UNIVERSITATEA “GEORGE BACOVIA” BACĂU

INTRODUCERE ÎN INFORMATICĂ

SUPORT DE CURS

Conf. univ. dr. Andreia-Simona Melnic

BACĂU

1

2011

CuprinsCapitolul 1. Concepte de bază privind tehnologia informaţională şi de comunicaţii.....................................................3

1.1. Informaţia, resursă strategică a societăţii.....................................................................................................31.1.1. Evaluarea informaţiei....................................................................................................................................7

1.2. Tehnologia informaţională...........................................................................................................................81.3. Aspecte privind organizarea şi structurarea datelor................................................................................13

1.3.1. Date elementare şi date structurate.............................................................................................................131.3.2. Categorii de operaţiuni definite asupra datelor...........................................................................................15

1.4. Informatica şi informatica juridică............................................................................................................191.5. Sisteme informaţionale şi sisteme informatice..........................................................................................20

1.5.1. Sistemul informaţional şi rolul său în cadrul organismelor economice......................................................211.5.3. Sistemul informatic.....................................................................................................................................23

Capitolul 2. Calculatorul electronic –elemente fundamentale de structură şi principii de funcţionare....................242.1. Structura unui calculator electronic şi modul de funcţionare a acestuia...................................................24

2.1.1. Componenta hardware a sistemului electronic de calcul............................................................................242.1.2. Componenta software a sistemului elctronic de calcul...............................................................................272.1.3. Unitatea centrală - structură şi funcţionare.................................................................................................292.1.4. Principii de funcţionare a calculatoarelor electronice...........................................................................34

2.2. Echipamente periferice şi suporturi de date...............................................................................................362.2.1. Echipamente periferice de intrare.........................................................................................................382.2.2. Echipamente periferice de ieşire.................................................................................................................412.2.3. Echipamente pentru citirea directă a documentelor....................................................................................462.2.4. Echipamente periferice pentru redarea sunetelor..................................................................................482.2.5. Echipamente şi suporturi pentru stocarea datelor................................................................................492.2.6. Echipamente de comunicaţie: modem-ul....................................................................................................59

Capitolul 3. Sisteme de operare....................................................................................................................................603.1. Prezentare generală, caracteristici, structură, clasificare, funcţii.......................................................................60

3.1.1. Prezentarea generală a sistemelor de operare.............................................................................................603.1.2. Caracteristicile sistemelor de operare...................................................................................................603.1.3. Clasificarea sistemelor de operare........................................................................................................613.1.4. Structura unui sistem de operare...........................................................................................................643.1.5. Obiectivele şi funcţiile sistemelor de operare.......................................................................................66

3.2. Tehnici de exploatare a calculatoarelor.............................................................................................................703.2.1. Monoprogramarea.................................................................................................................................703.2.2. Multiprogramarea.................................................................................................................................713.2.3. Multiprelucrarea....................................................................................................................................713.2.4. Prelucrări SPOOLING..........................................................................................................................723.2.5. Prelucrări în timp real...........................................................................................................................723.2.6. Sisteme de lucru multiutilizator............................................................................................................73

Capitolul 4. Reţele de calculatoare...............................................................................................................................754.1. Conceptul de reţea de calculatoare....................................................................................................................754.2. Clasificarea reţelelor de calculatoare.................................................................................................................79

4.2.1. Clasificarea reţelelor de calculatoare în funcţie de răspândirea geografică a sistemelor de calcul............794.2.2. Clasificarea reţelelor de calculatoare în funcţie de arhitectură...................................................................814.2.3. Clasificarea reţelelor de calculatoare în funcţie de topologie.....................................................................834.2.4. Clasificarea reţelelor de calculatoare în funcţie de modelul de comunicare (standardul de comunicare)..86

4.3. Administrarea şi securitatea reţelelor de calculatoare.......................................................................................904.4. Interconectarea reţelelor de calculatoare...........................................................................................................91

Capitolul 5. Programarea, limbaje de programare, produse-program..........................................................................965.1. Noţiuni generale privind limbajele de programare............................................................................................965.2.Etapele rezolvării problemelor cu ajutorul calculatorului electronic..................................................................99Pentru 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...........................................................................1005.3. Principii de utilizare specifice produselor program.........................................................................................1015.4. Caracteristici de calitate ale produselor program.............................................................................................1025.5. Selecţia produselor program şi evaluarea performanţelor acestora.................................................................104

Bibliografie………………………………………………………………………………………………………….106

Capitolul 1. Concepte de bază privind tehnologia informaţională şi de comunicaţii

1.1. Informaţia, resursă strategică a societăţii

Orice societate nu poate exista fără informaţie şi comunicarea ei. Cantitatea de informaţie este în continuă creştere şi aceasta este caracteristica evoluţiei societăţii umane care se află în faza societăţii informaţionale. “Alimentarea” oamenilor cu informaţia de care au nevoie are darul de a duce la generarea unor noi şi noi fapte, adică tot informaţie. Nouă.

Lumea în care trăim se află într-o continuă schimbare, asistăm astăzi la un proces de tranziţie de la societatea industrială la societatea informaţională. Dar ce înseamnă o societate informaţională? În privinţa acestui termen există numeroase dispute, mai ales la noi în ţară, datorită limbii din care a fost tradus (information society, société de l`information). Astfel, de exemplu, mai apar termenii de societate a informaţiei, societate informatizată, economie informatizată, societate postindustrială1.

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” 2. Ea pune accent nu numai pe informaţie, ci şi pe apariţia a noi moduri de viaţă ca urmare a modificării viziunii asupra lumii.

Odată cu trecerea la societatea informaţională s-a făcut trecerea de la teoria valorii bazate pe muncă la teoria valorii bazată pe cunoaştere. Alvin Toffler spunea în lucrarea sa Powershift. Puterea în mişcare că, dacă în timpul societăţii industriale capitalul era unul da natură materială, cuprinzând maşinile şi materialele, în societatea post-industrială principala formă a capitalului este cunoştinţa. Ea este inepuizabilă, se poate aplica de către utilizatori diferiţi în acelaşi timp şi, dacă aceştia o folosesc inteligent, poate genera şi mai multe cunoştinţe.

Societatea informaţională este acea societate în care economia se dezvoltă datorită progreselor tehnologice, în care informaţia joacă un rol pe care altădată (în societatea industrială) îl aveau bunurile materiale. Ea posedă trei caracteristici principale: informaţia este cea mai importantă resursă economică, consumul de informaţii este intens şi dezvoltarea infrastructurii informaţionale globale este primordială.

În primul rând, informaţia este o resursă economică pe care întreprinderile trebuie să o deţină şi să o utilizeze pentru a ocupa o poziţie cât mai bună în mediul concurenţial actual.

În al doilea rând, informaţia este utilizată de oameni din întreaga lume în activitatea lor de consumatori informaţionali.

Cercetătorii japonezi consideră că în societatea informaţională sunt îndeplinite următoarele patru condiţii3:

Venitul pe cap de locuitor este mai mare de 4000 $;

1 Drăgănescu, M., Societatea informaţiei sau societate informaţională, cotidianul Dimineaţa nr.97 /29.04.19982 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.543 Cuilenburg, J., J., Scholten, O., Noomen G.W., Ştiinţa comunicării, Editura Humanitas, Bucureşti, 1998, p.53

3

Numărul angajaţilor din sectorul de servicii depăşeşte 50% din totalul producţiei active;

Numărul studenţilor depăşeşte 50% din totalul populaţiei de aceeaşi vârstă; Ponderea cheltuielilor legate de informaţie depăşeşte 35% din bugetul unei familii.Având în vedere aceste patru criterii, România mai are multe de realizat până va intra în

societatea informaţională.În al treilea rând în societatea informaţională se pune accentul pe infrastructuri

informaţionale globale.Dezvoltarea infrastructurii informaţionale presupune realizarea a cât mai multe linii de

comunicaţii prin care se fac legăturile între reţelele de calculatoare, între noile reţele create prin intermediul telefoniei mobile, a televiziunii prin cablu, a sistemelor personale de comunicaţii prin satelit.

Deoarece şi în cazul societăţii informaţionale au apărut diferenţe în ceea ce priveşte modul de participare la dezvoltarea ei, la nivelul diferitelor ţări sau organizaţii, marile forţe ale lumii, Uniunea Europeană, S.U.A. şi Japonia, care alcătuiesc aşa numita Triadă a Societăţii Informaţionale fac eforturi pentru realizarea unei zone informaţionale comune bazată pe convergenţa tehnologiilor informaţionale şi de telecomunicaţii. Fiecare din componentele triadei, prin politicile organizaţiilor guvernamentale, doresc să asigure coerenţa strategiilor de realizare a societăţii informaţionale globale din punct de vedere al legislaţiei, competiţiei, tehnologiei informaţionale şi a comunicaţiilor, al aplicaţiilor şi serviciilor.

Zona informaţională comună este constituită din mai multe niveluri indivizibile, şi anume4:1. informaţia ca atare, în format electronic (baze de date, baze de documente, baze de imagini ş.a.);2. componentele hardware şi software disponibile utilizatorilor pentru a prelucra aceste informaţii;3. infrastructura fizică (cablu, reţele de comunicaţii radio şi prin satelit);4. serviciile de bază ale telecomunicaţiilor, în special e-mail, transfer electronic de date, acces interactiv la baze de date şi transmiterea interactivă a imaginii digitale;5. aplicaţiile care oferă utilizatorilor serviciile specifice de care au nevoie pentru a utiliza nivelurile anterior menţionate. În general, utilizatorii văd numai aplicaţia la care sunt conectaţi. Dar, în acelaşi timp, este necesar ca şi modul în care are loc „transportul” datelor să fie transparent pentru utilizatori. Ca urmare, aplicaţiile sunt cele pentru care trebuie depuse cele mai mari eforturi din punct de vedere al realizării unei structuri informaţionale şi a unei interfeţe prietenoase;6. utilizatorii care nu au fost instruiţi în vederea folosirii aplicaţiilor, dar care sunt conştienţi de potenţialul utilizării tehnologiei informaţionale şi de comunicaţii şi de condiţiile pe care trebuie să le îndeplinească pentru a beneficia de avantajele ei.

Societatea informaţională globală nu prezintă numai avantaje, criticile aduse revoluţiei informaţionale fiind sintetizate în literatura de specialitate astfel:

Păstrarea, în continuare, a celor două straturi ale societăţii: bogaţi şi săraci, adică cei care au acces la noile tehnologii şi se pot bucura de avantajele lor, respectiv cei care se „minunează” de ceea ce se întâmplă pe glob5;

4 *** The Changing Society, The New Technologies, http://www.ispo.cec.beintbsoc/whitpaper5 Bangemann, M., Europe and the Global information Society. Recommendations to the European Council, Bruxelles, 1994, pp .3-4

Şomajul cronic datorat automatizării producţiei, deşi se urmăreşte prin noile proiecte privind societatea informaţională elaborate de Uniunea Europeană să se elimine acest efect prin crearea de noi locuri de muncă în domeniul serviciilor informaţionale6;

Ruinarea vieţii de familie sau a afinităţilor de grup prin izolare şi continuă căutare de mai bine, pentru dobândirea de noi şi cât mai multe cunoştinţe, inclusiv ameninţarea vieţii private7;

Stres crescut care se datorează faptului că oamenii doresc să-şi îmbunătăţească permanent stilul de viaţă lăsând pe ultimul loc fericirea şi bunăstarea culturală. Oamenii, pentru a-şi menţine nivelul de trai au mai multe locuri de muncă, chiar dacă în rapoartele diferitelor comisii internaţionale acesta ar fi crescut în ultimele decenii8;

Elite desprinse de interesele predominante ale societăţii, bucurându-se de efectele globalizării în sferă restrânsă.Însă, ceea ce este esenţial sunt efectele într-adevăr benefice ale societăţii informaţionale

globale, cu avantajele directe sau indirecte pe care le aduce fiecărui individ.

Societatea informaţională bazată pe cunoaştere înseamnă mai mult decât decât progresul tehnologiei şi aplicaţiilor informaticii şi telecomunicaţiilor, ea integrând şi dimensiunile: socială, ambientală, culturală şi economică

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”9).

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 firmei10, un agent hotărâtor al dezvoltării, fiind numită şi „petrolul secolului XXI”11.

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. Astfel, au apărut în structura organizatorică a întreprinderii compartimentele specializate de culegere,

6 Korten, D.C, Corporaţiile conduc lumea, Editura Antet, Bucureşti, 1997, pp.27-287 Naisbitt, J., Megatendinţe. Zece noi direcţii care ne transformă viaţa,.Editura Politică, 1989, p.558 Malita, M., Zece mii de culturi. O singură civilizaţie. Spre geomodernitatea secolului XXI, Editura Nemira, Bucureşti, 1998, p.185. 9 Van Cuilenburg, J.J., Scholten, O., Noomen, G.W., Op. cit., p. 5510 Laudon, K.C., Laudon, J.P., Management Information System. A Contemporary Perspective, Second Edition, Macmillan Publishing Company, New York, 199111 Stoica, I., Informaţie şi cultură, Editura Tehnică, Bucureşti, 1997, p. 12

5

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

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.

În toate modelele decizionale, locul informaţiei în procesul luării deciziilor este esenţial. Decidentul utilizează pentru fiecare decizie informaţii specifice, precum şi o cunoaştere generală (experienţă acumulată, formaţie, strategie globală aleasă). Procesul decizional produce, la rândul său, o informaţie; fără această informaţie şi fără comunicarea ei, decizia nu va fi însă urmată de efecte. Rolul comunicării informaţiei revine sistemului informaţional.

1.1.1. Evaluarea informaţieiPentru 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 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

7

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 Shannon12 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. Cantitatea de informaţie de un bit este, de exemplu, informaţia obţinută când se alege un răspund “da” sau “nu” la o întrebare sau informaţia obţinută la aruncarea unei monede.

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?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?

1.2. Tehnologia informaţională

Unul dintre factorii care influenţează evoluţia societăţii informaţionale este reprezentat de tehnologiile informaţionale.

Prin fuziunea informaticii cu telecomunicaţiile, birotica, robotica s-a realizat un conglomerat de industrii şi servicii cunoscute sub numele de tehnologie informaţională (Information Technology) sau după alţi autori tehnologie informaţională şi de comunicaţii (Information and Communication Technology - ICT) sau noile tehnologii informaţionale (New Information Technology - NTI).

Astăzi este recunoscută de toată lumea importanţa deosebită pe care o are informaţia în dezvoltarea economică şi socială. Pentru a deveni utilă în orice domeniu de activitate, informaţia

12 Shannon, C.E., The mathematical theory of communication urban, University of Illinois Press, 1948

n

kkk ppH

1

log2

trebuie colectată, stocată, prelucrată şi transmisă celor care au nevoie. Aici intervin tehnologiile informaţionale care au înregistrat în ultimele decenii progrese remarcabile, greu de controlat şi care au provocat profunde transformări la nivelul societăţii, al organizaţiilor şi al indivizilor. Utilizarea tehnologiei informaţionale ameliorează oportunităţile în valorificarea informaţiei şi determină apariţia a noi abordări cu privire la ce este o organizaţie şi cum se comportă aceasta.

O definiţie uzuală a tehnologiei informaţionale a fost dată de Departamentul de Comerţ şi Industrie al Marii Britanii care precizează că tehnologiile informaţionale permit "colectarea, prelucrarea, stocarea şi transmiterea informaţiilor sub formă de voce, imagine, text şi numerică pe baza microelectronicii, prin intermediul combinării informaticii cu telecomunicaţiile"13.

O definiţie mai cuprinzătoare consideră tehnologia informaţională o paradigmă a dezvoltării tehnico-economice ce include comunicaţiile, fotonica, informatica, sistemele de fabricaţie, reţelele, softul, echipamentele de stocare a informaţiei şi memoriile.

Tehnologiile informaţionale cuprind procesele, metodele, tehnicile şi operaţiile necesare prelucrării automate a datelor. Ele întrunesc un bogat set de funcţii, aspecte, activităţi care pot fi grupate în următoarele categorii:

colectarea, reprezentarea, înregistrarea (scrierea) şi identificarea (citirea) informaţiilor; organizarea în memorie şi păstrarea informaţiilor; prelucrarea informaţiilor; căutarea şi extragerea informaţiilor; transmiterea informaţiilor; securitatea informaţiilor; redarea informaţiilor.

