de date continue din fişierele audio şi video.

2.2.5.4. Alte echipamente periferice şi suporturi de date Echipamentele periferice prezentate până acum au timpi de acces de ordinul

milisecundelor, dar sunt periferice lente în raport cu viteza de lucru a unităţii centrale de prelucrare, ceea ce generează neajunsuri în gestionarea unor volume mari de date. Soluţia ar fi utilizarea unor echipamente periferice cu parametri de lucru apropiaţi de cei ai unităţii centrale de prelucrare. În această categorie se încadrează RAM-discurile.

RAM-discurile sunt blocuri de memorii RAM care au o organizare asemănătoare cu cea a discului. Utilizarea RAM-discurilor s-a impus deoarece capacitatea memoriei cache este în general mică faţă de viteza unităţii centrale de prelucrare.


80

Avantajul RAM- discurilor este viteza lor comparabilă cu cea a memoriei de tip RAM. Au însă şi dezavantaje: volatilitatea şi preţul ridicat.

2.2.5.6. Memorii flash

Tendinţa actuală este de a înlocui clasica dischetă datorită vitezei reduse a acesteia şi capacităţii de stocare insuficiente. Astfel, alături de unităţile inscriptoare de CD-uri şi hard discurile externe cu capacităţi de până la 250 GB, a apărut memoria flash, tip de memorie care nu are nevoie de alimentare pentru a menţine informaţia.

În prezent memoriile flash pentru USB cu capacităţi de 256 MB, 512 MB sau chiar 1GB nu mai reprezintă rarităţi, iar preţul pentru modelele de capacitate mai redusă este foarte accesibil. Pentru conectare sunt oferite tot mai multe modele compatibile cu standardul USB 2.0, lucru benefic pentru modelele de capacităţi foarte mari. Ca o noutate este şi posibilitatea suportată de unele plăci de bază de a iniţializa sistemul de operare direct de pe driver-ul USB.

Avantajele memoriilor flash sunt următoarele: dimensiuni şi greutate reduse, putând fi purtate la gât, timp de păstrare a datelor infinit, la acest lucru contribuind imunitatea la câmpurile magnetice, posibilitatea de funcţionare în mediile cu praf mult, precum şi construcţia acestora fără piese în mişcare, în timpul funcţionării nu produc zgomot şi sunt invulnerabile la vibraţii, lovituri sau lichide. Pentru funcţionare nu au nevoie de alimentare separată, deoarece curentul este furnizat direct de portul USB, consumul de energie fiind foarte redus. Pentru instalare este suficient un port USB liber pe placa de bază, discul fiind recunoscut automat de sistemele de operare Windows ME, 2000 şi XP. Pentru alte sisteme de operare trebuie folosiţi driverii furnizaţi de producător. Unii producători livrează pe CD-ul cu driveri şi aplicaţii care oferă posibilitatea protejării cu parolă a informaţiilor stocate în memoria flash.

Producători de memorii flash pe USB sunt Leadtek, Kingmax, PQI, Transcend, Apacer.

2.2.6. Echipamente de comunicaţie: modem-ul

Modemul (modulatorul/demodulatorul de fază) converteşte semnalul numeric furnizat de calculator în semnal analogic care poate fi transmis pe linia telefonică, iar la receptor asigură demodularea semnalului. El permite transferul de fişiere multimedia, organizarea de videoconferinţe, cuplarea a două calculatoare şi practicarea de jocuri (şah, de exemplu) cu o persoană aflată la distanţă.

Modemurile sunt de două tipuri: interne şi externe. Modemul intern este o placă de calculator montată în interior şi conectată la linia telefonică. Modemul extern se conectează în exteriorul calculatorului printr-un cablu ce face legătura cu portul serial al calculatorului.

Modemurile telefonice sunt cel mai comun şi mai des utilizat mijloc de conectare la Internet. În prezent se fabrică modemuri cu rate de transfer 56 Kbps sau 128 Kbps.

Modemul are ca avantaj costurile reduse de achiziţionare şi instalare pe o linie existentă, dar intervine problema notei telefonice.

Pe lângă modemul telefonic mai sunt utilizate şi modemurile de cablu şi modemurile radio.

Modemul de cablu utilizează cablul TV pentru realizarea conexiunii. Ratele de transfer atinse de o astfel de reţea se situează în jurul valorii de 4 Mbps, existând însă şi variante de 10-30 Mbps sau chiar mai mult. Această rată de transfer este însă împărţită cu


81

vecinii, deoarece este un singur fir prin care circulă semnalele. Legătura dintre modemul de cablu şi calculator este asigurată în general de o placă de reţea de 10 Mbps care limitează automat rata maximă de transfer. Modemul de cablu are avantajul unui cost de instalare destul de redus şi al unei rate de transfer destul de bune, iar ca dezavantaj costul destul de mare al modemului.

Modemul radio Tehnologia necesită o staţie de emisie/recepţie la ISP, iar rata de transfer variază între 15000 Kbps şi 35 Mbps, cu menţiunea că modemurile ultra-rapide funcţionează doar pe distanţe de 3-4 km. Costul unui radio modem este destul de mare, însă nu necesită infrastructură în raza de acţiune a ISP-ului.

Fax modemul reprezintă un dispozitiv care poate fi ataşat unui calculator şi care permite transmiterea documentelor electronice sub formă de faxuri. Comparativ cu faxul obişnuit, el are o serie de avantaje: oferă o calitate superioară a documentului transmis, preţ mai scăzut, rate ridicate de transmisie a datelor (de până la 14 kbps), transmiterea directă a documentelor electronice etc. Principalele dezavantaje constau în imposibilitatea transmiterii directe de pe hârtie, fără existenţa unui scanner optic, necesitatea unui spaţiu mare de stocare pe disc a datelor recepţionate.

Producători de fax modemuri sunt U.S. Robotics, Creative, Conexant, QuickLan.

2.3. Clasificarea sistemelor de calcul Calculatoarele se pot clasifica după felul în care se memorează datele, după structura lor arhitecturală sau după performanţă (mărime, posibilităţi de prelucrare, preţ şi viteză de operare). Vom descrie în continuare grupele de calculatoare din aceste categorii. După felul în care se memorează datele în sistemele de calcul, se disting:

• calculatoare analogice (analog computer) care crează un model matematic pentru un sistem fizic real, mărimile din sistemul fizic fiind reproduse prin alte mărimi (cum ar fi tensiunea şi intensitatea unui curent electric) ce pot fi manipulate cu ajutorul circuitelor electrice şi electronice. Operaţiile matematice sunt reproduse cu ajutorul caracteristicilor electrice ale diferitelor elemente de circuit: rezistenţe, surse de tensiune etc. Calculatorul este format din blocuri funcţionale care se conectează între ele astfel încât să rezolve problema reală din sistemul fizic. Datele de intrare sunt furnizate continuu prin intermediul unor echipamente care le preiau din sistemul fizic real. Calculatoarele analogice sunt folosite, în general, pentru conducerea unor procese sau instalaţii.

• calculatoare numerice (digital computer) efectuează calculele asupra informaţiei reprezentate printr-o codificare binară. Prelucrarea se face pe baza unui program memorat care furnizează calculatorului succesiunea de operaţii aritmetice şi logice pe care trebuie să le execute. Ele sunt folosite în diferite domenii pentru a soluţiona probleme care necesită calcule laborioase cu volume mari de date şi analiza unui număr mare de variante într-un timp scurt.

• calculatoare hibride (hybrid computer) care reprezintă un ansamblu format dintr-un calculator analogic şi unul numeric de capacitate medie sau, mai des întâlnite micro sau minicalculatoare interconectate printr-o interfaţă hibridă. Conlucrarea celor două tipuri de calculatoare se realizează la nivel de control, de date şi de comandă, toate realizate prin trei secţiuni principale ale interfeţei.

Din punct de vedere arhitectural, există: • sisteme de calcul monoprocesor; • sisteme de calcul multicalculator;


82

• sisteme de calcul multiprocesor. Un sistem de calcul monoprocesor are o singură unitate centrală de prelucrare (UCP). Un sistem de calcul multicalculator include cel puţin două unităţi centrale, fiecare dintre calculatoarele membre având un grad ridicat de independenţă. La multicalculatoare divizarea sarcinilor de prelucrare se face cu interacţiune doar la nivelul datelor supuse prelucrării. Un sistem de calcul multiprocesor conţine cel puţin două unităţi de prelucrare cu acces comun la memoria internă unică. Procesele membre ale sistemului interacţionează atât la nivel hardware, cât şi la nivel software, dar soft-ul de bază este unic. Prin varianta arhitecturală multiprocesor se asigură o mărire a capacităţii de prelucrare prin posibilitatea de executare în paralel a unor sarcini distincte. După mărime, posibilităţi de prelucrare, preţ şi viteză de operare, distingem:

• supercalculatoare; • mainframe-uri; • minicalculatoare; • microcalculatoare.

Supercalculatoarele sunt calculatoare cu o memorie internă şi o viteză de lucru foarte mari: pot executa până la câteva sute de milioane de instrucţiuni pe secundă, fiind cele mai rapide tipuri de calculatoare. Ele sunt, de obicei, utilizate pentru aplicaţii specifice, care necesită calcule matematice complexe, mari consumatoare de timp şi memorie, cum ar fi, de exemplu, grafica animată, prognozele geologice sau meteorologice, probleme complexe de fizică pentru care se doreşte aplicarea unor algoritmi matematici riguroşi. Cel mai cunoscut tip de supercalculator este CRAY, realizat în prezent de firma Silicon Graphics Inc. Supercalculatoarele lucrează pe 32 şi 64 de biţi şi au o arhitectură performantă, neîngrădită de principiile clasice (de exemplu, sisteme multiprocesor - cu mai multe unităţi centrale). Pentru arhitectura calculatoarelor multiprocesor se foloseşte conceptul de arhitectură paralelă: mai multe procesoare sunt interconectate pentru realizarea aceloraşi sarcini. Procesoarele pot să realizeze în acelaşi timp secvenţe de operaţii independente, pentru ca apoi rezultatele intermediare obţinute să fie combinate corespunzător. În mod obişnuit există un procesor principal, numit master, care le coordonează pe celelalte, dându-le spre execuţie sarcini independente din programul utilizatorului sau punându-le în aşteptare. În SUA există şi un institut specializat pe cercetări în domeniul supercalculatoarelor, numit NCSA (National Center for Supercomputer Applications). Mainframe-urile conţin mai multe UCP, alături de unităţi principale de intrare/ieşire care operează cu viteză înaltă. Astfel, aceste calculatoare sunt apreciate în aplicaţiile care solicită viteză de operare foarte ridicată. Ele se evidenţiază prin memorii cache de mare viteză. Sarcina prelucrării intrărilor şi ieşirilor revine unor canale periferice care pot fi considerate calculatoare – mai precis procesoare specializate. Un mainframe îmbracă diferite forme şi configuraţii, putând suporta de la câteva zeci la mii de terminale on-line. Pe baza multiprelucrării simetrice, un mainframe poate fi up-gradat prin adăugarea uneia sau mai multor UCP. Pentru folosirea acestor calculatoare se solicită instalaţii şi proceduri de menţinere în funcţionare permanentă. Piaţa mainframe-urilor este deţinută în prezent de firma IBM, principalii săi competitori fiind firmele Hitachi şi Amdahl.


83

Minicalculatoarele sunt calculatoare care execută operaţii specializate. Ele sunt folosite în aplicaţii multiutilizator, în prelucrări de texte sau ca şi componente ale maşinilor de control numeric. Datorită facilităţilor oferite în cadrul proceselor de comunicaţii, minicalculatoarele sunt frecvent folosite în transmisii de date între sisteme dispersate geografic. Numele lor provine din formularea "configuraţie minimă de calcul". Sunt sisteme interactive (utilizatorii aflaţi în faţa unor terminale se află în dialog cu calculatorul) şi multiutilizator, la un moment dat mai mulţi utilizatori (câteva zeci sau chiar câteva sute) pot folosi calculatorul prin intermediul terminalelor. Această caracteristică impune un sistem de operare performant care să poată gestiona la un moment dat programele mai multor utilizatori şi să ofere mecanisme de protecţie a memoriei (să nu se suprapună mai multe programe în aceeaşi zonă de memorie). În prezent folosirea minicalculatoarelor este în scădere datorită utilizării microcalculatoarelor. România a fost una dintre cele mai mari producătoare de minicalculatoare de 16 biţi. Astfel, au existat, minicalculatoarele INDEPENDENT, proiectate de ITC şi realizate de Fabrica de calculatoare Electronice (FCE) Bucureşti, dintre care amintim: I-100, I-102F, I-106, precum şi cele proiectate şi realizate de FCE, din familia CORAL, cum ar fi: CORAL-4011, 4021, 4030, etc. Microcalculatoarele sunt sisteme de calcul la care unitatea centrală de prelucrare este reprezentată de microprocesor19. Microprocesorul realizează funcţiunile unităţii de comandă şi control şi unităţii aritmetico-logice. Dacă la microprocesor se adaugă dispozitive de alimentare cu energie electrică, circuite de memorie şi circuite de interfaţă pentru echipamentele periferice obţinem ceea ce numim un microcalculator. Un microprocesor este un circuit integrat complex ale cărui funcţii sunt comandate prin program. Circuitul integrat reprezintă o pastilă semiconductoare pe care sunt realizate prin diferite tehnologii de fabricaţie diode, tranzistori, condensatori şi rezistenţe. Pastila semiconductoare este introdusă într-o capsulă de ceramică sau din material plastic şi este prevăzută cu un set de terminale (pini) metalice conectate la bornele de intrare, ieşire şi de alimentare ale circuitului existent. După numărul de componente dispuse pe o plăcuţă, distingem următoarele clase de circuite integrate:

Tabelul nr.2.1. Tipuri de circuite integrate

Tipul circuitului integrat Număr componente SSI (Small Scale Integration) aprox.10 MSI (Medium Scale Integration) 64-1024 LSI (Large Scale Integration) 1024-262144 VLSI (Very Large Scale Integration)

peste 262144

WSI (Wafer Scale Integration) Peste 1000000 Microcalculatoarele sunt sisteme interactive, monoutilizator. Ele s-au răspândit ca urmare a evoluţiei tehnologiei care a redus foarte mult costurile lor de fabricaţie. De alftel, aceste costuri sunt în continuă scădere, iar performanţele evoluează tot mai mult. 19 În 1971 inginerul Marcian Ted Hoff de la firma INTEL inventează microprocesorul, apariţia acestuia fiind privită ca o reacţie la expansiunea japoneză pe piaţa calculatoarelor de buzunar.


84

Primele microcalculatoare au fost calculatoare personale familiale: Sinclair Spectrum, Commodore sau cele româneşti Prae, aMIC, HC, TIMS, Cobra. Aceste calculatoare puteau lucra direct în limbajul Basic fiindcă memoria lor internă cuprindea o parte care nu se ştergea în absenţa curentului electric şi în care utilizatorul nu putea scrie (ROM), unde era înregistrat din fabricaţie un interpretor Basic (un program care traduce în limbaj maşină şi execută fiecare instrucţiune, o dată ce aceasta a fost scrisă). Cel mai uzual periferic al acestor calculatoare era casetofonul, a cărui fiabilitate lăsa uneori de dorit. Ulterior au apărut calculatoarele personale (PC) profesionale. Dintre primele microcalculatoare profesionale româneşti amintim: M18, M118, CUBZ, M216 (care lucra atât sub sistemul de operare CP/M, cât şi sub DOS). Ulterior a apărut familia Felix PC. Pe plan mondial amintim calculatoarele Apple MacIntosh, cu o interfaţă foarte prietenoasă cu utilizatorul, create mai ales pentru neprofesionişti şi calculatoarele de tip IBM PC, care au înregistrat o evoluţie tehnologică de-a dreptul spectaculoasă, bazată în principal pe evoluţia microprocesoarelor (cele mai cunoscute sunt realizate de firma Intel). Creşterea performanţelor tehnice a fost îndeaproape urmată de evoluţia software-ului, într-o spirală din ce în ce mai dinamică. Calculatoarele personale au cunoscut o dezvoltare rapidă şi o diversificare continuă datorită avantajelor faţă de celelalte categorii, dintre care amintim:

• cunoştinţele de informatică necesare unui utilizator de PC sunt minimale; • folosirea unui astfel de calculator pentru activităţi zilnice se poate realiza chiar

fără o pregătire de specialitate; aceasta şi datorită interfeţelor grafice ale sistemelor de operare şi aplicaţiilor care realizează legătura între utilizator şi sistemul de calcul;

• au gabarit redus, putând fi şi portabile; • au aplicabilitate în orice domeniu de activitate.

Pentru calculatoarele personale cu performanţe ridicate care sunt dotate cu câte un microprocesor mai puternic şi un monitor de calitate înaltă, cu facilităţi grafice deosebite se foloseşte uzual denumirea de staţii de lucru (workstations). Cele mai cunoscute staţii de lucru au fost create de firmele SUN, Hewlett-Packard şi DEC. Staţiile de lucru se folosesc uzual pentru aplicaţii profesionale, dezvoltare de soft, probleme care necesită facilităţi grafice performante, cum ar fi proiectarea inginerească şi pot fi conectate în reţele de calculatoare. Treptat însă, calculatoarele personale de tip MacIntosh şi PC au ajuns la performanţe similare cu cele ale staţiilor de lucru, astfel încât diferenţele dintre cei doi termeni care desemnează microcalculatoarele s-au estompat. Aproape toate PC-urile şi calculatoarele compatibile cu acestea au o trăsătură comună: au ca fundaţie o singură placă cu circuite, de dimensiuni mari. În multe cazuri, această placă, numită de obicei placă de bază (motherboard sau mainboard), este, în esenţă, întregul calculator. Ea conţine componentele electronice vitale ale calculatorului: microprocesorul, circuitele de suport, memoria şi, de multe ori, circuitele care asigură funcţiile video şi audio. Toate componentele pe care vreţi să le adăugaţi la calculator se conectează la sloturile de extensie de pe placa de bază. Datorită mediilor de programare, calculatoarele personale au devenit instrumente de lucru mai convenabile pentru informaticieni. În plus, produsele software au evoluat foarte mult, dezvoltându-şi o interfaţă din ce în ce mai accesibilă care a atras tot mai mult şi utilizatorii neprofesionişti. Astfel, calculatoarele personale au devenit un instrument de prelucrare a informaţiei larg utilizat atât pentru prelucrări de birotică, cât şi pentru


85

aplicaţii profesionale. Adesea, pentru crearea de sisteme de calcul cu performanţe mai ridicate şi un cost relativ redus, se optează pentru conectarea calculatoarelor personale în reţele de calculatoare. În continuare este prezentată evoluţia calculatoarelor pe generaţii, aşa cum au apărut ele cronologic.

Tabelul nr. 2.2. Generaţii de calculatoare Gene-raţia

Perioada

Tehnologia pentru CPU

Tehnologia pentru memorie

Limbaje utilizate

Performanţe la memorie şi

CPU I 1946–

1956 Tuburi electronice

Tambur magnetic

Limbaj de asamblare

Memorie: 2KO; Viteză: 104 I/S

II 1957– 1963

Tranzistori Inele de ferită

Limbaje de nivel înalt: FORTRAN, COBOL

Memorie: 32 KO; Viteză: 2*105 I/S

III 1964– 1981

Circuite integrate

Memorii semicondoare Discuri magnetice

Limbaje de nivel foarte înalt (PASCAL, LISP, limbaje grafice)

Memorie: 2 MO; Viteză: 5*106 I/S

IV 1982– 1989

Circuite integrate pe scară largă şi foarte largă

Memorii cu bule Discuri optice

ADA, limbaje orientate obiect

Memorie: 8MO; Viteză: 3*107 I/S pt. supercalculatoare

V După 1990

Circuite integrate pe scară extrem de largă; Maşini LISP şi PROLOG

Arhitecturi paralele

Limbaje concurente; Limbajul natural; Limbaje funcţionale (LISP); Limbaje logice (PROLOG)

Viteză: de la 109 la 1012 I/S ; Memorarea şi prelucrarea cunoştinţelor (inteligenţă artificială); Tehnologia vorbirii

Primul calculator electronic a fost construit în 1946 în Statele Unite (Universitatea din Pennsylvania) şi s-a numit ENIAC (Electronic Numeric Integrator and Computer). Acesta folosea procedeele de calcul aplicate la calculatoarele mecanice dar, datorită pieselor electronice, avea o viteză mai mare: 32.000 de operaţii aritmetice pe secundă. Era de dimensiuni mari, componentele sale principale fiind o memorie pentru date, una pentru instrucţiuni şi o unitate de comandă pentru execuţia instrucţiunilor. În 1947, John von Neumann stabileşte principiile de bază pentru calculatoarele clasice (arhitectură von Neumann), valabile până astăzi: la un moment dat, unitatea centrală a calculatorului execută o singură instrucţiune, instrucţiunile programului fiind reţinute în memoria internă calculatorului. Din evoluţia cronologică a calculatoarelor electronice, descrisă sub forma generaţiilor de calculatoare, se poate remarca faptul că dezvoltarea caracteristicilor fizice şi performanţelor calculatoarelor a fost foarte dinamică; de fapt domeniul calculatoarelor, privit atât din punct de vedere hardware, cât şi software, a avut cea mai rapidă evoluţie dintre industriile şi tehnologiile secolului trecut. Primele sisteme electronice de calcul, de

http://www.euro.ubbcluj.ro/~alina/cursuri/informatica-teorie/2-2-2.htm#2222

http://www.euro.ubbcluj.ro/~alina/cursuri/informatica-teorie/2-2-2.htm#2222


86

dimensiuni considerabile, erau departe de performanţele calculatoarelor moderne, însă există toate motivele pentru a crede că această evoluţie va continua. Generaţia 1 (1946-1956) Principalele componente fizice ale acestor calculatoare erau tuburile electronice pentru circuitele logice şi tamburul magnetic rotativ pentru memorie. Viteza de lucru era mică: 50-30.000 operaţii pe secundă, iar memoria internă de 2KO. Aceste calculatoare aveau dimensiuni foarte mari şi degajau o cantitate de căldură destul de mare, deci nu ofereau siguranţă perfectă în utilizare. Programarea acestor calculatoare era dificilă, folosindu-se limbajul maşină şi ulterior limbajul de asamblare. Reprezentantul cel mai cunoscut al acestei generaţii este calculatorul ENIAC. Enumerarea caracteristicilor sale fizice este foarte sugestivă pentru a ne crea o imagine asupra primelor tipuri de calculatoare: el conţinea 18000 de tuburi electronice, 7500 de relee, 7000000 de rezistente şi ocupa 160m2, cântărind 30 tone. Este de remarcat faptul că informatica românească a demarat cu câteva realizări notabile. Dintre primele calculatoare româneşti amintim: Calculatorul Institutului de Fizică Atomică din Bucureşti (CIFA), Maşina Electronică de Calcul a Institutului Politehnic Timişoara (MECIPT), Dispozitivul Automatic de Calcul al Institutului de Calcul din Cluj (DACICC-1). Generaţia 2 (1957-1963) Principalele tehnologii hardware erau reprezentate de tranzistori (diode semiconductoare) şi memorii din ferite, viteza de lucru atinsă fiind de 200.000 de operaţii pe secundă, iar memoria internă de aproximativ 32 KO. Echipamentele periferice de introducere/extragere de date au evoluat şi ele; de exemplu, de la maşini de scris cu 10 caractere pe secundă s-a trecut la imprimante rapide (pentru acea perioadă) cu sute de linii pe minut. Programarea acestor calculatoare se putea face şi în limbaje de nivel înalt (FORTRAN, COBOL) prin existenţa unor programe care le traduc în limbaj maşină (compilatoare). Apare un paralelism între activitatea unităţii de comandă şi operaţiile de intrare-ieşire (după ce unitatea de comandă iniţiază o operaţie de intrare-ieşire, controlul acesteia va fi preluat de un procesor specializat, ceea ce creşte eficienţa unităţii de comandă). În memoria calculatorului se pot afla mai multe programe - multiprogramare - deşi la un moment dat se execută o singură instrucţiune. Dintre calculatoarele româneşti ale generaţiei a doua amintim DACICC-200, CIFA 101 şi 102, MECIPT-2. Generaţia 3 (1964-1971) Principala tehnologie hardware era reprezentată de circuitele integrate (circuite miniaturizate cu funcţii complexe), memoriile interne ale calculatoarelor fiind alcătuite din semiconductoare. Apar discurile magnetice ca suporturi de memorie externă, iar viteza de lucru creşte la 5 milioane de operaţii pe secundă. Cel mai cunoscut reprezentant al generaţiei este IBM 360, iar dintre calculatoarele româneşti - familia FELIX, calculatoare universale realizate sub licenţă franceză. Generaţia 3.5 (1971-1981) Cresc performanţele circuitelor integrate şi se standardizează. Apar circuitele cu integrare slabă (SSI – Simple Scale of Integration) şi medie (MSI – Medium Scale of Integration), echivalentul a 100 de tranzistoare pe chip. Viteza de lucru este de 15000000 de operaţii pe secundă, iar memoria internă ajunge la 2 MO. Se folosesc limbaje de nivel înalt (PASCAL, LISP). Generaţia 4 (1982-1989)


