Tehnologia informației pe calculator

I. Echipamentele necesare implementării tehnologiei informaţiei şi comunicaţiilor

I.1. Noţiunea de sistem de calcul

De-a lungul timpului au existat numeroase încercări pentru a realiza dispozitive capabile sa prelucreze informaţiile, memorând şi prelucrând informaţiile de intrare, pentru a produce informaţiile de ieşire. Perioada în care s-au intensificat eforturile destinate creării unor astfel de dispozitive a fost perioada celui de-al doilea război mondial. Cei care au contribuit la apariţia computerelor, în forma în care se prezintă astăzi sunt: John von Neumann, Alan Turing şi Kurt Gödel.

După ce au fost stabilite principiile de bază, perioada care a urmat a fost consacrată perfecţionării tehnologiilor folosite. Dezvoltarea electronicii a condus la creşterea puterii de calcul. Gordon Moore, fondatorul companiei Intel, a afirmat cu trei decenii în urmă că sistemele de calcul îşi dublează puterea la fiecare 18 luni. Deşi această afirmaţie se bazează numai pe observaţii practice, fără fundamentare teoretică, trecerea timpului i-a confirmat valabilitatea până în zilele noastre.

Datorită acestei evoluţii deosebite a computerelor, utilizarea lor a invadat toate domeniile activităţii noastre. Dezvoltarea reţelelor de calculatoare şi apariţia Internet-ului a dus la accesul la o cantitate uriaşă de informaţii.

Un sistem de calcul este alcătuit din două componente: hardware şi software. Hardware este un termen general care desemnează partea fizică a unui calculator, alcătuită din componente electronice şi mecanice. Software este termenul care desemnează totalitatea programelor folosite de un computer pentru a memora şi prelucra informaţia. Un sistem hardware performant este inutil în absenţa programelor care să realizeze activităţile dorite, iar programele, la rândul lor, au nevoie de dispozitive hardware pe care să ruleze. Performanţele la care au ajuns astăzi sistemele de calcul au fost posibile numai datorită activităţii celor implicaţi în dezvoltarea echipamentelor şi scrierea programelor.

I.2. Arhitectura unui sistem de calcul

Modelul de bază pentru arhitectura unui sistem de calcul a fost introdus de savantul american John von Neumann, ca rezultat al participării sale la construcţia calculatorului ENIAC, în anii 1944-1945. Acest model este cunoscut în literatura de specialitate ca arhitectura von Neumann.

După cum se observă în Figura1, un sistem de calcul este format din 3 unităţi de bază, care sunt conectate între ele prin 3 căi separate de comunicaţie, numite magistrale (mai des se foloseşte termenul englezesc - bus).

Informaţiile vehiculate în sistemul de calcul se împart în 3 categorii:

- date care trebuie prelucrate

- instrucţiuni care indică prelucrările ce trebuie efectuate asupra datelor

(adunare, scădere, comparare etc.)

- adrese care permit localizarea diferitelor date şi instrucţiuni

Simplist spus, sarcina unui sistem de calcul este de a executa instrucţiuni (grupate în secvenţe coerente, care urmăresc un obiectiv bine stabilit, numite programe) asupra datelor; adresele joacă un rol auxiliar, dar nu mai puţin important.

Unitatea de memorie are rolul de a stoca atât instrucţiunile, cât şi datele asupra cărora vor opera instrucţiunile (operanzii). Instrucţiunile unui program trebuie aduse în memorie anterior începerii execuţiei programului respectiv. De asemenea, unele date se vor afla în memorie înaintea pornirii prelucrării, iar rezultatele prelucrării se vor memora în timpul execuţiei programului. Această memorie, realizată în diverse tehnologii de-a lungul evoluţiei calculatoarelor, constituie suportul fizic necesar desfăşurării operaţiilor executate de CPU. Structural, memoria este formată dintr-un număr mare de celule independente (numite şi locaţii), fiecare celulă putând memora o valoare.