Tehnologiile informaţionale prezintă anumite particularităţi14: Sunt tehnologii multiforme care se pot adapta majorităţii activităţilor umane. Tehnologia

informatică s-a pulverizat într-o multitudine de activităţi, ramuri industriale şi servicii, mărindu-şi considerabil portofoliul de aplicaţii;

Sunt tehnologii complexe în care serviciile ocupă o parte considerabilă. Prin utilizarea acestora în cadrul unei organizaţii, specialiştii interni sau externi recurg foarte des la serviciile de asistenţă. Acest lucru se întâmplă mai ales în faza de implementare, decât în faza operaţională. Nevoile întreprinderilor şi ale indivizilor se schimbă, tehnologia progresează şi câmpul de aplicare a tehnologiilor informaţionale se lărgeşte continuu. În cazul achiziţionării unui produs complex, orice cumpărător sau utilizator IT trebuie să se informeze pentru a înţelege tendinţele şi presiunile la care trebuie să facă faţă;

Sistemele informaţionale nu pot transforma singure maniera de funcţionare a unei organizaţii, ele reprezintă doar un mecanism catalizator. Indivizii lucrează cu tehnologiile informaţionale la toate nivelurile ierarhice pentru a-şi realiza obiectivele propuse. Dar deseori aceştia consideră sistemele informatice ca fiind “cutia neagră” a organizaţiei, neînţelegând de fapt în totalitate rolul şi avantajele utilizării noilor tehnologii. De aceea, se impune o colaborare permanentă între informaticieni şi utilizatori la nivelul unei firme.

Un important rezultat al amplorii şi dezvoltării tehnologiei informaţionale îl constituie generalizarea sistemelor informatice. Sistemele informatice constituie cadrul de pătrundere şi de aplicare a tehnologiei informaţionale în organizaţii, dar nu numai, aceasta influentând evoluţia şi dezvoltarea sistemelor informatice. În acest sens, tehnologia informaţională ar cuprinde, pe lângă elementele care asigură colectarea, prelucrarea,

13 Lucey, T., Management Information Systems, DP Publications Ltd. London, 1993, p.212, citat în Dumitriu, F., Sitemul informaţional contabil în întreprindera modernă, Editura Junimea, Iaşi, 2001, p.2814 Gunton, T., Technologies des systemes d`information, Masson, Paris,1993, p.7

9

stocarea şi transmiterea informaţiilor, şi elementele teoretice şi metodologice privind dezvoltarea sistemelor informatice.

Întreprinderea va deveni o organizaţie informaţională, iar structura organizatorică se va aplatiza datorită posibilităţilor oferite de noile tehnologii informaţionale în agregarea şi transmiterea datelor15.

Principalele tehnologii informaţionale are conduc societatea spre globalizare sunt16:a. Internetul-ul

Secolul nostru este teatrul unei evoluţii tehnologice foarte rapide. Lumea a devenit din ce în ce mai “interconectată”: puteţi contacta o persoană dintr-o altă parte a globului de la telefonul aflat în maşina d-voastră; datorită televiziunii puteţi asista în direct la performanţele atleţilor din toată lumea; bursele de la Tokio, Paris şi New York sunt legate printr-o reţea telematică ceea ce permite efectuarea de investiţii 24 de ore din 24 practic în lumea întreagă. Internetul, definit ca o reţea a tuturor reţelelor, este una din cele mai pasionante manifestări a acestui fenomen al societăţii. El a revoluţionat şi a dinamizat toate activităţile economice dintr-o întreprindere, a stat şi stă la baza altor tehnologii informatice. Într-adevăr, Internetul pune în relaţie pe o scară largă oameni şi calculatoare ce vorbesc un limbaj comun şi care sunt racordaţi între ei prin kilometri de cablu şi de linii telefonice.

Internetul, loc de comunicaţie, de schimb de idei şi informaţii se va dezvolta continuu şi viitorul său va depinde de utilizatorii săi. Ca urmare a globalizării schimburilor şi a creşterii importanţei informării, întreprinderea devine din ce în ce mai mult o utilizatoare a Internetului. În esenţă, acesta are la bază reţele de calculatoare dispersate la nivel mondial în toate colţurile lumii, reţele care comunică între ele prin intermediul unui protocol (Internet Protocol - IP), uşor de recunoscut indiferent de tipul echipamentelor (calculatoare) şi de sistemul de operare utilizat.

Pe baza Internet-ului s-au dezvoltat o serie de aplicaţii, precum: Intranet-ul, Extranet-ul, groupware-ul, EDI Internet, poşta electronică, e-marketing, e-learning, discuţii pe Internet (forumuri, grupuri de întâlniri, grupuri de ştiri), chat (discuţii în timp real), comerţ electronic (e-commerce cu următoarele modele de afaceri: magazin electronic (e-Shop), aprovizionare electronică (e-procurement), licitaţie electronică (e-auction), supermagazinul electronic (e-mall), piaţa unui terţ (Third Party Marketplace), comunităţi virtuale (Virtual Communities), conectări la distanţă, telefonie, videoconferinţe, universuri virtuale, captare de programe radio-tv, biblioteci digitale etc.

b. Recunoaşterea optică a caracterelor (Optical Character Recognition) este utilizată în operaţiile de digitizare a datelor de tip text. În scop comercial ea se foloseşte pe scară largă în magazine la citirea codurilor de bare de pe diferite produse. Astfel, se obţin informaţii cu privire la denumire, preţ, raion de vânzare, taxele aferente (TVA, accize etc.), termen de valabilitate, producător etc. Dacă la aceste informaţii se adaugă data vânzării, casa şi vânzătorul, precum şi cumpărătorul, atunci se obţine o imagine completă privind actul de vânzare-cumpărare. Toate aceste informaţii se transferă serverului central pentru înregistrare contabilă, pentru luarea unor decizii etc.

c. Bancomatele (Automat Teller Machine - ATM) reprezintă tehnologia informatică şi de comunicaţii prin care cardul bancar este identificat şi poate fi folosit pentru retragerea unei sume de bani sau efectuarea unor plăţi în conturi predefinite (telefonie, utilităţi, magazine).

d. Sistemele electronice de realizare a întâlnirilor facilitează întâlnirea virtuală a membrilor unei comunităţi sau unei echipe cu diferite prilejuri: conferinţe, luarea unei decizii, simple discuţii video etc. Această tehnologie constă în digitizarea secvenţelor audio şi video,

15 Drucker, P., The coming of New Organization, Harvard Business Review, nr.1/1998, p.1416 Ţugui, Al., Fătu, T., Managementul resurselor informatice, Editura Sedcom Libris, Iaşi, 2004, pp.17-19

compresia, criptarea, transmiterea, decriptarea, decompresia şi vizualizarea acestora cu o viteză foarte mare folosind infrastructura de bază – Internet-ul.

e. Tehnologia groupware şi gestiunea electronică a documentelor Groupware reprezintă un model organizaţional apărut în anii ‘90 care are în vedere trei

dimensiuni ale întreprinderii: managementul sau dimensiunea umană, organizarea sau dimensiunea organizaţională, informatica sau dimensiunea tehnologică. Instrumentele groupware sunt aplicaţii în reţea care permit grupurilor de lucru să colaboreze într-o manieră facilă17. Lucrul în medii colaboraţioniste presupune lucrul cu documente în format electronic (creat sau digitizat prin scanare), folosind un software special care conţine absolut toate componentele pentru lucrul de birou, la care se adaugă şi componenta de transmitere co-echipierilor (poşta electronică, gestionar de documente).

f. Inteligenţa artificială şi aplicaţiile ei Această tehnologie informatică reuneşte aplicaţii ce vor cunoaşte o extindere deosebit de

mare în viitorul apropiat. În categoria aplicaţiilor specifice inteligenţei artificiale sunt incluse: sistemele inteligente, recunoaşterea formelor, recunoaşterea şi înţelegerea vorbirii, robotica, rezolvatoarele generale de probleme, învăţământul asistat de calculator şi prelucrarea limbajului natural.

g. Tehnologia multimedia prevede reprezentarea în ansamblu a diferitelor tipuri de date18. Multimedia înseamnă utilizarea calculatorului electronic pentru prezentarea informaţiilor prin combinarea de texte, grafice, sunete, imagini statice, animate sau video, folosind instrumente care permit utilizatorului să navigheze, să interacţioneze, să creeze şi să comunice. Această definiţie cuprinde cele patru componente importante ale multimediei: calculatorul electronic, legăturile între documente, numite link-uri, instrumente de navigare şi metode de colectare, prelucrare şi comunicare a datelor şi ideilor.

Cele două aspecte, fundamentale şi concomitente, ale multimediei sunt integrarea diverselor documente şi interactivitatea.

Multimedia s-a născut din integrarea diferitelor tehnici. Astfel, fiecare document poate fi manipulat ca un simplu text, iar integrarea unui comentariu sonor sau a unei secvenţe video într-un text sau foaie de calcul devine o operaţiune banală. Această integrare presupune conversia documentelor în format informatic. Fără această conversie, multimedia nu este decât o juxtapunere de elemente fără nici o legătură reală între ele şi, mai ales, fără posibilitatea de modificare a acestora. Conversia datelor care se realizează pentru ca acestea să fie înţelese de calculator se numeşte digitizare; ea constituie baza oricărei aplicaţii multimedia. După digitizare, o fotografie, de exemplu, devine un simplu document informatic ce poate fi manipulat cu uşurinţă. La fel se întâmplă şi cu sunetul sau cu imaginile video. Codificarea numerică, care leagă reprezentarea acestor date, simplifică mult manipularea lor pe aparate derivate din calculator, fie că acestea sunt utilizate de manieră locală, fie că sunt conectate în reţea.

Orice aplicaţie multimedia este interactivă. Astfel, utilizatorul poate dialoga cu aplicaţia, el fiind cel care deţine controlul, desemnând operaţiunea următoare, momentul de începere şi ordinea operaţiunilor. Utilizatorul poate alege oricând alt curs de desfăşurare a aplicaţiei, interacţionând cu aceasta prin intermediul tastaturii, mouse-ului, touch-screen-ului sau chiar vocal.

În literatura de specialitate, multimedia este considerat un concept aflat la intersecţia mai multor domenii, ea combinând cele trei mari inovaţii ale secolului: calculatorul electronic, telecomunicaţiile şi tehnica audiovizualului. În anii '70 multimedia era doar un cuvânt care

17 Fotache, D., Groupware. Metode, tehnici şi terhnologii pentru grupuri de lucru, Editura Polirom, Iaşi, 2002, p. 2818 Tudose, A., Sisteme multimedia, Editura Moldavia, Bacău, 1999

11

însemna audiovizual, în prezent ea devenind o tehnologie care a revoluţionat domeniul calculatoarelor.

Calculatorul a trecut progresiv, de la rolul său de mijloc de prelucrare a textelor, la cel de prelucrare a diverselor şi complexelor date, precum imagini video, fotografii sau sunete. Calculatorul dirijează afişarea diferitelor documente, tratează priorităţile, după cererile utilizatorilor şi permite, deci, un parcurs interactiv în aplicaţie. Folosirea tehnologiilor multimedia necesită dotarea calculatorului cu CD-ROM, difuzoare şi plăci audio, Video-CD, cameră de luat vederi şi placă video, în funcţie de aplicaţiile utilizate.

Informatica stă la baza multimediei. Totuşi multimedia nu constituie un domeniu particular al informaticii, ea nu este decât o prelungire logică şi un rezultat al evoluţiei tehnologice, atât a echipamentelor, cât şi a programelor. Dezvoltarea acestei tehnologii a fost determinată de răspândirea, pe scară largă, a calculatoarelor personale, de dezvoltarea capacităţilor şi performanţelor componentelor şi perifericelor calculatorului ce permit tratarea, depozitarea şi distribuţia datelor multimedia, de realizarea de afişaje video de înaltă calitate şi generalizarea interfeţelor grafice utilizator ce permit realizarea unor prelucrări altă dată complexe şi mai dificil de obţinut, de răspândirea şi standardizarea plăcilor de sunet, de dezvoltarea tehnologiilor de stocare care au permis creşterea volumului de date (apariţia CD-ROM-ului şi a altor suporţi de stocare de mare capacitate). Multimedia s-a consolidat odată cu apariţia standardelor importante în materie de comunicaţii şi de comprimare/decomprimare a datelor, cu integrarea funcţiilor video şi audio în componente electronice sau procesoare şi servicii avansate de telecomunicaţii prin satelit sau cablu, cu faimoasele "autostrăzi informaţionale".

În acelaşi timp, multimedia a devenit o adevărată industrie. Producţia de documente multimedia este economică. Un CD-ROM este un suport cu mult mai ieftin pentru a conţine o enciclopedie decât kilograme de hârtie imprimată. În numeroase domenii, multimedia este deosebit de eficace. De exemplu, prezentarea unei întreprinderi este mult mai atrăgătoare dacă îi integrăm comentarii sonore sau secvenţe video care prezintă un aspect particular legat de acea întreprindere. În plus, această prezentare se poate face fără prezentator, cu ajutorul unui nod interactiv.

Dacă multimedia se răspândeşte, încet cu încet, asupra tuturor sectoarelor de activitate, marele public este şi el vizat. Multimedia devine din ce în ce mai mult un serviciu pentru un public avid de a descoperi cât mai multă informaţie, de diferite tipuri, prin intermediul televizorului sau monitorului, a sintetizatorului muzical sau a televiziunii interactive. Trecerea de la profesional către marele public este facilitată şi de generalizarea unor interfeţe utilizator prietenoase, asigurate în general prin simboluri recunoscute de întreaga lume: pictograme, opţiuni de meniu, zone de dialog, butoane de control etc., mijloace prin care utilizatorului i se asigură un acces rapid la aplicaţii informatice şi la informaţii inedite.

Un concept aparte este realitatea virtuală – Virtual Reality (VR). Realitatea virtuală, noţiune legată de multimedia, reprezintă ultima etapă în dezvoltarea unei interfaţe utilizator. Realitatea virtuală reprezintă o simulare cu ajutorul calculatorului în care grafica este utilizată pentru a crea o lume ce pare reală. Caracteristica cheie a realităţii virtuale este interactivitatea în timp real, unde "timp real" semnifică faptul că calculatorul este capabil să detecteze intrările făcute de utilizator şi să reacţioneze, modificând instantaneu lumea virtuală. Oamenilor le place să vadă lucruri mişcând pe ecran, urmând ordinele lor şi devin captivaţi de simulare.

Realitatea virtuală este definită prin trei cuvinte: interactivitate, imersiune, navigare. Interactivitatea, prin puterea sa de atracţie, contribuie la sentimentul de imersiune pe care utilizatorul îl încearcă luând parte la acţiunea care are loc pe ecranul său. Imersiunea arată faptul că spectatorul nu este în faţa imaginii, ci în interiorul acesteia. El este în măsură să interacţioneze

cu mediul care-l înconjoară şi să navigheze în interiorul acestuia. Pentru a se integra în spectacol, utilizatorul poartă o videocască legată la un calculator, graţie căreia dispune de o viziune în relief la 3600. Interacţiunea vine din aceea că el poate să atingă obiectele pe care le detectează cu ajutorul unei mănuşi senzitive. Aceeaşi mănuşă permite "instruirea" calculatorului în legătură cu mişcările sale (avans, recul, deplasare la dreapta sau la stânga), de unde ideea de navigare.

Dar, realitatea virtuală merge mai departe, adresându-se tuturor canalelor senzitive ale omului. În realitate, utilizatorii nu se limitează doar la a vedea sau a manipula obiectele grafice pe ecran, ci ei pot să le atingă sau să le simtă tactil. Cercetătorii vorbesc şi de simţul olfactiv sau al gustului.

“Un sistem de realitate virtuală este o interfaţă care implică simularea în timp real şi interacţiuni cu multiple canale senzoriale ale omului: vedere, auz, simţ tactil, olfactiv, gust”19.

La baza realităţii virtuale se găsesc imaginile de sinteză în trei dimensiuni (3D), dezvoltate pe calculator. Mult timp imperfecte, ele au atins un asemenea grad de realism, încât simulează lumea reală fără ca ochiul să perceapă cea mai mică diferenţă.

Marele public are în general tendinţa de a asocia simulările realităţii virtuale cu sistemele de vizualizare montate pe capul utilizatorului şi cu mănuşile senzitive, doar pentru că aceste mijloace au fost primele utilizate în aceste simulări. Dar, descrierea realităţii virtuale doar prin uneltele pe care le implică nu este cea mai bună alegere. Şi aceasta deoarece realitatea virtuală nu impune utilizarea căştilor, putându-se utiliza ecrane mari sau chiar staţii de lucru grafice de înaltă performanţă, iar mănuşile senzitive pot fi înlocuite de simple trackball-uri sau joystick-uri.

h. Alte tehnologii informaţionaleSe pot încadra aici toate tehnologiile moderne de proiectare asistată de calculator,

semnătura digitală pentru care şi în România s-a adoptat legislaţia în domeniu, aşa-zisele tehnologii calme, teleprezenţa la locul de muncă, calculatoarele Web, microsistemele etc.

1.3. Aspecte privind organizarea şi structurarea datelor

Dezvoltarea rapidă şi complexă a societăţii a dus în mod inevitabil la o sporire însemnată a volumului de date, care tind să aglomereze şi să blocheze canalele informaţionale, în aceeaşi măsură în care creşte continuu nevoia de informaţie. Orice organism economic se confruntă cu un volum mare de date, supus unor prelucrări relativ simple, dar cu un caracter repetitiv şi cu o frecvenţă mare. În acelaşi timp datele se caracterizează printr-o structură uniformă rezultată din structura documentelor primare specifice operaţiilor economice. Toate acestea reprezintă, de fapt, restricţii în activitatea de structurare şi organizare a datelor economice în sistemele informatice.

