1.1 Informatia. Clasificarea si structura informatiei.

In ziua de astazi este de neinchipuit progresul uman fara aportul calculatoarelor care pe zi ce trece devin tot mai perfectionate si mai multifunctionale. Tehnologiile informationale (TI) incontinuu descopera noi orizonturi pentru a simplifica viata noastra. Datorita limbajelor si tehnicilor moderne de programare, sunt create progarme puternice ce asigura o functionalitate perfecta a calculatoarelor, a tehnologiilor informationale si comunicationale. Insa care este istoria acestora? Cum au aparut si s-au dezvoltat? La ce anume pot toate acestea servi? Cum aceste aparate electronice ne pot simplifica serviciul, invatamantul, guvernarea etc?

Ca orice alta stiinta, informatica isi are obiectul sau de studiu bine definit si determinat. In studiul ei sunt incluse 3 mari compartimente:

Calculatorul, Informatia (structura ei) si Prelucrarea informatiei.

Cum arata un calculator elevii inca din scoala cunosc, insa ei nici nu banuiesc cate functii ar putea indeplini acest aparat care nu ocupa mult spatiu, nu necesita multa energie si care deja este la un pret destul de acceptabil. Inainte de a invata cum sa utilizam si sa lucram la un calculator, sa vedem mai intii ce reprezinta el. In definitia data de O.Bulgaru gasim ca calculatorul este un aparat format din elemente electronice, care prelucreaza informatia fara ajutorul omului, executand programe elaborate de catre om. Sunt si alte definitii intalnite in literatura, spre exemplu urmatoarele: - un dispozitiv electronic ce inmagazineaza si prelucreaza informatia; - un aparat programat ce introduce, prelucreaza si produce informatii; - un aparat ce stocheaza, pastreaza, prelucreaza si transmite informatii; etc. Acestea si multe altele, prin calculator de fapt au in vedere un ansamblu de componente hardware si componente software.

Din cele enumerate putin mai sus trebuie sa intelegem clar ca (1) el reprezinta un aparat, un dispozitiv electronic constituit din componente hardware (resurse tehnice) si componente software (resurse programate) care la randul lor asigura gestionarea resurselor calculatorului si controleaza intreaga lui activitate, prelucreaza informatia prin intermediul programelor; (2) informatia in calculator poate fi doar in forma digitala (electronica).

Inca din scoli elevii sunt pregatiti pentru a trece la o noua era - una electronica si Internet-izata. Astfel ei sunt cunoscuti cu conceptul de informatie electronica, informatie ce poate fi vizualizata, prelucrata doar prin intermediul unui calculator sau a altui dispozitiv mai mic care dispune de functiile necesare (de ex. Pocket PC). Pana a trece la definitia informatiei sa vedem mai intai ce reprezinta datele si care este rolul lor la definirea informatiei. In primul rand trebuie sa cunoastem ca datele se refera la evenimentele primare colectate pentru informare sau rezolvarea unor probleme sau situatii; in al doilea rand - datele pot fi introduse in calculator si supuse prelucrarii. In calculator ele pot fi introduse sub forma de cifre, litere si caractere speciale. Datele fiind prelucrate (prin calcule, sortari etc) devin astfel informatii. Deci informatiile sunt rezultatele (mesajele) obtinute prin prelucrarea datelor.

Sa vedem in continuare ce presupune prelucrarea informatiei. Prin prelucrarea informatiei se intelege reguli; metode; proceduri de inregistrare, stocare, pastrare, transformare, transmitere si repartizare a informatiei. Deci, diin definitiile date mai sus pentru calculator, informatie si prelucrarea informatiei generalizam putin prin urmatoarele: informatia este prelucrata de calculator prin intermediul programelor, programe care si contin aceste reguli, metode si proceduri. Programele sunt pastrate pe suporturile magnetice ale calculatorului si sunt lansate dupa necesitate. Aceste programe, numite si resurse soft sau resurse programate, sunt: resursele

1

de sistem (sistemele de operare si utilitare), limbajele de programare (C, Pascal, Assembler etc) si resursele aplicate (procesoare de text (Word), grafice (Paint, Photoshop), de tabel (Excel); baze de date (Acces, FoxPro); sisteme editoriale (PageMaker, QuarkExpress); programe de deservire (Total Commander, Internet Explorer, Outlook Express); programe specializate (SPSS); jocuri; etc).