87

Se folosesc circuite integrate pe scară largă (LSI – Large Scale of Integration) şi foarte largă (VLSI – Very Large scale of Integration) (echivalentul a 50000 de tranzistoare pe chip), memoria internă creşte la 8 MO, iar viteza de lucru la 30000000 de operaţii pe secundă. Apar discurile optice şi o nouă direcţie în programare: programarea orientată pe obiecte. Calculatoarele generaţiilor 1- 4 respectă principiile arhitecturii clasice (von Neumann), bazându-se pe prelucrări seriale, pas cu pas, conform instrucţiunilor unui program memorat. Generaţia 5 (1990-) este generaţia inteligenţei artificiale, fiind în mare parte rezultatul proiectului japonez de cercetare pentru noua generaţie de calculatoare (anunţat încă din anul 1981). Aceste calculatoare sunt bazate pe prelucrarea cunoştinţelor (Knowledge Information Processing System - KIPS), în condiţiile în care aceste prelucrări devin preponderente în majoritatea domeniilor ştiinţifice. Din punct de vedere tehnic, se folosesc circuite VLSI (echivalentul a peste 1 milion de tranzistoare pe chip), atingându-se o viteză de lucru foarte mare, pentru care apare o nouă unitate de măsură: 1 LIPS (Logical Inferences Per Second) = 1000 de operaţii pe secundă). Astfel, viteza noilor calculatoare se estimează la 100 M LIPS până la 1 G LIPS. Apare programarea logică, bazată pe implementarea unor mecanisme de deducţie pornind de la anumite "axiome" cunoscute, al cărei reprezentant este limbajul PROLOG. Noua generaţie de calculatoare se bazează pe o interfaţă inteligentă între om şi calculator, urmărindu-se implementarea unor funcţii similare celor umane (auz, văz, folosirea limbajului), pe gestiunea cunoştinţelor, cunoştinţele fiind memorate sub forme care să permită un acces optim la bazele de cunoştinţe şi întreţinerea bazei de cunoştinţe prin introducerea de cunoştinte noi, eliminarea inconsistenţelor, chiar învăţare de cunoştinţe (caracteristică inteligenţei artificiale) şi pe realizarea de inferenţe (deducţii) şi predicţii. Se prefigurează generaţia 6 de calculatoare care apare deocamdată doar în literatură sub forma conceptului ipotetic de “calculator viu”, despre care se filozofează şi despre care oamenii se întreabă dacă va putea fi obţinut în viitor prin ataşarea unei structuri de tip ADN la un calculator neuronal.

Întrebări 1. Prezentaţi semnificaţia noţiunilor de hardware, software şi firmware. 2. Daţi exemple de programe utilitare. 3. Daţi exemple de programe traducătoare şi arătaţi care este rolul acestora. 4. Daţi exemple de instrumente software specializate. 5. Care este diferenţa între un editor de texte şi un procesor de texte? 6. Prezentaţi funcţiile unui procesor de texte. 7. Prezentaţi diferenţele dintre suporturile magnetice şi cele magneto-optice.


88

Capitolul 3. Sisteme de operare

Pentru exploatarea părţii fizice (hardware) a unui sistem de calcul este necesar să avem la dispoziţie un sistem de programe care să realizeze interfaţa dintre hardware şi utilizator. Sistemul de operare reprezintă un ansamblu de proceduri şi programe care oferă unui grup de utilizatori posibilitatea de a folosi (eventual în acelaşi timp) în mod eficient un sistem elctronic de calcul. El permite calculatorului să-şi supravegheze operaţiile şi asigură rezolvarea automată a problemelor care apar. Este furnizat o dată cu calculatorul şi depinde de tipul acestuia.

3.1. Definiţie, caracteristici, componente, clasificare, funcţii1

3.1.1. Definiţie

Sistemul de operare reprezintă un ansamblu de programe care asigură utilizarea eficientă a resurselor fizice şi logice ale unui sistem electronic de calcul prin pregătirea, punerea în lucru şi coordonarea execuţiei programelor utilizatorului

2. El trebuie să fie

capabil să realizeze o interfaţă între calculatorul propriu-zis şi utilizator, având menirea de a crea un mediu în care utilizatorul să poată executa programe cu multă uşurinţă şi de a asigura exploatarea optimă a hardware-ului. Sistemul de operare este interpretul cerinţelor utilizatorului, exprimate într-un limbaj de comandă, executând aceste cerinţe prin intermediul instrucţiunilor maşină.

Sistemele de operare au apărut şi evoluat în directă legătură cu arhitectura sistemelor electronice de calcul: apariţia de noi dispozitive hardware a provocat dezvoltarea sistemelor de operare, după cum şi creşterea performanţelor sistemelor de operare a determinat îmbunătăţirea parametrilor hardware.

La primele calculatoare electronice programatorul era şi operator prin intermediul consolei. Acesta era asistat de un rudiment de sistem de operare sub forma unor mici programe, în format binar, aflate pe suporturi de hârtie care erau încărcate atunci când era nevoie. Desigur era o folosire ineficientă a calculatorului întrucât unitatea centrală (care era foarte scumpă) nu lucra în timpul când programatorul/operator gândea ce să facă în continuare sau executa diferite manevre. Ideea reducerii timpului de aşteptare a condus la introducerea unor concepte noi, ce s-au finalizat cu apariţia sistemelor de operare.

Primele sisteme de operare asigurau executarea secvenţială pe loturi de programe (batch-processing) în regim de monoprogramare. Ele asigurau automatizarea unor lucrări repetitive, oricare ar fi programele de executat (de exemplu eliberarea

1 subcapitol realizat în colaborare (vezi ***, Contabilitate şi sisteme informaţionale, Editura Sedcom Libris, Iaşi, 1999, pp.226-242) 2 Dodescu, G., Informatica, Editura Ştiinţifică şi Enciclopedică, Bucureşti, 1987, p. 226


89

zonelor de memorie ocupate, verificarea amplasării corecte a fişierelor cerute pe suporturile din unităţile periferice, asigurarea că unităţile periferice sunt gata pentru lucru etc.). Încredinţând calculatorului sarcina coordonării propiilor sale lucrări s-a ameliorat viteza de lucru şi siguranţa funcţionării. De asemenea, execuţia unui program poate determina apariţia unor erori sau incidente (de exemplu lipsa hârtiei la imprimanta, lipsa dischetei în unitate etc.). Multe din aceste incidente sunt repetitive şi se poate încredinţa calculatorului reperarea, semnalarea lor operatorului şi în unele cazuri, tratarea lor după o soluţie programată.

În multiprogramare problemele se complică şi mai mult când în memorie coexistă simultan mai multe programe ce trebuie executate. Sincronizarea lucrărilor trebuie realizată la nivelul microsecundelor şi nu poate fi atribuită operatorului uman. Ea este realizată prin programe şi inclusă în sistemul de operare.

3.1.2. Caracteristicile sistemelor de operare

Sistemul de operare apare ca un ansamblu de programe destinat să răspundă la

următoarele două obiective: • uşurarea utilizării sistemului electronic de calcul prin preluarea lucrărilor

de rutină, repetitive, precum şi printr-un dialog suplu utilizator-sistem (prin intermediul unui limbaj de comandă);

• utilizarea eficientă a resurselor sistemului electronic de calcul. Apropierea utilizatorului de calculator solicită o interfaţă om-calculator

prietenoasă şi, în acelaşi timp, performantă. Până la Windows limbajul de comandă al sistemelor de operare asigura un dialog de tip text (linie de comandă), uneori greoi şi dificil de asimilat. Produse-program ca Norton Commander au asigurat îmbunătăţirea dialogului prin faptul că linia de comandă se construia prin selecţii ale componentelor apărute în panourile de pe ecran. Primele versiuni WINDOWS asigurau o interfaţă grafică performantă pentru dialogul om-calculator, dar ele nu înlocuiau sistemul de operare MS-DOS, ci reprezentau extensii ale acestuia.

Preocupările de îmbunătăţire a interfeţei om-calculator au avut în vedere următoarele obiective:

• suprimarea limbajului de comandă din sistemul de operare; • utilizarea unei interfeţe standardizate, oricare ar fi calculatorul utilizat; • asigurarea unei interfaţe suficient de evolutivă pentru a lua în

considerare noutăţile versiunilor ulterioare ale sistemului de operare; • interfaţă destul de facilă pentru a putea fi utilizată de oricine, de la

expert la profan. Interfaţa WIMP

3 (Windows, Icones, Mouse, Pull-down menus) răspunde acestor

obiective prin componentele care-i dau denumirea: ferestre, icon-uri (pictograme), utilizarea mouse-ului şi a meniurilor derulante. Aceast tip de interfaţă a fost realizat prima dată de firma XEROX la PARC (Palo Alto Research Center), California. Ideea a

3 Claviez, J., Informatique: les bases, Editions J.C.I. Inc., Montréal, 1993, p. 130


90

fost preluată de Steve Jobs şi a fost aplicată la calculatoarele LISA şi apoi la MacIntosh. Principiul de bază constă în stabilirea unui dialog om-calculator prin intermediul obiectelor afişate în fereastra activă. Fiecare obiect are asociate anumite comenzi care pot fi apelate cu ajutorul mouse-ului. Alte facilităţi ale interfeţei WIMP sunt:

• ferestre tip termometru care indică modul cum progresează prelucrarea în curs (vezi comanda Copy sub Windows);

• ferestre de alertă, cu mai multe nivele. Orice acţiune ce prezintă un risc de pierdere a informaţiei este sistematic supusă confirmării utilizatorului (vezi ştergerea fişierelor în Word).

Un sistem de operare performant trebuie să posede următoarele atribute: • Timp de răspuns: exprimă durata intervalului delimitat de lansarea unei

cereri de serviciu şi achitarea acesteia de sistem. • Simultaneitatea utilizării: exprimă gradul în care un sistem poate lucra

în acelaşi timp pentru mai mulţi utilizatori sau să execute mai multe lucrări ale aceluiaşi utilizator.

• Utilitate: să satisfacă toate cerinţele utilizatorului asigurând o interfaţă facilă cu programele de aplicaţii.

• Generalitate: să poată răspunde corect la toate cerinţele formulate şi deci să permită rezolvarea unor probleme cât mai variate ale utilizatorului.

• Eficienţă: să asigure utilizarea optimă a resurselor fizice şi logice ale sistemului de calcul.

• Transparenţă şi vizibilitate: capacitatea de a permite utilizatorilor să obţină anumite informaţii despre modul cum operează sistemul, informaţii suplimentare care pot duce la obţinerea unei utilizări mai eficiente.

• Flexibilitate: posibilitatea modificării sistemului de operare în funcţie de cerinţele utilizatorului.

• Opacitate: din punct de vedere al utilizatorului trebuie să existe numai necesitatea de cunoaştere la nivel de interfaţă, fără a pătrunde la structurile inferioare, care pentru utilizator reprezintă “cutia neagră” a sistemului de operare.

• Securitate: sistemul de operare trebuie protejat împotriva unor încercări voluntare sau involuntare de distrugere prin programele utilizatorilor.

• Integritate: sistemul de operare împreună cu aplicaţiile concepute pentru el trebuie să poată comunica cu alte sisteme de operare sau cu programe concepute sub alte sisteme de operare. Această calitate este cu adevărat pusă în valoare în cazul lucrului în reţelele de calculatoare.

• Capacitate: posibilitatea sistemului de operare de a suplini unele facilităţi necesare, dar care nu pot fi realizate fizic datorită unor restricţii hardware.


91

• Fiabilitate şi disponibilitate: capacitatea sistemului de operare de a cădea foarte rar în pană, de a izola eventualele erori ce pot apare şi de a continua activitatea în condiţii de capacitate şi eficienţă redusă.

• Serviabilitatea: posibilitatea sistemului de operare de a furniza utilizatorului informaţiile necesare pentru o depanare cât mai rapidă a programelor.

• Extensibilitate: adăugarea de noi facilităţi care să ţină pasul cu cerinţele utilizatorilor.

• Interoperabilitatea: sistemul de operare trebuie să admită accesul la structurile de date care au fost construite sub un alt sistem de operare. Pentru a permite integrarea şi interoperabilitatea au fost definite standarde internaţionale privind specificaţiile unui sistem de operare.

3.1.3. Clasificarea sistemelor de operare

În practică sunt utilizate numeroase sisteme de operare, fiind acceptate mai multe criterii de grupare a acestora. Cel mai adesea clasificările au în vedere: configuraţiile calculatoarelor pe care sunt instalate, gradul de partajabilitate a resurselor, tipurile de interacţiuni permise şi organizarea internă a programelor componente, natura suportului tehnic pe care se păstrează, numărul prelucrărilor executate

4.

Aceste clasificări sunt prezentate în continuare: 1. După configuraţiile hardware pe care le deservesc:

a. Sisteme de operare pentru calculatoare medii/mari (mainframe-uri); b. Sisteme de operare pentru minicalculatoare; c. Sisteme de operare pentru microcalculatoare.

Sistemele de operare pentru mainframe-uri se caracterizează prin posibilităţi de lucru seriale şi/sau interactive. Sunt sisteme de operare puternice care pot gestiona lucrul cu un număr mare de periferice.

Sistemele de operare pentru minicalculatoare folosesc cu prioritate tehnicile time-sharing şi multiprogramare, permiţând partajarea resurselor pentru lucrul interactiv multiutilizator şi planificarea unităţii centrale pentru servirea tuturor utilizatorilor.

Sistemele de operare pentru microcalculatoare sunt cele mai folosite la ora actuală, deoarece pot fi achiziţionate într-o configuraţie minimă, la un preţ accesibil utilizatorilor şi sunt uşor de exploatat. Sistemele de operare pot fi instalate atât pe sisteme de calcul individuale, cât şi pe sisteme de calcul cuplate în reţea.

2. După gradul de partajare a resurselor: a. Sisteme de operare monoutilizator; b. Sisteme de operare multiutilizator;

Sistemele de operare monoutilizator sunt cele mai simple sisteme de operare şi permit executarea la un moment dat, a unui singur program care rămâne activ în

4 Boian, F. M. , Sisteme de operare interactive, Editura Libris, Cluj-Napoca, 1994, pp 73-76


92

memoria internă, de la lansare şi până la terminarea sa. În cazul unor sisteme de calcul medii/mari, aceste sisteme de operare admit în plus tehnica swapping (transfer date), prin care un program este executat pe porţiuni, alternând momentele de prelucrare şi de stocare în memoria internă, cu cele de evacuare pe disc. În timpul evacuării, în memoria internă este încărcat un alt program care şi el se supune tehnicii swapping.

Sistemele de operare multiutilizator au în vedere partajarea memoriei, a unităţii centrale de prelucrare, a perifericelor sau a altor tipuri de resurse, între utilizatorii conectaţi la un moment dat. Aceste sisteme lucrează în multiprogramare folosind şi tehnici de gestiune şi protecţie a utilizatorilor.

3. După tipurile de interacţiuni permise: a. Sisteme de operare seriale; b. Sisteme de operare interactive; c. Sisteme de operare în timp real.

Sistemele de operare seriale execută lucrările pe loturile pregătite în prealabil (tehnica batch-processing). În acest caz, utilizatorul nu poate interveni în execuţia programului după ce acesta a fost preluat de sistemul de calcul. Sistemele seriale pot fi monoutilizator şi multiutilizator.

Sistemele de operare interactive asigură un contact nemijlocit al utilizatorului cu programul, acesta putând interveni în timpul execuţiei programului. În funcţie de unele rezultate intermediare, utilizatorul poate decide modul de continuare a activităţii. Cu aceste sisteme este posibilă şi gestionarea terminalelor de teletransmisiuni cuplate la un calculator gazdă sau organizate într-o reţea de calculatoare.

Sistemele de operare în timp real permit deservirea, în timp prestabilit, a fiecărei operaţii cerute de utilizator.

Clasificarea sistemelor de operare după criteriile discutate mai sus nu este rigidă, aceste tipuri de sisteme de operare pot coexista. De exemplu, sunt întâlnite în practică sisteme de operare seriale ce permit interacţiunea programelor sau, sisteme de operare interactive ce permit exploatarea serială a programelor.

4. După organizarea internă a programelor ce compun sistemul de operare: a. Sisteme de operare monolitice; b. Sisteme de operare cu nucleu de interfaţă hardware; c. Sisteme de operare cu structură stratificată; d. Sisteme de operare organizate ca maşini virtuale.

Sistemele de operare monolitice conţin o colecţie de proceduri, fiecare putând fi apelată la cererea utilizatorului. Specifică acestor sisteme de operare este legătura de tip “apel-revenire” care determină execuţia fără întrerupere a procedurilor.

Sistemele de operare cu nucleu de interfaţă hardware organizează sarcinile esenţiale apropiate de componentele fizice, într-o colecţie de rutină numită nucleu. Componentele nucleului se pot executa concurent. Toate cererile de prelucrare ale utilizatorului (inclusiv întreruperile) sunt coordonate de acest nucleu. La unele sisteme de operare, între nucleu şi utilizator, este prezentă o interfaţă specială (de exemplu BIOS din sistemul de operare MS-DOS).


93

Sistemele de operare cu structură stratificată sunt o generalizare a organizării cu nucleu. Sistemul de operare este construit pe niveluri, componentele fiecărui nivel folosind toate serviciile oferite de nivelul inferior.

Sistemele de operare organizate ca maşini virtuale deservesc mai multe procese. Fiecare proces dispune în mod exclusiv de o serie de resurse, cea mai importantă fiind memoria internă. Fiecare dintre procesele deservite reprezintă un sistem de operare care are la dispoziţie toate resursele alocate procesului respectiv. În acest mod, pe acelaşi echipament se poate lucra simultan cu mai multe sisteme de operare. În ultimii ani, dezvoltarea acestor sisteme de operare a fost influenţată de conceptele programării orientate pe obiecte.

5. După natura suportului tehnic pe care se păstrează sistemul de operare: a. Sisteme de operare ROS (Resident Operating System); b. Sisteme de operare TOS (Tape Operating System); c. Sisteme de operare DOS (Disk Operating System); d. Sisteme de operare NOS (Netware Operating System).

Sistemele de operare ROS (Resident Operating System) au componentele rezidente permanent în memoria internă. Sunt specifice calculatoarelor pe 8 biţi şi sunt folosite în execuţia unor lucrări de complexitate redusă. Au fost utilizate în perioada de debut a microcalculatoarelor (1981).

Sistemele de operare TOS (Tape Operating System) memorează componentele pe un suport extern de tip bandă (bandă perforată, bandă magnetică). Sunt superioare sistemelor ROS, dar utilizarea lor a fost de scurtă durată, fiind înlocuite de sistemele de operare de tip DOS.

Sistemele de operare DOS (Disk Operating System) asigură rezidenţa componentelor pe disc magnetic (hard-disk, disc flexibil). Prin acest tip de sisteme de operare s-a generalizat utilizarea lor pe diferite tipuri de echipamente. În plus, a condus la standardizarea cerută de utilizatorii din ce în ce mai numeroşi. S-a ajuns la sisteme de operare caracterizate printr-un înalt grad de portabilitate (MS-DOS, OS/2, UNIX).

Sistemele de operare NOS (Network Operating System) includ funcţii speciale, cum ar fi conectarea calculatoarelor şi a dispozitivelor periferice într-o reţea locală (LAN). Unele sisteme de operare, cum ar fi UNIX şi Mac OS, au funcţiile de reţea încorporate. Cu toate acestea, termenul de sistem de operare al reţelei este, în general, rezervat pentru programele care îmbunătăţesc un sistem de operare prin adăugarea facilităţilor de reţea. De exemplu, cele mai răspândite NOS-uri care lucrează cu sistemele de operare DOS şi Windows sunt Novell Netware, Artisoft LANtastic şi Microsoft LAN Manager.

6. După numărul prelucrărilor executate simultan: a. Sisteme de operare monotasking; b. Sisteme de operare multitasking.

Sistemele de operare monotasking execută un singur task (lucrare, sarcină, program) la un moment dat. Principale funcţii pe care le îndeplineşte un asemenea sistem de operare sunt:

• încărcarea şi execuţia programelor;


94

• asigurarea unei interfeţe omogene cu dispozitivele periferice;

• asigurarea dialogului cu utilizatorii prin intermediul unui interpretor de comenzi.

Sistemele de operare multitasking trebuie să asigure, în plus, partajarea timpului între programele ce se execută simultan, precum şi gestiunea alocării resurselor sistemului de calcul, atât hardware cât si software.

3.1.4. Structura unui sistem de operare

Pentru a răspunde rolului de interfaţă între utilizatori şi partea hardware a sistemului electronic de calcul şi pentru a gestiona eficient resursele, majoritatea sistemelor de operare au în structura lor două componente majore: programe de comandă-control şi programe de serviciu.

Programele de comandă-control, cunoscute şi sub numele de monitoare, supervizoare sau executive au rolul de controla şi coordona activitatea celorlalte componente ale sistemului de operare. În această categorie intră:

• Programe de gestiune întreruperi care reprezintă un ansamblu de subrutine activate la apariţia unui anumit semnal fizic de întreruperi.

• Programe de gestiune procese care creează procese şi rezolvă probleme privind cooperarea şi concurenţa acestora.

• Programe de gestiune a memoriei care alocă necesarul de memorie internă solicitat de procese şi asigură protecţia memoriei interprocese.

• Proceduri de tratare a intrărilor şi ieşirilor la nivel fizic care asigură efectuarea operaţiunilor elementare de I/E cu toate tipurile de periferice din sistem, realizând, unde este posibil, desfăşurarea simultană a uneia sau mai multor operaţiuni de I/E cu prelucrările realiozate de procesorul central.

• Programe de gestiune a fişierelor care reprezintă o colecţie de module prin care se asigură deschiderea, închiderea şi accesul utilizatorului la datele din fişiere.

• Programe de planificare a lucrărilor şi de alocare a resurselor. • Programe de gestiune tehnică a sistemului de operare care ţin

evidenţa erorilor hardware şi la cerere furnizează informaţii asupra gradului de utilizare a componentelor sistemului electronic de calcul.