Organizarea datelor reprezintă procesul de identificare, definire, structurare şi memorare a datelor20. O bună organizare a datelor impune folosirea unor structuri care să permită o prelucrare cu un cost cât mai redus. Pentru specificul activităţilor economice, fiecare nivel de abstractizare implică date elementare şi date structurate.

19 Burdea, G., 1993-b, “Virtual Reality Systems and Applications”, Electro ’93, International Conference, Short Course, Edition Edison, NJ, Aprilie 2820 Cristea , V. , Dicţionar de informatică, Editura Ştiinţifică şi Enciclopedică, Bucureşti , 1981, p. 240

13

1.3.1. Date elementare şi date structurateData 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:

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 (de exemplu, codprod, denprod, um)

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 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: NOT, AND, OR;

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.

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 Numeric 5 0NUMEPREN Caracter 20FUNCŢIE Caracter 10SALARBAZĂ Numeric 11 2

Fig. nr. 1.7. Descrierea articolului ARTSALAR

Fişierul reprezintă un ansamblu organizat de articole cu aceeaşi natură, dispuse pe un suport de înregistrare (de exemplu, fişierul FSAL cuprinde articolele ARTSALAR cu date privind salariaţii unei organizaţii).

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 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.

15

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.

1.3.2. Categorii de operaţiuni definite asupra datelorPrelucrarea 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 = 8MEDIA=(NOTA1+NOTA2)/2Operaţiunile 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.

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

Exemplu:SALARIU NET = ((NRORLUCR * TARIFO) + SPORVECH) – IMPOZa = (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 < 5000 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.

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 dicţionar de date (vezi figura nr. 1.9). 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.

17

Fig. nr. 1.9. 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.

Bazele de date sunt concepute pentru a prelucra un volum mare de date. 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.

În general, în arhitectura unui SGBD intră cel puţin 5 clase de module: programe de gestiune a bazei de date care realizează accesul fizic la date ca urmare a

unei comenzi primite printr-un program de aplicaţii sau interactiv prin intermediul ecranului.;

limbajul de definire/descriere a datelor (LDD) care permite traducerea (prin compilare sau interpretare, după caz) şi descrierea naturii datelor şi a legăturilor lor logice fie la nivelul global (sub forma schemei conceptuale), fie la nivelul specific fiecărei aplicaţii (sub forma schemei externe sau sub-schemei);

limbajul de manipulare a datelor (LMD) care permite gestionarea şi actualizarea datelor dintr-o bază de date;

utilitare de întreţinere a bazei de date care permit gestionarea de către un operator a bazei de date şi care pot efectua următoarele operaţii21: crearea versiunii iniţiale a bazei de date şi încărcarea acesteia folosindu-se fie o copie creată anterior, fie date neorganizate, crearea şi actualizarea jurnalelor tranzacţiilor realizate asupra bazelor de date, reorganizarea bazei de date pentru recuperarea spaţiului vid, restaurarea bazei de date după un incident logic sau fizic, cu refacerea stării existente anterior acestuia,

21 Saleh, I., Les bases de donnees relationnelles, Edition Hermes, Paris, 1995, p. 13

realizarea diverselor statistici ce permit cunoaşterea activităţii şi utilizării bazei de date etc

componente de control a programelor de aplicaţii care constituie mijloace de prevenire şi corectare a anumitor erori ce pot să apară în condiţii “multi-utilizator”.

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; 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 utilizatorilor22. Ea reprezintă un ansamblu de informaţii organizate, înregistrate pe suporturi magnetice sau optice 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.

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.

Depozitul de date reprezintă o altă direcţie de dezvoltare şi evoluţie a bazelor de date. El desemnează o bază de date special concepută pentru analiza datelor şi suportul deciziilor, prin consolidarea tuturor datelor întreprinderii.

Conceptul de depozit de date a apărut la sfârşitul deceniului 8, 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”.

Deosebirile faţă de o bază de date sunt următoarele: scopul pe care îl au datele stocate - acestea nu sunt utilizate în scop operaţional, ci pentru sarcini analitice, de la identificarea unui nou segment de piaţă până la brainstorming; dacă o bază de date este utilizată pentru prelucrarea tranzacţiilor on-line, depozitele de date se bazează pe prelucrarea analitică on-line, o nouă aplicaţie strategică; dacă o bază de date înregistrază şi raportează ce s-a întâmplat, un depozit de date arată şi de ce.

Patru elemente determinante caracterizează depozitul de date: datele stocate privesc o funcţiune sau un proces din întreprindere (sunt orientate pe subiect); datele sunt integrate şi redefinite penteu a putea fi exploatate; informaţiile sunt conservate mai mulţi ani, acesta reprezentând un atu al depozitelor de date (se asigură continuitatea şi comparabilitatea); datele nu pot fi modificate sau şterse.

22 Pescaru, V., ş.a., Fişiere, baze de date şi bănci de date, Editura Tehnică, Bucureşti, 1976, p. 13

19

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 (de exemplu: Care este contribuţia la vânzările săptămânale totale a produselor informatice vândute prin magazinele situate în regiunea Moldova între 10 şi 20 septembrie?).

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 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.

1.4. Informatica şi informatica juridică

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 considerată ca suport al cunoaşterii umane şi al comunicărilor în domeniile tehnice, economice şi sociale”23.

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 informaţiei24.

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 "informatică industrială", "informatică medicală", "informatică economică", "informatică juridică” etc.

Informatica juridică reprezintă totalitatea aplicaţiilor informatice din domeniul juridic. Principala aplicaţie este de natură documentară. Dintre programele de documentare juridică mai importante sunt: Legis, LegeNet, TC Lex. Informatica de gestiune, un alt domeniu, este reprezentată de informatica judiciară. Ea îşi găseşte aplicaţii în informatizarea tribunalelor (vezi

23 Arsac, J., Informatica, Editura Enciclopedică Română, Bucureşti, 1970, p. 7124 ***,Dicţionar de informatică, Editura Ştiinţifică şi Enciclopedică, Bucureşti, 1981, p.172

21

sistemul ECRIS) şi în gestiunea criminalităţii (gestiunea amprentelor). Învăţământul juridic asistat de calculator este un alt domeniu al informaticii juridice.

1.5. Sisteme informaţionale şi sisteme informatice

Supravieţuirea societăţilor comerciale într-un mediu concurenţial atât de puternic (la care trebuie să se adapteze continuu) este condiţionată şi de obţinerea de informaţii vitale cu privire la piaţă (dinamică, dimensiuni, structură), la competiţie, surse de aprovizionare, pieţe de desfacere, public ţintă. Acest lucru este posibil doar prin intermediul unui sistem informaţional bine organizat care să permită obţinerea de informaţii reale în timp util.

1.5.1. Sistemul informaţional şi rolul său în cadrul organismelor economice

Sistemul informaţional al unei întreprinderi suferă modificări în timpul ciclului său de viaţă, modificări legate de schimbările ce se petrec în interiorul ei, cât şi în mediul extern. Sistemele tind să se extindă şi să se formalizeze pe măsură ce organizaţia devine tot mai complexă.

Sistemul informaţional reprezintă un cadru organizat format dintr-un ansamblu de resurse care asigură colectarea, controlul şi gestionarea datelor prin parcurgerea unor etape succesive în scopul furnizării informaţiilor, printr-o reţea de comunicaţii, diferiţilor utilizatori pentru ca aceştia să îşi realizeze obiectivele propuse25.

O altă definiţie prezintă sistemul informaţional ca fiind totalitatea metodelor, procedeelor şi mijloacelor utilizate în culegerea, stocarea, prelucrarea, analiza şi transmiterea datelor pentru fundamentarea şi urmărirea deciziilor la toate nivelurile unei entităţi economico-sociale26.

Sistemul informaţional poate fi asemănat unei reţele de comunicaţii deoarece asigură căile prin care informaţia ajunge în orice punct al întreprinderii şi chiar din exteriorul ei. Sistemul ca reţea de comunicaţii are două aspecte :

unul informal (conversaţiile, discuţiile dintre salariaţi şi manageri), dând naştere la sistemul informaţional informal;

unul formal (activităţi ce se desfăşoară pe baza unor proceduri prestabilite), rezultând sistemul informaţional formal.

Deseori, sistemul informaţional al unei întreprinderi este denumit şi sistem de prelucrare a datelor27. 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.

Sistemul informaţional este cel care transformă intrările (input-uri) în ieşiri (output-uri), trei etape fiind implicate în procesul de transformare (figura nr. 1.11):

etapa intrării în sistem sau colectarea datelor; etapa prelucrării sau procesarea datelor; etapa ieşirilor din sistem sau generarea informaţiilor.

25 Wilkinson , J., Accounting and information systems , John Wiley & Sons , New York , 1986 , p. 826 Airinei, D., Sisteme expert în activitatea financiar-contabilă, Editura Junimea, Iaşi, 1997, p.6227 Oprea, D., Premisele şi consecinţele informatizării contabilităţii, Editura Graphix, Iaşi, 1994, p. 23

Fig. nr. 1.11. 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.

Utilizatorii informaţiilor generate de sistemul informaţional se împart în două categorii : utilizatori interni – managerii şi salariaţii; utilizatorii externi – creditori, furnizori, clienţi, acţionari, organisme ale statului.

Un sistem informaţional are nevoie de resurse ca să funcţioneze. Resursele pot fi materiale, financiare, umane. Sistemele informaţionale sunt descrise în funcţie de resursa predominantă pe care o posedă. Astfel, dacă domină :

resursa umană atunci sistemul se numeşte sistem informaţional manual; resursa materială (echipamente) acesta se numeşte sistem informaţional automat; calculatoarele şi echipamentele se numeşte sistem informaţional computerizat sau sistem

informatic. Sistemele informaţionale realizează cinci funcţiuni sau sarcini :

1. Colectarea datelor care presupune parcurgerea mai multor paşi : „atragerea” (culegerea) datelor, precum şi măsurarea lor; înregistrarea datelor prin scrierea lor în documentele sursă; validarea datelor pentru asigurarea acurateţii lor; clasificarea datelor; transmiterea datelor spre locurile de prelucrare.

2. Prelucrarea datelor ce are ca scop transformarea acestora în informaţii : transcrierea datelor pe alte documente; gruparea datelor pe tranzacţii similare; sortarea datelor după una sau mai multe caracteristici; calcularea şi compararea datelor cantitative.

3. Gestionarea datelor: memorarea datelor în baze de date şi fişiere; actualizarea datelor pentru reflectarea ultimelor evenimente; restaurarea datelor prin accesare şi sortare.

4. Controlul şi securitatea datelor care presupune validarea datelor (amintită anterior), autorizarea, verificarea şi revizia lor

5. Generarea (producerea) informaţiilor în scopul folosirii de către utilizatori care presupune:

raportarea prin pregătirea rapoartelor cu ajutorul datelor prelucrate şi/sau stocate; deseori este necesară analiza şi interpretarea lor comunicarea, adică transmiterea efectivă către utilizatori.

Misiunea sistemului informaţional este de a sprijini procesele decizionale şi operaţionale cu informaţii corecte în timp real, asigurând o bună comunicare între diferite niveluri ierarhice de supervizare, atât pe orizontală, cât şi pe verticală, contribuind astfel la îmbunătăţirea activităţii firmei, a calităţii şi performanţei produselor realizate .

Intrări de resurse (date)

Ieşiri în produse informaţionale

Prelucrarea datelor pentrua le transformaîn informaţii

23

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

Sub impactul noilor tehnologii informaţionale, sistemele informaţionale „ au o nouă faţă ”. Cuvintele cheie sunt :

Reţele integrate de servicii digitale ( ISDN = Integrated Service Digital Network ) care asigură transmiterea vocii, a datelor şi a imaginilor în mişcare prin intermediul liniilor telefonice;

Poşta electronică ( e- mail ), prin care se realizează comunicarea între două sau mai multe persoane, prin intermediul mesajelor scrise;

Voice-mail-ul, care presupune transmiterea mesajelor vocale prin intermediul reţelelor de calculatoare;

Serviciile multimedia, care integrează comunicaţiile în bandă largă, prin intermediul tehnologiei de transfer asincron (Asynchronous Transfer Mode);

Telefonia mobilă, prin care se poate comunica la distanţă fără a mai fi necesară existenţa cablurilor telefonice;

Comunicaţiile prin satelit, ce permit captarea de emisiuni TV, schimbul de informaţii fără a mai fi necesară cablarea;

Schimbul electronic de informaţii, transferul electronic de fonduri, comerţul electronic , afacerile electronice.

1.5.3. Sistemul informaticSistemul 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 de valorificare a informaţiilor obţinute. Astfel sistemul informaţional devine, din ce în ce mai mult, un sistem informatic28, deşi încă nu se poate pune un 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; ameliorarea performanţelor prin introducerea sistemelor interactive; calitatea prezentării informaţiilor; comunicarea extinsă datorată interconexiunii generalizate.

28 Airinei, D., Sisteme expert în activitatea financiar-contabilă, Editura Junimea, Iaşi, 1997, pp.65-70

Capitolul 2. Calculatorul electronic –elemente fundamentale de structură şi principii de funcţionare

2.1. Structura unui calculator electronic şi modul de funcţionare a acestuiaUn sistem electronic de calcul constituie un ansamblu funcţional destinat prelucrării

automate a datelor furnizate de utilizatori în scopul obţinerii informaţiilor. Pentru realizarea acestui obiectiv, acesta 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.

Componentele unui sistem de calcul pot aparţine uneia dintre următoarele categorii: Hardware Software

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.

2.1.1. Componenta hardware a sistemului electronic de calcul

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 funcţie de procedeul de reprezentare a informaţiei şi de suportul fizic al informaţiei, calculatoarele se clasifică în:

calculatoare analogice; calculatoare numerice; calculatoare hibride.

25

În sistemele de calcul analogice1, 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.

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. Această poziţie binară furnizează o cantitate de informaţie de 1 BIT. În funcţie de natura informaţiei ce se codifică şi de dispozitivele care manevrează informaţia în sistemele de calcul numerice, se utilizează mai multe moduri de codificare a informaţiei. În toate cazurile însă este vorba de o reprezentare binară a informaţiei.

Calculatoarele hibride îmbină procesarea informaţiilor reprezentate în formă numerică cu cele reprezentate în formă analogică, comunicarea între componentele discrete şi cele analogice ale calculatorului realizându-se prin intermediul convertoarelor analogo-numerice şi a celor numerico-analogice.

Dintre aceste trei categorii de calculatoare, de cea mai largă răspândire se bucură calculatoarele numerice datorită avantajelor lor: precizia reprezentării şi prelucrării datelor, universalitatea claselor de probleme.

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 prelucrare.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

1 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.

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

echipamente periferice de stocare 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: cuplor, modem, etc.

Structura de principiu a unui calculator electronic se prezintă astfel:

Fig. nr. 2.1. Structura de principiu a unui calculator electronicFuncţiile active, de prelucrare şi control sunt realizate de UAL şi UCC. De aceea se

consideră că ele sunt componentele unităţii centrale de prelucrare (procesor). 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 operaţional. 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.

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 MonitorMouse

CD-ROM

27

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

2.1.2. Componenta software a sistemului elctronic de calcul

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.

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, Windows Commander, Dos Navigator);

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 a datelor, utilizate pentru micşorarea dimensiunilor fişierelor fără pierderi de informaţii (ARJ, PKZIP şi PKUNZIP, WinRAR, WinZIP etc.);

utilitare de depistare şi înlăturare a viruşilor (numărul şi varietatea acestora sunt impresionante – Norton Antivirus, Doctor Web, AVP, Virus Scan, Doctor Panda);

utilitare de optimizare a discurilor care optimizează amplasarea datelor pe disc în vederea reducerii duratei de acces la informaţii (Disc Defragmenter, SpeedDisk);

utilitare de diagnosticare pentru determinarea configuraţiei şi testarea funcţionării calculatorului (Check-It, Ndigs).

Programele traducătoare (translatoare) au rolul de a converti programele scrise de utilizatori într-un anumit limbaj de programare (Basic, Fortran, Cobol, Pascal, C, etc.) în formate accesibile calculatorului (în cod-maşină, respectiv în cod binar).