Informatia se clasifica in informatie interna si informatie externa. Informatia interna este reprezentata in interiorul calculatorului sub forma de siruri formate din 2 elemente (cifre): 0 si 1. Numai astfel de caractere poate pastra si prelucra calculatorul. Codificarea si decodificarea informatiei se face automat de catre calculator. La baza codificarii oricarei informatii se afla codul binar de lungimea 8. De exemplu: caracterului A in calculator ii corespunde codul 10001001; caracterului B - codul 10001010; ... caracterului 1 - codul 00000001; etc.

Un caracter obisnuit (litera, cifra, semn etc.), inteles de catre om, contine 8 bits (biti) sau 1 byte (bait) de informatie. Iata citeva unitati de masura: 1 KB = 1024 bytes; 1 MB = 1024 KB; 1 GB = 1024 MB; 1 TB = 1024 GB.

Informatia externa este reprezentata prin fisiere care nu sunt altceva decat colectii de informatii, omogene din punct de vedere al naturii informatiilor si al cerintelor de prelucrare a acestora, colectii care pot fi memorate pe suporturi de informatie.

Indentificatorul fisierului este format din doua elemente: numele si extensia, separate prin punct. De exemplu: dosar.doc, unde dosar este numele fisierului, iar doc este extensia lui. Pe timpuri denumirea unui fisier nu putea contine spatii sau urmatoarele caractere: * " \ / : | > < . Insa datorita sistemelor de operare moderne utilizatorul este mai liber in acest sens, astfel incat se accepta si utilizarea caracterelor: . , = ( ) cit si spatiul la denumirea fisierelor. Restrictii la denumirea unui fisier constituie si cuvintele rezervate de sistem pentru dispozitivele periferice, precum: CON, PRN, LPT1, LPT2, LPT3, COM1, COM2, COM3, COM4.

Din punctul de vedere al utilizarii informatiilor pe care le contine, fisierele se clasifica in: Fisiere executabile, care contin programe executabile. Fisiere neexecutabile, care contin informatii ce vor fi prelucrate de fisierele executabile.

Din aceasta categorie fac parte: o Fisiere de date, care contin date ce vor fi prelucrate de un fisier executabil sau

care s-au obtinut in urma prelucrarii. Fisierele de date tip .dbf contin de obicei date omogene, de exemplu fise cu evidenta lucratorilor dintr-o organizatie si care contine: numele si prenumele, data si locul nasterii, etc. Fiecare fisa din evidenta devine in fisier, o inregistrare (record);

o Fisiere sursa, care contin programe sursa, scrise intr-un limbaj de programare (C, Pascal, Forrtran, Basic, Java, Php etc);

o Fisiere text, care contin texte. Fisierul contine atat coduri de caractere, cat si coduri de comenzi pentru formatarea textului si aranjarea lui in pagina;

2

o Fisiere de imagini, care contin imagini. Imaginile sunt reprezentate prin coduri care descriu vectorial sau prin formule matematice imaginile, determinand pixelii si codurile de culori care vor fi afisate pe ecran sau tiparite;

o Fisiere de sunet, care contin sunete. Sunetele sunt reprezentate digital; o Fisiere video, care contin secvente de imagini si sunet. Sunt reprezentate digital.

Din punct de vedere al tratarii din partea sistemului de operare, proprietatile fisierelor sunt:

o Read Only - pentru a preciza ca fisierul este protejat la scriere; o Archive - pentru a marca ca s-a creat pentru fisier o copie de siguranta; o System - pentru a preciza ca fisierul apartine sistemului de operare si deci nu

trebuie folosit in operatii curente; o Hidden - pentru a preciza ca fisierul este ascuns pentru operatiile cu fisiere si

directoare.

