Informatica Aplicata

Informatica aplicata si grafica asistata pe calculator

-2018-

Informatica aplicata Termenul informatică desemnează știința procesării sistematice a informației, în special a procesării cu ajutorul calculatoarelor. Termenul englezesc corespunzător este Computer Science (stiința calculatoarelor).

Calculatorul Este o maşină care prelucrează informaţiile automat. Pentru aceasta trebuie să i se furnizeze datele pe care trebuie să le prelucreze (datele de intrare) şi o listă de instrucţiuni (programul), care să îi indice cum să prelucreze aceste date. Dacă pentru a ajunge la un rezultat trebuie sa execute mai multe operaţii, el le va efectua pe rând. Operaţiile şi ordinea acestora îi sunt specificate calculatorului prin intermediul programului. Calculatorul va furniza utilizatorului rezultatele obţinute în urma prelucrării (date de ieşire). În timpul prelucrării pot să apară şi date intermediare.

În evaluarea unui sistem de calcul, sunt luate în discuţie următoarele performanţe: dimensiunea memoriei interne; viteza de prelucrare; numărul de procesoare; dimensiunea memoriei externe; numărul maxim de utilizatori; costul.

0

Calculatoarele se clasifică după mai multe criterii: domeniul de utilizare; modul de reprezentare a datelor; performanţele. 1. În funcţie de domeniul de utilizare, există două tipuri de calculatoare: calculatoare specializate care pot fi folosite numai pentru rezolvarea unui domeniu restrâns de probleme; calculatoare universale care asigură rezolvarea unei game foarte variate de probleme cu ajutorul unor programe aplicative diverse. 2. După modul de reprezentare a datelor, calculatoarele sunt de două tipuri: calculatoare analogice, care creează modelul matematic al unui sistem fizic real caracterizat de anumite mărimi fizice care sunt reprezentate şi manipulate cu ajutorul circuitelor electronice. Operaţiile matematice sunt reproduse cu ajutorul caracteristicilor electrice ale diferitelor elemente de circuit: rezistenţe, capacităţi, tensiuni, etc. Calculatorul este format din blocuri funcţionale care se conectează între ele pentru a rezolva problemele reale ale sistemului fizic. Datele de intrare sunt furnizate continuu cu ajutorul unor echipamente, care le preiau din sistemul fizic real. Calculatoarele analogice sunt folosite pentru conducerea unor procese sau instalaţii. calculatoarenumerice, care efectuează calculele cu informaţii reprezentate în cod binar. Prelucrarea se face pe baza unui program memorat care descrie algoritmul de lucru. Aceste sisteme sunt utilizate în diferite domenii, pentru soluţionarea unor probleme care necesită calcule laborioase cu multe date şi analiza unui mare număr de variante, într-un timp scurt. În funcţie de performanţe, calculatoarele numerice se clasifică în: supercalculatoare (calculatoare mari); -

mainframes (calculatoare medii);

-

minicalculatoare (calculatoare mici);