Pentru scrierea programelor sunt utilizate limbajele de programare, limbaje artificiale create de om care servesc la exprimarea, sub formă de instrucţiuni executabile de către calculator, a algoritmului de rezolvare a unei probleme. Algoritmul indică modul de prelucrare a datelor iniţiale şi modificarea lor pas cu pas până la obţinerea rezultatelor finale. Există câteva categorii de limbaje de programare: limbaje cod-maşină (în care toate instrucţiunile sunt numerice - şiruri de 0 şi 1, fiind redactate plecând de la un cod binar propriu fiecărui calculator), limbaje de asamblare (limbaje orientate maşină - instrucţiunile în limbaj de asamblare corespund instrucţiunilor în limbaj maşină conform modelului de calculator utilizat; aceste limbaje permit utilizarea de abrevieri alfabetice – mnemonice, mai uşor de memorat decât adresele scrise în binar), limbaje de nivel înalt sau evoluate (limbaje care nu depind de tipul calculatorului pe care rulează, nu corespund unei anumite familii de calculatoare şi la care instrucţiunile sunt mai apropiate de limbajul uman (de exemplu, Fortran, Pascal, C, Cobol, Basic, Ada, Prolog, LISP, Algol, Java), limbaje de nivel foarte înalt, apărute în primul rând pentru utilizatorii nespecialişti, numiţi şi utilizatori finali şi care se caracterizează prin neproceduralitate (utilizatorul trebuie să-i spună calculatorului ce să facă şi nu cum să facă).

Programul scris într-un limbaj de programare se numeşte program sursă, iar limbajul său, limbaj sursă. Codificarea programului este efectuată de traducător (translator). Fiecare instrucţiune a programului sursă este tradusă de translator într-un grup de instrucţiuni cod-maşină. În funcţie de destinaţia funcţională, translatorul poate fi asamblor, compilator sau interpretor.

Asamblorul este translatorul de programe scrise în limbaje de asamblare.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 (cu editorul de legături), din care rezultă programul în format

29

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.

Translatorul, ca program, este dedicat unui anumit limbaj sursă şi unui anumit tip (familie) de calculatoare. De exemplu:

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

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 aritmetico-logică. Între componentele unităţii centrale, precum şi între acestea

Programsursă

Compilare Programobiect

Editare de legături Programîn formatexecutabil

Execuţie

date

rezultate

Încărcare

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 legături2 ( fig. nr. 2.3.).

Fig. nr. 2.3. Schema funcţională a unui calculator electronic

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.

2 ***, Contabilitate şi sisteme informaşionale, Editura Sedcom Libris, Iaşi, 1999, p.215 şi următoarele31

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

Memoria principală sau memoria internă reprezintă un dispozitiv capabil să înregistreze informaţiile pentru a le furniza apoi sub forma impulsurilor electrice unităţii aritmetico-logice pentru executarea comenzilor primite de la unitatea de comandă şi control.

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 (Large Scale Integration, Very LSI, Wafer Scale Integration) cu tranzistori bipolari;

memorii MOS (Metal Oxide Semiconductor) bazate pe tranzistori cu efecte de câmp.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, UNICODE – UNIversal CODE).

Caracteristicile memoriei sunt următoarele:

Lungimea cuvântului este unitatea elementară pentru memorarea şi accesarea instrucţiunilor, operanzilor şi adreselor. Ea depinde de tipul calculatorului: 8 biţi (la primele microcalculatoare), 16 biţi (la primele microcalculatoare IBM-PC), 32 biţi, 64 biţi

Capacitatea totală a memoriei exprimă volumul de informaţii care poate fi stocat şi se exprimă în octeţi (bytes) sau multiplii acestora (un octet are dimensiunea de 8 biţi şi este aproximativ egal cu un caracter), după cum urmează:

1 Kilooctat (Ko) = 1 Kilobyte (KB) = 210 octeţi = 1024 octeţi; 1 Megaoctet (Mo) = 1 Megabyte (MB) = 220 octeţi = 1048576 octeţi; 1 Gigaoctet (Go) = 1 Gigagabyte (MB) = 230 octeţi; 1 Teraoctet (To) = 240 octeţi; 1 Petaoctet (Po) = 250 octeţi.

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).

Ciclul de memorie este intervalul de timp în care se realizează scrierea sau citirea unei unităţi de informaţie în/din memorie sau intervalul de timp dintre două operaţii  succesive de scriere sau citire. Se exprimă în microsecunde sau nanosecunde.

Costul memoriei interne este preţul memoriei raportat la capacitatea de memorare şi depinde direct de tehnologia utilizată. 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 accesului şi al modului de funcţionare, memoria internă este structurată în:

memoria ROM; memoria RAM.Memoria ROM (Read Only Memory) este folosită pentru memorarea unor funcţii

sistem sau a unor componente specifice echipamentului cu rol în lansarea sistemului de operare (de exemplu BIOS-ul). 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;

33

- 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.

- memoriile EEPROM flash sunt memorii EEPROM speciale care permit scrierea/ştergerea mai multor locaţii de memorie printr-o singură operaţie. Astfel ele sunt mult mai rapide decât memoria EEPROM obişnuită care operează cu fiecare locaţie de memorie în parte.

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 sau gigaocteţilor (există module de până la 4 Go).

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).UAL comportă două tipuri de dispozitive: dispozitive de lucru, adică dispozitive aritmetico-logice (pentru operaţii de adunare,

scădere, negaţie, reuniune, intersecţie, etc.) sub forma unor circuite speciale care combină impulsurile electrice reprezentând informaţia sub formă de cifre binare (dispozitiv aritmetic binar, în virgulă mobilă, zecimal);

componente de stocaj intermediar: registrele ca memorii specializate de capacitate limitată ce înregistrează pentru fiecare operaţie operanzii şi rezultatele.

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;

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 (circa 400 . Sunt cele mai răspândite, regăsindu-şi aplicabilitatea de la calculatoarele personale până la servere.

Procesoare EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing) care permit executarea simultană a mai multor instrucţiuni (de exemplu, procesoarele Itanium).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

35

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.)3:

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.

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

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

DecodorDECODOR

UAL

PROGRAM

DATE

1

2

3

5

2

4

UCCMI

REZULTATE

Transferul de date poate fi realizat în mod paralel (magistrale paralele) sau serial (magistrale seriale). Magistralele paralele transmit toţi biţii fiecărui cuvânt concomitent pe mai multe conductoare paralele. Magistralele seriale transmit datele bit cu bit, unul după altul, pe un singur canal (două conductoare).

Majoritatea calculatoarelor moderne folosesc mai multe magistrale. Acestea pot fi interne sau externe. Magistrala internă conectează componente interne ale calculatorului la unitatea centrală, iar cea externă, pe cele externe. Exemple de magistrale interne: PCI, PCI-X, AGP, PCI-Express, Hyper Transport. Magistrale externe: ATA, PCMCIA, SCSI, FireWire, Serial ATA, USB.

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

seriale, când datele se transmit bit cu bit pe o singură cale (COM, USB, PS/2); paralele, când transferul se face concomitent pentru un număr de biţi, pe mai multe

linii, de obicei 8, 16 sau 32 (LPT); cu infraroşii (IRDA) etc.

Fig. nr. 2.6. Conectarea echipamentelor periferice la sistemul de calcul

Arhitectura de bază a calculatorului asigură patru porturi COM (1-4) şi trei porturi LPT (1-3). La portul COM puteţi conecta tastatura, mouse-ul, un modem extern etc., la cel paralel imprimanta, scanner-ul, unitatea ZIP etc.

În ultimii ani se bucură de popularitate porturile USB (Universal Serial Bus). Treptat se extinde şi folosirea porturilor FireWire.

Prin intermediul portului USB se pot conecta până la 127 de periferice şi nu este necesară oprirea calculatorului pentru a conecta/deconecta un periferic prin acest port. În prezent se utilizează mai mult standardele USB 1.1, standard de conectare plug’n’play4 ce oferă o viteză de transfer maximă de 12 Mb/s şi USB 2.0, standard ce oferă o viteză de transfer maximă de 480 Mb/s. Sistemul USB a devenit popular pentru conectarea unor periferice precum: aparate de fotografiat numerice, tastatură, mouse, unităţi de discuri flexibile pentru calculatoarele portabile, unităţi de memorie flash, scanner şi chiar imprimante.

4 Plug and Play (PNP) reprezintă un set de specificaţii ce permit unui dispozitiv să se configureze singur şi să funcţioneze fără intervenţia utilizatorului imediat ce este instalat în sistem

37

Sistemul FireWire are funcţii similare sistemului USB, dar este mai rapid şi este folosit pentru conectarea perifericelor externe ce necesită viteză relativ înaltă de transfer a datelor (se utilizează preponderent pentru ataşarea echipamentelor video numerice).

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 dateO 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.

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

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.

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.

39

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.

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.

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 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.

Mouse-ul poate avea de la două la şase butoane, putând fi dotat şi cu rotiţă de scroll. El se conectează de obicei la unul din porturile seriale ale calculatorului, iar în cazul mouse-ului USB, la un port USB al 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.).

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

41

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

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

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.

După principiile de funcţionare există monitoare cu tub catodic (CRT), monitoare pe bază de cristale lichide (LCD), pe bază de plasmă şi elctroluminiscente. 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.

La monitoarele cu tub catodic, componenta principală, tubul catodic (CRT = Cathode Ray Tube), 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.

Monitoarele CRT, cu dimensiunile lor mari, încep să facă faţă din ce în ce mai greu concurenţei oferite de monitoarele cu cristale lichide. 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. Unul dintre

43

parametrii cei mai importanţi ai acestor monitoare este durata de răspuns (response time) care variază între 15-30 ms.

Monitoarele pe bază de plasmă – GPD (Gas Plasma Display) şi PDP (Plasma Display Panel) asigură o imagine calitativă, o rezoluţie foarte bună, ecranul nu produce sclipiri ca tuburile cinescop, dar ele sunt monocrome, costisitoare şi contrastul imaginii este slab

Monitoarele electroluminescente utilizează o peliculă subţire de material special care licăreşte la trecerea curentului elctric.

Monitorul are următoarele caracteristici mai importante: dimensiune, definiţie, rezoluţie, număr de culori, grad de periculozitate al radiaţiilor pe care le emite, numărul de dimensiuni în care sunt afişate informaţiile.

Dimensiunea monitorului este caracterizată de mărimea diagonalei sale. Valorile tipice sunt de 14”, 15”, 17”, 19”, 21”, 22” şi 24” (inch; 1 inch=2,54 cm). Cele mai răspândite sunt monitoarele de 17”, cu tendinţa spre cele de 19”.

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. Valorile tipice pentru definiţie sunt de 0,22-0,25 mm.

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 monitorul are 800 puncte pe orizontală şi 600 de puncte pe verticală. Cu cât rezoluţia este mai mare, cu atât imaginea este mai bine definită.

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. Valoarea vitezei de reîmprospătare a afişării5

variază între 60 şi 200 Hz. Se recomandă valori mai mari de 85 Hz.Monitoarele tradiţionale afişează imaginea în două dimensiuni (2D), dar se fabrică şi

monitoare 3D care permit afişarea imaginii în trei dimensiuni prin polarizarea luminii şi folosirea unor ochelari speciali sau în mod holografic.

Perfecţionarea tehnologiilor de fabricaţie a redus substanţial intensitatea radiaţiilor emise de monitor. Monitoarele cu radiaţie redusă (Low Radiation) sunt nedăunătoare sănătăţii utilizatorului la folosirea lor raţională.

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.

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.

Interfaţa dintre monitor şi unitatea centrală este realizată de placa video. Există mai multe standarde video care precizează rezoluţia, numărul de culori şi viteza de reîmprospătare a imaginii. De exemplu, VGA (Video Graphics Array) care permite afişarea în 256 culori simultane cu o rezoluţie de 640 de pixeli pe orizontală şi 480 de linii pe verticală; SVGA (Super

5 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.

VGA)care 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), XGA (eXtendend Graphics Adapter) care permite afişarea în 65535 culori cu o rezoluţie de 640*480 sau 1024*768 etc. În prezent se utilizează doar monitoare din clasa SVGA, XGA şi superioare (SXGA – Super XGA, UXGA – Ultra XGA, WUXGA – Widescreen UXGA etc).

Producători de monitoare sunt Samsung, LG, Sony, Philips, Dell, IBM.

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. La imprimantele laser, de exemplu, rezoluţia poate fi de 600, 720, 1200 dpi, la cele cu jet de cerneală de 4800x1200 dpi, 5760x7200 dpi etc, la imprimantele matriceale de 240x144 dpi

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); poate fi de la 1 ppm până la 50 ppm sau mai mult.

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.

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. Capacitatea memoriei unei imprimante laser, de exemplu, poate fi până la 416 Mo, dar pentru cele mai simple ea este de 8, 16, 32, 64 Mo.

Posibilităţile de extindere a setului de caractere au în vedere atât metode software, cât şi metode hardware (prin ataşarea unor dispozitive – casete cartridge) care conţin seturi suplimentare de caractere.

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,

45

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, scaner, 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 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 matrici 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 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.

47

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.

În prezent există camere foto care 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.

În locul în care este poziţionat filmul în aparatele clasice, camerele digitale au înglobate senzori CCD (Changed Couple Device), care se folosesc de altfel şi la scannere şi camere video. Subiectul ce se doreşte a fi fotografiat este proiectat prin obiectiv, iar mii de fotodiode sensibile la lumină, aflate pe cip-ul CCD, preiau informaţia şi o descompun într-o mulţime de pixeli. Numărul acestor pixeli hotăreşte rezoluţia camerei foto, ceea ce este important pentru prelucrarea şi tipărirea ulterioară.

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

2.2.3. Echipamente pentru citirea directă a documentelor

Cititorul de bare de cod se utilizează în registratoarele de casă ale marilor magazine sau în biblioteci, fiind format dintr-un ansamblu de citire, emisie/detecţie a intensităţii luminoase. Preţurile (în cazul caselor de marcat) 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.

Scanerul 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. Scanerul detectează diferenţele de strălucire a unei imagini sau a unui obiect, folosind o matrice de senzori. În majoritatea cazurilor, scanerul 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 scanere: scanere manuale (hand scanner), scanere plane (flat-bed scanner), scanere cu tambur (drum scanner), scanere video, scanere 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 scanere care folosesc tehnologia video.

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

Scanerul este caracterizat de următoarele elemente: Posibilitatea de producere a imaginilor color – În acest sens, scanerele sunt grupate în

scanere color şi scanere monocrome (scanere 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).

Rezoluţia reprezintă numărul de puncte pe inci pe care le poate citi scanerul. Cu cât rezoluţia este mai mare, cu atât imaginea scanată va fi mai apropiată de cea reală. Un scanner cu posibilităţi minime începe de la 300 de puncte pe inci şi avansează în trepte uniforme cum ar fi 1200, 2400, 3600, 4800 de puncte pe inci, dar sunt şi scannere de până la 19200 dpi.

Viteza de scanare - Aproape toate scanerele moderne sunt echipamente cu trecere unică, ele având o singură sursă de iluminare ce se bazează pe filtrele elementelor fotodetectoare pentru sortarea culorilor. Scanerele 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. Viteza de scanare poate fi de 1-60 pagini pe minut;

Domeniul dinamic reprezintă domeniul de culori (sau numărul tonurilor de gri de la negru la alb) pe care le poate distinge un scaner. Modalitatea obişnuită de exprimare a domeniului dinamic este profunzimea, adică biţii necesari pentru codificarea numărului maxim de culori. Scanerele 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

49

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 compară 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 microcalculatoarelor cu plăci de sunet care permit cuplarea unor echipamente de 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.

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. Spre exemplu, modelul Sound Blaster Audigy 2 lucrează 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, dispune de tehnologia EAX Advanced HD care oferă realism audio fără precedent în jocuri, filme sau muzică, prin reverberaţii, trecere realistă între medii audio virtuale, procesarea simultană a mai multor efecte audio. Utilizatorii 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.

Microfonul şi difuzoarelePuntea 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 şi 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 datelorUna 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 400 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

51

aspect de care nu trebuie să ne temem în privinţa unităţilor de stocare: puterea de înmagazinare a datelor va creşte ameţitor de repede.

După modul de înregistrare, suporţii se împart în suporţi ce folosesc informaţia analogică (aici se încadrează casetele video, videodiscul – Laser Disc, benzile de magnetofon) şi suporţi de informaţie numerică (digitală). Suporţii de informaţie numerică pot fi suporţi de informaţie digitală neinformatică (CD-audio, Mini Discul, lansat de Sony în 1992, Rotary Digital Audio Tape, Digital Compact Cassette) care lucrează cu informaţie numerică, dar nu sub formă de fişiere în sens informatic şi suporţi de informaţie numerică informatizată, reprezentaţi de CD-ROM şi variantele descinse din acesta, CD-I (Compact Disc Interactive), CDTV (Commodore Dynamic Total Vision), Photo CD, Video CD.

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

În configuraţia actuală a calculatoarelor discul magnetic este cel mai utilizat. Unităţile de discuri magnetice sunt echipamente periferice care mediază schimbul de date şi informaţii între suport (disc magnetic) şi sistemul de calcul.

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 (formatul CAV), corespunzând unei poziţii a capului de citire-înregistrare. Prin convenţie, pistele sunt numerotate, începând cu zero, de la marginea exterioară a discului. O porţiune dintr-o pistă se numeşte sector. Sectorul este unitatea fundamentală de memorare a informaţiei pe disc. Sectoarele sunt numerotate începând cu cifra 1; sectorul 0 este rezervat pentru identificare, nu pentru stocare. 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 sector poate fi accesat direct după adresa de sector, determinată de numărul pistei şi numărul sectorului de pistă.