Iata cateva tipuri de fisiere:

Fisier Extensie Descriere

Text .txt .doc.rtf

fisier textualdocumentdocument

Sursa

.c

.cpp

.pas

.b

.for

sursa program Csursa program C++ sursa program PASCAL sursa program BASICsursa program FORTRAN

Grafic .gif, jpg, jpeg.bmp

fotografii, imaginifisier cu format tip bitmap

Arhiva .rar, .zip fisiere arhivate

Executabil .exe, .com, .bat fisiere executabile

1.2 Evolutia calculatoarelor.

Cea mai mare dezvoltare in domeniul stiintific si tehnologic s-a produs in industria de calculatoare, atat in domeniul hardware (constructia intrinseca a calculatorului), cat si in domeniul software (programele si sistemele de operare cu care sunt dotate calculatoarele). De la aparitia primului calculator electronic si pana in prezent s-au inregistrat patru generatii de calculatoare:

o Generatia I. Calculatoare pe tuburi electronice, o Generatia II. Calculatoare pe tranzistori, o Generatia III. Calculatoare pe scheme integrate, o Generatia IV. Calculatoare pe microprocesoare.

3

Prima generatie cuprinde perioada de cand a aparut primul calculator electronic (1946) si pana in 1955. Calculatoarele din aceasta generatie erau construite pe baza tuburilor electronice, releele electromagnetice si memoriile, interna si externa, utilizau tambururi magnetice. Din aceasta cauza viteza de calcul era mica de cca. 10.000 operatii si instructiuni pe secunda, capacitatea de lucru era redusa, avand memoriile interne si externe mici.

A doua generatie au beneficiat de circuitele de comutatie cu semiconductoare (tranzistoare, diode, diode Zener, etc), de memorii externe electromagnetice. Aceasta generatie cuprinde anii 1956 - 1963. Viteza de lucru a ajuns la 100.000-200.000 de operatii pe secunda, iar capacitatea memoriei interne a crescut de la 2 la 32 Kb. in aceasta generatie apar primele sisteme de operare si limbaje de programare.

Calculatoarele din generatia a treia au aparut in perioada anilor 1964-1975 si au fost construite cu circuite integrate, o capsula de circuit integrat continand in interiorul ei mai multe circuite active: (tranzistoare, diode) si circuite pasive (rezistente si condensatoare), posedau memorii interne realizate deja cu semiconductoare, deci mult mai rapide decat memoriile externe pe suport magnetic, aveau o viteza de calcul de 0,5- 1MIPS (1 MIPS = 1 Milion Instructiuni Pe Secunda), capacitatea memoriei interne de 2 Mb. Apar limbaje noi de programare, printre care Pascal, C, Basic, Lisp, etc. Au fost propuse 2 sisteme de operare DOS si OS de IBM.

In generatia a patra calculatorul devine mijloc de productie (1973-1990) si se raspandesc calculatoarele personale (PC). Calculatoarele din aceasta generatie au utilizat circuitele integrate si aveau o viteza de calcul de 10 MIPS, capacitatea memoriei interne de 16 Mb, gabaritul redus a permis montarea lor pe masa de birou, iar pretul scazut a permis utilizarea PC-urilor si de catre persoanele particulare. Se utilizeaza pe scara mare retelele de calculatoare si deci lucrul in regim interactiv cu alte terminale inteligente.

Sistemele de operare evolueaza mult, firmele care s-au specializat in aceste sisteme au fost Microsoft si Digital Research. Prima generatie de microcalculatoare a utilizat sistemul de operare CP/M, realizat de Digital Research, iar a doua generatie a fost dominata de sistemele MS-DOS si in continuare de Windows elaborate de firma Microsoft. Apar pachete de programe de larga utilizare pentru: procesare de texte, gestiuni de date, prelucrare de imagini si sunete, proiectarea pe calculator, etc

Calculatoarele din generatia a cincea propuse de japonezi, sunt definite ca sisteme complexe de prelucrare a cunostintelor. Ele sunt planificate pentru utilizarea in domenii ca:

o Sisteme inteligente de cercetare / proiectare asistata de calculator; o Sisteme inteligente de instruire asistata de calculator; o Sisteme inteligente de automatizare a activitatilor de birou; o Roboti inteligenti.