• Programe de statistică a sistemului de operare care ţin evidenţa utilizatorilor, a lucrărilor executate de aceştia şi a resurselor consumate.

Programele de serviciu asigură sub supravegherea programelor de control, dezvoltarea programelor de aplicaţii şi exploatarea celorlalte facilităţi oferite. La rândul lor, programele de serviciu pot fi grupate astfel:


95

1. Programele translatoare traduc programele sursă în programe obiect (asambloare/macroasambloare, compilatoare, interpretoare) ale căror instrucţiuni în limbaj maşină pot fi executate de ssitemul de calcul. O succintă comparaţie dintre asamblor, compilator şi interpretor indică următoarele:

Asamblorul este determinat de limbajul maşină, specific fiecărui sistem de calcul, iar compilatorul este specific unui anumit limbaj, independent de sistemul de calcul;

Asamblorul uşurează scrierea programelor folosind simboluri în locul limbajului maşină, în timp ce compilatorul oferă posibilitatea scrierii de programe pentru orice sistem de calcul ce dispune de compilatorul respectiv;

Asamblorul translatează o definiţie simbolică a programului sursă într-o definiţie din programul obiect, în timp ce compilatorul translatează mai multe definiţii din programul obiect. Ca urmare, memoria este mai puţin ocupată de asamblor, dar compilatorul este mai puternic datorită includerii într-o definiţie-sursă a mai multor definiţii-obiect;

Execuţia repetată a unui program este facilitată de compilator care realizează translatarea o singură dată, în timp ce interpretorul translatează de fiecare dată programul.

2. Editoarele de legături prelucrează programul obiect rezultat în urma compilării, transformându-l în program executabil. Editorul de legături realizează următoarele funcţii:

stabilirea legăturii între module în vederea constituirii programului executabil;

includerea în programul executabil a unor componente din bibliotecile sistem;

includerea unor componente ale sistemului de operare care facilitează punerea la punct şi depanarea programelor utilizator.

3. Programele de încărcare sunt programe ce asigură încărcarea programelor executabile în memoria internă, iniţializând execuţia. Încărcarea se poate face în mai multe variante:

imediat după translatare, când încărcătorul este inclus în compilator (compilatoare de tip LOAD and GO);

în momentul link-editării, când încărcătorul este inclus în editorul de legături;

după link-editare, când încărcătorul este independent. 4. Programele de depanare oferă mijloace de verificare şi corectare a

operaţiilor realizate de programul curent: suspendarea execuţiei în punctele prestabilite; realizarea de modificări şi corecţii adiţionale la reluarea

programului;


96

examinarea şi modificarea, după caz, a programului existent în memoria internă.

5. Editoarele de texte permit editarea textelor, crearea şi actualizarea programelor, a fişierelor de date, fişierelor de comenzi etc.

6. Programele de bibliotecare asigură crearea, gestionarea şi întreţinerea bibliotecii sistem (formată din module ale sistemului de operare) şi a bibliotecilor utilizator. Bibliotecile de programe sunt colecţii de programe organizate sub forma unor fişiere partajate în scopul utilizării lor ulterioare. Bibliotecarul este apelat implicit de către sistemul de operare în etapele de punere la punct a programelor şi explicit de către utilizator prin comenzi specifice limbajului de comandă. Ca exemple de bibliotecare putem aminti: LBR – sub MS-DOS, AR (Archive) – sub UNIX.

7. Mediile de programare permit automatizarea procesului de construire şi testare a programelor. În componenţa lor intră un editor de texte, un compilator, un editor de legături, un depanator.

8. Suprafeţele de operare oferă o gamă variată de servicii ce înlesnesc executarea rapidă a lucrărilor de rutină. Intră în această categorie programe de serviciu de tipul: NORTON COMMANDER, XTGOLD, PCSHELL, WIN COMMANDER.

3.1.5. Funcţiile sistemelor de operare

Rolul sistemului de operare este de a asigura utilizarea eficientă a resurselor sistemului electronic de calcul facilitând sarcinile utilizatorului. În acest scop un sistem de operare trebuie să îndeplinească anumite operaţiuni ce pot fi grupate în patru funcţii esenţiale

5: • gestiunea lucrărilor; • gestiunea intrărilor şi ieşirilor; • gestiunea fişierelor; • comunicarea cu utilizatorul.

3.1.5.1. Gestiunea lucrărilor O lucrare reprezintă un ansamblu de activităţi delimitate prin comenzi specifice

limbajului de comandă. Lucrarea cuprinde mai multe etape care se succed într-o ordine prestabilită de utilizator. O etapă din lucrare poate fi descompusă la nivel inferior în procese care, în funcţie de logica lucrării, se pot executa secvenţial sau concurent. Divizarea lucrărilor în procese asigură o utilizare mai eficientă a sistemului electronic de calcul, dar determină creşterea complexităţii sistemului de operare prin adăugarea de noi funcţii: alocarea resurselor la nivel de proces, sincronizarea proceselor, transmiterea informaţiilor la procese.

Gestiunea lucrărilor este asigurată de un program specific (supervizor, monitor) care realizează gestiunea resurselor fizice ale calculatorului şi coordonarea generală a 5 Reix, R., Systèmes d'information et management des organisations, Les Editions Foucher, Paris, 1990, p.53


97

derulării lucrărilor. Acest program coordonează şi controlează orice activitate derulată de alte programe ale sistemului de operare, îndeplinind două subfuncţii esenţiale:

• gestiunea sarcinilor de îndeplinit care determină care sunt programele sau modulele de program ce se vor executa;

• gestiunea resurselor (mijloacelor) necesare execuţiei unui program încărcat în memoria principală.

Fiecare lucrare dispune la un moment dat de un spaţiu de memorie şi trebuie să se supravegheze ca nici o altă sarcină să nu pătrundă în partiţia alocată. Există mai multe sisteme de gestiune a memoriei: partiţii fixe, partiţii variabile, paginare etc.

Exemplu: O cerere prioritară pornind de la un terminal poate obliga supervizorul să elibereze o zonă de memorie, deci să suspende execuţia în curs şi să evacueze unele programe în memoria auxiliară, păstrând imaginea exactă din momentul apariţiei cererii.

3.1.5.2. Gestiunea intrărilor/ieşirilor Echipamentele periferice sunt foarte diverse (terminal, unităţi de discuri,

imprimante etc.) şi funcţionează cu performanţe diferite de ale unităţii centrale. Schimburile de informaţii între periferice şi unitatea centrală sunt intermediate de unităţile de intrare/ieşire (canale, memorii tampon etc.) şi necesită numeroase comenzi şi controale succesive prin intermediul sistemului de operare.

Gestiunea intrărilor/ieşirilor joacă un rol important în aplicaţiile de gestiune. În practică, în momentul când prin programul utilizatorului se solicită o operaţie de I/E, gestionarul de I/E (numit adesea IOCS-INPUT OUTPUT CONTROL SYSTEM sau BIOS – Basic Input Output System) preia sarcinile legate de citirea şi scrierea informaţiilor pe unităţile periferice. În multe sisteme de operare gestionarul de I/E oferă posibilităţi complementare cum sunt: gestiunea independentă a I/E, gestiunea mesajelor etc.

De exemplu, în sistemele de operare UNIX şi MS-DOS există facilităţi SPOOLing pentru listările la imprimantă (vezi comanda externă PRINT din MS-DOS).

Gestiunea independentă a I/E (SPOOL-Simultaneous Peripheral Operations On Line) are la bază principiul separării totale a operaţiilor de I/E de operaţiile de prelucrare. Toate datele de intrare sunt stocate pe disc magnetic pe măsura preluării lor şi toate datele de ieşire vor fi stocate tot pe disc şi vor fi, mai târziu, imprimate. În acest timp, unitatea centrală efectuează alte lucrări.

Din tehnica SPOOL decurge un dublu avantaj: • pentru unitatea centrală operaţiile de I/E se realizează numai printr-un

schimb unic cu unitatea de discuri magnetice, iar viteza de lucru este ridicată;

• dacă un periferic de ieşire este la un moment dat indisponibil prelucrarea va fi executată în continuare deoarece ieşirea va avea loc pe disc.

Gestiunea mesajelor se aplică la calculatoarele interconectate în reţea sau la calculatoarele care lucrează cu mai multe terminale. Mesajele trebuie să fie controlate şi, eventual, aranjate într-un fir de aşteptare pus la dispoziţia programului coordonator.


98

În aplicaţiile economice unde operaţiile de I/E sunt numeroase, calitatea gestiunii I/E prin sistemul de operare este un criteriu important al eficienţei sistemului.

3.1.5.3. Gestiunea fişierelor Sistemul de operare, programele utilizatorului sunt stocate şi manipulate de

sistemul electronic de calcul cu ajutorul fişierelor. Sistemul de operare simplifică accesul la fişiere asigurând totodată şi protecţia datelor.

Anumite fişiere sunt prezente permanent în memoria principală şi se numesc rezidente în memorie (este vorba de nucleul sistemului de operare). Alte fişiere sunt memorate pe suporturi magnetice şi sunt apelate în memoria internă numai când sunt necesare (celelalte componente ale sistemului de operare, fişierele de date etc.). De aici apar probleme privind partajarea memoriei între diferite fişiere care trebuie să fie uşor apelate în caz de nevoie şi partajarea fişierelor între mai mulţi utilizatori pe baza unor priorităţi de acces.

Sistemul de gestiune al fişierelor (gestionarul de fişiere) este o componentă a sistemului de operare care realizează următoarele activităţi:

• Gestiunea fişierelor stocate în memoriile auxiliare • Protecţia datelor. Gestiunea drepturilor de acces permite protejarea

fişierelor contra modificărilor neautorizate sau contra distrugerilor datorate altor utilizatori. Protecţia contra distrugerilor accidentale, datorate incidentelor hardware şi software, se realizează prin copii de siguranţă. De exemplu, fişierele backup (.BAK) reţin penultima versiune a unui fişier. Uneori se recurge la salvarea fişierelor pe suporturi magnetice în scopul păstrării acestora.

• Gestiunea bibliotecilor de programe. De obicei un program este realizat pentru a fi executat de mai multe ori. După obţinerea formatului executabil programul este stocat într-o bibliotecă de programe alături de altele, inclusiv cele ale sistemului de operare care nu sunt rezidente în memorie. Această bibliotecă este stocată, în general, pe discuri magnetice. Simpla precizare a numelui programului determină încărcarea sa în memorie.

3.1.5.4. Dialogul cu utilizatorii Dialogul utilizator-calculator se realizează prin intermediul unor linii de

comandă ce folosesc comenzi definite strict printr-un limbaj de comandă (de exemplu în MS-DOS prin comenzi interne şi comenzi externe). Cu ajutorul limbajului de comandă utilizatorul specifică:

• delimitarea lucrărilor; • structura lucrărilor; • necesarul de resurse fizice; • informaţii privind seturile de date asociate lucrării.

Fiecare comandă este recunoscută de programe specializate numite interpretoare de comenzi. Aceste programe declanşează operaţiile curente activând alte module ale


99

sistemului de operare. Comunicarea om-calculator se realizează şi prin afişarea unor mesaje de răspuns pe ecran.

Un alt aspect al comunicaţiei se referă la legătura între programele utilizatorului şi sistemul de operare. Modalităţile curente ale acestui dialog depind de tipul limbajului de programare utilizat şi de tipul sistemului de operare. Ca regulă generală aceste funcţii nu sunt standardizate decât pentru un limbaj de programare sub un sistem de operare. Aceasta explică de ce un program nu este executabil decât pe un calculator ce are sistemul de operare pentru care a fost scris programul.

3.2. Tehnici de exploatare a calculatoarelor

Deoarece sistemele de operare prezintă mari diferenţe de la o categorie la alta de

sisteme de calcul pe care sunt folosite, utilizatorul trebuie să fie în măsură să selecteze acel sistem care satisface cel mai bine cerinţele sale de utilizare. Alegerea unui sistem de operare depinde, printre altele, şi de:

• metodele de lucru folosite pentru alocarea memoriei (monoprogramare, multiprogramare);

• tehnicile aplicate în planificarea executării lucrărilor (interactive, neinteractive).

3.2.1. Monoprogramarea

Monoprogramarea reprezintă o tehnică de exploatare care presupune execuţia secvenţială a lucrărilor pe un sistem de calcul. Planificarea lucrărilor se realizează strict secvenţial într-o ordine prestabilită. Fiecare lucrare are la dispoziţie toate resursele sistemului de calcul în momentul execuţiei. Timpul necesar execuţiei are în general, trei componente:

• t1 - timpul necesar operaţiilor de intrare; • t2 - timpul necesar operaţiilor de ieşire; • t3 - timpul necesar pentru calculul propriu-zis.

Timpul total de prelucrare este t=t1+t2+t3. Fiecărei lucrări i se asociază un singur proces la un moment dat, deci în timpul

execuţiei operaţiilor de intrare-ieşire, unitatea centrală aşteaptă terminarea acestor operaţii. Prin monoprogramare nu se asigură o utilizare eficientă a sistemului electronic de calcul întrucât ponderea timpului de utilizare a unităţii centrale în total timp este scăzută. Monoprogramarea, în context mono-utilizator, este modalitatea curentă de lucru a sistemului de operare pentru calculatoarele personale. Sistemul de operare asigură în acest caz o gestiune sumară a lucrărilor, pregătirea memoriei, încărcarea programelor, tratarea întreruperilor etc. Protecţia datelor este relativ simplă pentru că nu există decât un singur program al utilizatorului prin care se scrie sau se citesc fişierele.

Obiectivul urmărit în cadrul monoprogramării constă în reducerea timpului mediu petrecut de fiecare lucrare în sistem.


100

3.2.2. Multiprogramarea Multiprogramarea (multiprogramming) reprezintă modul de exploatare a

unui sistem de calcul prin execuţia întreţesută a două sau mai multor lucrări. Obiectivul urmărit în cadrul multiprogramării constă în maximizarea volumului de lucrări care trec prin sistem şi minimizarea timpului petrecut de o lucrare în sistem.

Timpul de inactivitate al unităţii centrale, impus de perioadele de aşteptare, este redus substanţial dacă în memoria internă ar putea coexista simultan mai multe programe ce solicită unitatea centrală atunci când aceasta aşteaptă terminarea unei operaţii de intrare/ieşire pentru lucrarea curentă în execuţie. Execuţia mai multor programe în multiprogramare pare simultană (se simulează n procesoare pe un singur procesor) deşi, de fapt, la un moment dat este activ un singur program.

În multiprogramare sistemul de operare trebuie să asigure administrarea cererilor de I/E şi planificarea firelor de aşteptare pentru programele concurente. De asemenea, este necesar un mecanism de protecţie între lucrări care să permită execuţia unei lucrări, fără afectarea celorlalte existente în memoria internă, precum şi o gestiune eficientă a resurselor fizice şi logice solicitate de lucrările în execuţie.

Sistemele de calcul care utilizează tehnica multiprogramării sunt prevăzute cu o componentă a sistemului de operare numită monitor de planificare a lucrărilor care alege, dintr-un grup de programe, în ordinea sosirilor, pe acelea potrivit cărora timpul neocupat al unităţii centrale să fie minim.

La sistemele de operare pentru microcalculatoare multiprogramarea se referă la facilitatea de lucru multitasking.

3.2.3. Multiprelucrarea

Dacă n programe se găsesc în acelaşi timp în memoria internă şi partajează resursele sistemului de calcul, atunci sistemul este exploatat în multiprogramare; dacă în multiprogramare se folosesc n procesoare, atunci sistemul este exploatat în multiprelucrare. Se poate astfel aprecia că multiprogramarea este un concept software, iar multiprelucrarea un concept hardware.

Un sistem de calcul este exploatat în multiprelucrare dacă cel puţin două unităţi centrale de prelucrare lucrează în paralel. De remarcat că în cadrul sistemelor exploatate în multiprelucrare, unitatea centrală de prelucrare poate executa instrucţiunile unui singur program, dar şi instrucţiuni din programe diferite.

Sistemele master/slave sunt sisteme care lucrează prin tehnica multiprelucrării. Unul dintre obiectivele multiprelucării este acela de a degreva o unitate centrală de prelucrare de task-uri specifice ca: tabelări de date, editări de texte şi întreţinerea colecţiilor de date (fişiere, baze de date). Pentru a realiza acest deziderat, la o unitate centrală de prelucrare poate fi cuplată o altă unitate centrală de prelucrare destinată coordonării activităţilor din sistem (master). Masterul coordonează toate operaţiunile de I/E, în timp ce slave-ul execută operaţii complexe; în acest caz master-ul este referit ca front-end processor, având rolul de interfaţă între slave şi dispozitivele de I/E. Tot masterul se poate utiliza ca interfaţă între slave şi colecţii voluminoase de date existente în memoria externă, situaţie în care este referit ca back-end processor, fiind responsabil de întreţinerea bazei de date.


101

Legăturile dintre memoria internă şi unitatea centrală de prelucrare se pot realiza în următoarele variante:

• legătură matricială prin intermediul unui sistem de comunicaţie prin care cererile neonorate sunt plasate într-un fir de aşteptare gestionate prin componentele hardware şi software;

• legătură prin canale multiple când procesoarele partajează o cale unică pentru fiecare modul de memorie;

• legătură printr-un singur canal folosit partajat, acesta constituind interfaţa dintre toate unităţile centrale de prelucrare şi memoria internă.

3.2.4. Prelucrări pe loturi şi prelucrări SPOOLING

Prelucrarea pe loturi conduce la executarea programelor în flux continuu, în ordinea strictă a sosirii în sistem.

Prelucrarea spooling (Simultaneous Peripheral Operations On-line) este specifică multiprogramării şi asigură fluxul continuu al intrărilor şi ieşirilor pe un singur calculator, prin suprapunerea operaţiilor de intrare, prelucrare şi ieşire. Ea constă în organizarea de zone tampon de memorie (buffers) pentru realizarea de dispozitive periferice de intrare/ieşire virtuale care permit introducerea de lucrări înainte ca acestea să fie executate, redarea rezultatelor la imprimantă în timpul execuţiei altor lucrări, planificarea execuţiei lucrărilor pe baza unui sistem de priorităţi prestabilite, fără a se ţine seama de ordinea de sosire.

3.2.5. Prelucrări în timp real

În tehnica prelucrării în timp real toate operaţiile de prelucrare “ţin pasul” cu activitatea de control (real time keep up with the action). În general se asociază noţiunea de sistem în timp real la sistemele al căror timp de răspuns este de ordinul milisecundelor. Sunt întâlnite în controlul zborurilor spaţiale, în gestiunea activităţii bancare (burse informatizate), gestiunea marilor magazine.

Exemple: • supravegherea unui sistem radar; supravegherea sistemului energetic, a

unei instalaţii chimice, timpul de răspuns trebuind să fie la nivelul milisecundelor;

• supravegherea unui furnal sau cuptor de tratamente termice, timpul de răspuns trebuie să fie de 1-2 secunde;

• gestiunea în timp real a stocurilor de materiale, timpul de răspuns este cuprins între 20-30 secunde.

Sistemele care folosesc acestă tehnică fac parte dintr-o clasă mult mai mare, numită on-line. Deşi sunt întâlnite în toate domeniile de activitate, sisteme on-line sunt folosite cu precădere în sectorul economic, în activitatea financiar-bancară, operaţiuni de marketing etc. Ele implică accesul la distanţă, gestionarea fişierelor şi a bazelor de date on-line, existenţa unor aplicaţii orientate pe diverse domenii.


102

3.2.6. Sisteme de lucru multiutilizator În sistemele multiutilizator mai mulţi utilizatori folosesc în acelaşi timp acelaşi

calculator. Putem distinge mai multe situaţii: sistem multiutilizator cu program comun, sistem time-sharing, sistem multiutilizator cu multiprelucrare.

Sistemul multiutilizator cu program comun (multi-terminal sau multi-posturi) permite ca mai mulţi utilizatori, instalaţi la terminale diferite, să execute acelaşi program (de exemplu consultarea bazelor de date în reţelele locale de calculatoare, sistemele de rezervare a locurilor în avion).

Sistemul de operare are ca preocupare principală asigurarea accesului şi securităţii datelor partajate între diferiţi utilizatori. De exemplu, se blochează accesul la un fişier de zboruri în timp ce de la un terminal se face o rezervare.

Sistemul time-sharing (cu divizarea timpului) are în vedere utilizarea concurentă a resurselor unui sistem de calcul de către mai mulţi utilizatori, prin intermdiul terminalelor, plasate local sau la distanţă. Tehnica de divizare a timpului (time-sharing) se bazează pe principiile divizării timpului şi partajării resurselor între mai mulţi utilizatori independenţi. Se stabileşte o cuantă de timp pentru fiecare utilizator, în care acesta dispune de toate resursele sistemului. În acest context, fiecare utilizator are impresia că sistemul îi aparţine în întregime. La originea sistemelor stă, în esenţă, diferenţa dintre timpul de gândire şi de reacţie al utilizatorului (relativ mare) şi timpul afectat operaţiunilor de intrare/ieşire. Această diferenţă este folosită de sistemul de calcul pentru a executa alte programe aflate în stare “gata”.

Unitatea centrală este partajată pe bază de cerere, planificarea execuţiei urmărind obţinerea unui timp de răspuns minim. Lucrările nu au priorităţi prestabilite, astfel că acestea trebuie să fie executate dinamic.

Sistemul de operare în regim de time-sharing trebuie să răspundă următoarelor obiective:

• să asigure protecţia datelor fiecărui utilizator, evitând distrugeri accidentale sau voluntare prin programele altor utilizatori;

• să asigure o repartizare echitabilă a resurselor între diferiţi utilizatori astfel încât execuţia fiecărui program să fie posibilă.

În sistemele de operare time-sharing, gestiunea lucrărilor şi gestiunea fişierelor devine foarte complexă. Asigurarea protecţiei datelor (identificarea utilizatorilor, accesul la fişiere) sporeşte considerabil complexitatea sistemului de operare.

Tehnica de prelucrare concurentă (parallel processes) oferă posibilitatea lansării în execuţie a mai multor programe, asigurând un timp de răspuns redus şi utilizarea eficientă a echipamentelor prin executarea pe scară largă a activităţilor concurente între unitatea centrală şi dispozitivele periferice, distribuirea şi utilizarea simultană a datelor de mai multe programe în execuţie, comunicarea între programele în execuţie.

Întrebări

1. Prezentaţi caracteristicile interfeţei WIMP pentru Windows. 2. Care este rolul unui program de depanare?


103

3. Prezentaţi diferenţele dintre monoprogramare şi multiprogramare. 4. Care este modalitatea curentă de lucru a sistemului de operare pentru

calculatoarele personale în context mono-utilizator? 5. Care sunt obiectivele unui sistem de operare în regim time-sharing?


104

Capitolul 4. Reţele de calculatoare

În vederea creşterii capacităţii de prelucrare a sistemelor de calcul şi a creării mijloacelor de accesare de către mai mulţi utilizatori a unor baze de informaţii a apărut ideea conectării calculatoarelor. Noul model de sistem de calcul este format dintr-un anumit număr de calculatoare autonome, interconectate, care realizează prelucrări specifice şi care formează o reţea de calculatoare. Pe măsură ce tehnologiile s-au maturizat şi preţul echipamentelor a scăzut, tot mai mulţi au început să realizeze beneficiile aduse de reţelele de calculatoare, avându-se în vedere că scopul unei reţele este, pe lângă transmiterea mesajelor, şi acela al partajării unor echipamente scumpe.