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 sunt făcute dintr-un material dur, de obicei dur-

aluminiu; discuri flexibile, la care discul este realizat 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; 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 (de exemplu, cele DS-HD au 1,44 Mo, cele DS-ED au 2,88 Mo) 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.

53

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.

Începând cu mijlocul anilor ’90 se fabrică şi discuri flexibile de capacităţi mult mai mari. Astfel, în 1995 firma Imation a lansat 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 mari6. Ulterior s-au realizat şi dischete cu capacitatea de 240 Mo. Corporaţia Sony fabrică unităţile de disc flexibil HiFD cu o capacitate de 200 Mo la dimensiunea dischetelor de 3,5”.

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.

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.

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.

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

Capacitatea de memorare este în funcţie de diametrul discurilor, numărul de discuri, numărul de cilindri, densitatea de înregistrare. Capacitatea maximă de memorare a crescut de la 20 MB până la mii de Go.

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

Timpul mediu de acces, exprimat de obicei în milisecunde, este durata necesară pentru deplasarea capetelor de citire-scriere între doi cilindri oarecare. În general se consideră că un disc cu timp de acces sub 20 de milisecunde este rapid. Timpul de acces (mediu) a scăzut de la 85 ms la mai puţin de 3,6 ms7.

Rata de transfer reprezintă viteza cu care unitatea şi controllerul pot să trimită datele către sistem. Viteza cu care sunt transferate informaţiile a crescut de la 102 Kb/s la aproape 400 Mb/s la unităţile moderne cele mai rapide.

Viteza de rotaţie. În funcţionare discurile se rotesc permanent cu o viteză constantă. Vitezele de rotaţie uzuale la diferite tipuri de hard-discuri sunt de 5400 rotaţii/minut, 7200 rotaţii/minut, 10000 rotaţii/minut, ajungând chiar la 15000 rotaţii/minut.8 Creşterea vitezei de rotaţie determină mărirea ratei de transfer.

Dimensiunea discului poate fi de 14”, 8”, 5.25”, 3.5”, 2,5”, 1.8”, 1.3”. Cea mai folosită este de 3.5”.

Unităţile de disc se leagă la magistrala calculatorului prin intermediul unei interfeţe care poate fi ATA (AT Attachment), SATA (Serial ATA), SCSI (Small Computer System Interface), FireWare, Fibre Channel.

Unităţile de discuri amovibile

Discurile amovibile (detaşabile) 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 transport9. 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 Mo, 250 Mo sau 750 Mo şi o viteză de transfer de până la 1,5 Mbps. 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.

7 Cheetah X15 - 3,6 ms8 Cheetah X15 – 15000 rpm9 Sabău, M., Dispozitive de stocare amovibile, Byte, iunie 1997, p. 101

55

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 gigaocteţi10. 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 magnetice pot fi clasificate astfel11: 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 ridicat12.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

10 Unitatea internă de bandă magnetică IBM Internal SCSI Tape Drive foloseşte cartuşe cu capacitatea de 20 Go fără compresie şi 40 Go cu compresia datelor, unitatea externă de bandă magnetică IBM 3592 J1 A foloseşte cartuşe cu capacitatea de 300 Go fără compresie şi 900 Go cu compresia datelor11 Kane, J., Hudson, D., Bender, M. , 12 biblioteci de benzi pentru arhivare în reţea, BYTE, vol. 2, nr.8/199612 Cruceanu, D., Casetele magnetice, PC REPORT România, nr.43, 1996, p. 25

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)13. 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 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 personale14.

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

13 Idem, p. 2614 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.

57

la suportul magnetic pentru date. Aceasta se 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 40, 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 posibile15.

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 distribuirea software-ului şi a documentaţiilor), precum şi piaţa bunurilor de larg consum (pentru jocuri video sau computer)16.

15vezi şi Popescu, Gheorghe, Utilizarea CD-ROM, PC World, volumul 1, aprilie, 1993, p. 11 16 Nagy, C., Tehnologii optice, PC REPORT România, nr. 43/1996, p. 29

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 (Red Book, Yellow Book, Green Book, Blue Book), Orange Book, White Book).

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. La ora actuală viteza maximă de scriere este de 52x.

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.

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 arhiare 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. În prezent viteza maximă de rescriere este de 24x.

Sistemele DVD

59

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 Disk17).

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.

Viteya de transfer date la DVD se indică în multipli ai 1350 Kops (şi nu ai 150 kops ca la CD). Astfel, viteza DVD de 4x este egală cu 4x1350=5,4 Mops

Tehnologia DVD s-a dezvoltat tot mai mult în ultimul timp, apărând diferite formate pentru discurile 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 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.

Se fabrică discuri magneto-optice de 2,5”, 3,5” şi 5,25”. Cel mai cunoscut producător de discuri magneto-optice de 3,5” este compania Fujitsu. Aceasta fabrică discuri cu capacitatea de la 128 Mo până la 2,3 Go.

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, pot fi conectate la file server, dar pot fi găsite şi la staţiile de lucru client sau de sine-stătătoare.

17 Elaborată în 1986, iniţial a avut denumirea Digital Video Disc

2.2.5.4. Alte echipamente periferice şi suporturi de date

Memoria flash poate fi de tip NOR (propusă de Intel în 1988) sau de tip NAND (propusă de firmele Samsung şi Toshiba în 1989). Memoria NOR este cu acces arbitrar (RAM), cea de tip NAND suportă doar accesul secvenţial, este mai rapidă, de o mai mare densitate, suportă mai multe operaţii de scriere/citire şi e mai ieftină.

Memoria flash se fabrică în diferite formate: în formă de tub (flah tub, flash pen), pe plachete – cartele PCMCIA, cartele Compact Flash, Secure Digital.

Memoria flash este mai lentă decât cea ROM sau RAM. În prezent se livrează module de memorie flash cu capacitatea de până la 64 Go.

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. 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 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.

61

Capitolul 3. Sisteme de operare

3.1. Prezentare generală, caracteristici, structură, clasificare, funcţii

3.1.1. Prezentarea generală a sistemelor de operare

Sistemul de operare reprezintă ansamblul de programe care asigură utilizarea optimă a resurselor fizice şi logice ale unui sistem de calcul1. El are rolul de a gestiona funcţionarea componentelor hardware ale sistemului de calcul, de a coordona şi controla execuţia programelor şi de a permite comunicarea utilizatorului cu sistemul de calcul. Folosirea hardware-ului unui sistem de calcul ar fi dificilă şi ineficientă în lipsa unui sistem de operare. Sistemul de operare este componenta software care coordonează şi supraveghează întreaga activitate a sistemului de calcul şi asigură comunicarea utilizatorului cu sistemul de calcul, trebuind să fie capabil să realizeze o interfaţă între calculatorul propriu-zis şi utilizator El 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 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.

1 Dodescu, G., Informatica, Editura Ştiinţifică şi Enciclopedică, Bucureşti, 1987, p. 226

63

3.1.2. Caracteristicile sistemelor de operare

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.

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.

Pentru a fi acceptat de utilizator un sistem de operare trebuie să îndeplinească următoarele condiţii:

să fie uşor de utilizat; să necesite resurse hardware minimale; să existe un număr cât mai mare de aplicaţii care să ruleze sub acel sistem de operare; să aibă un cost de achiziţie şi de întreţinere cât mai scăzut.

3.1.3. Clasificarea sistemelor de operareÎn 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, numărul prelucrărilor executate2.

1. După configuraţiile hardware pe care le deservesc, sistemele de operare pot fi: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, multitasking, sunt sisteme de operare puternice care pot gestiona lucrul cu un număr mare de periferice, orientate pentru prelucrări complexe şi pentru volume mari de date şi dispun de un limbaj de comandă pentru utilizatori specializaţi.

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. Ele sunt interactive, multiuser şi multitasking; folosesc un limbaj de comandă pentru utilizatori avizaţi; procedurile de încărcare la conectarea sistemului şi de instalare a sistemului de operare sunt mai laborioase; sunt mai rigide, în cazul modificării configuraţiei hardware; asigură un sistem de priorităţi de execuţie dezvoltat; sunt orientate pentru lucrul cu mai mulţi utilizatori, oferind un sistem complex de protecţie a informaţiei; sunt orientate pentru lucrul cu multe terminale, putând îndeplini funcţia de concentrator de date.

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. Pot fi instalate atât pe sisteme de calcul individuale, cât şi pe sisteme de calcul cuplate în reţea. Ele sunt puternic interactive, cu un limbaj de comandă accesibil sau cu interfaţă grafică utilizator; unele sunt monouser şi monotasking (MS-DOS), altele multitasking (Windows), eventual şi multiuser (Unix); sunt uşor configurabile, oferind proceduri automate pentru încărcarea sau pentru instalarea sistemului de operare; ocupă un spaţiu redus în memoria internă;

2. După gradul de partajare a resurselor sunt: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 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, sistemele de operare se clasifcă în:a. Sisteme de operare seriale;b. Sisteme de operare interactive;

2 Boian, F. M. , Sisteme de operare interactive, Editura Libris, Cluj-Napoca, 1994, pp 73-7665

c. Sisteme de operare în timp real.Sistemele de operare seriale sunt acele sisteme de operare pentru care gradul de

interacţiune cu utilizatorul, în timpul prelucrărilor, este practic nul. De cele mai multe ori, interfaţa dintre sistemul de operare şi utilizator nu dispune de un limbaj de comandă accesibil utilizatorului obişnuit, motiv pentru care comunicarea dintre utilizator şi sistem nu este directă, ci mediată de persoane specializate (operatori de calculator). În timpul execuţiei lucrării sale, utilizatorul furnizează datele care se prelucrează odată cu formularea cererii de prelucrare şi primeşte rezultatele prelucrării la încheierea execuţiei.

Sistemele de operare interactive permit comunicarea directă între utilizator şi sistemul de calcul, prin intermediul unui limbaj dedicat acestui scop (limbajul de comandă al sistemului de operare sau interfaţa grafică utilizator), utilizatorul 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 interactive pot fi monouser sau multiuser.

Exemplu: Windows este un sistem interactiv monouser; Unix este un sistem interactiv multiuser.

Sistemele de operare în timp real permit deservirea, în timp prestabilit, a fiecărei operaţii cerute de utilizator.

4. După numărul prelucrărilor executate simultan, există:a. Sisteme de operare monotasking;b. Sisteme de operare multitasking.

Pentru utilizarea eficientă a resurselor sistemului de calcul, unele sisteme de operare pot gestiona execuţia concurentă a mai multor procese, asigurând proceselor din sistem accesul concurent la resursele sistemului sau partajarea resurselor. Aceasta înseamnă că, la un moment dat, în sistem se pot afla în execuţie mai multe procese care concurează între ele pentru accesul la resursele sistemului, iar sistemul de operare gestionează resursele sistemului pentru satisfacerea cât mai multor cereri ale acestor procese pentru alocarea de resurse. O caracteristică importantă a unui sistem de operare este măsura în care poate asigura execuţia concurentă a proceselor. După acest criteriu, sistemele de operare pot fi:

Sistemele de operare monotasking execută un singur task (lucrare, sarcină, program) la un moment dat; ele nu asigură execuţia concurentă şi nici partajarea resurselor între mai multe procese. Sub controlul unui sistem de operare monotasking, la un moment dat, în sistemul de calcul se poate executa un singur program; acesta rămâne activ din momentul lansării lui în execuţie şi până la terminarea lui completă; cât timp este în execuţie, programul are acces la toate resursele sistemului de calcul.

Exemplu: sistemele de operare MS-DOS şi CP/M sunt sisteme de operare monotasking; în timpul executării unui program, sistemul de operare pierde controlul asupra sistemului, în favoarea programului aflat în execuţie, care preia controlul până în momentul încheierii execuţiei sale.

Sistemele de operare multitasking sunt acele sisteme de operare care asigură execuţia concurentă a mai multor procese care există concomitent în sistem.

Faţă de sistemele de operare monotasking, aceste sisteme trebuie să asigure şi partajarea timpului între programele ce se execută simultan, precum şi gestiunea alocării resurselor sistemului de calcul, atât hardware cât şi software.

Exemplu: sistemele de operare Windows, Unix sunt sisteme multitasking.În ceea ce priveşte evoluţia sistemelor de calcul, în prezent se constată tendinţa de

apropiere a performanţelor sistemelor de operare pentru sisteme de calcul mari de cele ale

sistemelor de operare pentru mini sau microcalculatoare. În acelaşi timp, se realizează o integrare funcţională tot mai accentuată a diferitelor tipuri de sisteme de calcul în platforme de lucru comune, de obicei prin conectarea acestora în reţele de calculatoare. Cel mai elocvent exemplu în această direcţie este reţeaua Internet care realizează legătura între cele mai diferite tipuri de sisteme de calcul, funcţionând sub controlul unor sisteme de operare diverse.

De asemenea, se urmăreşte dezvoltarea de sisteme de operare portabile, adică care funcţionează pe platforme hardware diferite. Un exemplu în acest sens este sistemul de operare UNIX.

O altă direcţie este dezvoltarea de familii de sisteme de operare. Un exemplu este familia sistemelor de operare Windows care cuprinde sisteme de operare interactive, multitasking, asigurând şi funcţiile pentru lucrul în reţea de calculatoare; între aceste sisteme de operare, unele sunt specializate pentru un anumit mod de utilizare, de exemplu: Windows NT Server, pentru server de reţea sau Windows NT Workstation pentru staţii de lucru din reţea.

3.1.4. Structura unui sistem de operarePentru 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 servicii.

Componenta de comandă şi control cuprinde programe ce au rolul de a asigura utilizarea eficientă a resurselor sistemului de calcul. Resursele sistemului de calcul pe care sistemul de operare le pune la dispoziţia utilizatorului se constituie din totalitatea componentelor fizice sau logice ale sistemului de calcul, care pot fi solicitate, la un moment dat, în timpul execuţiei unui program.

Funcţiile componentei de comandă şi control ale sistemului de operare sunt: planificarea, lansarea şi urmărirea execuţiei programelor; gestionarea resurselor sistemului de calcul; depistarea şi tratarea evenimentelor deosebite care apar în timpul execuţiei programelor; asigurarea protecţiei informaţiilor manevrate de diverse programe (aceste programe pot

fi ale sistemului de operare sau programe utilizator).Componenta de comandă şi control a sistemului de operare include:

nucleul sistemului de operare, cu funcţia de coordonare a activităţii sistemului de calcul şi a celorlalte componente ale sistemului de operare. Această componentă este rezidentă în memoria internă pe toată durata funcţionării sistemului de calcul şi se mai numeşte monitorul rezident al sistemului de operare.

câte o componentă de gestionare pentru fiecare tip de resursă din sistem.Astfel, în categoria programelor de comandă şi control intră:

Programe de gestiune întreruperi care reprezintă un ansamblu de subrutine activate la apariţia unui anumit semnal fizic de întreruperi.

Sistemul de întreruperi reprezintă o combinaţie de instrumente hardware şi software care asigură comunicarea între componentele funcţionale elementare ale unui sistem de calcul prin intermediul întreruperilor. Întreruperea reprezintă suspendarea temporară a execuţiei procesului care are alocată UCP, în momentul în care apare un eveniment în sistem, în scopul tratării acestui eveniment de către UCP. Pentru ca o întrerupere să fie funcţională, este necesar să poată fi îndeplinite două condiţii:

UCP să dispună de capacitatea de a fi întreruptă, adică să fie posibil ca UCP să fie alocată altui proces, înainte de încheierea execuţiei procesului căruia îi este alocată, la un moment dat;

67

să existe posibilitatea de a conserva parametrii procesului suspendat, pentru ca acesta să poată fi continuat ulterior, din punctul în care a fost întrerupt.

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 servicii asigură sub supravegherea programelor de control, dezvoltarea programelor de aplicaţii şi exploatarea celorlalte facilităţi oferite de sistemul de operare.

Componenta de servicii a sistemului de operare s-a dezvoltat odată cu cerinţele utilizatorilor sistemelor de calcul. Gradul de accesibilitate al unui sistem de calcul, ca şi complexitatea sarcinilor pe care utilizatorul le poate rezolva cu ajutorul lui sunt influenţate de existenţa şi eficienţa programelor de sistem incluse în componenta de servicii. Programele de servicii se execută sub supravegherea programelor de comandă şi control, ca orice program de aplicaţie.

Această componentă oferă servicii diferite, de la un sistem de operare la altul, sau chiar între variante diferite ale aceluiaşi sistem de operare.

Programele de serviciu pot fi grupate astfel:1. Programele translatoare traduc programele sursă în programe obiect

(asambloare/macroasambloare, compilatoare, interpretoare) ale căror instrucţiuni în limbaj maşină pot fi executate de sistemul 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; 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, Win Commander, Windows Explorer.

Un sistem electronic de calcul poate să lucreze în două moduri: modul supervizor (kernel) când controlul este deţinut de către sistemul de operare, modul utilizator (user) când controlul este deţinut de un program de aplicaţii.