-

microcalculatoare (calculatoare micro). 1

1. Microcalculatorul este cel mai simplu sistem de calcul, dotat cu un singur procesor, care poate fi utilizat de un singur utilizator. 2. Minicalculatorul poate fi folosit simultan de mai mulţi utilizatori (20-50 de terminale formate din tastatură şi display) şi are tot un singur procesor. Minicalculatoarele au evoluat spre superminicalculatoare (VAX, SUN), care sunt folosite ca servere de reţea. 3. Mainframe-ul este un sistem cu putere mare de calcul. Acesta poate fi utilizat simultan de foarte mulţi utilizatori şi permite conectarea mai multor sute de terminale. Este dotat cu unul sau două procesoare puternice pentru executarea calculelor şi mai multe procesoare de putere mică, pentru administrarea transferurilor de date cu memoria externă. Este folosit în aplicaţiile de gestiune economică, în întreprinderi foarte mari, în universităţi şi în agenţii guvernamentale mari. Ceea ce deosebeşte un mainframe de un superminicalculator, este capacitatea memoriei externe şi domeniul de aplicabilitate (superminicalculatoarele sunt folosite în aplicaţii de timp real, iar mainframe-ul în prelucrarea tranzacţiilor şi costurilor). 4. Supercalculatorul este un sistem cu o putere foarte mare de calcul. Lucrează în regim multiuser, permiţând conectarea mai multor sute de terminale. Poate avea mai multe procesoare foarte rapide pentru efectuarea calculelor şi un număr şi mai mare de procesoare mai lente, pentru administrarea transferurilor de date. In zilele noastre, intalnim calculatoare peste tot, de la bacanul din colt, caresi tine evidentele sale cu ajutorul unui PC si pana la ghiseul la care platim telefonul. Peste tot sunt calculatoare, legate eventual intre ele si formand astfel retele de calculatoare. Toate acestea se datoreaza faptului ca ne dam seama din ce in ce mai mult ca PC-ul ne usureaza munca. Dar trebuie de subliniat faptul ca un calculator este de fapt o “masinarie” care prelucreaza o serie de informatii pe care i le dam. Informatia, este elementul esential din acest intreg lant. De fapt, in practica intalnim, printre altele, doua concepte legate de aceasta si anume sistemul informational si sistemul informatic. Sistemul informational este ansamblul de elemente implicate in procesul de colectare, transmisie, prelucrare, etc. de informatii. Rolul sistemului informational este de a transmite informatia intre diferite elemente . De exemplu, in cadrul unei unitati economice, roulul sistemului informational este de a asigura persoanele din conducere cu informatii necesare pentru luarea diferitelor decizii economice sau de alta natura.. 2

In cadrul sistemului informational se regasesc : informatia vehiculata, documentele purtatoare de informatii, personalul, mijloace de comunicare, sisteme de prelucrare a informatiei, etc. Printre posibile activitati desfasurate in cadrul acestui sistem, pot fi enumerate :achizitionarea de informatii din sistemul de baza, completarea documentelor si transferul acestora intre diferite compartimente, centralizarea datelor, etc. In cadrul sistemului informational, majoritatea activitatilor se pot desfasura cu ajutorul tehnicii de calcul. Se pot prelucra datele primare si apoi, rezultatul poate fi transferat mai departe, catre alt compartiment spre prelucrare.Transferul se poate face si el pe cale electronica, prin intermediul unei retele de calculatoare sau cu ajutorul modemului. Ansamblul de elemente implicate in tot acest proces de prelucrare si transmitere a datelor pe cale electronica alcatuiesc un sistem informatic. Intr-un sistem informatic pot intra : calculatoare, sisteme de transmisie a datelor, alte componente hardware, softwer-ul, datele prelucrate, personalul ce exploateaza tehnica de calcul , teoriile ce stau la baza algoritmilor de prelucrare, etc. Se poate spune deci, ca sistemul informational este inclus in sistemul informatic, acesta din urma fiind o componenta esentiala a primului. Sistemele informatice acopera cele mai diverse domenii.In functie de specializare, avem · Siteme specializate, adica sunt proiectate pentru a rezolva un anume tip de problema dintr-un anume domeniu; · Sisteme de uz general, cu ajutorul carora se poate rezolva o gama larga de probleme din mai multe domenii; · Sisteme locale, programele necesare prelucrarilor de date si datele se afla pe un singur sistem de calcul; · Sisteme pe retea, sistemul functioneaza intr-o retea de calculatoare, caz in care, datele si programele pot fi distribuite mai multor statii de lucru ce fac parte din acea retea. Un sistem de calcul este un ansamblu de doua componente: HARDWARE – este un termen care acoperă totalitatea componentelor electronice si mecanice ale sistemului de calcul ( partea fizica); SOFTWARE – este un termen care acoperă totalitatea programelor utilizate intrun sistem de calcul. În cadrul componentei software se distinge un element care asigură interconectarea tuturor componentelor sistemului de calcul, transformându-le într-o entitate – calculatorul si care asigură si interconectarea 3

acestuia cu mediul exterior. Acest element software se numeşte sistem de operare.