Se presupune ca calculatoarele din generatia a cincea la care se lucreaza in prezent vor inlocui treptat pe cele anterioare.

1.3 Componentele de baza ale calculatorului.

Prin componentele de baza ale calculatorului se subintelege resursele hard (echipamentele

4

fizice), care asigura prelucrarea automata a informatiei si dispozitivele de intrare-iesire, care asigura comunicarea intre utilizator si calculator. Astfel componentele de baza ale unui calculator se refera la microprocesor, memorie si dispozitivele de intrare-iesire (monitorul, mous-ul, tastatura). Toate calculatoarele au aceeasi structura, deosebindu-se doar prin performanta si dispozitive de intrare-iesire, care depind direct de sursa financiara de care dispune utilizatorul.

Din punct de vedere hard (tehnic) partile cele mai importante ale unui calculator sunt memoria si microprocesorul. Memoria poate fi de 2 tipuri: interna si externa. Memoria externa reprezinta suporturile magnetice, precum este discul rigid (hard disk sau Winchester) in care se pastreaza toate programele si informatiile. Discul rigid este un pachet de discuri pe care se pot face inregistrari de date si programe. El este montat in interiorul calculatorului si poate avea o memorie de 2, 4, 6, 20, 40, 80, 120, 160, 200 si chiar 250 Gb. In general calculatoarele au o singura unitate de disc rigid, care este folosita pentru pastrarea permanenta a programelor, inclusiv a sistemului de operare si a datelor.

Memoria interna este de mai multe tipuri: ROM, RAM, CMOS si Cache. Memoria ROM poate fi doar citita, ramane neschimbata la disparitie tensiunii, este inregistrata de fabricant si nu poate fi modificata, contine sistemul BIOS. Memoria RAM este o memorie de lucru ce poate fi citita dar si modificata, continutul ei dispare la intreruperea tensiunii, inregistreaza temporar date si instructiuni. Aceasta memorie constituie un cip de o careva capacitate: 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024 Mb si reprezinta memoria principala a unui calculator (mai este intalnita si ca memorie operativa). Memoria CMOS este de tip RAM, continutul ei este pastrat permanent de o sursa de curent continuu, inregistreaza configuratia calculatorului (dispozitive de intrare-iesire, memorie suplimentara, ceas) si poate fi modificata de catre utilizator. Memorie Cache la fel este de tip RAM, este o memorie rapida, o memorie suplimentara intre procesor si memoria principala.

Procesorul este partea ce dirijeaza cu celelalte unitati, cu executarea programelor, executa cele mai simple operatii aritmetice si logice. Contine in sine 2 unitati: unitatea de dirijare si unitatea de calcul. Performanta procesoarelor este determinata in special de viteza de lucru (frecventa de lucru). Prin intermediul unitatii de calcul (unitatea de aritmetica-logica) se executa calculele, pe cind unitatea de comanda si control asigura:

Extragerea instructiunilor din memoria interna; Analiza instructiunilor; Comanda pentru executarea fiecarei operatii; Extragerea datelor de intrare din memoria interna; Aranjarea datelor de iesire in memoria interna.

Pentru realizarea serviciilor sale calculatorul este inzestrat cu dispozitive de intrare-iesire. Dispozitivele de intrare sunt:

tastatura (keyboard) - dispozitiv cu taste numerice si alfanumerice pentru introducerea de comenzi si date ce vor fi prelucrate de sistemele de operare si programele specializate;

unitatea de disc flexibil - dispozitiv de memorare cu acces lent la informatii si care permite utilizarea unei dischete (de regula de capacitate 1,44 MB), disc magnetic de memorare ce poate sa stocheze si sa pastreze pe timp nelimitat informatii sub forma de programe si date;

CD-ROM, DVD-ROM - dispozitive de memorare pe suport optic special, de mare capacitate (650-700 MB), cu acces rapid la informatii si care stocheaza - in vederea citirii - programe si fisiere de volum foarte mare;