Interfaţa dintre nucleul sistemului şi programele de aplicaţii este asigurată printr-un set de instrucţiuni extinse pe care sistemul de operare le poate executa. Ele sunt cunoscute şi sub numele de apeluri sistem. Pentru fiecare apel există câte o procedură în biblioteca de proceduri a sistemului de operare, astfel încât atunci când un program utilizator emite un apel, sistemul de operare va lansa în execuţie o procedură din bibliotecă. Prin aceste proceduri sistemul de operare oferă programelor de aplicaţii diferite servicii, dintre care amintim:

servicii video care stabilesc modul de lucru al monitorului, poziţia cursorului, tipul cursorului, scrierea unui şir de caractere pe ecran etc.

servicii de disc care asigură citirea şi scrierea sectoarelor, verificarea sectoarelor, stabilirea tipului de dischetă etc.

69

servicii pentru tastatură care asigură stabilirea stării tastaturii, citirea unei taste etc.

Apelurile de sistem creează, şterg şi folosesc diferite resurse software pe care le administrează sistemul de operare. Cele mai importante dintre acestea sunt procesele. Procesul este format din programul executabil, datele şi stiva de date a programului, registrele folosite de program şi alte informaţii necesare lansării în execuţie a programului. Periodic sistemul de operare decide oprirea execuţiei unui proces pentru lansarea în execuţie a altui proces, asigurând partajarea timpului de lucru al procesorului între mai multe programe. Reluarea unui proces oprit temporar are loc exact din starea în care a fost suspendat. Din această cauză, toate informaţiile despre proces sunt păstrate de către sistemul de operare în tabelele proceselor.

3.1.5. Obiectivele şi funcţiile sistemelor de operareSistemul de operare apare ca un ansamblu de programe destinat să răspundă la

următoarele 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; creşterea eficienţei globale în utilizarea sistemului de calcul prin creşterea vitezei de

execuţie a prelucrărilor, reducerea timpului de răspuns al sistemului la solicitările utilizatorilor, creşterea gradului de utilizare a resurselor prin utilizarea lor la capacitate maximă.

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 WIMP3 (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 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:

3 Claviez, J., Informatique: les bases, Editions J.C.I. Inc., Montréal, 1993, p. 130

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).

Rolul sistemului de operare este de a asigura utilizarea eficientă a resurselor sistemului electronic de calcul, facilitând sarcinile utilizatorului. Sistemul de operare gestionează alocarea timpului UCP, a memoriei interne, accesul la fişiere, accesul la echipamentele periferice, etc. pe toată durata execuţiei unui program, în scopul utilizării cât mai eficiente a acestor resurse. În cazul în care este posibilă executarea simultană a mai multor programe, sistemul de operare realizează alocarea resurselor între programe pe baza unor criterii de alocare, în scopul optimizării execuţiei programelor. De asemenea, el trebuie să asigure protecţia între utilizatori acolo unde sistemul de operare permite accesul concomitent al mai multor utilizatori (programe) la resursele sistemului de calcul, precum şi protecţia între programe, fie că este vorba de programe utilizator sau programe ale sistemului de operare. Această protecţie se referă la evitarea cazurilor de interferenţă între mai multe programe în execuţie, care ar putea duce la alterarea zonelor de program din memoria internă sau la alterarea, de către un program, a datelor utilizate de un alt program.

Sistemul de operare poate trata erorile fizice (de exemplu, erori de citire/scriere în memoria externă, erori de acces la un echipament periferic, lipsa din configuraţia sistemului de calcul a unui echipament, etc.) sau erorile logice care pot să apară în timpul executării unui program (de exemplu, operaţii interzise, ca împărţirea la 0).

Sistemele de operare pot avea şi funcţia de asistenţă « on line », cunoscută ca Help-ul sistemului de operare, precum şi funcţia de tipul « plug and play » care oferă facilităţi de autodetecţie a echipamentelor nou instalate în sistem şi permite reconfigurarea hardware, cu uşurinţă, a sistemului, ca şi notificarea schimbării configurării sistemului, de exemplu prin căderea unui echipament din sistem

Sistemul de operare îndeplineşte şi o serie de funcţii auxiliare, cum ar fi: contabilizarea activităţii sistemului de calcul, jurnalizarea comenzilor adresate interpretorului de comenzi al sistemului de operare, jurnalizarea erorilor, etc.

Operaţiunile realizate de sistemele de operare pentru a-şi realiza obiectivele pot fi grupate astfel4:

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 derulării

4 Reix, R., Systèmes d'information et management des organisations, Les Editions Foucher, Paris, 1990, p.5371

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 (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.

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. De exemplu, în sistemul de operare Windows fiecare utilizator dispune de o listă a fişierelor sale într-un catalog (folder). Fiecare fişier este identificat printr-un nume şi are anumite atribute (de exemplu, fişier read-only, fişier sistem, fişier ascuns aplicaţiilor obişnuite), sunt stabilite drepturi de partajare a fişierului, de exemplu în cadrul unei reţele de calculatoare, sunt oferite informaţii de adresă care permit localizarea fişierului pe disc, informaţii privind tipul fişierului, informaţii despre date calendaristice, de exemplu: data când a fost creat fişierul, data ultimei actualizări, data ultimei consultări

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 sau optice 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 (de exemplu, COMMAND.COM în MS-DOS). Aceste programe declanşează operaţiile curente activând alte module ale 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.

73

3.2. Tehnici de exploatare a calculatoarelor

Tehnica de exploatare a unui sistem de calcul se referă la modalităţile utilizate de sistemul de operare pentru planificarea execuţiei programelor şi pentru gestionarea resurselor solicitate.

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 pentru sistemele seriale, obiectivul ei fiind automatizarea lansării în execuţie a lucrărilor (programelor). Ea presupune organizarea şi execuţia secvenţială a lucrărilor pe un sistem de calcul. Planificarea lucrărilor se realizează strict secvenţial într-o ordine prestabilită, în loturi de lucrări. Lansarea în execuţie a unei lucrări se face, în cadrul lotului din care face parte, secvenţial, adică respectând condiţiile:

o lucrare se lansează în execuţie numai după încheierea execuţiei lucrării care o precede; ordinea de lansare în execuţie a lucrărilor este strict ordinea în care se află lucrările în

lotul de lucrări; la un moment dat, toate resursele sistemului sunt puse la dispoziţia lucrării aflate în

execuţie. Acest mod de organizare a prelucrărilor se numeşte prelucrare batch (pe loturi), iar

sistemele de operare care utilizează această tehnică de exploatare se numesc sisteme de operare batch (BPS - Batch Processing Systems).

Lansarea în execuţie a lucrărilor din lotul de lucrări se face automat, sub controlul componentei sistemului de operare numită monitor de înlănţuiri.

Dezavantajele acestei tehnici sunt reprezentate de timpul mare de răspuns al sistemului (toţi utilizatorii primesc rezultatul prelucrărilor numai după executarea întregului lot) şi eficienţa scăzută în utilizarea resurselor sistemului (toate resursele sunt afectate, pe rând, câte unei singure lucrări în execuţie).

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.

3.2.2. MultiprogramareaMultiprogramarea (multiprogramming) reprezintă modul de exploatare a unui sistem

de calcul care permite existenţa simultană în memoria internă a mai multor programe care se execută concurent, în partiţii fixe de memorie5, cu restricţia ca ele să nu folosească în acelaşi timp aceeaşi resursă. Obiectivul urmărit în cadrul multiprogramării constă în maximizarea volumului de lucrări care trec prin sistem şi minimizarea timpului petrecut de o lucrare în sistem.

5 O partiţie de memorie trebuie să fie o zonă contiguă de memorie, adică o zonă de memorie formată numai din locaţii de memorie adiacente. O partiţie are o anumită lungime şi o adresă fixă.

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. MultiprelucrareaDacă 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.

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.

75

3.2.4. Prelucrări SPOOLINGPrelucrarea spooling (Simultaneous Peripheral Operations On-line) reprezintă un mod

eficient de exploatare a sistemelor de calcul seriale, bazat pe principiul separării operaţiilor de intrare de operaţiile de ieşire şi de restul prelucrărilor şi pe executarea lor în paralel. Executarea lucrărilor se face în multiprogramare.

Această tehnică 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.

Pentru utilizarea tehnicii SPOOLING este nevoie de o memorie externă de capacitate mare, direct adresabilă, unde să fie organizate perifericele virtuale.

Efectele utilizării tehnicii SPOOLING sunt: creşterea randamentului de exploatare a unui sistem serial cu 40-50%, în primul rând prin

scăderea timpilor de aşteptare ai UCP creşterea randamentului de utilizare a echipamentelor I/O; acestea sunt utilizate în

reprize, dar într-o repriză sunt utilizate la capacitatea maximă. De exemplu, tehnica SPOOLING se poate folosi sub Windows pentru listările la

imprimantă, utilizând comanda Print care poate fi executată în paralel cu alte lucrări în execuţie, conform tehnicii de exploatare în multiprogramare.

3.2.5. Prelucrări în timp real

Sistemele de operare în timp real sunt sisteme care permit să se urmărească şi să se controleze evenimente din mediul extern sistemului de calcul, în momentul producerii acestora, preluând datele de intrare de la locul producerii lor şi furnizând informaţii de ieşire la locul desfăşurării evenimentelor. Avantajul utilizării unui sistem în timp real este capacitatea sa de a furniza la timp informaţii într-un mediu de date care se modifică foarte rapid. Obiectivul principal al sistemelor în timp real este ca timpul de răspuns al sistemului să fie suficient de scurt în raport cu procesul real care produce datele furnizate sistemului de calcul.

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 în timp real sunt sisteme interactive multiuser. Ele trebuie să realizeze

prelucrarea concomitentă a intrărilor primite de la un mare număr de dispozitive de intrare. Prelucrarea fiecărei intrări se face prin generarea în sistem a unui proces.

Sistemele în timp real se pot clasifica în :a) Sisteme in-line (sisteme de proces) - sunt sisteme în timp real cu ajutorul cărora se realizează urmărirea unui proces (un proces de fabricaţie, o reacţie chimică, etc.). Timpul de răspuns se măsoară în secunde. b) Sisteme tranzacţionale - sunt sisteme în timp real orientate pentru prelucrarea unui volum mare de date de aceeaşi natură (de exemplu: evidenţa vânzărilor într-un mare magazin, eliberarea

biletelor cu locuri rezervate, etc.). Datele sunt primite de sistemul de calcul de la terminale prin intermediul unor mesaje cu format fix, numite tranzacţii. Timpul de răspuns se măsoară în minute.Exemplu : sistemele tranzacţionale sunt utilizate pentru sisteme informatice bancare, pentru sisteme de urmărire operativă a producţiei, sisteme de rezervare a locurilor la societăţi de transport aerian, feroviar, etc.

3.2.6. Sisteme de lucru multiutilizatorÎn 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.

Exploatarea în time-sharing (cu "partajarea timpului") porneşte de la un obiectiv asemănător cu exploatarea în multiprogramare: executarea concurentă a proceselor, cu partajarea resurselor sistemului de calcul, de această dată în cazul sistemelor interactive, multiuser. Obiectivul este reducerea timpului de răspuns al sistemului, pentru servirea cererilor cât mai multor utilizatori.

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.

Un sistem în time-sharing este sistemul de operare Unix.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.

77

Capitolul 4. Reţele de calculatoare

4.1. Conceptul de reţea de calculatoareO reţea de calculatoare reprezintă ansamblul calculatoarelor interconectate prin

intermediul mediilor de comunicaţii în scopul utilizării în comun de către utilizatori a resurselor disponibile.

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.

Calculatoarele reprezintă sistemele de calcul şi trebuie să fie echipate cu dispozitive de reţea, dispozitive care să confere conectivitatea necesară mediilor de comunicaţii.

Calculatoarele unei reţele pot fi atât servere care prestează servicii mai multor utilizatori ai reţelei, cât şi staţii de lucru utilizate în scopuri individuale de fiecare utilizator în parte. Serverul este calculatorul 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. Serverele pot fi dedicate sau nededicate. 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.

În aprecierea performanţelor unui server trebuie luaţi în considerare doi parametri:1. 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 vor depăşi capacitatea serverului de a servi. Consideraţiile privind scalabilitatea includ:

adăugarea de noi module de memorie internă pentru a gestiona utilizatori suplimentari;

adăugarea de procesoare suplimentare pentru a putea control creşterea încărcăturii sistemului;

instalarea de discuri suplimentare; respectarea limitelor sistemului de operare (numărul de utilizatori, spaţiul disc

total).2. 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

1 Niţchi, Ş., Racoviţan, D. ş.a., Bazele prelucrării informaţiilor şi tehnologie informaţională, Editura Intelcredo, Deva, 1996, p. 153

79

RAID2. 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.

Mediile de comunicaţii sunt suporturile fizice care realizează transferul datelor de la un calculator la altul. La ora actuală, acestea sunt foarte variate, fapt ce permite implementarea unei reţele de calculatoare în cele mai diverse locaţii. Cele mai des utilizate medii ce comunicaţii sunt:

Linia telefonică – permite conectarea calculatoarelor prin intermediul infrastructurii companiilor de telefonie fixă. Având în vedere extinderea în teritoriu a acestor reţele de telefonie, se poate realiza conectarea unui calculator la o reţea din orice locaţie care are la dispoziţie un post telefonic. Datorită tehnologiei, dar mai ales a compoziţie cablurilor liniilor telefonice (cupru), acest mediu de comunicaţii are o viteză de transfer redusă şi este supus interferenţelor cu diverse surse de bruiaj.

Cablul de reţea (coaxial, utp etc.) – prin intermediul lui se realizează conexiuni cu viteză şi calitate mult mai bună decât a liniilor telefonice, în schimb necesită instalarea unei reţele de cabluri la toate calculatoarele care urmează a se interconecta.

Fibra optică – este un mediu de comunicaţii relativ nou, care a adus performanţa tehnologică a comunicaţiilor la nivelul cel mai ridicat. Utilizând lumina ca suport de transfer a datelor (spre deosebire de liniile telefonice sau cablurile de reţea care utilizează ca suport de transfer curentul electric), fibra optică permite transferuri la viteze foarte mari, a unor cantităţi de informaţii impresionant. Principalul dezavantaj al utilizării acestui mediu de comunicaţii îl constituie costul implementării, care este forate ridicat.

Undele radio – reprezintă mediul comunicaţiilor mobile, datorită faptului că nu necesită existenţa fizică a unui suport de comunicaţie, informaţiile propagându-se de la un emiţător la un receptor prin intermediul undelor hertz-iene. Tehnologiile actuale permit un transfer de date foarte bun (viteză mare) în orice colţ al lumii.

Resursele disponibile reprezintă acele elemente ale unui sistem de calcul care pot fi folosite de către toţi utilizatorii unei reţele de calculatoare, putând fi identificate următoarele trei categorii de resurse:

2 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. 80

Hardware – reprezintă echipamentele electronice ale unui sistem de calcul. În reţea se pot utiliza în comun următoarele categorii de resurse hardware: unităţi de stocare a datelor, imprimante etc. Prin utilizarea în comun a unităţilor de stocare a datelor, utilizatorii au la dispoziţie un spaţiu de stocare considerabil mai mare, acesta fiind rezultatul însumării tuturor spaţiilor disponibile de pe toate calculatoarele din reţea. Utilizarea imprimantelor în reţea reduce considerabil costurile achiziţiei de astfel de dispozitive, nefiind necesară conectarea la fiecare calculator a câte unei imprimante, ci conectarea tuturor calculatoarelor la o singură imprimantă.

Software – reprezintă ansamblul aplicaţiilor ce pot fi folosite în paralel de către utilizatorii reţelei de calculatoare. Acest lucru diminuează considerabil costurile achiziţiei de programe de aplicaţii, fiind necesară doar o licenţă software pentru un program instalat pe un singur calculator şi folosit de mai mulţi utilizatori simultan de la mai multe calculatoare. Totodată, actualizarea acestor programe este mult mai simplă, fiind necesară efectuarea operaţiei doar pe un calculator.

Resurse informaţionale – reprezintă rezultatele prelucrării datelor. Utilizarea în comun a acestor resurse determină eficientizarea sistemului informaţional al organizaţiei.

În termeni de specialitate, utilizarea în comun a resurselor unei reţele de calculatoare se numeşte partajarea resurselor. Acest procedeu determină o eficientizare a costului resurselor, dar mai ales o eficientizare a rezultatelor obţinute.

O reţea de calculatoare este susţinută de un software de reţea, absolut indispensabil, capabil să rezolve probleme de comunicare complexe. (de exemplu, Novell Netware şi Windows NT pentru reţelele locale şi sistemele de tip UNIX -Linux mai ales pentru conectarea subreţelelor în reţele de arie mai largă).

Sistemele de operare în reţea controlează funcţionarea componentelor hardware şi software ale sistemului de calcul, în condiţiile specifice lucrului într-o reţea de calculatoare, precum şi accesul utilizatorilor la resursele reţelei, permiţând partajarea acestor resurse.