COMPONENTELE HARDWARE Hardul fundamental al unui PC este compus din 8 elemente majore: Placa de bază – reprezinta suportul fizic şi logic pentru celelalte componente, fiind componenta hardware ce asigură interconectarea fizică a tuturor elementelor din configuraţia unui sistem de calcul; Set de echipamente intrare/iesire – incluzând tastatura, mouse, scanner, CDROM sau cititoare de cod de bare ca dispozitive de intrare. Cele mai uzuale echipamente de ieşire sunt imprimantele si monitoarele; O magistrală / set de magistrale – cu rolul de a conecta microprocesorul la memorie sau la adaptoarele care fac posibilă atasarea altor dispozitive prin porturile sau conectorii lor de extensie. Magistralele pot fi gandite ca nişte autostrăzi electronice care interconectează componentele hard ale unui PC; Microprocesorul: La majoritatea calculatoarelor actuale, acesta este un microprocesor INTEL, sau unul dintre procesoarele compatibile INTEL produse de alte companii Microprocesorul este componenta hardware a calculatorului, care identifică şi execută instrcţiunile aritmetice şi logice din programele sistemului de calcul ; Structura de bază a unui microprocesor se poate reprezenta astfel:

Execution Unit

ADDRESSING UNIT

Execution Unit

BUS UNIT (BU)

Prefetch Unit (BU)

ALU RE Control

Instruction Unit (IU) Unit

4

Un set compus din memorie interna si memorie externa : Memporie interna: Memoria ROM (Read Only Memory – memorie care poate fi doar citită) – este un tip de memorie nevolatilă (informaţia conţinută de acest tip de memorie nu se pierde la oprirea calculatorului). Este o memorie de tip special, care prin construcţie nu permite programatorilor decât citirea unor informaţii înscrise aici de constructorul calculatorului prin tehnici speciale. Memoriile de tip ROM se clasifică la în funcţie de modalitatea de scriere a datelor în PROM şi EPROM. memorii PROM (Programabile ROM), memorii ROM programabile, care permit o singură rescriere de programe; Memorii EPROM (Programabile Electric PROM), care pot fi şterse şi reprogramate din nou de mai multe ori, utilizând tehnici electronice speciale. Programele aflate în ROM sunt livrate odată cu calculatorul şi alcătuiesc aşa numitul firmware. Calculatoarele din familia IBM – PC conţin şi o memorie CMOS (de tip RAM, alimentată în permanenţă de o baterie pentru a nu-şi pierde conţinutul informaţional. În această memorie se stochează informaţii referitoare la configuraţia hardware a sistemului electronic de calcul. Memoria RAM reprezintă un spaţiu temporar de lucru unde se păstrează datele şi programele pe toată durata execuţiei lor. Programele şi datele se vor pierde din memoria RAM, după ce calculatorul va fi închis, deoarece aceasta este volatilă, păstrând informaţia doar atâta timp cât calculatorul este sub tensiune. În funcţie de circuitele din care sunt implementate memoriile RAM acestea se clasifică în: memorii statice (SRAM) şi memorii dinamice (DRAM). La rândul său memoriile DRAM se împart în: 1. memorii FPM (Fast Page Mode) – caracteristica acestui tip de memorie o reprezintă facilitatea de a lucra cu pagini de memorie. O pagină de memorie este o secţiune de memorie, disponibilă prin selectarea unei adrese de rând. 2. memorii EDO (extended Data Out) – funcţionează la fel ca şi memoriile FPM dar accesul la datele din celulele de memorie este mai rapid cu 10 – 15 % faţă de FPM 3. memorii SDRAM (Syncronous DRAM) – un astfel de tip de memorie reprezintă un modul DRAM ce lucrează în mod sincron cu procesorul (prin construcţie, la origini memoriile DRAM convenţionale funcţionau în mod asincron) 4. memoriile VRAM (Video RAM) – este o memorie rapidă folosită în special pentru plăcile video. 5. memorii SGRAM (Syncronuos Graphics RAM)- este un SDRAM adaptat cerinţelor foarte mari din domeniul graficii 3D.