CD-RW, DVD-RW - ca si CD-ROM, DVD-ROM insa cu posibilitatea reinscrierii informatiei pe suporturile optice (4,7 GB);

5

Mouse (soricel) - dispozitiv mobil care prin intermediul unui cursor grafic reprezentat pe monitor poate sa indice selectarea unor simboluri grafice sau butoane logice ce vor avea ca efect executarea unor operatii specifice sistemelor de operare si programelor specializate;

scaner - dispozitiv pentru preluarea (memorarea) de imagini de pe suport hartie, memorarea realizandu-se in fisiere sub forma de imagini;

camera TV - dispozitiv pentru preluarea pe suport film a unor imagini reale si care urmeaza a fi prelucrate.

In calitate de dispozitive de iesire se enumara: monitorul - dispozitiv de afisare (display) alfanumerica si grafica alb/negru si color si

care este o interfata grafica in dialogul om-calculator; imprimanta - dispozitiv care afiseaza informatiile din calculator pe suport de hartie. Cele

mai intalnite tipuri de imprimante sunt: jet, lazer, matriciala; boxe audio - dispozitive pentru redarea sunetelor (dispozitive multimedia).

1.4 Sisteme de operare.Reiesind din temele studiate anterior, conchidem ca sistemul de operare este un sistem de programe care coordoneaza toate activitatile ce se desfasoara intr-un calculator intru executia programelor lansate de utilizatori, folosind eficient resursele calculatorului, cu alte cuvinte reprezinta o interfata intre resursele hard ale calculatorului si utilizator. Sistemul de operare, in continuare SO, se pastreaza pe discul rigid si se lanseaza automat la pornirea calculatorului. Un sistem SO asigura:

interactiunea intre unitatile calculatorului; interactiunea intre om si calculator; organizarea, plasarea si pastrarea informatiei in calculator.

Printre functiile principale ale unui SO se enumara: comanda si controleaza executia programelor utilizatorilor; initializeaza sistemul de calcul si verifica starea resurselor calculatorului; comanda si controleaza activitatea dispozitivelor de intrare-iesire; formateaza discul rigid si discul flexibil; prelucreaza si modifica starea fisierelor si programelor; asigura un sistem de protectie a datelor si programelor; defineste structura sistemului de fisiere; gestioneaza (asigura partajarea) resurselor calculatoarelor; gestioneaza fisierele pe suportul de memorie externa etc.

Sunt mai multe feluri de sisteme de operare, printre care se enumara: DOS, Windows, Linux, Solaris, Mac OS, FreeBSD, Unix etc. Dupa modul de partajare al procesorului deosebim:

sisteme de operare monoprogramare (monotasking); sisteme de operare multiprogramare (multitasking).

Sistemele SO monotasking, precum este MS-DOS, permit executia unei singure executii la un moment dat, pe cand sistemele SO multitasking, precum este Windows, permit executia mai multor programe simultan.

Interfata unui SO asigura comunicarea intre utilizator si calculator, proces ce poate fi descris astfel: prin intermediul tastaturii si/sau al mouse-ului utilizatorul transmite comenzi sau

6

raspunsuri la solicitarile calculatorului, iar prin intermediul monitorului, calculatorul transmite utilizatorului mesaje sau intrebari. Interfetele pot fi realizate prin:

liniile de comanda - utilizatorul transmite comenzile calculatorului sub forma unui sir de caractere care respecta o anumita sintaxa (de ex. Run),

meniuri - prin intermediul unui sistem de meniuri si optiuni de meniu sau utilizatorul poate utiliza combinatia de taste ce apare in dreapta numelui optiunii cunoscuta si sub numele de scurtatura. Deschiderea meniurilor poate fi realizata cu ajutorul mouse-ului sau a tastaturii,

grafic cu ajutorul simbolurilor (pictograme) - aceste interfete folosesc metoda trage si plaseaza (drag and drop) prin care obiectele reprezentate prin pictograme pot fi copiate sau mutate. Utilizatorul in acest tip de interfata trebuie sa cunoasca pictograma care reprezinta aplicatia data.

7