Sistemele de operare proiectate pentru gestionarea lucrului în reţea trebuie să asigure câteva funcţii suplimentare, faţă de celelalte funcţii ale unui sistem de operare. Aceste funcţii se referă la:

1. Comunicarea între nodurile reţelei (nodurile reţelei sunt sistemele de calcul din reţea). Această funcţie trebuie să asigure transferul de date între sistemele de calcul din reţea, utilizând un set de reguli care reglementează comunicarea în reţea, set de reguli numit protocol de reţea; problema transferului de date este complexă şi implică:

o realizarea legăturii punctuale între două sisteme de calcul: un sistem transmite date şi celălalt le recepţionează

o asigurarea transferului de date între două noduri, prin intermediul altor noduri

81

o operaţii de selecţie a traseului pe care să se facă transferul de date între două sisteme de calcul din reţea (funcţii de rutare)

o operaţii de conversie a datelor în şi din formatul specific transmiterii datelor în reţea, codificarea sau împachetarea datelor, conform anumitor reguli, numite protocoale de comunicaţie, etc.

o mecanisme de detectare şi tratare a erorilor de transmisie o autentificarea proceselor implicate în transfer, cu verificarea drepturilor de

acces în reţea, etc. 2. Partajarea resurselor unui sistem de calcul între nodurile reţelei. Se numeşte host un

nod al reţelei care permite partajarea resurselor sale de către celelalte noduri din reţea. Partajarea propriilor resurse de către un nod presupune gestionarea cererilor multiple şi

simultane de acces la resursele partajate, care pot să apară de la celelalte noduri din reţea. Aceasta înseamnă că sistemul host trebuie să fie un sistem multitasking şi multiuser.De exemplu opţiunea Sharing (utilizare în comun) din meniul de context al unor obiecte Windows permite definirea modului de partajare a resursei respective în cadrul reţelei

3. Accesarea resurselor partajate din reţea se referă la capacitatea unui nod de a avea acces la resursele partajate de un alt nod din reţea.

Pentru a permite accesul la o resursă partajată din reţea, se definesc, pentru această resursă, drivere virtuale, care sunt declarate pe sistemul nodului care utilizează resursa partajată. Aceste drivere se referă deci la resurse care nu există fizic în sistemul de calcul respectiv dar există fizic pe host. Definirea unei corespondenţe între unităţile fizice partiţionate, din reţea, şi driverele virtuale definite pe nodul local se numeşte operaţie de mapare.Gestionarea driverelor virtuale este realizată de o componentă de reţea specializată, instalată pe fiecare nod.De exemplu opţiunea Map Network Drive (Mapare unitate de reţea) este oferită, în sistemul de operare Windows, de aplicaţia Explorer; ea dă posibilitatea mapării unei unităţi virtuale locale la o unitate din reţea. Operaţia inversă, de anulare a mapării, se realizează cu opţiunea Disconnect Network Drive (Deconectare unitate de reţea).

4. Identificarea nodurilor reţelei şi stabilirea drepturilor de acces în reţea. Aceste funcţii sunt implementate pe serverul de reţea şi presupun asocierea unui sistem de parole fiecărui utilizator din reţea, pentru identificarea acestuia; în felul acesta pot fi reglementate drepturile de acces la resursele partajate de server, pentru fiecare utilizator şi pot fi definite acţiunile permise utilizatorilor din reţea. Mecanismul de identificare a utilizatorilor oferă şi posibilitatea urmăririi (înregistrării)

activităţii utilizatorilor în reţea.Spre exemplu, Windows NT Server este un sistem de operare pentru un server de reţea

şi are implementată funcţia de definire şi control ale drepturilor de acces.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. Astfel, ele 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 împărţirea 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.

82

4.2. Clasificarea reţelelor de calculatoare

Datorită diversităţii reţelelor de calculatoare, în procesul de clasificare a acestora se regăsesc mai multe criterii, şi anume:

1. Răspândirea geografică a sistemelor de calcul2. Arhitectură3. Topologie4. Modelul de comunicare (standardul de comunicare)

4.2.1. Clasificarea reţelelor de calculatoare în funcţie de răspândirea geografică a sistemelor de calcul

În funcţie de răspândirea geografică a sistemelor de calcul din cadrul unei reţele de calculatoare se disting patru categorii de reţele:

Reţelele LAN3 – au o extindere relativ redusă (de la câţiva centimetri până la 1 kilometru distanţă între calculatoare). Se regăsesc în general la nivelul unei camere sau a unei clădiri şi sunt implementate adesea în cadrul organizaţiilor.

Fig. nr. 4.1. Model de reţea locală LAN

Reţelele MAN4 – sunt extinse la nivelul unui oraş, suprafaţa lor variind între 1 şi 10 kilometri pătraţi. Adesea sunt constituite de către furnizorii de Internet şi sunt utilizate de către clienţii acestora.

3 LAN – Local Area Network – Reţea cu acoperire locală4 MAN – Metropolitan Area Network – Reţea cu acoperire metropolitană

83

Fig. nr. 4.2. Model de reţea metropolitană MAN

Reţelele WAN5 – sunt extinse la nivelul unei regiuni, chiar la nivel naţional şi continental.

Fig. nr. 4.3. Model de reţea cu acoperire vastă WAN

Reţelele GAN6 – se extind la nivel global, acoperind întreaga suprafaţă a planetei. În această categorie de reţele intră şi Internet-ul, alături de reţelele companiilor multinaţionale sau a organizaţiilor mondiale.

5 WAN – Wide Area Network – Reţea cu acoperire vastă6 GAN – Global area network – Reţea cu acoperire globală

84

Fig. nr. 4.4. Model de reţea cu acoperire globală GAN4.2.2. Clasificarea reţelelor de calculatoare în funcţie de arhitectură

În funcţie de arhitectura lor, reţele de calculatoare se clasifică în: Reţele peer to peer – reprezintă acele reţele de calculatoare în care fiecare nod

(sistem de calcul) este investit cu capabilităţi şi responsabilităţi similare. Astfel, fiecare utilizator al reţelei are drepturi egale cu ale celorlalţi. Adesea, această categorie de reţea este implementată la nivelul unei organizaţii mici, are o extindere locală (LAN) şi un număr mic de utilizatori. Principalul dezavantaj îl constituie lipsa securităţii informaţiilor, dar datorită numărului mic de utilizatori, efectele acestuia sunt limitate.

Fig. nr. 4.5. Model de reţea peer to peer

Reţele client/server – utilizează două tipuri de calculatoare, respectiv:85

o Server – reprezintă acel nod din reţea care oferă servicii celorlalte noduri ale reţelei;

o Client – reprezintă acel nod din reţea care utilizează serviciile oferite de un server.

Fig. nr. 4.6. Model de reţea client-server

În cadrul unei reţele care are implementată arhitectura client/server, orice sistem de calcul poate îndeplini funcţiunea de server sau de client, după cum sunt solicitate şi/sau oferite serviciile. Serviciile oferite de un server pot fi:

Servicii de transfer al fişierelor – server ftp; Servicii de poştă electronică – server POP3, IMAP, SMTP etc.; Servicii de conectare la Internet – server PROXY; Servicii web – server web (IIS, APACHE etc); alte servicii.

Serviciile în cadrul acestei reţele sunt oferite de către aplicaţii specializate, aplicaţii care poartă denumirea generică server. Acestea sunt instalate pe sistemele de calcul din reţea şi sunt folosite de către toţi utilizatorii autorizaţi ai reţelei respective. Datorită faptului că o aplicaţie de tip server necesită resurse hardware considerabile, acestea se instalează de obicei pe un calculator care dispune de aceste resurse şi care primeşte denumirea de server.

Celelalte sisteme de calcul, care utilizează serviciile oferite de un server, necesită instalarea unor aplicaţii care să poată prelucra serviciile, numite aplicaţii client. Acestea, în general, nu necesită resurse hardware deosebite.

După cum se poate observa, prin arhitectura client/server se realizează o bună distribuţie a resurselor în reţea, fiind necesare puţine noduri care să dispună de resurse hardware mai performante (server-ele), restul sistemelor de calcul putând dispune de un minim de astfel de resurse. Acest lucru conduce la minimizarea costurilor de implementare şi maximizarea randamentului de prelucrare a datelor.

86

4.2.3. Clasificarea reţelelor de calculatoare în funcţie de topologie

Prin topologia unei reţele de calculatoare se înţelege modul de amplasare a acestora în spaţiu. În funcţie de acest criteriu se disting următoarele categorii de reţele:

reţele de tip magistrală (bus) – conectarea tuturor sistemelor de calcul şi a tuturor echipamentelor se face liniar prin intermediul unui cablu numit trunchi. Toate datele sunt transmise în toată reţeaua, dar sunt recepţionate doar de calculatorul sau dispozitivul căruia îi sunt destinate. La capetele trunchiului de reţea se montează câte un dispozitiv numit terminator, cu scopul de capta semnalele libere, respectiv semnalele care nu au fost recepţionate de nici un nod din reţea.

Fig. nr. 4.8. Model de reţea cu topologia magistrală (bus)

o Avantaje: necesită o infrastructură simplă şi puţin costisitoare; conferă independenţă funcţională fiecărui calculator sau

echipament conectat în reţea;o Dezavantaje:

funcţionarea reţelei presupune neapărat şi funcţionarea trunchiului sau magistralei. Dacă apare o defecţiune la magistrală, calculatoarele şi echipamentele din cadrul acesteia nu mai pot comunica între ele.

Datorită faptului că semnalul se difuzează în toată reţeaua, există pericolul interceptării acestuia de către utilizatori neautorizaţi, deci nu conferă o securitate fizică a comunicaţiei.

reţele de tip stea (star) – conectarea tuturor sistemelor de calcul, precum şi a echipamentelor periferice se face prin intermediul unui dispozitiv special numit concentrator sau hub. Astfel fiecare nod din reţea are legătură directă cu hub-ul, realizându-se astfel o legătură permanentă între nodurile reţelei. Reţeaua funcţionează atât timp cât nodul central este în funcţiune, fiecare nod al reţelei fiind independent de celelalte noduri.

87

Fig. nr. 4.9. Model de reţea cu topologia stea (star)

o Avantaje: Oferă un control centralizat al traficului prin reţea; Oferă independenţă nodurilor reţelei.

o Dezavantaje Necesită o infrastructură de comunicaţii costisitoare (se

utilizează cablaje pe distanţe mari, plus concentratorul care reprezintă un echipament utilizat doar la centralizarea traficului);

Funcţionarea reţelei este dependentă de funcţionarea concentratorului.

reţele de tip inel (ring) – toate sistemele de calcul sunt interconectate între ele în stilul conectării în topologia magistrală, doar că primul şi ultimul sunt unite formându-se astfel o buclă (inel). Informaţia se transmite de la un nod la următorul, într-un singur sens. Avantajele şi dezavantajele sunt aceleaşi ca la reţelele de tip magistrală, cu o completare, şi anume că reţele de tip inel oferă un grad ridicat de securitate privind transferul informaţiilor în şi din exterior, prin simplu fapt că acest transfer nu se poate realiza.

88

Fig. nr. 4.10. Model de reţea cu topologia inel (ring)

reţele de tip arbore (tree) – această categorie de reţele combină topologia reţelelor de tip magistrală cu cea de tip stea. Specific acestei topologii este magistrala centrală, respectiv un cablu denumit backbone7. Pornind de la acest cablu, se dezvoltă strucuturi de reţele de tip stea şi/sau de tip magistrală, formându-se astfel reţeaua de tip arbore. Această topologie este cel mai des întâlnită la reţelele metropolitane, mai ales în cadrul companiilor furnizoare de servicii Internet. Aceste companii dezvoltă propriile reţele de cablaje, aşa-numitele backbone-uri, la care se conectează clienţii serviciilor de Internet. Aceştia dispun de reţele locale proprii, cu arhitectură şi topologie proprie, astfel constituind împreună o reţea metropolitană de tip arbore. Principalul dezavantaj al acestui tip de reţele îl constituie dependenţa de elementul structural central (backbone), fără de care nici un nod al reţelei nu poate beneficia de conectivitate totală.

7 backbone – este un termen provenit din limba engleză, care în traducere reprezintă coloana vertebrală având înţelesul unui stâlp de susţinere sau a unui schelet pe care începe o construcţie, o dezvoltare a unei infrastructuri.

89

Fig. nr. 4.11. Model de reţea cu topologia arbore (tree)

4.2.4. Clasificarea reţelelor de calculatoare în funcţie de modelul de comunicare (standardul de comunicare)

O reţea de calculatoare este alcătuită dintr-un ansamblu de mijloace de transmisie şi de sisteme de calcul utilizate pentru a realiza atât funcţii de transport a 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.

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.

4.2.4.1. 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

90

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.

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.

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.

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.

Fig. nr. 4.13. Modelul OSI

91

4.2.4.2. 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 de 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. 4.14. se poate observa diferenţa dintre modelul de referinţă ISO / OSI şi modelul TCP / IP.

Modelul ISO / OSI Modelul TCP / IP

Fig. nr. 4.14. 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 până 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;

92

- 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.

Nivelul aplicaţie asigură utilizatorilor reţelei, prin intermediul programelor de aplicaţie, o varietate de servicii:

terminal virtual TELNET, protocol care permite unui utilizator de pe un sistem să se conecteze şi să lucreze pe un alt sistem aflat la distanţă;

transferul de fişiere FTP (File Transfer Protocol) protocol care 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.Fig. nr. 4.15 prezintă protocoalele şi reţelele modelului TCP/IP.

Fig. nr. 4.15. Protocoalele utilizate de modelul TCP/IP

93

4.3. Administrarea şi securitatea reţelelor de calculatoare

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 utilizatorilor? Cum este văzută dezvoltarea reţelei în viitor?

Înainte de a avea o reţea funcţională, administratorul de reţea trebuie 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.

Modelul de securitate pentru o reţea de calculatoare este structurat pe mai multe niveluri8:

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;

8 Patriciu, V., Criptografia şi securitatea reţelelor de calculatoare, Editura Tehnică, Bucureşti, 1994, pp. 26-28

94

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)

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 clădirii, întreruperea alimentării determinând pierderi de date, având în vedere ca majoritatea angajatilor neglijează salvarea sau realizarea în mod regulat a unei copii de rezervă a fişierelor de pe hard disc. Cea mai bună soluţie pentru rezolvarea acestei probleme este realizarea unui sistem redundant la fiecare loc de muncă.

4.4. Interconectarea reţelelor de calculatoare

Pentru reţelele care interconectează un număr mare de calculatoare sau mai multe reţele locale 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 (de exemplu 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.

95

Prin acest mecanism se poate asigura legătura dintre două reţele similare. Aceste repetoare se numesc hub-uri. 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, permiţând astfel administratorilor de reţea reconfigurarea uşoară a întregii reţele.

Fig. nr. 4.16. Prelungirea unei reţele cu ajutorul unui repetor

Puntea (bridge) este dispozitivul care leagă două reţele într-una singură, fiind considerată un repetor inteligent. 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.

96

Fig. nr. 4.17. Schema unei reţele cu punte

Repartizorul (router) este similar unei punţi super-inteligente pentru reţele foarte mari. 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.

Fig. nr. 4.18. Schema conectării a două reţele cu ajutorul unui routerBruter-ul este un echipament care combină calităţile unei punţi şi ale unui repetor. El

poate acţiona ca ruter pentru un anumit protocol şi ca punte pentru altele. Porţile (gateways) sunt repartizoare super-inteligente şi au fost proiectate pentru

conectarea reţelelor de tipuri diferite. O poartă conectează două sisteme care nu folosesc aceleaşi:

97

protocoale de comunicaţie; 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 şi la nivelul transport al modelului ISO / OSI.Din cele prezentate putem face următoarea legatură între nivelele modelului OSI la

care operează echipamentele şi numele acestora: nivelul fizic – repetoare care copiază biţi individuali între segmente

diferite de cablu; nivelul legătură de date – punţi care interconectează reţele LAN de

acelaşi tip sau de tipuri diferite; nivelul reţea – rutere care interconectează mai multe reţele locale de

tipuri diferite, dar care utilizează acelaşi protocol de nivel fizic; nivelul transport - porţi de acces care fac posibilă comunicaţia între

sisteme de diferite arhitecturi şi medii incompatibile; de la nivelul 4 în sus - porţi de aplicaţii care permit cooperarea de la

nivelul 4 în sus. Sofware de comunicaţieSchimbul 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. 4.19):

Fig. nr. 4.19. Comunicarea informaţiei

Buna desfăşurare a schimburilor de date mediate de echipamentele de comunicaţie se asigură prin intermediul software-ului de comunicaţie.

Acesta are următoarele funcţii9:1. 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

9 ***, Contabilitate şi sisteme informaţionale, Editura Sedcom Libris, Iaşi, 1999, p. 248

98

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.