4.1. Definiţii şi categorii

Precursoarele reţelelor de calculatoare au fost sistemele de calcul care realizau prelucrări la distanţă, numite sisteme de teleprelucrare. Acestea asigură folosirea calculatoarelor de către mai mulţi utilizatori prin intermediul unor terminale locale sau la distanţă (în acest caz, politica de transmitere a datelor este gestionată de fiecare calculator). În funcţie de rolul atribuit sistemelor de teleprelucrare, acestea pot fi privite ca sisteme de centralizare a datelor (în care calculatorul colectează datele de la terminale şi le prelucrează), sisteme de difuzare a datelor (în care informaţiile circulă în sens invers) sau sisteme conversaţionale (în care calculatorul transmite "întrebări" şi recepţionează mesaje de răspuns, de exemplu, în diagnoza medicală, sisteme de rezervări de bilete etc.).

Răspândirea fără precedent a reţelelor de calculatoare se explică prin importanţa pe care o are schimbul informaţional şi avantajele pe care reţelele de calculatoare le oferă în această direcţie.

Definiţii: 1. Două calculatoare se numesc interconectate dacă sunt capabile să schimbe

informaţii între ele. 2. Dacă un calculator poate să pornească, să oprească sau să controleze în mod

forţat un alt calculator, atunci calculatoarele nu sunt autonome. 3. Se numeşte reţea de calculatoare o colecţie interconectată de calculatoare

autonome. O altă definiţie prezintă reţeaua de calculatoare ca fiind un ansamblu de

calculatoare legate între ele în vederea comunicării de mesaje şi partajării resurselor1. Astfel este posibilă transmiterea informaţiei între utilizatori situaţi în puncte diferite, folosirea simultană a informaţiilor din bazele, băncile şi depozitele de date de către diferite categorii de utilizatori, precum şi exploatarea în comun a mai multor resurse, programe şi echipamente.

Un sistem cu o unitate de control şi mai multe unităţi aservite nu este o reţea, aşa cum nu este o reţea nici un sistem format dintr-un calculator mare, imprimantă şi 1 Niţchi, Ş., Racoviţan, D. ş.a., Bazele prelucrării informaţiilor şi tehnologie informaţională, Editura Intelcredo, Deva, 1996, p. 153


105

terminale aflate la distanţă. Nu trebuie să facem confuzie între o reţea de calculatoare şi un sistem distribuit. Diferenţa esenţială dintre acestea este că într-un sistem distribuit existenţa mai multor calculatoare autonome este transparentă pentru utilizator. Într-o reţea de calculatoare, utilizatorii trebuie să se conecteze explicit la o anumită maşină, să comande explicit execuţia proceselor la distanţă sau să transfere explicit fişierele.

Reţelele de calculatoare asigură atât o flexibilitate sporită, cât şi avantaje economice. Flexibilitatea sporită este dată de posibilităţile de extindere a reţelei prin adăugarea de noi staţii de lucru sau servere sau de împărţira resurselor între utilizatori. Avantajele economice sunt determinate de costurile mai reduse ale echipamentelor, dar şi de exploatarea în comun a mai multor resurse: date, programe, echipamente.

Performanţele unei reţele se măsoară cu ajutorul a doi indicatori: Lărgimea de bandă (debit)- numărul de biţi ce pot fi transmişi pe reţea într-o

anumită perioadă de timp. În anii ’80 viteza de transfer a reţelei era de 10 megabiţi/secundă (Mbps). În anii

‘90 a apărut şi s-a dezvoltat tehnologia Ethernet care asigură o viteză de 100 Mbps (azi şi 1000 Mbps). Îşi face tot mai mult prezenţa tehnologia Gigabit (1000 Mbps).

Latenţa (întârziere) – intervalul de timp necesar unui bit pentru a se propaga de la o extremitate la alta a reţelei.

Deşi nu există o taxonomie general acceptată în care pot fi încadrate toate reţelele de calculatoare, sunt extrem de importante următoarele criterii: tehnologia de transmisie, scara la care operează reţeaua, organizarea şi accesul la resurse

Din punct de vedere al tehnologiei de transmisie, reţelele sunt de două tipuri: • reţele cu difuzare • reţele punct-la-punct.

Reţelele cu difuzare au un singur canal de comunicaţii care este partajat de toate maşinile din reţea. Orice maşină poate trimite mesaje scurte numite pachete, care sunt primite de celelalte maşini. Un câmp de adresă din pachet specifică maşina căreia îi este adresat pachetul. La recepţionarea unui pachet, o maşină controlează câmpul de adresă. Dacă pachetul îi este adresat, maşina îl prelucrează; dacă este trimis pentru a altă maşină, pachetul este ignorat.

Sistemele cu difuzare permit în general şi adresarea unui pachet către toate destinaţiile, prin folosirea unui cod special în câmpul de adresă. Un pachet primit cu acest cod este primit şi prelucrat de toate maşinile din reţea. Acest mod de operare se numeşte difuzare. Unele sisteme cu difuzare suportă de asemenea transmisia la un subset de maşini, operaţie cunoscută sub numele de trimitere multiplă.

Reţelele punct la punct dispun de numeroase conexiuni între perechi de maşini individuale. Pentru a ajunge de la sursă la destinaţie pe o reţea de acest tip un pachet s-ar putea să fie nevoit să treacă prin una sau mai multe maşini intermediare. Deseori sunt posibile trasee multiple, de diferite lungimi, de aceea algoritmii de dirijare joacă în reţelele punct la punct un rol important.

Ca o regulă generală (ce poate fi încălcată ca orice altă regulă), reţelele mai mici, localizate geografic, tind să utilizeze difuzarea, în timp ce reţelele mai mari sunt de obicei punct la punct.

În funcţie de criteriul distanţă, reţelele se clasifică în:


106

• reţele locale (LAN - Local Area Networks) ce conectează local utilizatorii dintr-o clădire sau un grup de clădiri;

• reţele metropolitane (MAN – Metropolitan Area Networks) care conectează campus-urile;

• reţele larg răspândite geografic (WAN – Wide Area Networks). Reţelele locale (Local Area Networks), denumite în general LAN-uri, sunt

reţele private localizate într-o singură clădire sau într-un campus de dimensiuni mai mici. LAN-urile sunt frecvent utilizate pentru a conecta calculatoarele personale şi staţiile de lucru din birourile companiilor sau fabricilor cu scopul de a partaja resurse şi de a schimba informaţii.

LAN-urile se disting de alte tipuri de reţele prin trei caracteristici: • mărime: au dimensiuni restrânse, se pot planifica timpii de transmisie şi

se pot utiliza anumite tehnici de proiectare. Administrarea reţelei este mai simplă;

• tehnologie de transmisie: constă dintr-un singur cablu la care sunt conectate toate maşinile. LAN-urile tradiţionale funcţionează la viteze cuprinse între 10-100 Mbps, au întârzieri mici (zeci de microsecunde) şi dau erori puţine, iar cele mai noi pot opera la viteze mai mari, până la sute de megabiţi/sec;

• topologie: care poate fi de diverse tipuri: bus, stea, inel, arbore complet, neregulată, etc.

Fig. nr. 4.1. Două reţele LAN: magistrală şi inel Reţelele metropolitane (MAN – Metropolitan Area Networks) sunt în linii

mari o versiune extinsă de LAN şi utilizează în mod normal tehnologii similare cu acestea.

O reţea metropolitană se poate întinde pe zona ocupată de mai multe firme sau pe suprafaţa unui oraş întreg şi poate fi privată sau publică. Un MAN poate suporta date, voce şi poate avea legături cu reţeaua de televiziune prin cablu.

Motivul principal pentru care MAN-urile figurează ca o categorie specială constă în adoptarea unui standard specific DQDB (Distributed Queue Dual Bus – magistrală duală cu coadă distribuită). DQDB constă din două magistrale unidirecţionale la care sunt conectate toate calculatoarele. Pe fiecare magistrală traficul este într-un singur sens. Fiecare magistrală are un capăt de distribuţie – un dispozitiv care iniţializează activitatea de transmisie. Un aspect cheie pentru un MAN este


107

prezenţa unui mediu de difuzare la care sunt ataşate toate calculatoarele. Aceasta simplifică mult proiectarea în comparaţie cu alte tipuri de reţele.

1 n 2

Fig. nr. 4.2. Reţea metropolitană

Reţele larg răspândite geografic (WAN – Wide Area Networks) acoperă o arie geografică foarte întinsă – o ţară sau un continent. Reţeaua cuplează mai multe maşini utilizate pentru a executa programele utilizatorilor. Aceste maşini se numesc de obicei maşini gazdă sau sistem final. Gazdele sunt conectate printr-o subreţea de comunicaţie care are sarcina de a transporta mesajele de la gazdă la gazdă.

Fig. nr. 4.3. Reţea de tip WAN

Subreţeaua este formată din două componente distincte: liniile de transmisie şi elementele de comutare. Liniile de transmisie (numite şi circuite, canale sau trunchiuri) transportă biţii între maşini. Elementele de comutare sunt calculatoare specializate, folosite pentru a conecta două sau mai multe linii de transmisie. Când sosesc date pe o anumită linie, elementul de comutare trebuie să aleagă o nouă linie pentru a retransmite datele mai departe. Ele sunt întâlnite sub denumirea de: noduri de comutare a pachetelor, sisteme intermediare, comutatoare de date sau routere.

Unul dintre cele mai bizare tipuri de reţele care a început să atragă atenţia în ultima vreme o constituie reţeaua de birou (DAN - desk area network). Ideea unui DAN este de a deschide calculatorul aflat pe birou şi de a trata fiecare componentă a sistemului respectiv - ecranul, discul, microprocesorul, dar şi periferice gen camere video sau imprimante - drept dispozitive accesibile din reţea. În esenţă, magistrala de


108

I/E este înlocuită printr-o reţea (un DAN) care poate fi la rândul ei interconectată cu alte LAN-uri, MAN-uri sau WAN-uri. Stabilirea acestei interconexiuni asigură acces uniform la toate resursele care pot fi solicitate de o aplicaţie de reţea2.

Pe lângă tipurile de reţele prezentate mai există şi reţele radio care se disting de celelalte prin faptul că legătura între calculatoare se face prin intermediul antenelor radio.

Exemplu: calculatoare portabile conectate din maşină, tren sau avion prin intermediul transmisiei radio.

În lume există multe reţele, cu echipamente şi programe diverse. Persoanele conectate la o anumită reţea doresc adesea să comunice cu persoane racordate la altă reţea. Această cerinţă impune conectarea unor reţele diferite, de multe ori incompatibile, ceea ce uneori se realizează utilizând maşini numite porţi (gateways). O colecţie de reţele interconectate este numită inter-reţea sau internet.

Integrarea telecomunicaţiilor cu tehnologia informatică a fost facilitată de dezvoltarea circuitelor integrate de tip ISDN - Integrated Service Digital Network (Reţele integrate de servicii digitale), Ethernet, împreună cu răspândirea reţelelor de comunicaţii locale (LAN), metropolitane (MAN) şi globale (WAN), a reţelelor locale optice, reţelelor locale fără fir (cablu) etc. O tendinţă majoră a telecomunicaţiilor contemporane o constituie dezvoltarea comunicaţiilor celulare, fără fir (cablu) şi potenţiala integrare a acestora cu reţelele digitale de servicii integrate, ceea ce duce la posibilitatea conectării diferitelor echipamente: fax, telefon, video, terminale de transmisie, în cadrul sistemelor de prelucrare a informaţiilor, prin cuplarea la imprimante cu laser, terminale de date, PC-uri, staţii de lucru ale LAN, televiziunea de înaltă definiţie, baze de date etc.

Din punct de vedere al organizării şi accesului la resurse deosebim două mari categorii de reţele:

• reţele peer-to-peer (de la egal la egal) • reţele bazate pe server.

Reţele peer-to-peer Într-o astfel de reţea nu există servere dedicate şi nici o organizare ierarhică a

calculatoarelor3. Toate calculatoarele sunt considerate egale (peers), de unde şi numele reţelei. De obicei, o reţea peer-to-peer este formată din cel mult 10 calculatoare, fiecare calculator având rolul şi de client şi de server, neexistând un administrator responsabil pentru întreaga reţea. Utilizatorul fiecărui calculator stabileşte resursele locale care vor fi partajate în reţea şi îşi configurează singur nivelul de securitate.

Dacă securitatea reprezintă o problemă esenţială este recomandabilă o reţea bazată pe server.

2 Peterson, L.L., Davie, B.S., Reţele de calculatoare: o abordare sistemică, Editura All Education, 2001, pp. 14-15 3 Serverul dedicat este un calculator care funcţionează doar ca server, nefiind folosit ca staţie de lucru sau drept client, având rolul de a asigura securitatea fişierelor şi a directoarelor şi de a deservi rapid cererile clienţilor din reţea.


109

Reţelele peer-to-peer cu calculatoare având atât rol de clienţi, cât şi rol de servere nu este adecvată într-un mediu de lucru cu mai mult de 10 utilizatori. În acest caz se utilizează serverele dedicate.

Pe măsură ce reţeaua creşte ca dimensiuni şi ca trafic sunt necesare mai multe servere, fiecare fiind specializat în executarea anumitor sarcini, corespunzător necesităţilor utilizatorilor. De exemplu, într-o reţea Windows NT Server există următoarele tipuri de servere: servere de fişiere şi de tipărire, servere de aplicaţii, servere de poştă electronică, de fax, de comunicaţii, servere de directoare. Windows NT Server combină calculatoarele în grupuri logice numite domenii care permit accesul oricărui utilizator al reţelei la orice resură din reţea.

La reţelele bazate pe server resursele sunt localizate de obicei într-un server central, fiind mai uşor de detectat şi de întreţinut decât cele distribuite pe diferite calculatoare. La o astfel de reţea politica de securitate este stabilită de un administrator care o aplică pentru fiecare utilizator din reţea.

Principalele componente ale unei reţele sunt: • server-ul: un calculator mai puternic care asigură şi gestiunea reţelei; • staţiile de lucru: microcalculatoarele la care lucrează utilizatorii; • adaptoarele de reţea: echipamente care joacă rolul unor unităţi de

comunicaţie şi tratează linia de comunicaţie ca pe un echipament periferic obişnuit;

• mediile de transmisie reprezintă suportul pentru transmiterea informaţiilor (cablu telefonic, cablu coaxial, fibre optice, unde electromagnetice).

O reţea de calculatoare este susţinută de un software de reţea, absolut indispensabil, capabil să rezolve probleme de comunicare complexe. Cele mai cunoscute soft-uri de reţea sunt Novell Netware, Windows NT pentru reţelele locale şi sistemele de tip UNIX (Linux), mai ales pentru conectarea subreţelelor în reţele de arie mai largă.

Server-ul este un calculator pe care rulează sistemul de operare de reţea NOS (Network Operating System), supervizează comunicaţiile în cadrul reţelei şi conţine programe care îi permit să se comporte ca un dispozitiv central de stocare pentru calculatoarele conectate la reţea.

Din punct de vedere istoric, serverele au fost întotdeauna cele mai mari şi mai puternice calculatoare dintr-o reţea. Astăzi diferenţele nu mai sunt atât de evidente. Serverele de astăzi sunt mai puternice decât sistemele mainframe de un milion de dolari de acum zece ani. Serverul este foarte important deoarece reprezintă “creierul” reţelei întrucât stochează sistemul de operare şi asigură gestiunea reţelei.

În aprecierea performanţelor unui server trebuie luaţi în considerare doi parametri:

• Scalabilitatea unui server se referă la posibilitatea de creştere a capacităţii serverului. Este ineficient să se construiască un sistem în jurul unui server care este configurat la capacitatea maximă. Pe măsură ce se adaugă noi utilizatori la sistem, volumul tranzacţiilor creşte şi se acumulează din ce în ce mai multe date, iar cererile adresate serverului vor spori. Mai devreme sau mai târziu, cererile


110

vor depăşi capacitatea serverului de a servi. Consideraţiile privind scalabilitatea includ:

o adăugarea de noi module de memorie internă pentru a gestiona utilizatori suplimentari;

o adăugarea de procesoare suplimentare pentru a putea control creşterea încărcăturii sistemului;

o instalarea de discuri suplimentare; o respectarea limitelor sistemului de operare (numărul de

utilizatori, spaţiul disc total). • Toleranţa la erori a unui server se referă la posibilitatea de

recuperare a contextului curent de lucru după producerea unor disfuncţionalităţi hardware. Soluţiile utilizate pentru a asigura toleranţa la erori sunt sistemele neîntreruptibile la tensiune şi subsistemele de discuri RAID4. Cele două facilităţi, împreună, protejează serverul de cele mai frecvente cauze care produc defecte: întreruperea tensiunii şi funcţionarea defectuoasă a discului. Pentru o toleranţă completă la erori fiecare componentă a sistemului de calcul trebuie să fie dublată.

Staţia de lucru (workstation) reprezintă un calculator conectat la o reţea prin intermediul unei plăci de reţea şi care este folosit pentru a executa diferite lucrări.

Placa de reţea este un adaptor care permite comunicarea în reţea de la un calculator la altul. Ea cuprinde circuite de codificare/decodificare şi un conector pentru cablul de reţea. Placa de reţea are rolul de a pregăti datele pentru a fi transmise prin mediul de comunicaţie (converteşte datele care circulă în interiorul PC-ului - în format paralel - într-un format serial, aşa cum circulă ele prin reţea), transmite datele, controlează fluxul datelor de la PC la mediul de transmisie. Placa de reţea (Network Interface Card) se montează într-un slot de extensie (PCI) al plăcii de bază, având un port prin care se realizează conectarea în reţea a calculatorului. Are nevoie de un driver pentru a putea fi controlată. Placa de reţea este proiectată special pentru tehnologia utilizată în reţeaua privată respectivă (Ethernet, Fast Ethernet, Token Ring etc.). Conexiunea fizică propriu-zisă la mediul reţelei (conectorul) poate fi conector BNC, RJ-45 etc. şi depinde atât de tehnologia reţelei, cât şi de mediul de transmisie. De asemnea, el poate fi ecranat sau nu, pentru a oferi protecţie la emisii electromagnetice şi a garanta calitatea transmisiei. În prezent, cel mai popular standard pentru plăcile de reţea este Fast Ethernet cu conector RJ-45, categoria 5e+ sau 6 care asigură rate de transfer de 100 Mbps sau 200 Mbps. Totuşi, din ce în ce mai mult se trece la tehnologia Gigabit Ethernet, categoria 7, care garantează rate de transfer de până la 1 Gbps, folosind acelaşi mediu ieftin de

4 un sistem RAID (Redundant Array of Inexpresive Disks – şir redundant de discuri ieftine) este un tip sofisticat de memorie disc, având fiabilitatea apropiată de 100 %. Sistemul asamblează laolaltă mai multe unităţi de disc şi le tratează ca pe o unitate omogenă. În cazul defectării unei unităţi de disc din sistemul RAID, datele de pe aceasta sunt automat recuperate de pe celelalte. Unitatea de disc defectă este dusă la reparat, iar datele memorate pe aceasta pot fi refăcute cu ajutorul informaţiilor conţinute pe celelalte. La înlocuirea discului după reparaţie, operaţia de refacere şi instalare are loc automat.


111

cupru. Nu trebuie neglijată nici tehnlogia de transfer pe fibră optică, mult mai scumpă, dar şi mult mai performantă, atât ca rată de tranfer, cât şi ca distanţă de transmisie.

În general, staţiile se clasifică astfel: • staţii de lucru ştiinţifice care încorporează, pe lângă unitatea centrală de

prelucrare, o memorie internă de capacitate sporită, hard disc de ordinul gigaocteţilor şi monitoare de înaltă rezoluţie. Unele staţii au două sau mai multe procesoare şi operează la viteze de peste 400 MIPS (milioane instrucţiuni pe secundă);

• staţii de lucru fără disc care sunt dependente de server şi nu au hard disc-uri. Aceste staţii sunt mai ieftine decât microcalculatoarele obişnuite.

O reţea poate avea performanţe reduse datorită performanţelor reduse ale staţiilor de lucru. Staţiile de lucru cu procesoare lente, hard disc-uri încete ori memorie insuficientă nu vor fi capabile să proceseze suficient de rapid datele solicitate.

Mediile de transmisie sunt reprezentate de cabluri (cablu coaxial, UTP, fibră optică, STP).

Cablul torsadat este format din două fire de cupru izolate cu o grosime tipică de 1 mm. Firele sunt împletite într-o formă elicoidală pentru a reduce inferenţa electrică. Prin torsadarea perechilor de fire apare efectul de anulare, efect ce limitează degradarea semnalelor din cauza interferenţelor magnetice sau radio.Cablurile torsadate pot fi folosite atât pentru transmisia analogică, cât şi pentru cea digitală.

Cablul UTP (Unshieded Twisted-Pair) este un cablu uşor de instalat şi mult mai ieftin decât alte tipuri de cabluri. Deşi este considerat cel mai rapid mediu de transmisie bazat pe cupru, este mai vulnerabil în faţa zgomotelor electrice în comparaţie cu alte categorii de cabluri.

Conectorul standard folosit în cazul acestui cablu este RJ-45 (Registed Jack), asemănător cu cel de la firul telefonic.

Cablul STP (Shielded Twisted Pair) combină trei tehnici legate de transmisia datelor: protejarea, anularea şi torsadarea firelor. Deşi este mai scump decât UTP, cablul STP oferă protecţie împotriva tutror tipurilor de interferenţe.

Cablul coaxial reprezintă cablul cu cea mai bună ecranare. Constă dintr-un înveliş protector care îmbracă două elemente conductoare: un fir din cupru îmbrăcat într-un material izolator şi o folie metalică (sau o plasă ) care acţionează ca un al doilea fir din circuit şi este folosit pentru a reduce interferenţele din exterior. Există două tipuri de cabluri coaxiale: cel de 50 Ohmi (folosit în transmisia digitală) şi cel de 75 Ohmi (folosit frecvent în transmisia analogică).

Conectorul folosit de acest tip de cablu se numeşte BNC (Beyone-Neill-Concelman).

Cablul fibră optică constă din două fibre de sticlă îmbrăcate separat într-un înveliş de plastic (Kevlar). Fibra optică este mediul care asigură transmiterea luminii, modulată la o anumită frecvenţă. Comparativ cu alte medii de transmisie, fibra optică este cea mai costisitoare, dar nu este susceptibilă la interferenţe electromagnetice şi asigură rate de transfer mai ridicate decât celelalte categorii de medii.


112

Pentru reţelele care interconectează un număr mare de calculatoare este necesară prezenţa unor componente suplimentare: repetoare, punţi, repartizoare, porţi.

Repetorul (repeater) este un echipament care amplifică semnalele pentru a mări distanţa fizică pe care acţionează reţeaua. Repetoarele sunt folosite când lungimea totală a cablului de reţea este mai lungă decât cea admisă pentru tipul respectiv de cablu (ex. cablu torsadat: 100m; cablu coaxial gros: 500m; cablu coaxial subţire 185m). Repetorul aşteaptă sosirea semnalelor pe cablul de reţea, le amplifică şi le transmite mai departe. Prin acest mecanism se poate asigura legătura dintre două reţele similare. Aceste repetoare se numesc hub-uri.

Repetoarele pot fi single port in- single port out (cu două porturi - intrări/ieşiri), stakable (modulare) sau multiport (hub-uri). Hub-urile sunt repetoare multiport care realizează un singur domeniu de coliziune5, deci toate pachetele circulă pe toate segmentele conectate. Fiecare hub are propriul port prin care se conectează la reţea şi mai multe porturi disponibile pentru calculatoare. Scopul unui hub este de a amplifica şi a retransmite semnale, la nivel de bit către un număr mai mare de utilizatori: 8,16 sau 24. Procesul prin care se realizează această funcţie se numeşte concentrare.