5

6. memorii DDR (Double Data Rate)- prin această tehnologie se pot transfera date de două ori mai rapid faţă de tehnologiile anterioare. O caracteristică a memoriei RAM o reprezintă timpul de acces la informaţie care se defineşte prin intervalul de timp scurs dintre momentul furnizării adresei de către procesor şi momentul obţinerii informaţiei. Timpul de acces la informaţie la memoriile noi este de ordinul nanosecundelor . – Memoria externa:  Hard disk drive (HDD) este o componentă harware, un dispozitiv utilizat la stocarea cantităţilor mare de informaţii oferind un acces relativ rapid la acestea.  FLOPPY DISK DRIVE (FDD)este componenta hardware, suport de memorie externă, conectată la calculator prin intermediul unei interfeţe. În unităţile de disc se introduc discuri flexibile.



 

Set de adaptoare - care permit microprocesorului să controleze şi să comunice cu echipamentele I / O şi de stocare. Aceste adaptoare sunt ansambluri de circuite care se ataşeaza magistralelor sistemului si care convertesc fiecare magistrala într-un port de interfaţa care acceptă conectarea anumitor echipamente I / O. De exemplu, un adaptor de port serial se conectează la o magistrală a calculatorului şi se creaza un port COM ( de comunicare ) la care poate fi conectat un modem. Adaptorul este deci puntea de legatură între magistralele calculatorului şi dispozitivele care trebuie conectate la el; Porturile – sunt interfeţe hard ( conectori fizici ) care permit ca în timpul fabricaţiei sau mai târziu să poată fi ataşată la magistralele calculatorului o gamă larga de adaptoare; Dispozitive de stocare lente – unde datele si programele sunt păstrate pe termen lung. Acestea includ medii de stocare nevolatile ( magnetice sau optice ) ca, de exemplu, CD-URI,DVD-URI si dischete.

Componente software Softurile sunt programele pentru calculator care ii permit unui utilizator sa folosească calculatorul pentru realizarea de activitati specifice cum sint editarea de text, prelucrarea grafica, etc. Un soft ("software" in lb. engleza) este alcatuit dintr-un un set de instructiuni (numite cod sursa) scrise intr-un limbaj special (numit limbaj de programare) care este inteles de calculator si interpretat in asa fel incit utilizatorul calculatorului sa poata desfasura activitatea pe care o doreste. Componenta software principală (de bază) a unui calculator se numeste sistem de operare (SO). Sistemul de operare este programul (softul) care gestioneaza functionarea in mod unitar a componentelor hardware, adica le permite acestora sa colaboreze unele cu celelalte in scopul functionarii optime a 6

softurilor (programelor) instalate pe calculator. SO se interpune deci intre componentele hardware si cele software iar de aici rezulta rolul sau esential pentru functionarea calculatorului. Fiecare soft (editoarele de text, programele de calcul tabelar, etc.) este specializat in realizarea anumitor sarcini si de aceea se poate spune ca fiecare soft este un fel de "creier" specializat in domeniul sau. Aceste "creiere" (diversele softuri instalate pe calculator) nu ar putea insa functiona optim daca nu ar avea la dispozitie un sistem de interactiune cu componentele hardware. Aici intervine SO care pune la dispozitie "reteaua nervoasa" prin care softul intra in contact cu "muschii" (componentele hardware) care trebuie sa produca actiunile dorite de soft (de ex. generarea de imagini, sunete, etc.). Numarul sistemelor de operare nu este mare, ele putind fi numarate pe degetele de la o singura mina. Acest lucru este datorat in buna masura complexitatii acestor softuri care sunt de cele mai multe ori opera unor colective formate din mai multe zeci sau sute de programatori : 1. Linux, AIX, HP-UX 2. Mac OS 3. Windows Cel mai raspindit SO pentru PC este Windows care exista in mai multe versiuni, dintre care cele mai noi sint Win 98 SE, Win ME, Win 2000 si Win XP, enumerate in ordinea aparitiei lor pe piata. Windows este un SO care trebuie folosit cu licenta de utilizare, fiind deci un SO care trebuie cumparat pentru a putea fi folosit in mod legal. Cateva facilitate pentru folosirea pe care le poate avea un SO sunt : 1. Folosirea sistemului multi-tasking care executa simultan mai multe programe (programele aflate in executie sunt numite procese). 2. Folosirea sistemului multi-user careeste caracterizat prin faptul ca exista conturi utilizator, ce au anumite drepturi si restrictii de acces la fisiere si la celelalte resurse ale sistemului. De aceea, se utilizeaza mecanisme de protectie, cum ar fi parolele pentru conturile utilizator. De asemenea, un astfel de sistem permite conectarea la sistem si lucrul simultan a mai multor utilizatori. Softurile aplicative (numite şi programe de aplicaţii) se instalează în cadrul sistemului de operare şi permit efectuarea de sarcini diverse. Programele de aplicaţii reprezintă nivelul superior al sistemului software, cel mai apropiat de utilizator, constituit din totalitatea programelor destinate rezolvării unor programe specifice. Aceste programe de aplicaţii sau soft-uri de aplicaţii se împart în mai multe categorii:  Soft-ul specializat - este un produs specializat în rezolvarea anumitor sarcini pentru clientul care l-a comandat. Este mai costisitor, fiind realizat de