99

Capitolul 5. Programarea, limbaje de programare, produse-program

5.1. Noţiuni generale privind limbajele de programareLimbajul reprezintă un sistem de semne alcătuit din sunete articulate prin care oamenii

îşi exprimă gândurile, sentimentele şi dorinţele. Limbajele pot fi naturale (de exemplu, limba unei comunităţi umane: limba română,

limba engleză) sau artificiale, adică sisteme de semne care pot fi înţelese pe baza unor convenţii1 (jargoane profesionale, limbaje de comunicare între dispozitive: protocoale – TCP/IP, XML, limbaje de programare).

Orice limbaj, natural sau artificial, presupune definirea sintaxei, semanticii şi pragmaticii sale. Sintaxa reprezintă ansamblul regulilor prin care, pornind de la simboluri de bază, se construiesc structuri complexe. Semantica este dată de un set de reguli care determină semnificaţia propoziţiilor într-un limbaj, iar pragmatica se referă la utilitatea practică a limbajului.

Odată cu apariţia calculatoarelor electronice a apărut şi noţiunea de limbaj de programare ca mijloc de dialog om-calculator.

Limbajele de programare aparţin setului de limbaje artificiale create de om şi servesc la exprimarea, sub formă de instrucţiuni executabile de către calculator, a algoritmului de rezolvare a unei probleme. Algoritmul indică modul de prelucrare a datelor iniţiale şi modificarea lor pas cu pas până la obţinerea rezultatelor finale. Natura datelor, organizarea lor şi relaţiile dintre ele trebuie precizate prin program. Limbajele de programare oferă facilităţi corespunzătoare de descriere.

Definiţia modernă consideră limbajul de programare un instrument de dialog om-calculator care are proprietatea că este înţeles de ambii participanţi la dialog.

Toate limbajele de programare se bazează pe un set de simboluri elementare (de obicei, literele mari şi mici ale alfabetului latin, cifrele sistemului zecimal, caractere speciale (+ - * /, %...), numit alfabetul limbajului. Aceste simboluri sunt asamblate în cuvinte-cheie sau expresii care formează vocabularul limbajului (instrucţiuni, comenzi, funcţii, variabile, constante). Ansamblul regulilor prin care se construiesc instrucţiunile constituie gramatica limbajului.

Exprimarea regulilor gramaticale din limbajul de programare se realizează cu ajutorul unui metalimbaj. Elementele de metalimbaj apar în documentaţiile care însoţesc produsele-program. Cele mai des utilizate elemente de metalimbaj sunt:

cuvinte scrise cu majuscule reprezintă cuvinte rezervate şi trebuie folosite exact în aceeaşi formă. Exemple: comenzi, clauze şi funcţii în FoxPro - LIST, CREATE, FOR, IIF();

cuvinte utilizator - sunt scrise cu litere mici şi reprezintă construcţii care vor fi înlocuite de utilizator. Exemple: codmat, um, pretu;

1 Breban, V., Dicţionar general al limbii române, Editura Enciclopedică, Bucureşti, 1992, p.559

100

[ ]- încadrează o construcţie opţională (programatorul decide dacă acestea vor fi sau nu folosite) Exemple: LIST [FIELDS <lista_câmpuri>] ,CREATE REPORT [<nume_fişier>│?];

{ } sau | - sau exclusiv: din elementele prezente se va alege unul singur. Exemple: TO PRINT | TO FILE, ON | OFF, etc.;În practică există şi încercări de standardizare a metalimbajelor, cele mai cunoscute

fiind BNF (Backus Naur Form) şi EBNF(Extended BNF).Limbajele de programare servesc la transformarea într-un format accesibil

calculatorului a modului de rezolvare a unei probleme. Utilizând limbajul de programare omul va întocmi un program care descrie problema de rezolvat în termeni inteligibili pentru calculator. Programul reprezintă un ansamblu de instrucţiuni şi/sau comenzi scrise cu ajutorul unui limbaj de programare care descriu prelucrările de date pe care trebuie să le execute calculatorul în scopul rezolvării unei probleme.

Ansamblul activităţilor de concepere, dezvoltare şi întreţinere a programelor poartă denumirea de programare. 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.

Figura nr. 5.1 ilustrează procesul de programare. În cazul problemelor simple, calea de la problema de rezolvat la rezultate este relativ

uşoară, putând fi sintetizată astfel: definirea şi analiza problemei, elaborarea algoritmului de rezolvare a problemei şi reprezentarea acestuia, codificarea algoritmului într-un program utilizând un limbaj de programare, transformarea programului sursă în program executabil (prin compilare sau interpretare), testarea şi documentarea, exploatarea şi întreţinerea.

101

Figura nr. 5.1. Procesul de programare

În cazul problemelor complexe, activitatea de programare capătă caracteristicile activităţilor de tip industrial, presupunând implicarea mai multor categorii de specialişti, mai mult timp şi mai mulţi bani. În acest caz, rezultatul activitităţii de programare este produsul-program. Acesta ilustrează tocmai trecerea de la “artizanal” la “industrial” în programare. Prin produs-program se desemnează atât programul propriu-zis, cât şi documentaţia pentru elaborarea, implementarea şi întreţinerea sa. Documentaţia 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 ataşată programului sub forma dosarului de programare care la rândul său 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.

Produsele-program sunt realizate atât de către firme specializate, cât şi de firme care-şi dezvoltă propriile aplicaţii.

Industrializarea activităţii de programare a determinat apariţia, în 1968, a conceptului de ingineria programării (software engineering), un domeniu al informaticii care se ocupă cu identificarea celor mai adecvate soluţii, metode, procedee şi instrumente care să conducă, în condiţii optime de productivitate şi eficienţă, la elaborarea de produse-program performante. De la ingineria programării s-a trecut apoi la ingineria programării asistate de calculator (CASE - Computer Aided Software Engineering). Altfel spus, calculatorul îşi face singur programele, numai că trebuie să i se furnizeze intrările într-un mod ordonat, după anumite reguli.

Programator

pe baza analizeiproblemei de rezolvat

instrucţiunipentru calculator

Scrieprogramul

Traducere automatăîn limbaj maşină

Reguli şi restricţii alelimbajelor de programare

Program

Calculator

Problema

(utilizator)

execută

programul

Rezultat

102

La primele limbaje de programare trecerea de la programele sursă la programele executabile se realiza prin comenzi distincte în care se specificau explicit operaţiunile de efectuat. Ulterior evoluţia s-a orientat către medii de programare. Mediile de programare reprezintă pachete de programe care asigură integrarea următoarelor funcţii: introducerea şi editarea programului sursă, interpretarea sau compilarea, respectiv editarea de legături, încărcarea şi lansarea în execuţie, depanarea programului. În prezent, majoritatea limbajelor de programare sunt integrate în medii de programare. Spre exemplu, Visual FoxPro se poate considera că reprezintă un mediu de programare care oferă un editor de texte, un compilator, un încărcător de programe, un depanator de programe. În plus, oferă facilităţi de gestionare a fişierelor prin meniul FILE şi de informare completă şi rapidă prin sistemul HELP.

5.2.Etapele rezolvării problemelor cu ajutorul calculatorului electronic

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 informatice2: 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 5.1, 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.

Etapa de elaborare a algoritmului de rezolvare a problemei detaliază prelucrările până la nivelul operaţiunilor elementare de efectuat, luând în considerare toate restricţiile

2 Reix, R., Systemes d’information et management des organisations, Les Editions Foucher, Paris, 1990, pp. 146-148

103

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 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.

104

5.3. Principii de utilizare specifice produselor program

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 care procesele de prelucrare au un caracter cuantificabil şi pot fi asociate specificului sintactic şi semantic al sistemului electronic de calcul.

105

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).

5.4. Caracteristici de calitate ale produselor program Calitatea software-ului este astăzi un subiect la modă. Aşa cum pentru produsele

obişnuite se recurge la determinarea unui nivel al calităţii, luându-se în considerare fie un produs etalon, fie anumite valori standard ale unor parametri caracteristici, şi pentru produsele informatice se poate determina nivelul calitativ, prin care acestea reuşesc să satisfacă anumite cerinţe. Produsele informatice fiind tot rezultate ale unui proces creativ, se poate realiza un plan de asigurare a condiţiilor optime în care aceste produse să fie realizate la parametri cât mai ridicaţi şi să poată asigura îndeplinirea şi realizarea cerinţelor specificate. Aşadar, se pot realiza sisteme de asigurare a calităţii şi planuri ale calităţii şi pentru procesele de dezvoltare, elaborare şi realizare a produselor software.

Obiectivul final al ingineriei software este trecerea de la o activitate de elaborare a programelor în care domină stilul artizanal, de intuiţie şi improvizaţie, de creaţie tip "artă a programării" la o activitate sistematică care să asigure înalta calitate a programelor şi un cost cât mai scăzut al elaborării şi întreţinerii acestora.

În IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineering) Glossary of Software Engineering Terminology, calitatea produselor informatice este definită ca fiind gradul în care un sistem, o componentă sau un proces satisface clientul, necesităţile utilizatorului sau aşteptările acestuia.

Calitatea software reprezintă totalitatea însuşirilor tehnice, economice şi sociale ale produselor software, însuşiri ce exprimă gradul în care acestea satisfac nevoia utilizatorilor, în

106

funcţie de parametrii tehnico-economici, de gradul de utilitate şi de eficienţa economică în exploatare.

Utilizatorul este cel care certifică calitatea unui produs program, având drept criteriu satisfacerea cerinţelor sale. Producătorii de software trebuie să obţină, cel puţin, acel nivel al calităţii care să permită satisfacerea aşteptărilor utilizatorului. Un nivel mai scăzut duce la alegerea produselor software concurente care, la acelaşi preţ, oferă nivelul necesar al calităţii. Pe de altă parte, un nivel mult mai ridicat al calităţii antrenează costuri foarte mari care se reflectă în preţul produsului. În acest caz, utilizatorul alege acele produse concurente care, la un preţ mai scăzut, oferă un nivel suficient al calităţii. Este necesară, deci, utilizarea unor metode de evaluare a calităţii software astfel încât să existe posibilitatea comparării nivelului planificat al calităţii cu cel obţinut efectiv.

Definirea problemei la beneficiar, clarificarea şi detalierea acesteia de către beneficiar şi producător prin elaborarea unor specificaţii are un impact deosebit atât asupra calităţii proiectului şi, ulterior, a produsului, dar şi asupra întregului ciclu de viaţă al produsului software3.

Caracteristicile de calitate ale produselor software sunt puse în evidenţă în diferite etape din ciclul de viaţă ale produsului program. Creşterea nivelului unei caracteristici poate conduce automat atât la creşterea nivelurilor pentru unele caracteristici, cât şi la scăderea nivelurilor pentru altele. Programatorii trebuie să cunoască modul în care interacţionează caracteristicile şi atributele de calitate pentru a asigura realizarea echilibrului necesar încadrării produsului program între limite de performanţă admise. Aceste caracteristici de calitate sunt următoarele: fiabilitatea (un program posedă caracteristica de fiabilitate în măsura în care îndeplineşte funcţiile de prelucrare cerute de beneficiar, pe un interval de timp dat, fără erori), corectitudinea (un produs program este corect dacă transformările pe care le efectuează conduc la obţinerea de rezultate ce corespund calitativ şi cantitativ cu specificaţiile de programare), eficacitatea (un produs program este eficace dacă realizează o corelaţie optimă între consumurile de resurse -timp de execuţie, memorie internă, tipuri şi număr periferice - şi complexitatea problemei ce se rezolvă), siguranţa în utilizarea curentă (stabileşte măsura în care un program aplicativ nu permite efectuarea de modificări neautorizate sau nedorite în volume de date, precum şi distrugerea parţială sau totală a volumelor de date), stabilitatea (indică rezistenţa programului aplicativ faţă de efectele generate de o modificare a datelor iniţiale, cât şi în secvenţele de instrucţiuni care compun modulele care intră în componenţa sa), mentenabilitatea (indică măsura în care este permisă actualizarea rapidă şi uşoară a produsului program pentru a putea continua utilizarea acestuia chiar în condiţii modificate), adaptabilitatea (reprezintă capacitatea produsului software de a permite integrarea de noi funcţii de prelucrare şi de a include acele secvenţe de instrucţiuni care măresc performanţa programului, aducându-l la nivelul eficienţei de utilizare de la un moment dat, ulterior elaborării), liniaritatea (măsoară gradul în care la elaborarea unui modul, a unei secvenţe sunt utilizate instrucţiuni care se execută una după alta sau măsura în care nu sunt utilizate instrucţiuni de salt condiţionat sau necondiţionat), claritatea (un produs program este considerat impur atunci când secvenţele ce formează modulele sale

3 Ciclul de viaţă al unui produs software reprezintă intervalul de timp de la momentul deciziei de realizare şi până la retragerea sau înlocuirea totală a acestuia cu un nou produs software, reprezentând orizontul de timp în care operează şi evoluează produsul program. După glosarul de termeni - terminologie software - ai IEEE (Institute of Electric and Electronic Engineering), ciclul de viaţă reprezintă o abordare sistemică începând cu dezvoltarea, utilizarea, mentenanţa şi până la retragerea software-lui.

107

conţin instrucţiuni ce pot lipsi fără a fi afectată calitatea rezultatelor finale), reutilizabilitatea (reprezintă capacitatea unor module ale produsului program de a fi încorporate în alte programme, având rezultat direct economia de muncă vie), portabilitatea (caracteristica de calitate care pune în evidenţă gradul în care un produs program poate fi rulat pe mai multe tipuri de calculatoare), integrabilitatea (arată gradul în care produsele software pot fi incluse în sisteme complexe de prelucrare a datelor), testabilitatea (oferă utilizatorilor posibilitatea de a pune în evidenţă cât mai multe variante de probleme ce pot fi rezolvate şi comportamentul programului aplicativ în situaţii particulare - fişiere vide, date incomplete, date neconsistente), completitudinea (dă măsura în care modulele produsului software sunt parţial activabile şi fiecare realizează funcţia de prelucrare dată în specificaţii), generalitatea (pune în evidenţă aria de cuprindere a funcţiilor de prelucrare, variantele problemei ce pot fi rezolvate, cazurile particulare, dimensiunile maxime ce se iau în considerare), consistenţa (pune în evidenţă măsura în care modulele realizează funcţii de prelucrare necontradictorii şi se bazează pe uniformizare în folosirea simbolurilor, a regulilor de construire a identificatorilor, etichetelor şi în general a secvenţelor omogene), complexitatea (permite stabilirea diferenţelor dintre structurile programelor şi ierarhizarea programelor după noduri şi arce şi mod de orientare a acestora din urmă), flexibilitatea (determină volumul de restricţii impus utilizatorilor pentru a obţine rezultate complete şi corecte prin folosirea unui program aplicativ), modularitatea (descrie ordinea din cadrul produsului format din module).

5.5. Selecţia produselor program 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.

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.

108

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. 5.2. Criterii de selecţie a produselor-program

CriteriuTipul de optim

urmăritPreţul de livrare MinimProcent de informatizare/realizare a activităţii/problemei abordate de PP

Maxim

Costul mediu de funcţionare estimat MinimCostul estimat al sistemului de calcul de achiziţionat

Minim

Costul mediu al service-ului lunar MinimNumărul de exemplare de PP vândute de firma proiectantă

Maxim

Versiunea de PP (monopost/reţea)Solicitată

debeneficiarTimpul mediu de funcţionare/exploatare lunar a PP

Minim

Numărul de persoane implicat în utilizarea PP

Minim

Numărul de ţări/oraşe/firme în care PP este implementat

Maxim

109

Bibliografie1. Airinei, D., ş.a., Tehnologii informaţionale pentru afaceri, Editura Sedcom Libris, Iaşi,

20062. Băduţ, M., Calculatorul în trei timpi (Ediţia a III-a), Editura Polirom, Iaşi, 20073. Bolun, I., Covalenco, I., Bazele informaticii aplicate, Ediţia a treia, Editura Bonitas,

Iaşi, 20044. Dodescu, Gh., Sisteme de calcul şi operare, Editura Economică, Bucureşti, 20035. Dodescu, Gh., Vasilescu, A., Oancea, B., Sistemul de operare Unix şi Windows,

Editura Economică, Bucureşti, 20036. Habraken, J., Microsoft Office 2003, 6 în 1, Editura Teora, 20087. Melnic, A., Bucşă, R., Bazele tehnologiei informaţiei, Editura TehnicaInfo, Chişinău,

20058. Melnic, A., Bazele informaticii economice, Teorie şi aplicaţii, Editura Sedcom Libris,

Iaşi, 20049. Năstase, Florea, Reţele de calculatoare, Editura ASE, Bucureşti, 200510. Roşca, I.Gh., Ghilic-Micu, B., Informatică. Societatea informaţională, E-serviciile,

Editura Economică, Bucureşti, 200611. Roşca, I. Gh., Societatea cunoaşterii, Editura Economică, Bucureşti, 200612. Vasiu, I., Vasiu, L., Informatică juridică şi drept informatic, Editura Albastră, Cluj-

Napoca, 2009

110