Semnalele electronice transmise printr-un cablu sunt afectate de mediul de transmisie: atenuarea semnalului (scăderea puterii semnalului) şi distorsionarea semnalului (modificarea nedorită a semnalului pe timpul transportului). Concentratorul are capacitatea de a regenera semnalele.

Iniţial hub-ul a fost doar un simplu repetor de semnal care prelua semnalul de pe unul din cabluri şi-l transmitea pe un alt cablu, permiţând extinderea lungimilor reţelelor. Apoi aceste repetoare au permis separarea unei reţele în mai multe segmente. Divizarea unei reţele în segmente a permis administratorilor de reţea să creeze la nivel logic şi fizic grupuri de lucru. A doua generaţie de hub-uri a fost înzestrată cu posibilităţi de management şi de administrare a segmentelor (au un port prin care pot fi legate de o consolă), permiţând astfel administratorilor de reţea reconfigurarea uşoară a întregii reţele.

5 Domeniul de coliziune este porţiunea de reţea în care pachetele transmise intră în coliziune. Coliziunea apare în momentul în care biţii transmişi de două calculatoare se întâlnesc pe acelaşi mediu de transmisie. Reţelele Ethernet folosesc mecanismul CSMA/CD – Carrier Sense Multiple Access/ Collision Detection (acces multiplu cu detecţia purtătoarei şi coliziunii) prin care identifică coliziunile apărute la un moment dat.


113

Fig. nr. 4.4.Prelungirea unei reţele cu ajutorul unui repetor

Switch-ul este un dispozitiv care combină conectivitatea unui hub cu posibilitatea regularizării traficului pentru fiecare port. El comută pachetele de pe porturile transmiţătoare către cele destinatare, asigurând astfel fiecărui port lăţimea de bandă maximă a reţelei.

Puntea (bridge) este un echipament de reţea sau un calculator care leagă două sau mai multe reţele printr-o singură adresă IP. Scopul principal este de examinare a pachetelor şi să decidă dacă să le transmită sau nu în celelalte reţele. Cele două reţele pot fi şi de tipuri diferite. Repetoarele interceptează semnelele care vin prin cablu, le amplifică şi le transmit mai departe. Spre deosebire de acestea, puntea are şi capacitatea de a identifica automat adresa fiecărui calculator situat de o parte şi de alta a punţii, pe baza acestor adrese putându-se direcţiona mesajele în mod corespunzător.

Un bridge permite extinderea reţelei peste limitele permise pentru un LAN (ca distanţă şi număr de staţii). Utilizarea echipamentelor bridge permite gruparea utilizatorilor prin filtrarea pachetelor transmise. Spre exteriorul unui LAN se vor transmite doar pachetele care au adrese în exterior, în alt LAN. Se îmbunătăţeşte şi fiabilitatea reţelei, perturbaţiile dintr-o parte neputând trece de bridge, astfel că încărcarea segmentelor se reduce. Există echipamente bridge pentru interconectarea de segmente cu acelaşi mediu fizic sau realizate cu medii diferite (UTP, fibră). Un bridge este de fapt un calculator rapid, independent, cu memorie şi cel puţin două porturi de reţea. Un bridge lucrează independent de protocolul soft, deci suportă protocoale diferite TCP/IP, IPX/SPX, DECnet etc. Lucrând cu echipamente bridge putem face interconexiuni multiple între LAN-uri, deci putem avea mai multe căi de la sursă la destinaţie, calea fiind aleasă cu un anumit protocol. Nu trebuie însă să avem mai mult de şapte echipamente bridge, între oricare două staţii conectate în reţea. Astăzi se utilizează mai ales echipamente bridge multiport (switch) sau echipamente ruter.


114

Fig. nr. 4.5.Schema unei reţele cu punte Repartizorul (router) este similar unei punţi super-inteligente pentru reţele

foarte mari. Este un echipament de reţea care are rolul de a transmite pachetele de date dintr-o reţea LAN sau WAN într-o altă reţea. Ele pot citi adresele de reţea şi iau decizii despre ruta cea mai rapidă (în funcţie de trafic, viteza rutei). El ştie totul despre reţea: adresele tuturor calculatoarelor, adresele altor punţi şi/rutere din reţea şi poate construi traseul optim pe care poate fi transmis mesajul în drumul său de la adresant la destinatar. Dacă o anumită parte a reţelei este ocupată, repartizorul poate lua decizia de redirecţionare a unui mesaj, folosind un traseu mai puţin ocupat. Unele repartizoare sunt chiar calculatoare propriu-zise cu plăci de reţea, prevăzute cu un software special care le permite execuţia funcţiilor de coordonare. O altă funcţie a router-elor este conectarea prin modemuri a reţelelor localizate geografic la mare distanţă.

Ruterele6 lucrează la nivelul 3 al modelului ISO/OSI. Cu aceste echipamente devine posibilă interconectarea de reţele realizate cu medii, în topologii şi cu protocoale diferite. Ruterele sunt elementele principale de structurare a reţelelor moderne. Ruterele nu sunt transparente în ceea ce priveşte protocolul, ci trebuie astfel alese şi configurate ca să poată lucra cu protocoalele utilizate în LAN-urile interconectate. Dacă nu există facilităţi pentru un anumit protocol, acesta trebuie convertit la un protocol recunoscut pentru a putea fi rutat. Adresele de reţea sunt analizate de ruter care ia decizia privind calea de rutare pe baza tabelelor de rutare. Ruterele sunt echipamente complexe şi utilizarea lor necesită cunoştinţe de sisteme de operare distribuite, reţele şi protocoale. Utilizarea lor este necesară pentru realizarea unor reţele WAN distribuite geografic. Un ruter nu este plug-and-play, ca un bridge.

6


115

Fig. nr. 4.6. Schema conectării a două reţele cu ajutorul unui router Porţile (gateways) sunt repartizoare super-inteligente şi au fost proiectate

pentru conectarea reţelelor de tipuri diferite. O poartă conectează două sisteme care nu folosesc acelaşi:

• protocol de comunicatie; • structuri de formate; • limbaje; • arhitecturi.

În general aceste echipamente permit conectarea la un mainframe a reţelelor locale. Porţile reprezintă de obicei servere dedicate într-o reţea, care convertesc mesajele primite într-un limbaj de e - mail care poate fi înţeles de propriul sistem. Ele realizează o conversie de protocol pentru toate cele şapte niveluri OSI, şi operează la nivelul aplicaţie. Sarcina unei porţi este de a face conversia de la un set de protocoale de comunicaţie la un alt set de protocoale de comunicatie.

Porţile functionează la nivelul transport al modelului ISO / OSI. Software de comunicaţie. Protocoale de comunicaţie Schimbul de date între utilizatori diferiţi situaţi local sau la distanţă, lucrând la

sisteme de calcul identice sau diferite se realizează după schema de mai jos (fig.nr. 4.7):

Fig. nr. 4.7. Comunicarea informaţiei

Transmisie

Decodificare

Mesaj

Destinatar

Codificare

Mesaj

Emiţător


116

Buna desfăşurare a schimburilor de date mediate de echipamentele de comunicaţie se asigură prin intermediul software-ului de comunicaţie.

Acesta are următoarele funcţii7: 1. Armonizarea derulării lucrărilor între emiţător şi receptor Calculatorul

emiţător declanşează comunicarea, iar calculatorul receptor trebuie să întrerupă temporar lucrările sale pentru a putea face recepţia. Este deci necesară coordonarea în orice moment a activităţilor îndeplinite. O altă soluţie este utilizarea terminalelor pasive pregătite întotdeauna pentru recepţie. Calculatorul central realizează alocarea timpilor de comunicaţie cu terminalele.

2. Dirijarea datelor în reţea. În fiecare nod de comunicaţie datele de transmis trebuie dirijate pe subansamble către calculatoarele destinaţie. Comutarea (dirijarea) poate fi asigurată prin mijloace fizice utilizând comutarea circuitelor. Comutatorul rezervă, la momentul transmisiei, circuitul corespunzător între emiţător şi receptor, iar mesajul parcurge acest circuit. Pentru ameliorarea performanţelor se utilizează şi comutarea mesajelor. În acest caz calculatoarele specializate în comutări, plasate la nodurile reţelei, au rolul de intermediari în memorarea mesajelor. Ele primesc totalitatea mesajelor, le memorează şi apoi le retransmit către receptor. Un mesaj poate trece prin mai multe noduri pentru a ajunge la destinatar. Software-ul specializat are misiunea de a alege calea de comunicaţie în funcţie de trafic dacă mai multe căi sunt posibile. Comutarea pachetelor reia principiul comutării mesajelor fixînd mărimea mesajului la o valoare standard (de exemplu, 128 caractere în TRANSPAC). În acest mod gestiunea pachetelor la nodurile de comunicaţie este mai uşoară. Un mesaj mai scurt este completat cu spaţii, iar unul mai lung este descompus în câte pachete este necesar. Pachetele aceluiaşi mesaj pot sosi într-o ordine diferită de cea de la emitere, dacă au parcurs căi diferite. La recepţie se recompune mesajul prin reordonarea pachetelor.

3. Protecţia contra erorilor. Întrucât liniile de transmisie sunt supuse factorilor perturbatori, protecţia prin software se poate asigura prin coduri detectoare de erori, corectarea prin retransmisie etc.

4. Gestiunea traficului reţelei. Fiecare echipament din reţea are o anumită capacitate de transmisie, iar traficul de date este de obicei variabil. Ajustarea cererii de transmisie la posibilităţile tehnice trebuie să evite pierderea de informaţie prin depăşirea vitezei unei linii sau a capacităţii unui nod.

Principalele modalităţi de lucru sunt: • alegerea căilor de transmisie din mai multe posibile; • temporizarea nodurilor; • refuzul unui trafic suplimentar, dacă se detectează punctul de saturaţie.

Protocoale de comunicaţie Am văzut că o reţea de calculatoare este alcătuită dintr-un ansamblu de mijloace

de transmisie şi de sisteme de calcul, pentru a realiza atât funcţii de transport a

7 ***, Contabilitate şi sisteme informaţionale, Editura Sedcom Libris, Iaşi, 1999, p. 248


117

informaţiei cât şi funcţii de prelucrare a acesteia. Dar fiecare sistem de calcul prezintă un mod specific de stocare a informaţiei şi de interfaţare cu exteriorul. Astfel, o reţea de calculatoare care interconectează diferite sisteme de calcul poate funcţiona în bune condiţii numai dacă există o convenţie care stabileşte modul în care se transmite şi se interpretează informaţia. Această convenţie poartă numele de protocol. Un protocol este un set de reguli şi convenţii ce se stabilesc între participanţii la o comunicaţie în vederea asigurării bunei desfăşurări a comunicaţiei respective; sau protocolul este o înţelegere între părţile care comunică asupra modului de realizare a comunicării.

Pentru a realiza comunicaţia sunt necesare mai multe reguli (protocoale) care se stabilesc între membrii de pe acelaşi nivel şi între membrii din cadrul aceluiaşi grup. Putem spune că o comunicaţie este caracterizată prin mai multe protocoale. Acest concept se numeşte familie de protocoale (stivă) şi reprezintă o listă de protocoale utilizate de către un anumit sistem, câte un protocol pentru fiecare nivel.

Un protocol este un set de reguli şi convenţii ce guvernează comunicaţia între două dispozitive. El reprezintă de fapt o modalitate prin intermediul căreia diferite modele de calculatoare pot comunica între ele.

Există mai multe tipuri de protocoale: • Protocoale de transport, ca de exemplu, TCP (Transmission Control Protocol) care este un

protocol punct - la - punct, orientat pe conexiuni care permite ca un flux de octeţi trimişi de pe un sistem să ajungă fără erori pe oricare alt sistem din inter - reţea (asigură livrarea corectă, în ordine a mesajelor).

• Protocoale de aplicaţii care oferă schimbul de date între aplicaţiile existente într-o reţea, ca de exemplu Telnet, FTP (File Transport Protocol) sau SMPT (Simple Mail Transport Protocol).

Telnet este un protocol de terminal virtual care permite unui utilizator de pe un sistem să se conecteze şi să lucreze pe un alt sistem aflat la distanţă.

FTP este un protocol de transfer de fişiere care pune la dispoziţie o modalitate de a transfera eficient date de pe o staţie pe alta, în ambele sensuri.

SMTP este un protocol folosit pentru transferul mesajelor de poştă electronică între utilizatori conectaţi la reţele diferite, dar care au o conexiune Internet. Poşta electronică a fost la origine doar un tip de transfer de fişiere, dar ulterior a fost dezvoltat un protocol specializat pentru acest serviciu.

• Protocoale de reţea, ca de exemplu IP (Internet Protocol) care asigură un serviciu de transmitere a datelor fără conexiune, adică fără a ţine seama dacă calculatoarele sunt sau nu în aceeaşi reţea sau dacă sunt sau nu alte reţele între ele. TCP/IP este protocolul standard folosit pentru a comunica de-a lungul Internetului. HTTP (Hypertext Transport Protocol) este un protocol folosit pentru aducerea paginilor de pe

Web. Pe parcursul evoluţiei comunicaţiei între calculatoare au fost elaborate mai

multe familii de protocoale. Cele mai importante sunt modelul de referinţă ISO / OSI şi modelul de referinţă TCP / IP.

Modelul OSI (Open Systems Interconnection) pentru reţele, propus de ISO (International Standard Organization), ca un prim pas către standardizarea internaţională a protocoalelor folosite pe diferite niveluri, se ocupă de conectarea sistemelor deschise comunicării cu alte sisteme. Modelul OSI conţine şapte niveluri: fizic, de legătură date, reţea, transport, sesiune, prezentare, aplicaţie (vezi figura nr. 4.9). Acest model nu reprezintă în sine o arhitectură de reţea deoarece nu specifică serviciile şi protocoalele utilizate la fiecare nivel, ci arată numai ceea ce ar trebui să facă fiecare nivel.


118

Nivelul fizic se ocupă de transmiterea biţilor printr-un canal de comunicaţie: când unul din capete trimite un bit 1, acesta este receptat în cealaltă parte ca un bit 1 şi nu ca un bit 0.

Nivelul legatură de date are sarcina de a transforma un mijloc oarecare de transmisie într-o linie care să fie disponibilă nivelului reţea fără erori de transmisie nedetectate. De aceea, nivelul legătură de date obligă emiţătorul:

• să descompună datele de intrare în cadre (blocuri) de date (câteva sute sau mii de octeţi);

• să transmită cadrele secvenţial; • să prelucreze cadrele de confirmare trimise înapoi de receptor.

Un cadru este o structură utilizată pentru a transporta un bloc de date prin reţea. Dimensiunea şi structura cadrului sunt determinate de către protocolul hardware utilizat de reţea, precum Ethernet, TokenRing. Într-o reţea, procesele utilizate pentru expedierea cadrelor se numesc protocoale.

Nivelul reţea se ocupă de controlul funcţionării subreţelei. O problemă cheie în proiectare este determinarea modului în care pachetele sunt dirijate de la sursă la destinaţie. De asemenea, nivelul reţea se ocupă de rezolvarea neconcordanţelor dintre modul de adresare, dimensiunea pachetelor sau chiar protocoalele sursei şi destinaţiei.

Nivelul transport are rolul de a accepta date de la nivelul sesiune, de a le descompune, dacă e cazul, în unităţi mai mici, de a transfera aceste unităţi nivelului reţea şi a se asigura că toate fragmentele sosesc corect în celălalt capăt.

Nivelul sesiune permite utilizatorilor de pe maşini diferite să stabilească între ei sesiuni. Ca şi nivelul transport, o sesiune permite transportul obişnuit de date, dar furnizează şi servicii îmbunătăţite, utile în anumite aplicaţii (de exemplu, gestionarea jetonului).

Nivelul prezentare. Spre deosebire de nivelele inferioare, care se ocupă numai cu transferul sigur al biţilor dintr-un loc în altul, nivelul prezentare, se ocupă de sintaxa şi semantica informaţiilor transmise.

Exemplu: codificarea datelor, reprezentarea tipurilor de bază etc. Nivelul aplicaţie are rolul de a uniformiza interfaţa dintre date şi utilizator. Prin

interfaţa dintre date şi utilizator se înţelege în cazul de faţă modul de afişare sau sistemul de păstrare a fişierelor care poate fi diferit de la un sistem la altul.


119

BitNivel fizic

Blocuri

Mai multe pachete

Mesaje

Tranzacţii

Mesaje

Pachet

Nivel sesiune

Nivel prezentare

Nivel reţea

Nivel transport

Nivel legătură

Nivel aplicaţie

Informaţia de transmis

BitNivel fizic

Blocuri

Mai multe pachete

Mesaje

Tranzacţii

Mesaje

Pachet

Nivel sesiune

Nivel prezentare

Nivel reţea

Nivel transport

Nivel legătură

Nivel aplicaţie

Informaţia de transmis

Fig. nr. 4.9. Modelul OSI

Modelul TCP/IP este mult mai vechi decât modelul OSI şi a fost utilizat drept

model de referinţă de către strămoşul tuturor reţelelor de calculatoare, ARPANET şi apoi succesorul său Internet-ul. ARPANET a fost o reţea de cercetare sponsorizată de către DoD (Department of Defense - Departamentul de Apărare al Statelor Unite). În cele din urmă, reţeaua a ajuns să conecteze între ele, utilizând linii telefonice închiriate, sute de reţele universitare şi guvernamentale. Modelul de referinta TCP / IP a apărut ca o necesitate de interconectare a reţelelor de diferite tipuri, iar denumirea a fost dată după cele două protocoale fundamentale utilizate.

Din figura nr. 4.10. se va observa diferenţa dintre modelul de referinţă ISO / OSI şi modelul TCP / IP.


120

Modelul ISO / OSI Modelul TCP / IP

Fig. nr. 4.10. Comparaţie între modelul ISO/OSI şi modelul TCP/IP

Nivelul gazdă - la - reţea (interfaţă - reţea) Despre acest nivel modelul TCP / IP nu spune mare lucru, singura menţiune

este aceea că gazda trebuie să se lege la reţea pentru a putea transmite date, folosind un anumit protocol. Acest protocol nu este definit şi variază de la gazdă la gazdă şi de la reţea la reţea. Acest nivel face ca funcţionarea nivelului superior, numit Internet şi respectiv, reţea, să nu depindă de reţeaua fizică utilizată în comunicaţie şi de tipul legăturii de date.

Nivelul Internet are rolul de a permite gazdelor să emită pachete în orice reţea şi de a face ca pachetele să circule independent pân la destinatie. Nivelul Internet defineşte oficial un format de pachet şi un protocol numit IP - Internet Protocol care asigură un serviciu de transmitere a datelor fără conexiune. Alte protocoale care pot funcţiona la acest nivel sunt:

- ICMP - Internet Control Message Protocol; - ARP - Address Resolution Protocol - RARP - Reverse Address Resolution Protocol.

Nivelul transport permite conversaţii între entităţile pereche din gazdele sursă şi, respectiv, destinaţie, deci asigură comunicaţia între programele de aplicaţie.

Sunt definite două protocoale: • TCP - Transmission Control Protocol este un protocol punct - la -

punct, orientat pe conexiuni care permite ca un flux de octeţi trimişi de pe un sistem să ajungă fără erori pe oricare alt sistem din inter - reţea (asigură livrarea corectă, în ordine a mesajelor).

• UDP - User Datagram Protocol este un protocol nesigur (nu asigură livrarea mesajului la recepţie fără erori, fără pierderi, fără duplicate, în ordinea în care au fost emise), fără conexiuni, care foloseşte IP pentru transportul mesajelor.


121

Nivelul aplicaţie asigură utilizatorilor reţelei, prin intermediul programelor de aplicaţie, o varietate de servicii. Aceste protocoale sunt:

• terminal virtual TELNET, protocolul de terminal virtual permite unui utilizator de pe un sistem să se conecteze şi să lucreze pe un alt sistem aflat la distanţa.

• transferul de fişiere FTP - File Transfer Protocol. Protocolul de transfer de fişiere pune la dispoziţie o modalitate de a transfera eficient date de pe o staţie pe alta, în ambele sensuri.

• poşta electronică SMTP - Simple Mail Transfer Protocol. Poşta electronică a fost la origine doar un tip de transfer de fişiere, dar ulterior a fost dezvoltat un protocol specializat pentru acest serviciu. Acest protocol este folosit pentru transferul mesajelor de poştă electronică între utilizatori conectaţi la reţele diferite, dar care au o conexiune Internet.

Ulterior , au apărut o serie de alte protocoale, cum ar fi: • Serviciul Numelor de Domenii, DNS - Domain Name Service,

pentru a stabili corespondenţa dintre numele gazdelor şi adreselor reţelelor;

• HTTP - HyperText Transfer Protocol - folosit pentru aducerea paginilor de pe Web.

Următoarea figură prezintă protocoalele şi reţelele din modelul TCP / IP.

Fig. nr. 4.11. Protocoalele utilizate de modelul TCP/IP

4.2. Reţele locale de calculatoare

O reţea locală (LAN-Local Area Network) asigură interconectarea staţiilor de

lucru la nivelul unei clădiri sau a unui grup de clădiri. Distanţa maximă de transport a informaţiei este de 5–10 km. Reţeaua locală este proprietatea întreprinderii sau instituţiei care o foloseşte, deci nu este o reţea publică sau pentru scopuri comerciale. Debitul datelor transmise în aceste reţele este ridicat. Numărul calculatoarelor conectate este în mod tipic mai mic de 500. Lungimea suportului fizic este dependentă de tipul


122

reţelei. De obicei, pentru o singură reţea, lungimea este mai mică de 2500 m, ceea ce conduce la timpi de propagare mici şi la un procent de erori, de asemenea, mic.

Ideea dezvoltării reţelelor locale este recentă (1978-1979) şi decurge din necesitatea conectării echipamentelor electronice (terminale, minicalculatoare, microcalculatoare, telefaxuri etc.) pentru a permite comunicarea, schimbul de informaţii, partajarea datelor şi a mijloacelor de prelucrare.

Fiecare staţie de lucru, specializată sau polivalentă, are următoarele caracteristici:

• poate funcţiona şi individual; • poate comunica cu toate celelalte staţii pentru partajarea datelor şi a

echipamentelor; • poate fi conectată la reţele de transmisii publice sau private.

Pe lângă avantajul partajării unor echipamente periferice scumpe (disc dur, imprimante laser sau color, scannere, digitizoare etc.), reţelele locale aduc şi avantajul deosebit al asigurării unei comunicaţii eficiente între staţiile de lucru.

Un avantaj indirect, destul de important, al utilizarii reţelelor locale îl reprezintă posibilitatea întreţinerii şi protecţiei software-ului şi datelor în condiţii de eficienţă sporită. Actualizarea programelor şi a datelor se realizează o singură dată, iar protecţia prin drepturi de acces acordate grupurilor de utilizatori este mai sigură.

Topologia reţelelor locale Pentru desemnarea modului de interconectare a calculatoarelor se foloseşte

termenul de topologie. Există două tipuri de topologii: fizică şi logică. Cea fizică se referă la configuraţia mediilor de transmisie, a calculatoarelor şi a perifericelor, cea logică are în vedere metoda folosită pentru transferul informaţiilor de la un calculator la altul.

Topologiile de reţea au evoluat în timp, astfel că astăzi există trei topologii răspândite: magistrală (bus), inel (ring), stea (star sau hub) şi arbore.

În topologia cu magistrală comună (bus) există un singur canal de comunicaţie folosit de toate staţiile de lucru.

Fig.nr. 4.12. Arhitectura magistrală comună

Reţelele de tip magistrală utilizează un singur cablu care conectează calculatoarele şi perifericele. Cablul este închis la cele două capete cu rezistenţe numite terminatori care servesc la prevenirea întoarcerii semnalelor. Toate sistemele conectate au drepturi egale în ceea ce priveşte dreptul la bus şi pot comunica între ele în voie, fără


123

ca o staţie principală să reglementeze fluxul de comunicaţie. Fiecare informaţie se transmite pe magistrală, fiind însă interpretată doar de staţia căreia i-a fost transmisă.

Avantaje: uşurinţă în conectarea calculatoarelor, necesar de cablu redus. Dezavantaje: reţeaua nu funcţionează dacă Întrucât în topologia BUS pachetele de date sunt transmise simultan la toate

calculatoarele legate în reţea, circulaţia datelor pe cablul coaxial se face în două direcţii, fiecare calculator putând să transmită şi să recepţioneze. Topologia BUS prezintă un mare avantaj: dacă iese din funcţiune oricare din posturile de lucru, reţeaua rămâne funcţională cu singura condiţie ca placa de reţea să nu fie defectă într-un mod care să afecteze modul de transmisie (cablul BUS). În schimb, la ruperea cablului principal, cade toată reţeaua, iar această defecţiune este mai greu de localizat. De asemenea, mai multe staţii pot emite simultan şi atunci se pot produce “coliziuni” între date. Aceasta diminuează considerebil performanţele, la o încărcare mare a reţelei.

Pentru conectarea fizică între calculatoare s-a folosit la început topologia de magistrală, la care pe segmentul de mediu fizic, cablul coaxial gros 10Base-5 (yellow cable), se puteau conecta printr-un dispozitiv numit transceiver (emiţător/receptor) până la 29 de echipamente pe o lungime de maxim 500 m. Metoda este greoaie, conectarea şi poziţionarea cablului dificile şi o astfel de realizare trebuie evitată, acum fiind doar de interes istoric. Topologia de magistrală este folosită astăzi pentru legături rapide (100Mbps sau 1Gbps) între hub-uri şi comutatoare (switch), pentru realizarea unui tronson principal de interconectare (backbone). Dacă însă este posibil, azi trebuie evitată distribuirea echipamentelor active de reţea. Topologia de magistrală s-a răspândit la noi mai ales în varianta de realizare Ethernet cu cablu coaxial subţire (10Base-2), datorită preţului redus, eliminării conectărilor prin transceiver şi uşurinţei de realizare a conectărilor, cu mufe BNC8 şi T (lăţime de bandă – 10 Mbps, lungime segment - 185 metri).

Topologia stea (STAR) presupune conectarea fiecărui nod la un hub sau concentrator. Informaţiile sunt transmise de la calculatorul sursă la cel destinaţie prin intermediul hub-ului. Acesta este principalul dispozitiv care gestuionează şi controlează funcşiile reţelei.

Avantaje; uşurinţă în instalare, uşurinţă în detectarea problemelor, reţeaua nu este afectată dacă sunt adăugate sau retrase calculatoare.

Dezavantaje: necesită mult cablu, sunt mai costisitoare, dacă un hub se defectează toate calculatoarele din acel nod devin nefuncţionale.

Topologia inel (buclă) presupune conectarea tuturor echipamentelor pe un singur cablu de comunicaţie. MAU (Multistation Acces Unit – unitate de acces multistaţie) este dispozitivul care permite informaţiilor să treacă de la un nod la altul în cadrul unui inel comunicaţional.. Un MAU are 8 sau 16 prize pentru conectarea staţiilor de lucru. Fiecare calculator se leagă la MAU şi nu direct cu predecesorul şi urmaşul său. În caz că se defectează un calculator, reţeaua inelară nu cade. MAU recunoaşte singur calculatorul defect şi-l scoate din reţea, iar inelul rămâne funcţional. Această topologie este uitilizată de reţelele IBM-Token Ring.

8 BNC – Bayone-Neill-Concelman


124

Fig.nr. 4.14. Arhitectura buclă

Pachetul de date circulă într-o singură direcţie şi, deci, nu pot fi coliziuni de date. Datorită fluxului într-un sens unic, topologia este perfect adaptată fibrelor optice. Fiecare calculator recepţionează datele predecesorului său, le verifică şi le transmite amplificat către calculatorul următor. Fiecare calculator din reţeaua inelară are un predecesor şi un urmaş univoc.

Topologia inel s-a răspândit la noi mai puţin, soluţiile Token Ring promovate de IBM fiind puţine. Azi topologia inel este motivată doar pentru interconectări rapide la distanţe mari (100Mbps/2km), cu fibră de sticlă şi protocol FDDI.

Topologia de tip arbore (tree) combină caracterisitcile topologiilor bus şi star. Nodurile sunt grupate în mai multe topologii star care la rândul lor sunt legate la un cablu central. Acestea pot fi considerate a fi topologiile cu cea mai bună scalabilitate.

Controlul traficului în reţea foloseşte două metode de bază (scheme pentru circulaţia informaţiei în reţea): metoda prin concurenţă (contention) şi metoda prin pasare de jeton (token passing).

În metoda prin concurenţă când o componentă trebuie să emită un mesaj aşteaptă ca linia de comunicaţii să fie liberă. Dacă două componente transmit simultan, mesajele intră în coliziune şi se distrug reciproc. În această situaţie ele trebuie retransmise, ceea ce determină creşterea timpului de transmisie. Această metodă este folosită, în special, în reţelele de tip Ethernet.

Metoda prin pasare de jeton (token passing) este mai eficientă. Se utilizează un jeton9 care defineşte o prioritate. Numai componenta care posedă un jeton are dreptul de a emite un mesaj, timp în care celelalte staţii trebuie să rămână în aşteptare. La sfârşitul transmisiei jetonul este trecut altei staţii ş.a.m.d. Metoda prin pasare de jeton se foloseşte în reţelele ArcNet (Datapoint Corporation) şi IBM TRN (Token Ring Network).

4.3. Protecţia şi securitatea în reţelele de calculatoare

Modelul de securitate pentru o reţea de calculatoare este structurat pe mai multe

niveluri10:

9 Un jeton este un cadru special care este pasat într-o anumită secvenţă, de la un dispozitiv la altul, de-a lungul unui inel. 10Patriciu, V., Criptografia şi securitatea reţelelor de calculatoare, Editura Tehnică, Bucureşti, 1994, pp. 26-28


125

• Securitatea fizică este nivelul exterior al modelului de securitate şi trebuie să asigure prevenirea accesului la echipamente şi date. Este comună tuturor sistemelor electronice de calcul, distribuite sau nu;

Securitatea fizică constă în împiedicarea pătrunderii în sistem a intruşilor, transmiţându-le mesaje de averizare, iar atunci când aceasta nu este posibil sunt create bariere care să stopeze sau să întârzie atacul. Pe lângă protecţia contra atacurilor deliberate, securitatea fizică trebuie să asigure şi protecţia împotriva dezastrelor naturale. Măsurile prin care este asigurată securitatea fizică se referă la controlul accesului, asigurarea securităţii echipamentelor din reţea (calculatoare şi echipamente periferice), protecţia contra dezastrelor naturale, incendiilor sau inundaţiilor, protecţia bibliotecii de suporturi de date (magnetice, optice, magneto-optice).

O sursă de vulnerabilitate trecută deseori cu vederea o reprezintă alimentarea cu energie electrică a cladirii, întreruperea alimentării determinând pierderi de date, având în vedere ca majoritatea angajatilor neglijeaza salvarea sau realizarea în mod regulat a unei copii de rezervă a fisierelor de pe hard disc. Cea mai bună soluţie pentru rezolvarea acestei probleme este realizarea unui sistem redundant la fiecare loc de munca.

• Niveluri logice de securitate destinate asigurării controlului accesului la resursele şi serviciile sistemului.

Din punct de vedere al accesului la resursele sistemului întâlnim următoarea structurare:

• Nivelul de acces la sistem care determină dacă şi când reţeaua este accessibilă utilizatorilor. La acest nivel se realizează gestiunea accesului şi se stabilesc măsuri de protecţie la conectare (deconectare forţată, interzicerea lucrului în afara orelor de program, limitarea lucrului la unele staţii);

• nivelul de acces la cont care se referă la identificarea utilizatorilor după numele de utilizator asociate şi autentificarea lor prin parola introdusă;

• nivelul drepturilor de acces care individualizează, pe fiecare utilizator sau pe grupuri de utilizatori, drepturile pe care le au aceştia (citire, scriere, ştergere, vizualizare etc.)

La nivelul de securitate a serviciilor se controlează accesul la serviciile sistemului cum ar fi echipamentele de intrare/ieşire, gestiunea serverului şi pot fi individualizate astfel:

• nivelul de control al serviciilor care este responsabil de funcţiile de avertizare şi de raportare a stării serviciilor;

• nivelul de drepturi la servicii care determină cum poate folosi un anumit utilizator un serviciu (de exemplu, drepturile unui operator asupra unei imprimante)

Firewall este un sistem sau ansamblu de sisteme care asigură securitatea reţelei interne în relaţie cu celelalte reţele cu care intră în contact Din punct de vedere fizic poate fi un simplu PC sau staţie de lucru, un router sau chiar un mainframe. Din punct de vedere logic el determină care sunt informaţiile sau serviciile care pot fi accesate din afara reţelei locale şi cine are dreptul de a utiliza aceste resurse.


126

4.4. Administrarea reţelei

Administrarea reţelei constă în planificarea, configurarea şi gestionarea tuturor elementelor reţelei: resurse locale şi aflate la distanţă, conturi de utilizator, dispozive pentru conectivitate. Scopul administrării reţelei este de a creşte produtivitatea prin asigurarea accesului la resursele necesare. Administrarea reţelei trebuie să înceapă cu planificarea acesteia, cu documentarea ciclului de viaţă al reţelei. În acest sens trebuie să se înceapă cu configuraţia curentă, răspunzându-se la următoarele întrebări: • Ce hardware şi ce software - ce versiuni - sunt utilizate în prezent? • Acestea sunt adecvate nevoilor dumneavoastră? • Cum vedeţi dezvoltarea reţelei în viitor? Înainte de a avea o reţea funcţională, administratorul de reţea tribuie să decidă cum gestionează accesul. Accesul include nu numai conectarea la o anumită staţie de lucru, ci şi accesarea resurselor. Înainte de a lua această decizie, administratorul trebuie să definescă metoda care va fi utilizată pentru a stabili cerinţe privind numele de utilizator şi parolele. Principalele două tipuri de conturi de reţea care permit gestionarea utilizatorilor reţelei sunt conturile de utilizator şi conturile de grup. În reţelele bazate pe server, accesul este acordat fiecărui utilizator printr-un cont individual. Crearea conturilor de utilizator şi atributele aplicate acestor conturi sunt elementele prin care se gestionează accesul la resurse. Conturile de utilizator şi cele de grup sunt create de obicei cu ajutorul unui utilitar furnizat de sistemul de operare de reţea (de exemplu, User Manager sau User Manager for Domains în Windows NT sau Windows 2000, Syscon for NetWare pentru versiunile 3.x sau NWAdmin pentru versiunile 4.x şi 5.x). Utilitarele pot fi utilizate pentru a desemna opţiuni, precum exigenţele pentru parole şi apartenenţele la grupuri. Majoritatea sistemelor de operare în reţea creează în timpul instalării un cont administrator şi unul guest (oaspete). Administratorul trebuie să creeze apoi conturi pentru toţi utilizatorii reţelei, stabilindu-le drepturile de acces şi apartenenţele la grupuri. Unul dintre cele mai importante aspecte ale securităţii reţelei îl reprezintă parolele. Parolele lungi sporesc securitatea reţelei, fiind greu de detectat. Acest lucru este valabil mai ales când sunt combinate caractere numerice şi alfabetice. Păstrarea unui istoric al parolelor reduce accesul neautorizat la reţea. Securitatea este sporită prin solicitarea ca parolele să fie schimbate periodic. Grupurile sunt utilizate pentru a organiza utilizatorii în mulţimi logice pe baza modului în care aceştia au nevoie de acces la resusele reţelei. Utilizatorilor li se acordă permisiunile necesare la resuse pe baza grupului din care fac parte, nu în mod individual. Fiecare utilizator care este membru al grupului are aceleaşi permisiuni de acces ca şi grupul.

Capitolul 5. Produse-program utilizate în economie

127


Sistemele informatice economice sunt caracterizate printr-o structură complexă generată atât de multitudinea activităţilor şi subactivităţilor informatizate, cât şi de necesitatea asigurării unor prelucrări ierarhizate în care regimurile de prelucrare în timp real şi distribuit sunt preponderente. Aceste elemente impun în unele cazuri dezvoltarea unor sisteme de programe specifice unui anumit utilizator/grup de utilizatori, iar în alte cazuri a unor sisteme de prelucrare cu caracter generalizabil.

5.1. Caracteristici generale

Produsele informatice pot fi concepute, realizate şi implementate în trei moduri: • produse specifice unui anumit tip de utilizator, în care tipologia

prelucrărilor este particulară şi în principiu regeneralizabilă către alte tipuri de utilizatori;

• produse-program generalizabile de la un anumit tip de utilizatori către alte tipuri de utilizatori, atunci când este posibilă asimilarea acestora;

• sisteme informatice exploatabile atât prin produse-program specifice, cât şi prin produse-program generalizabile într-un context operaţional din punct de vedere tehnic, dinamic şi funcţional.

Indiferent de varianta folosită trebuie să se respecte cerinţele, restricţiile şi dezideratele legislaţiei economice în vigoare.

Aceste elemente impun dezvoltarea unor sisteme de programe care să satisfacă cerinţele informatice de prelucrare cu caracter general ale unei arii largi de utilizatori. În practica informatică aceste sisteme sunt cunoscute cel mai adesea sub denumirea de produse-program generalizabile, pachete de programe, produse informatice generalizabile.

Produsul-program generalizabil reprezintă un sistem complet, parametrizabil, adaptabil şi documentat de programe, proiectat de firme specializate în software de aplicaţii, livrabil utilizatorilor finali.

Soluţia utilizării de produse program comercializate de firme producătoare sau de firme specializate în comercializare conduce la o mare economie de timp în realizarea aplicaţiilor la nivelul întreprinderilor, înlăturând fazele pretenţioase de analiză şi proiectare a aplicaţiilor.

Produsele-program sunt comercializate acum ca oricare alt produs şi cuprind în general următoarele componente:

• dischete sau CD-ROM-ul cu programele înregistrate; • manualul de prezentare care descrie amănunţit diferitele funcţii ale

programelor şi organizarea fişierelor; • manualul de utilizare care explică modul de utilizare a produsului-

program; • datele de test care permit însuşirea uşoară a principiilor de lucru.


128

1.2. Principii de utilizare specifice produselor program generalizabile

Pachetele de programe sunt asemănătoare cu produsele rezultate dintr-o activitate de producţie, fiind însă rezultatul unei activităţi intelectuale. Ca şi în industrie, firmele producătoare fac investiţii în acest domeniu numai în condiţii de eficienţă economică. De aceea, la proiectarea pachetelor de programe se iau în considerare următoarele principii:

1. Existenţa unei pieţe reale pentru desfacerea produselor informatice înseamnă dezvoltarea unor studii de marketing care să evidenţieze existenţa sau inexistenţa unor posibili beneficiari ai produselor program care urmează să fie comercializate. Prin aceste studii sunt identificate următoarele elemente: numărul viitorilor utilizatori, nivelul mediu al cheltuielilor de proiectare şi realizare, posibilităţi concrete de livrare prin estimarea unor preţuri de livrare pertinente. Un produs-program este vândut la un preţ mai mic în raport cu investiţia iniţială pentru realizarea lui. Investiţia este totuşi rentabilă deoarece produsul-program se vinde într-un mare număr de exemplare. Pentru ca piaţa produselor-program să funcţioneze trebuie asigurate următoarele condiţii:

• Protecţia firmei producătoare contra copierii frauduloase a produselor-program de către clienţii săi – se realizează prin lege, prin contractul încheiat între cumpărător şi vânzător sau prin practicarea unor preţuri scăzute şi asigurarea unor servicii care nu sunt oferite de copiile pirat (documentaţia şi punerea la dispoziţie a unor noi versiuni).

• Piaţă potenţială extinsă, urmărindu-se comercializarea produselor-program nu numai la nivelul unei ţări, ci într-o zonă geografică întinsă.

• Produse-program de calitate, utilizarea lor trebuind să se facă fără probleme chiar dacă utilizatorii nu sunt experimentaţi în domeniu.

• Un răspuns pertinent la o cerinţă generică, produsul-program trebuind să răspundă unor cerinţe care se manifestă în mod curent şi care pot fi satisfăcute într-o manieră standardizată.

2. Fundamentarea pe criterii tehnico-economice presupune comensurarea cheltuielilor necesare pentru conceperea şi realizarea produselor-program comparativ cu veniturile care urmează a fi obţinute din vânzarea acestor produse. Analizele economice trebuie realizate în corelaţie cu cele tehnice care implică utilizarea celor mai moderne resurse informatice.

3. Existenţa cadrului legislativ presupune existenţa unei legislaţii economice naţionale în concordanţă cu cea europeană pentru ca viitorul produs să poată fi uşor generalizat atât în ţara de origine, cât şi în alte ţări.

4. Utilizarea unor soluţii tehnice moderne şi eficiente în proiectarea produselor informatice înseamnă folosirea ultimelor noutăţi hardware şi software din domeniu, noutăţi care conduc la obţinerea unor produse competitive.

5. Posibilitatea algoritmizării eficiente a problemelor abordate presupune dezvoltarea şi utilizarea produselor informatice pentru domenii economice în


129

care procesele de prelucrare au un caracter cuantificabil şi pot fi asociate specificului sintactic şi semantic al sistemului electronic de calcul.

6. Dezvoltarea de soluţii informatice bazate pe sisteme de programe reutilizabile în contextul evoluţiei sistemelor de operare are în vedere conceperea acestora prin folosirea unor structuri care să permită dezvoltarea, modificarea sau suprimarea unor module informatice cu efort material şi uman minim în condiţiile apariţiei unor noi versiuni de sisteme de operare.

7. Asigurarea activităţilor de publicitate şi asistenţă tehnică are în vedere estimarea fondurilor necesare pentru lansarea pe piaţă a produsului informatic, urmată de o campanie publicitară eficientă. Publicitatea este asigurată apelându-se la un personal de specialitate şi o tehnică de calcul de un nivel înalt. Pentru asigurarea credibilităţii, firma producătoare trebuie să asigure asistenţa tehnică pentru exploatarea la parametrii de eficienţă a produsului respectiv.

8. Asigurarea de soluţii tehnice cu caracter plurinaţional rezidă din cerinţele de comercializare a viitorului produs atât pe piaţa internă, cât şi pe cea externă. În acest scop la proiectare şi realizare trebuie avute în vedere cerinţele cadrului legislativ din ţara de origine şi din ţările în care produsul va fi livrat, particularităţile limbii, alfabetul, sistemul de unităţi monetare, sistemele de codificare, termenii şi conceptele economice utilizate etc. Plecând de la aceste principii, utilizarea produselor-program generalizabile

presupune parcurgerea unor etape în care utilizatorul final foloseşte în mod efectiv pachetul program existent în biblioteca sursă direct executabilă (livrată de proiectant).

1.3. Caracteristici de calitate ale produselor program generalizabile

Produsele-program generalizabile se caracterizează prin anumite proprietăţi de

calitate specifice pe care le prezentăm în continuare: • Generalitatea asigură universalitatea pentru o gamă largă de utilizatorii,

ele fiind totuşi dedicate anumitor clase de activităţi. • Flexibilitatea se referă la capacitatea de adaptare a produsului-program

la specificaţiile concrete ale utilizatorilor prin livrarea în diferite variante constructiv-funcţionale.

• Parametrizarea permite folosirea anumitor variabile specifice de prelucrare aferente unui utilizator, asigurându-se astfel flexibilitatea în adaptarea produsului-program la nivelul fiecărui utilizator.

• Eficacitatea are în vedere asigurarea calităţilor şi performanţelor imediate ale produselor-program.

• Adaptabilitatea se referă la compatibilitatea produsului-program cu condiţiile concrete de prelucrare ale beneficiarului (particularităţi, specificaţii, date reale).

• Portabilitatea permite exploatarea produselor-program pe alte sisteme de calcul decât cel pe care a fost proiectat.


130

• Interactivitatea înseamnă exploatarea facilă şi prietenoasă a produselor-program prin utilizarea unor ferestre, subferestre, a opţiunilor, a tastelor de control.

• Extensibilitatea se referă la posibilitatea dezvoltării de noi versiuni prin adăugarea, modificarea, inserarea sau suprimarea unor funcţii standard de prelucrare în scopul adaptării eficiente la cerinţele şi condiţiile concrete ale utilizatorului final.

• Integrabilitatea se referă la posibilitatea unei integrări statice şi dinamice între procedurile automate ale sistemului informatic existent şi cele ale produsului-program.

• Configurarea şi reconfigurarea produselor-program are în vedere asigurarea unei independenţe relative a produselor-program faţă de hardware şi software, fiind posibilă rularea lor chiar şi în cazul instalării unor noi versiuni constructive.

• Fiabilitatea şi mentenabilitatea înseamnă asigurarea unei siguranţe maxime în utilizare şi posibilitatea contracarării uzurii fizice şi morale a procedurilor asociate pachetului de programe.

• Eficienţa presupune îmbunătăţirea parametrilor economici ai firmei în care este exploatat produsul-program, justificându-se astfel efortul financiar făcut pentru achiziţionarea lui.

1.4. Selecţia produselor program generalizabile şi evaluarea performanţelor

acestora

Deoarece pe piaţa specializată există o mare varietate de produse informatice viitorul beneficiar trebuie să aibă în vedere un sistem de criterii după care se va face selecţia. Aceste criterii sunt sistematizate în tabelul 5.1.

La alegerea unui produs program se iau în considerare cerinţe cum ar fi: • Dimensiunea maximă a problemei ce trebuie rezolvată în raport cu

dimensiunea maximă planificată de produsul program. • Resursele configuraţiei sistemului de calcul necesare implementării

produsului program în raport cu resursele configuraţiei sistemului la care are acces utilizatorul.

• Flexibilitate, uşurinţa în vehicularea datelor de I/E, modul de înţelegere (învăţare) a utilizării produsului program şi de interpretare care să conducă la un anumit număr redus de rulări cu erori.

• Costurile implicate de utilizarea curentă şi de menţinere în exploatare să se situeze la nivele care să nu afecteze negativ eficienţa economică a unităţii beneficiare.

• Produsul program să poată încorpora noi componente pentru funcţii de prelucrare identificate ulterior şi/sau să poată fi adaptat tehnicilor de prelucrare ce corespund dezvoltării ulterioare a configuraţiei sistemului de calcul.


131

• Nivelul de tratare a erorilor să conducă la reducerea numărului de rulări incomplete ale produsului program; produsul poate pune în evidenţă totalitatea erorilor existente în date, poate realiza corectarea sau ignorarea unora din acestea, iar mesajele de eroare trebuie să stabilească cât mai exact locul, cauza şi modalităţile de eliminare a erorilor.

• Nivelele de fiabilitate şi metenabilitate trebuie să fie astfel dimensionate încât ponderea erorilor ce necesită modificarea de secvenţe în program să fie cât mai redusă.

• Implicaţiile algoritmului utilizat în realizarea produsului program asupra preciziei, vitezei, consumului de resurse.

Tabelul nr. 5.1. Criterii de selecţie a produselor-program

Criteriu Unitate de exprimare

Tipul de optim

urmărit

Preţul de livrare Mii lei Minim

Procent de informatizare/realizare a activităţii/problemei abordate de PPG % Maxim

Costul mediu de funcţionare estimat Mii lei Minim

Costul estimat al sistemului de calcul de achiziţionat Mii lei Minim

Costul mediu al service-ului lunar Mii lei Minim

Numărul de exemplare de PPG vândute de firma proiectantă Bucăţi Maxim

Versiunea de PPG (monopost/reţea) Solicitată debeneficiar

Timpul mediu de funcţionare/exploatare lunar a PPG Ore Minim

Numărul de persoane implicat în utilizarea PPG

Număr de persoane Minim

Numărul de ţări/oraşe/firme în care PPG este implementat Număr Maxim

Criteriile de alegere sunt după cum rezultă din cele semnalate anterior, strâns

legate de caracteristicile de calitate, asigurate în toate etapele de elaborare a produsului program. Putem vorbi, ca în cazul oricărui produs, de calitatea la elaborator şi calitatea la beneficiar sau de calitatea procesului de realizare şi calitatea produsului final.


132

Din punct de vedere al beneficiarului evaluarea performanţelor şi limitelor unui produs program presupune examinarea unor elemente cum sunt: configuraţia minimă (maximă) necesară implementării; necesarul de memorie internă pentru program sau corelaţia dintre elementele care definesc dimensiunile problemei în raport cu disponibilul de memorie internă; precizia pe care o pot avea rezultatele în raport cu durata rezolvării problemei; opţiuni pentru obţinerea rezultatelor intermediare; modul de tratare al erorilor; nivelul fiabilităţii produsului program etc.

Evaluarea performanţelor produsului program mai poate fi înţeleasă ca o comparare a nivelelor caracteristicilor sale de calitate şi cele planificate. În acest sens evaluarea se realizează de către echipa de realizatori luând în considerare exemple de control proprii sau unele probleme de rezolvat de către beneficiarii potenţiali ai produsului program. Valorile atribuite nivelelor caracteristicilor de calitate au în acest caz caracter orientativ. Evaluarea performanţelor se efectuează şi de fiecare utilizator în parte, incluzând particularităţile specifice ale fiecarui tip de problemă pe care o rezolvă. Valorile obţinute în acest caz au menirea de a corecta sau de a confirma nivelele existente în documentaţia care însoţeşte produsul program. Pentru evaluarea performanţelor se întocmeşte un plan de observaţii statistice şi se înregistrează informaţii cu privire la:

• descrierea problemei (dimensiuni, volum de date semnificative, elemente de structură a problemei);

• numărul de rulări, tipul şi numărul erorilor înregistrate pentru fiecare rulare;

• consumurile de resurse (ore programare, asistenţă, timp calculator); • momentele de timp în care se efectuează măsurătorile.

Constituirea seriilor de date se realizează în timp şi la evaluarea performanţelor sunt utilizate metode statistice (calculul mediei, dispersiei, corelaţiei, testarea ipotezelor privind egalitatea mediilor/dispersiilor, analiza dispersională etc.).

Pe măsura completării seriilor de date cu noi înregistrări se procedează la recalcularea nivelelor pentru caracteristicile ce definesc performanţele produsului program. Studierea caracteristicilor cu nivele mai scăzute crează premizele modificării produsului program sau proiectării de noi versiuni care conduc la îmbunătăţirea nivelelor şi pentru aceste caracteristici.

Gestionarea unică a produselor program are menirea de a selecta după criteriul performanţei şi de a generaliza implementarea lor. În acelaşi timp cererile formulate de beneficiar au ca efect perfecţionarea produselor program existente şi influenţează lansarea în realizare de noi produse program.

1.5. Aspecte legislative privind protecţia produselor program

Protecţia produselor program a fost reglementată prin “Legea privind dreptul de

autor şi drepturile conexe”, aprobată în februarie 1996. Această lege defineşte obiectul şi conţinutul dreptului de autor, având o serie de

dispoziţii speciale referitoare la produsele software.


133

Astfel, obiectul dreptului de autor îl reprezintă operele originale de creaţie intelectuală, indiferent de modalitatea de creaţie, modul şi forma concretă de exprimare şi independent de valozrea şi destinaţia lor.

Conţinutul dreptului de autor: autorul are dreptul exclusiv de a autoriza reproducerea integrală sau parţială, difuzarea, transmiterea prin fir, cablu, fibră optică, accesul public la bazele de date, dacă ele sunt protejate, utilizarea, închirierea, împrumutul originalului sau a copiilor.

Prin contractul de închiriere autorul permite folosirea pe un timp determinat a originalului sau a copiilor.

Durata dreptului de autor - tot timpul vieţii autorului şi se transmite prin moştenire pe o durată de 50 ani.

Dispoziţiile speciale referitoare la protecţia produselor program se referă la: • Protecţia programelor pentru calculator include orice expresie a unui

program, programele de aplicaţie şi sistemele de operare, exprimate în orice limbaj (cod sursă sau cod obiect), materialul de concepţie pregătitor şi manualele

• Nu sunt protejate ideile, procedeele, metodele de funcţionare, conceptele matematice şi principiile care stau la baza oricărui element dintr-un program, inclusiv cele care stau la baza interfeţelor

• Autorul are dreptul exclusiv de a realiza şi de a autoriza: o reproducerea permanentă sau temporală, integrală sau parţială a

unui program, prin orice mijloc sau formă o traducerea, adaptarea, rearanjarea şi alte transformări ale unui

program precum şi reproducerea acestor transformări, fără a prejudicia drepturile persoanei care face transformările

o difuzarea originalului sau a copiilor, sub orice formă, inclusiv prin închiriere

• Drepturile asupra programelor create de unul sau mai mulţi angajaţi, ca atribuţii de servici sau după instrucţiunile celui care angajează, aparţin acestuia din urmă.

Prin contractul de utilizare al unui program: • Utilizatorul are dreptul neexclusiv de utilizare a programului • Utilizatorul nu poate transmite dreptul de utilizare unei alte persoane • Cesiunea dreptului de utilizare al unui program nu implică transferul

dreptului de autor asupra acestuia • Utilizatorul autorizat are dreptul de a realiza copii de arhivă sau de

siguranţă fără acceptul autorului • Reproducerea sau traducerea codului program pentru interoperabilitate

cu alte programe trebuie autorizată de titularul dreptului de autor dacă • Actele de reproducere sau traducere sunt realizate de o persoană care

deţine dreptul de utilizare a unei copii a programului • Informaţiile necesare interoperabilităţii nu sunt uşor şi rapid accesibile • Actele se limitează la părţi din program


134

• Informaţiile necesare interoperabilităţii: o Nu pot fi utilizate în alte scopuri decât pentru realizarea acestora o Nu pot fi comunicate altei persoane o Nu pot fi utilizate pentru definitivarea, producerea sau

centralizarea a unui program a cărui expresie este fundamental similară

Se sancţionează cu amendă sau închisoare următoarele fapte: • Accesul public la bazele de date care conţin sau constituie opere

protejate, fără autorizarea titularului dreptului de autor • Însuşirea fără drept a calităţii de autor • Fără autorizarea titularului dreptului de autor se:

o Reproduce, difuzează, comercializează programe o Pune la dispoziţia publicului, prin vânzare, a mijloacelor tehnice

destinate neutralizării dispozitivelor de protecţie a programelor Beneficiază de protecţie prin lege şi programele create anterior intrării în

vigoare a acestei legi.

Bibliografie

135

Capitolul 6. Algoritmi şi tehnici de reprezentare

Pentru ca o problemă să fie rezolvată cu ajutorul calculatorului elctronic trebuie să existe un program informatic care să descrie algoritmul de rezolvare a problemei într-un limbaj accesibil calculatorului, precizându-se operaţiunile prin care, de la datele de intrare, se ajunge la rezultate şi să existe datele structurate într-un anumit mod, pentru a fi accesibile programului informatic.

6.1. Etapele rezolvării problemelor economice

Calculatoarele actuale gestionează datele fără a lua în considerare semnificaţia

lor. Identificarea datelor reprezentate se realizează prin amplasarea simbolurilor în memoria internă, în anumite zone de pe suport, după cum sunt definite prin programele de prelucrare. De aici necesitatea organizării datelor, deci a structurării lor conform logicii programelor.

Întrucât în starea iniţială problemele de rezolvat, inclusiv cele din domeniul economic, nu răspund condiţiilor specificate anterior este necesară parcurgerea anumitor etape pentru ca problema să fie adaptată prelucrărilor informatice. Literatura de specialitate face apel la mai multe concepţii în modelarea problemelor în vederea prelucrărilor informatice1: concepţia tradiţională (clasică), concepţia utilizatorului final (prin folosirea de instrumente software specializate), achiziţionarea de produse-program.

În concepţia tradiţională drumul de la problemă la rezultate este relativ greoi, fiind necesară însuşirea şi utilizarea unui limbaj de programare. Etapele de analiză şi programare durează, de obicei, mult timp şi presupun costuri ridicate.

Aşa cum rezultă din figura 6.1, calea de la problema de rezolvat la rezultate poate fi sintetizată astfel: definirea şi analiza problemei, elaborarea algoritmului de rezolvare a problemei, codificarea algoritmului într-un program utilizând un limbaj de programare, transformarea programului sursă în program executabil (prin compilare sau interpretare), testarea şi corectarea, documentarea programului, execuţia şi întreţinerea.

În etapa de definire şi analiză a problemei se prezintă imaginea conceptuală completă, coerentă şi neambiguă a problemei luate în studiu. După formularea problemei în termeni concreţi şi clari urmează analiza tuturor aspectelor privind datele de intrare şi rezultatele (natură, formă, mod de prezentare, mod de organizare), precum şi precizarea modificărilor suferite de datele de intrare pentru a obţine rezultatele dorite. După stabilirea acestor elemente se poate întocmi, ca o sinteză a etapei, schema de sistem.

1 Reix, R., Systemes d’information et management des organisations, Les Editions Foucher, Paris, 1990, pp. 146-148


136

Fig. nr. 6.1. Concepţia tradiţională de rezolvare a problemelor economice Etapa de elaborare a algoritmului de rezolvare a problemei detaliază prelucrările

până la nivelul operaţiunilor elementare de efectuat, luând în considerare toate restricţiile identificate în faza de analiză. Reprezentarea algoritmului se face prin diverse tehnici: schemă logică, pseudocod etc.

Etapa de codificare a algoritmului presupune alegerea unui limbaj de programare adecvat pentru scrierea programului sursă (se utilizează pentru scriere un editor sau procesor de texte), programul sursă introducându-se în sistem sub forma unui fişier în format text.

Programul scris de om se numeşte program-sursă. Pentru a putea fi înţeles de calculator el trebuie adus în format executabil. Obţinerea formatului executabil se realizează prin traducere, cu ajutorul unor programe speciale care pot fi interpretoare sau compilatoare. Majoritatea limbajelor de programare actuale reprezintă medii de programare, fiind prevăzute cu editor de texte pentru introducerea programului sursă, cu module de traducere, cu editoare de legături, cu module de depanare etc.

Testarea şi corectarea programului. Programul pregătit pentru exploatarea curentă trebuie să fie corect din punct de vedere al logicii de rezolvare a clasei de probleme. În acest scop se folosesc date de test, respectiv date de intrare pentru care se cunosc rezultatele.

Documentarea programului este necesară deoarece, de obicei, programele sunt folosite în exploatarea curentă de alte persoane decât cele care le-au proiectat. Ea presupune precizarea instrucţiunilor de utilizare, a explicaţiilor şi exemplelor care să

Programator

pe baza analizei problemei de rezolvat

instrucţiunipentru calculator

Scrie programul

Traducere automatăîn limbaj maşină

Reguli şi restricţii ale limbajelor de programare

Program

Calculator

Problema

(utilizator)executăprogramul

Rezultat

Bibliografie

137

conducă la o utilizare corectă a programului respectiv. În acest scop se întocmeşte o documentaţie. Aceasta poate fi inclusă în program prin linii de documentare/linii comentariu care nu influenţează modul de derulare a execuţiei programului, facilitând doar înţelegerea sa sau poate fi ataşată programului sub forma dosarului de programare care cuprinde descrierea problemei şi a funcţiilor sale, descrierea structurii datelor (de intrare şi de ieşire), descrierea algoritmului de rezolvare a problemei, programul sursă, descrierea condiţiilor de implementare şi exploatare, exemple de utilizare etc.

Exploatarea are în vedere utilizarea curentă a programului în rezolvarea cazurilor concrete din clasa de probleme pentru care a fost proiectat. Întreţinerea programului are atât un aspect corectiv, înlăturând eventualele erori care au mai apărut, cât şi un aspect evolutiv, care ţine seama de dinamica clasei de probleme rezolvate.

Concepţia utilizatorului final se bazează pe utilizarea instrumentelor software specializate care apropie utilizatorul de calculator şi elimină faza de programare. Asemenea instrumente software specializate sunt limbajele de programare din generaţia a 4-a (programe de calcul tabelar, programe de grafică, sisteme de gestiune a bazelor de date etc.) care permit definirea unui model de rezolvare a problemei apropiat de formaţia utilizatorului.

Achiziţionarea de produse-program. Pentru aplicaţiile curente din domeniul economic (producţie, stocuri, contabilitate generală etc.) societăţi specializate în producţia de software pun la dispoziţie, pe piaţă, produse-program la cheie. Firmele interesate pot achiziţiona asemenea produse-program după analiza atentă a cerinţelor de prelucrare. Ulterior utilizatorul trebuie să-şi adapteze structura datelor la cerinţele produsului-program.

6.2 Algoritmi: Definiţie, proprietăţi, operaţiuni de bază

6.2.1. Noţiunea de algoritm

După cum se ştie, activitatea noastră zilnică nu este algoritmică. Algoritmizăm

de obicei o activitate în următoarele situaţii: • Volumul de calcul necesar este mare; • Activitatea se repetă foarte frecvent; • Rezultatele sunt necesare în foarte scurt timp.

În alte situaţii algoritmizarea şi utilizarea calculatoarelor pentru rezolvarea problemelor nu este justificată. Există însă şi probleme care nu pot fi algoritmizate. Acest lucru însemnă că nu există posibilitatea de programare a rezolvării acestor probleme. Evident, dacă o problemă poate fi rezolvată, se pune problema eficienţei, din punct de vedere al spaţiului şi a timpului necesar rezolvării pe calculator a acestei probleme.

În DEX2 algoritmul este descris în două moduri: • ansamblu de simboluri folosite în matematică şi logică, permiţând

găsirea în mod mecanic (prin calcul) a unor rezultate; 2 ***, Dictionarul Explicativ al Limbii Române, Editura Univers Enciclopedic, Bucureşti, 1996, p. 27


138

• succesiune de operaţii necesare în rezolvarea unor probleme oarecare. În dicţionarul de informatică3 algoritmul este prezentat ca un “concept folosit în

mod intuitiv pentru a desemna o mulţime finită de operaţii (instrucţiuni, comenzi) cunoscute, care executate într-o ordine bine stabilită, pornind de la un set de valori (intrări), produc în timp finit, un alt set de valori (ieşiri)”.

Se pot enumera multe exemple de algoritmi cum ar fi: • algoritmul extragerii rădăcinii pătrate a unui număr; • algoritmul conversiei dintr-o bază de numeraţie în alta; • algoritmul determinării minimului dintr-o mulţime de numere, etc.

Amintim şi câteva exemple de algoritmi care operează cu mulţimi de date economice având drept scop rezolvarea problemelor de gestiune: algoritmul pentru calculul salariilor, algoritmul determinării costului de producţie folosind articolele de calculaţie.

Pentru ca problema să fie rezolvată cu ajutorul calculatorului, algoritmul trebuie exprimat în formatul acceptat de acesta, deci în cod-maşină. Acest lucru ar fi deosebit de dificil şi totodată puţin eficient. Soluţia o reprezintă limbajele de programare care pot face descrierea algoritmilor într-un format oarecum apropiat factorului uman. În cazul problemelor complexe descrierea directă într-un limbaj de programare necesită efort de programare deosebit şi, în plus, solicită cunoaşterea detaliată a limbajului de programare. De aceea se preferă trecerea treptată spre program, prin descrieri intermediare, simplificate, concise şi uşor de urmărit (scheme logice, pseudocod, tabele de decizie etc.).

6.2.2. Proprietăţile algoritmilor

Pentru a fi programabil, orice algoritm trebuie să îndeplinească cumulativ

anumite condiţii (proprietăţi): generalitate, determinism, realizabilitate, finitudine, eficienţă.

Generalitate (universalitate). Algoritmul trebuie să se refere la o clasă de probleme şi nu la o problemă singulară (de exemplu algoritmul de determinare a stocului maxim va lua în considerare “n” produse).

Determinism (claritate). În fiecare moment al execuţiei se cunoaşte cu exactitate următoarea operaţiune ce trebuie executată. De asemenea, algoritmul trebuie să prevadă modul de soluţionare a tuturor situaţiilor posibile care pot apare în rezolvarea problemei, într-o manieră fară ambiguităţi sau neclarităţi.

Realizabilitate (efectivitate). Fiecare din operaţiunile elementare prezente în algoritm trebuie să poată fi executată într-un timp finit.

Finitudine. Operaţiunile trebuie astfel concepute încât algoritmul să se termine într-un număr finit de paşi, cunoscut sau necunoscut.

3 ***, Dicţionar de informatică, Editura Ştiinţifică şi Enciclopedică, Bucureşti, 1981, pp. 18-19

Bibliografie

139

Eficienţă. Această caracteristică ia în considerare procesorul care execută algoritmul. Se are în vedere evaluarea a două funcţii:

• complexitatea-timp, respectiv intervalul de timp cerut pentru executarea tuturor paşilor din algoritm;

• complexitatea-spaţiu, respectiv resursele necesare pentru execuţie (spaţiu de memorie, număr de regiştri etc.).

Din păcate, având în vedere caracteristica de generalitate este foarte greu de determinat eficienţa algorimilor.

Algoritmizarea unei probleme presupune parcurgerea următoarelor etape4: • definirea unui enunţ precis al problemei; • transformarea acestui enunţ în enunţ algoritmic; • reprezentarea enunţului algoritmic cu ajutorul instrucţiunilor specifice

(organigrame, tabele de decizie, limbaje algoritmice etc); • programarea propriu-zisă utilizând un limbaj de programare.

Trebuie făcută precizarea că aceeaşi problemă poate fi algoritmizată sub mai multe forme. Obţinerea unui algoritm este un act creativ care face apel la inteligenţă, intuiţie şi experienţă.

6.2.3. Operaţiuni de bază în algoritmi

Operaţiunile prevăzute în algoritmi utilizează date elementare şi date

structurate. Este vorba de constante, variabile, masive de date (tablouri), articole, fişiere. Asupra acestor mărimi se pot defini următoarele categorii de operaţiuni: operaţiuni de atribuire, operaţiuni de decizie, operaţiuni de intrare/ieşire, alte operaţiuni.

Operaţiunile de atribuire asociază unei variabile o anumită valoare definită printr-o constantă, printr-o altă variabilă sau printr-o expresie. Tot aici se includ operaţiunile de calcul definite pe mulţimea numerelor reale: adunare, scadere, înmulţire, împărţire, ridicare la putere etc.

Exemple: Nota :=9 Medie := (Nota1 + Nota2) / 2 Nume := “Popescu”

Operaţiunile de decizie determină valoarea logică a unei propoziţii (adevărat sau fals). În redactarea condiţiilor se utilizează variabile, constante, expresii, operatori relaţionali (=, #, >, <, >=, <=) şi, eventual, operatori logici (NOT, AND, OR).

Exemplu: DACA tip_cont = “A” OR tip_cont = “a”

ATUNCI SFD := SID +RD – RC

ALTFEL SFC := SIC +RC – RD

4Bernard-Fanounillet, E,., ş.a. Informatique pour comptabilité el la gestion, Editura Eska, Paris, p. 181


140

SFARSIT_DACA Operaţiunile de intrare/ieşire precizează fie introducerea datelor în memoria

internă (citire), fie extragerea rezultatelor din memoria internă (scriere) pentru a putea fi stocate sau vizualizate şi interpretate.

Alte operaţiuni includ operaţiunile de salt, operaţiunile de apel a unei proceduri, etc.

6.3. Tehnici de reprezentare a algoritmilor

După ce un algoritm este elaborat principial el trebuie prezentat într-o formă

accesibilă şi în mod detaliat. Această operaţie este numită reprezentarea algoritmului. Descrierea se poate face în mai multe moduri şi anume prin:

• limbaj logico-matematic; • limbaje de tip pseudocod; • limbaj grafic; • scheme logice verticale; • scheme logice orizontale (Chapin); • diagrame arborescente (Tabourier sau Mills); • prin tabele de decizie; • prin intermediul diferitelor limbaje de programare; • orice combinaţie între ele, fiecare formă având avantajele şi

dezavantajele sale. În continuare sunt prezentate câteva din posibilităţile de reprezentare a

algoritmilor.

6.3.1. Scheme logice

6.3.1.1 Prezentare generală, tipuri de scheme logice Schemele logice sunt reprezentări grafice ale fluxului general de date şi a

algoritmului de prelucrare, utilizând anumite simboluri predefinite. Simbolurile folosite în schemele logice au fost standardizate prin standardul X35 din 1970 aprobat de ANSI (American National Standard Institute), conform cu recomandările R1028/1969 ale ISO (International Standard Organization).

Forma simbolurilor este definită prin configuraţia geometrică şi raportul înălţime/lăţime (dreptunghi: 2/3; romb: diagonala mică/diagonala mare = 2.3; paralelogram: înălţime/lăţime = 2/3, unghi ascuţit = 75°). Liniile folosite trebuie să aibă aceeaşi grosime, indiferent de dimensiunea simbolului. Direcţia normală a fluxului de prelucrare este de la stânga la dreapta şi de sus în jos. Când direcţia este de sens opus se folosesc vârfuri de săgeată faţă de direcţia liniei de flux. Pentru mai multă claritate mulţi programatori folosesc vârfuri de săgeată în toate cazurile. Standardul nu specifică modul cum se localizează şi cum se scrie textul în interiorul unui simbol pentru descrierea operaţiei de executat.

Bibliografie

141

Distingem două tipuri de scheme logice: scheme logice de sistem, scheme logice de program.

Schemele logice de sistem (numite prescurtat scheme de sistem) au rolul de a indica sistemul de resurse afectat pentru obţinerea rezultatelor scontate. Se schematizează relaţiile dintre date şi suporturile tehnice de înregistrare, precum şi fluxul general de prelucrare. În cadrul lor există unul sau mai multe blocuri de prelucrare ce reprezintă proceduri independente de prelucrare, deci programe diferite.

Simbolurile standard utilizate în realizarea schemelor logice de sistem sunt prezentate în fig. nr. 6.5. De asemenea, se utilizează şi simboluri nestandardizate (vezi fig. nr. 6.6).

TI:PROGRAM FBAND

FDISC

FIMP

Fig. nr. 6.4. Exemplu de schemă logică de sistem

Scheme logice de program sintetizează succesiunea etapelor de rezolvare a unei probleme constituind o reprezentare grafică a algoritmului proiectat. În cadrul acestor scheme se folosesc simbolurile standard din fig. nr. 6.5.

Schema logică reprezintă, în final, un graf orientat, care îndeplineşte următoarele condiţii5:

• conţine un singur bloc START şi un singur bloc STOP; • orice arc este etichetat cu una din informaţiile:

o START sau STOP; o citire sau scriere date; o decizie; o atribuire;

• orice arc face parte din cel puţin un drum care începe cu blocul START şi se termină cu blocul STOP.

O schemă logică în care sunt respectate condiţiile de mai sus este o schemă logică structurată.

5Apostol, C., s.a., Introducere în programare. Teorie şi practica PASCAL, Editura Viaţa Românească, Bucureşti, 1996, p. 37


142

SIMBOLURI PENTRU SCHEME LOGICE DE SISTEM SIMBOLURI PENTRU SCHEME LOGICE DEPROGRAM

SIMBOLURI PARTICULARE

Cartela perforata

Banda perforata

Caseta magnetica

Banda magnetica

Pachet de cartele

Tambur magnetic

Disc magnetic

Document imprimanta

SIMBOLURI PENTRU PRELUCRARI

Simbol general pentruprelucrare si atribuire

Subprogram (modul)

Intrare-iesire

Prelucrare nedetaliata

Decizie

SIMBOLURI PENTRU PRELUCRARE

Simbolul generalsistem, subsistemunitate functieunitate de prelucrare

Operatiemanuala

Intrare consola

Fuziune Separare

Sortare Interclasare

SIMBOLURI AUXILIAREInceput-sfarsit, intrerupere

Sensul prelucrarii

Conectorobisnuit Conector pagina

Telecomunicatii Comentarii

Fig. nr. 6.5. Simboluri ANSI folosite în schemele logice SIMBOLURI NESTANDARDIZATE

Floppy disc

Afisaj video

Fig. nr. 6.6. Simboluri nestandardizate folosite în schemele logice

6.3.1.2 Structuri de bază în schemele logice Ordinea în care instrucţiunile programului sunt executate constituie structura

de control a acestuia. Structurile de control, în general, se împart în două categorii:

a. structuri secvenţiale; b. structuri nesecvenţiale.

Bibliografie

143

Structura secvenţială este folosită în cazul programelor simple, în care, ordinea execuţiei instrucţiunilor sau modulelor de instrucţiuni coincide cu ordinea sintactică a acestora.

În programele complexe, această structură se poate regăsi doar pentru anumite părţi ale acestora: (P = M1; M2; M3, ..., Mn). Sintetizat, structura secvenţială pentru programul P care este format din modulele M1, M2,...., Mn se prezintă astfel:

..

M1

M2

Mn

Fig. nr. 6.7.Structura secvenţială Un exemplu de schemă logică de program în care se regăseşte numai structura

secvenţială este prezentat în fig. nr. 6.8. Structuri nesecvenţiale. Structurile nesecvenţiale apar în cazul în care

instrucţiunile se execută numai în anumite condiţii şi/sau se repetă, în funcţie de rezultatul evaluării unor condiţii. Rezultă că structurile secvenţiale pot fi:

• structuri alternative (numite şi de decizie sau de selecţie6); • structuri repetitive (iterative); • structuri mixte.

Structura alternativă este acea structură în care se efectuează un bloc de operaţiuni sau altul în funcţie de o anumită condiţie C impusă de logica de rezolvare a problemei. Condiţia se poate referi la:

• verificarea conţinutului şi a naturii unor zone de memorie; • verificarea conţinutului unui contor, a cărui valoare poate creşte sau

descreşte; • verificarea corectitudinii unor date de intrare etc.

6Nickerson, R.C., Computers, Concepts and Applications for Users, San Francisco, 1990, p.291

START


144

Fig. nr. 6.8. Exemplu de schemă logică cu structură secvenţială Cazul general de program (P) cu structură alternativă este de forma:

P=M1; {M2 dacă C = DA sau M3 dacă C = NU}; M4. în care M1, M2, M3, M4 sunt modulele programului P, iar C condiţia evaluată. Derularea programului se realizează astfel:

• Sub forma P = M1; M2; M4, când condiţia C este îndeplinită sau

• Sub forma P = M1, M3, M4, când condiţia C nu este îndeplinită.

Schematic structura alternativă (IF - THEN - ELSE) se prezintă astfel:

a:=0 b:=0 c:=0

Afişează “Introduceţi primul număr”

Afişează “Introduceţi al doilea număr”

c:=a+b

Afişează “Suma este:”, c

STOP

Citeşte a

Citeşte b

Bibliografie

145

Fig.nr. 6.9. Structura alternativă IF-THEN-ELSE În particular, atunci când M3 nu conţine nici o instrucţiune se obţine o structură

alternativă cu o ramură vidă (pseudoalternativă). Condiţia trebuie astfel construită încât de instrucţiuni ce va fi executat să fie subordonat valorii de adevăr (IF - THEN). Derularea programului se realizează astfel:

• P = M1; M2; M4 dacă C=DA • P = M1; M4 dacă C = NU

Schematic această structură se reprezintă astfel: I N C E P U T

M 1

M 2

C

M 4

S F A R S I T

D AN U

Fig.nr. 6.10. Structura de control alternativă de tip IF-THEN Structurile alternative prezentate mai sus au fost generalizate de C.A.R. Hoare

sub forma unei structuri cu n ramuri (DO - CASE sau SELECT - CASE) care permit selecţia între mai multe ramuri de instrucţiuni7.

7Hoare, C.A.R., An Axiomatic Basis for Computer Pragramming, Comm. ACM 12, p. 576

INCEPUT

M1

M2M 3

C

M4

SFARSIT

DANU


146

Într-o secvenţă de programe Sp în care apare o structură alternativă generalizată (selecţia multiplă) se execută numai modulul pentru care rezultatul evaluării condiţiei C este adevărat. Fiecărui modul de instrucţiuni îi este asociată o condiţie. Secvenţial se evaluează fiecare condiţie în parte. Prima condiţie care este adevărată, determină execuţia modulului aferent acesteia. Modulele care urmează în structură sunt ignorate, controlul fiind predat instrucţiunilor din următoarea secvenţă de program.

Derularea prelucrărilor se realizează astfel: Sp = M1 dacă C1 = DA

M2 dacă C2 = DA Mn dacă Cn = DA

Schematic o structură alternativă generalizată se prezintă astfel: INCEPUT

Mn

C

SFARSIT

M1 M2 Mj…

Fig.nr. 6.11. Structura alternativă generalizată Structurile repetitive permit execuţia repetată a aceluiaşi modul de instrucţiuni.

Numărul de repetiţii poate fi predefinit (FOR) sau condiţionat de rezultatul evaluării unei condiţii (WHILE - DO, DO - UNTIL).

În primul caz este vorba de structura repetitivă cu un număr definit de paşi (DO FOR). Numărul de repetiţii este controlat de o variabilă (V), numită variabilă de control, care are o valoare iniţială (Vi) şi una finală (Vf) - ambele prestabilite - şi o raţie R (un increment) care se adaugă la valoarea curentă a variabilei de control după fiecare execuţie a modulului repetitiv. Ieşirea din structura repetitivă se realizează atunci când variabila de control depăşeşte valoarea finală. Derularea structurii DO FOR pentru o secvenţă de program (SP) se realizează astfel:

Sp = MODUL pentru V < Vf

Bibliografie

147

Fig.nr. 6.12. Structura repetitivă cu un număr definit de paşi

În cel de-al doilea caz, în funcţie de plasarea condiţiei, structura repetititvă poate fi condiţionată anterior (WHILE - DO) sau condiţionată posterior (DO - UNTIL).

În structura repetitivă condiţionată anterior evaluarea condiţiei precede execuţia modulului repetitiv. Execuţia şi, apoi, eventual, repetarea modulului se va face numai când condiţia este adevărată. Derularea structurii repetitive condiţionată anterior se prezintă astfel:

Sp = cât timp C = DA execută MODUL REPET Schematic această structură se prezintă astfel:

Fig.nr. 6.13. Structura repetitivă condiţionată anterior

INCEPUT

MODUL

SFARSIT

V>Vf

V:=Vi

V:=V+R

DA

NU

INCEPUT

MODUL INITIAL

SFARSIT

CDA

NU

MODUL FINAL

MODUL REPET


148

În structura repetitivă condiţionată posterior evaluarea condiţiei se realizează după fiecare execuţie a modulului. Reluarea execuţiei are loc atât timp cât condiţia nu este adevărată. Derularea structurii repetitive condiţionată posterior se prezintă astfel:

Sp = Execută MODUL REPET până când C = DA

Fig.nr. 6.14. Structura repetitivă condiţionată posterior

Structurile mixte se întâlnesc în cadrul programelor complexe. Pe diverse niveluri de organizare se folosesc toate tipurile de structuri prezentate anterior. Practica a demonstrat că pentru definirea structurii de control a oricărui program sunt suficiente structura secvenţială, structura alternativă şi structura repetitivă condiţionată anterior. Este motivul pentru care în literatura de specialitate acestea sunt numite şi structuri fundamentale8.

8Böhm, C., Jacopini, G., Flow diagrams, ACM, 9, pp. 366-371

INCEPUT

MODUL INITIAL

SFARSIT

CDA

NU

MODUL FINAL

MODUL REPET

Bibliografie

149

START

M-INIŢIAL-1

STOP

C=SF

DA

NU

M-SFÂRŞIT-1

MODUL2

ÎNCEPUT

M-INIŢIAL-2

SFÂRŞIT

C=SF

DA

NU

M-SFÂRŞIT-2

MODUL3

INTRARE

M- INIŢIAL- 3

IEŞIRE

M-SFÂRŞIT-3

CALCULE

Fig.nr. 6.15. Structuri de control mixte

6.3.2. Pseudocoduri

6.3.2.1 Prezentare generalã Limbajul pseudocod este folosit în faza de proiectare a programelor pentru

descrierea algoritmilor; el este o alternativă la schemele logice. Limbajul pseudocod nu este un limbaj de programare. Pseudocodul are numeroase variante, practic ele deosebindu-se de la proiectant la proiectant. Chiar la acelaşi proiectant se pot întâlni variaţii ale formei, existând în anumite limite impuse de claritatea descrierii algoritmului, libertatea alegerii variantei celei mai adecvate. Toate variantele au însă ca trăsături comune utilizarea enunţurilor nestandard, precum şi a operaţiilor prescrise de programarea structurată.

Construcţia de bază a limbajului este propoziţia, un algoritm fiind constituit ca o succesiune de propoziţii. Propoziţiile sunt de tipul:

• propoziţii simple prin care se exprimă operaţii ce se vor codifică apoi direct într-un limbaj de programare (de exemplu: deschide fişier, citeşte înregistrare din fişier etc.);

• propoziţii complexe prin care se exprimă operaţii ce urmează a fi detaliate ulterior. Simbolul # este utilizat pentru a marca astfel de propoziţii care se vor detalia ulterior.

Fiecare propoziţie începe cu un verb care exprimă cât mai fidel operaţia descrisă.

În dicţionarul de informatică pseudocodul este definit ca “limbaj utilizat în proiectarea şi documentarea programelor obţinut prin grefarea unor reguli sintactice pe


150

limbajul natural. Mai exact, structurile de control sunt reprezentate prin folosirea unor cuvinte cheie (dacă .... atunci .... altfel .... ; execută....până când....ş.a.) şi printr-o anumită aliniere în pagină a liniilor. Poate fi utilizat în toate fazele proiectării, precum şi ca mijloc de documentare9.

Nu există restricţii de definire unică a formei pe care trebuie să o aibă un pseudocod. De fapt oricine poate crea un asemenea limbaj respectând însă condiţia ca limbajul să conţină structuri de bază suficiente pentru a descrie orice algoritm.

Avantajul pseudocodului este dat de faptul că reprezintă o metodă convenţională de notare şi exprimare a algoritmilor, fără să uzeze de regulile rigide din sintaxa unui limbaj de programare.

6.3.2.2 Reprezentarea structurilor de control cu ajutorul pseudocodurilor Cu ajutorul pseudocodurilor pot fi reprezentate toate structurile de control

fundamentale. Structura secvenţială este structura în care fiecare operaţiune se reprezintă

printr-o propoziţie. Propoziţiile sunt aliniate pe verticală în ordinea desfăşurării operaţiunilor, iar termenii început şi sfârşit fac delimitarea de alte sructuri de control.

Început citeşte CODPROD, DENPROD, CANT, PREŢ calculează VALOARE = CANT * PREŢ scrie DENPROD, VALOARE

Sârşit. Structura alternativă are următorul format general: Început

dacă condiţie atunci

propoziţia - 1 propoziţia - 2 ... alternativa 1 ... propoziţia - m altfel: propoziţia - 1 propoziţia - 2 ... alternativa 2 ... propoziţia - n sfârşit-dacă

Sfârşit

9 ***Dicţionar de Informatică, Editura Ştiinţifică şi Enciclopedică, Bucureşti, 1981, p.279

Bibliografie

151

Un exemplu de pseudocod, cu structură alternativă, pentru calculul salariilor este redat mai jos:

Început citeşte date de la terminal: MARCĂ, NUME, ORE, TARIF dacă ORE ≠ zero

atunci calculează SALARIUL = ORE * TARIF altfel afişează mesajul “articol care nu se prelucrează”

sfârşit-dacă Sfârşit

Structura alternativă cu o ramură vidă are urmatorul format: Început

dacă condiţie atunci propoziţia - 1 propoziţia - 2 ... propoziţia - n sfârşit

sfârşit_dacă Sfârşit

Structură alternativă generalizată are următorul format general: Început selectează i dintre 1: propoziţia - 1 propoziţia - 2 alternativa 1 ... propoziţia - m 2: propozitia - 1 propoziţia - 2 alternativa 2 ... propoziţia - n ... ... ... x: propozitia - 1 propoziţia - 2 alternativa x ... propoziţia - p sfârşit Sfârşit


152

Exemplu pentru actualizarea unei baze de date: Început

precizează i dacă i = 1 atunci # adaugă articol dacă i = 2 atunci # modifică articol dacă i = 3 atunci # şterge articol sfârşit dacă sfârşit dacă sfârşit dacă Sfârşit Structura repetitivă condiţionată anterior are următorul format: Început

cât timp condiţie adevărată execută propoziţia - 1 propoziţia - 2 ... ... propoziţia - n sfârşit sfârşit cât timp Sfârşit Exemplu pentru stabilirea soldurilor la produsele existente în stoc. Început

cât timp STOC > 0 calculează SOLD = STOC * PRET afişează DENPROD, STOC, SOLD

sfârşit cât timp Sfârşit Structura repetitivă condiţionată posterior are următorul format: Început

Bibliografie

153

execută propoziţia - 1 propoziţia - 2

... ...

propoziţia - n până când condiţia este adevărată

Sfârşit Exemplu: Început

Execută calculează SOLD = STOC * PREŢ afişează DENPROD, STOC, SOLD

până când STOC < 0 Sfârşit Pentru a asigura apropierea de limbajele de programare la ora actuală în multe

cazuri se adoptă o notare în limba engleză pentru marcarea structurilor de control. De exemplu, o structură alternativă devine o structură de tip IF..THEN..ELSE

astfel: IF condiţie adevărată

THEN propoziţie – 1

ELSE propoziţie – 2

ENDIF Întrebări

1. Prezentaţi deosebirile dintre cele trei concepţii de modelare a problemelor economice.

2. Care este diferenţa dintre o schemă logică de sistem şi o schemă logică de program?

3. Să se realizeze schema logică de program pentru calculul mediei aritmetice pentru trei numere.

4. Să se realizeze schema logică de program pentru determinarea produsului cu valoarea maximă. Pentru fiecare produs se cunosc codul produsului, denumirea acestuia, cantitatea şi preţul unitar.


154

Bibiliografie

1. Airinei, D., Sisteme expert în activitatea financiar-contabilă, Editura Junimea, Iaşi, 1997 2. Airinei, D. ş.a., Introducere în informatica economică, Editura Sedcom Libris, Iaşi, 1999 3. Airinei, D., Depozite de date, Editura Polirom, Iaşi, 2002 4. Arsac, J., Informatica, Editura Enciclopedică Română, Bucureşti, 1970 5. Bălăceanu, C., Reţele locale de calculatoare. Arhitecturi prezente şi viitoare, Editura

Tehnică, Bucureşri, 1995 6. Beyon, D., Information and Data Modelling, Oxford Blockwell Sci. Publication, 1990 7. Boian, F. M. , Sisteme de operare interactive, Editura Libris, Cluj-Napoca, 1994 8. Böhm, C., Jacopini, G., Flow diagrams, ACM 9 9. Claviez, J.,Informatique-Les Bases, Editions J.C.I. Inc, Paris, 1991, 10. Cohen, F., Viruşii calculatoarelor, Editura Teora, Bucureşti, 1995 11. Connolly, T., Begg, C., Strachan, A., Database Systems. A practical Aproach to design,

implementation and management, Addison-Wesley, Harlow, 1996 12. Crumlish, C., Internet pentru oameni ocupaţi, Editura Bic All, 2002 13. Cuilenburg, J.J., Scholten, O., Noomen, G.W., Ştiinţa comunicării, Versiune românească

de Tudor Olteanu, Editura Humanitas, Bucureşti, 1998 14. Davidescu, N.D., ş.a., Produse program generalizabile în domeniul financiar-contabil,

Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1997 15. Dennis, A., George, J., Jessup, L., Nunamaker, J., Vogel, D., Information Technology to

Support Group Meetings, MIS Quarterly, decembrie 1988 16. Dodescu, G., Informatica, Editura Ştiinţifică şi Enciclopedică, Bucureşti, 1987 17. Dodescu, Gh., Vasilescu, A., Oancea, B., Sistemul de operare Unix şi Windows, Editura

Economică, Bucureşti, 2003 18. Fătu, T., Filip, M., Grama, A., Fotache, D., Georgescu, M., Tudose, A., Bazele

informaticii economice, Editura Vrantop, Focşani, 1997 19. Fătu, T., ş.a. Bazele informaticii, Editura Pro Juventute, Focşani, 1999 20. Fătu, T., ş.a. Sisteme de operare, Editura Pro Juventute, Focşani, 1998 21. Fotache, M., Baze de date relaţionale. Organizare, interogare şi normalizare, Editura

Junimea, Iaşi, 1997 22. Fotache, G., Bontaş, O., Bazele informaticii economice. Aplicaţii, Editura Moldavia,

Bacău, 1999 23. Hoare, C.A.R., An Axiomatic Basis for Computer Pragramming, Comm. ACM 12 24. Laudon, K.C., Laudon, J.P., Management Information System. A Contemporary

Perspective, Second Edition, Macmillan Publishing Company, New York, 1991 25. Le Moigne, J.L., Les systemes d’information dans les organisations, P.U.F., Paris, 1973 26. Lesca, H., Peaucelle, J.-L., Elements d’informatique appliqués à la gestion, Edition

Dalloz, Paris, 1988 27. Louw, E., Duffy, N., Managing computer viruses, Oxford University Press, 1992 28. Martin, J., L’informatique sans programmeurs, Editions d’Organisation, Paris, 1985 29. Lucy, T., Management Information Systems, DP. Publications Ltt, 1991 30. Melnic, A., Fotache, M., Bîlbă, R., Informatică aplicată în economie, Programe de calcul

tabelar, Editura Moldavia, Bacău, 2000 31. Mentzas, G., A functional Taxonomy of Computer-based Information Systems,

International Journal of Information Management, volum 14, 1994

Bibliografie

155

32. Năstase, F., Arhitectura reţelelor locale de calculatoare, Editura Economica, Bucureşti, 1998

33. Nica, P. ş.a, Managementul firmei, Editura Condor, Chişinău, 1994 34. Nickerson, R.C., Computers, Concepts and Applications for Users, San Francisco, 1990 35. Niţchi, Ş., Racoviţan, D. ş.a., Bazele prelucrării informaţiilor şi tehnologie

informaţională, Editura Intelcredo, Deva, 1996 36. Norton, P., Secrete PC, Editura Teora, Bucureşti, 1996 37. Norton, P., Reţele de calculatoare, Editura Teora, Bucureşti, 2000 38. O'Brien, J., Les systèmes d’information de gestion, DeBoeck Université, Montreal, 1995 39. Oprea, D., Premisele şi consecinţele informatizării contabilităţii, Editura Graphix, Iaşi,

1994 40. Oprea, D., Meşniţă, G., Sisteme informaţionale pentru manageri, Editura Polirom, Iaşi,

2002 41. Patriciu, V., Criptografia şi securitatea reţelelor de calculatoare, Editura Tehnică,

Bucureşti, 1994 42. Patriciu, V.-V., Vasiu, I., Patriciu, Ş.-G., Internetul şi dreptul, Editura All Beck, 1999 43. Pescaru, V., Catona, I., Duţă, D., Popescu, C., Satran, I., Fişiere, baze şi bănci de date,

Editura Tehnică, Bucureşti, 1976 44. Păvăloaia, W., ş.a.., Analiză economico-financiară şi informatică de gestiune, Editura

Moldavia, Bacău, 2000 45. Peterson, L.L., Davie, B.S., Reţele de calculatoare: o abordare sistemică, Editura All

Education, 2001 46. Reix, R., Informatique appliquée à la gestion, Les Editions Foucher, Paris, 1993 47. Reix, R., Systemes d’information et management des organisations, Vuilbert, Paris,

1995 48. Rosch, W., Totul despre hardware, Editura Teora, Bucureşti, 1998 49. Roşca, I.G., Ţăpuş, N., Internet & Intranet, Concepte şi aplicaţii, Editura Economică,

Bucureşti, 2000 50. Stoica, I., Informaţie şi cultură. Sinteze. Reflecţii. Atitudini, Editura Tehnică, Bucureşti,

1997 51. Surcel, Tr., Sofronie, Gh., Baron, C., Toma, L., Informatică generală, Editura Calipso

2000, Bucureşti, 1998 52. Tanenbaum, A.S., Reţele de calculatoare, Editura Agora, Bucureşti, 1998 53. Toffer, A., Al treilea val, Editura Politică, Bucureşti, 1983 54. Tudose, A., Bilanţul contabil în sistemul informaţional al întreprinderii, Editura

Moldavia, Bacău, 1999 55. Tudose, A., Sisteme multimedia, Editura Moldavia, Bacău, 1999 56. Watters, C., Dictionary of Information and Technology, Academic Press, 1992 57. Zaharie, D., Năstase, P., Sisteme expert de gestiune, Editura Romcart, Bucureşti, 1993 58. Zota, R.D., Sisteme de operare pentru reţele de calculatoare, Editura Economică,

Bucureşti, 2002 59. Zota, R.D., Reţele de calculatoare în Era Internet, Editura Economică, Bucureşti, 2002 60. American Accounting Association - A statement of Basic Accounting Theory, Evanston,

Illinois, 1966 61. ***, Contabilitate şi sisteme informaţionale, Editura Sedcom Libris, Iaşi, 1999 62. ***, Dicţionar de calculatoare & Internet, Editura Teora, Bucureşti, 1999 63. ***, Dicţionar Explicativ al Limbii Române, Editura Univers Enciclopedic, Bucureşti,

1996


156

64. ***, Dicţionar de informatică, Editura Ştiinţifică şi Enciclopedică, Bucureşti, 1981 65. ***, 01 Informatique magazine, 1997-1999 66. ***, Byte, 1999-2003 67. ***, Chip Computer Magazin, 1997-2003 68. ***, ComputerWorld România, 1999-2003 69. ***, PC Report, 1995-2002 70. ***, PC World, 1999-2002 71. ***, PC-Magazine România, 1999-2002 72. ***, Planeta Internet, 1998-2001 73. ***, Tribuna Economică, 1999-2003 74. http://www.windows-help.net 75. http://www.microsoft.com 76. http://www.barkers.org 77. http://www.ibm.com 78. http://www.intel.com 79. http://www.amd.com 80. http://www.mci.com 81. http://www.hp.com

http://www.windows-help.net/

http://www.microsoft.com/

http://www.barkers.org/

http://www.ibm.com/

http://www.intel.com/

http://www.amd.com/

http://www.mci.com/

http://www.hp.com/

Date post:	19-Feb-2015
Category:	Documents
Upload:	carmen-cosa
View:	18 times
Download:	0 times

bie_nou

Documents