7

obicei ca uniact, dar prezintă avantajul că este protejat împotriva pirateriei, el putându-se folosi doar pe echipamentul respectiv;  Soft-ul semigeneralizat - pachete de programe realizate de firme specializate care au o arie de cuprindere mare din punct de vedere al utilizatorului;  Soft-ul generalizat - programele din această grupa pot fi folosite de orice utilizator, fără nici o adaptare. Utilizatorul solicită programul de la firme specializate în funcţie de tipul calculatorului, de capacitatea sa de memorie şi de datele ce trebuie prelucrate. Tendinţa de realizare a acestor programe este de automatizarea a foarte multor funcţii, în condiţiile în care utilizatorul nu este un specialist în informatică. Pentru un utilizator obişnuit cea mai mare importanţă şi utilitate o prezintă programele din categoria soft-urilor generalizate. Ele au fost create pentru uşurarea muncii persoanelor care lucrează cu un calculator, fiecare aplicaţie având utilitatea sa. În funcţie de scopul pentru care au fost concepute, distingem: a) Aplicaţii pentru Birotică : ajutor, editare de text, dicţionare, imprimare, suite office, b) Aplicaţii pentru Fişiere : administrare, arhivare, backup, catalogare, căutare, inscripţionare, vizualizare; c) Aplicaţii pentru Internet : Web, e-mail, forum, chat, transfer de fişiere; d) Aplicaţii pentru Multimedia : audio, grafică, video; e) Aplicaţii pentru Programare : assembler, Basic, Pascal, C, Java, PHP & MySQL, ASP; f) Aplicaţii pentru Securitate : antivirus, antispysoft, antideturnare, parafoc, supraveghere, intimitate, criptare; g) Aplicaţii pentru Sistem : (hardware şi software) informaţii, performanţă, monitorizare, utilitare; h) Aplicaţii pentru Tehnice : software pentru studenţi şi ingineri

METODE DE REPREZENTARE A INFORMAŢIEI Sarcinile calculatorului implică operarea acestuia cu informaţii de cele mai diverse tipuri. Se pot distinge două metode de reprezentare a informaţiei: analogică şi digitală. Informaţia analogică este de tip continuu, şi este acea informaţie care poate avea un număr infinit de valori într-un domeniu definit. Informaţia digitală are un număr finit de valori într-un domeniu limitat, şi calculatoarele folosesc acest tip de informaţie pentru ca toate operaţiile lor să se deruleze în timp finit şi după algoritmi exacţi. Calculatoarele actuale folosesc o formă particulară de informaţie digitală şi anume informaţia binară. Informaţia binară este informaţia digitală reprezentată prin folosirea unui set de numai două valori: 0 şi 1. Prin codificări adecvate, aproape orice tip de informaţie poate fi reprezentată în formă binară. Avantajele acestei forme de reprezentare a informaţiei sunt mai multe: simplitate, expandabilitate, claritate şi viteză.

INTERFEŢE. PORTURI 8

Interfeţele O interfaţă este un echipament specializat sau un program care face legătura între două componente diferite ale calculatorului. În mod obişnuit o interfaţă asigură legătura dintre unitatea centrală şi un periferic. Ea are rolul de a prelua datele de pe magistrala unităţii centrale şi a le pune într-un format care să fie acceptat de periferic. În acelaşi timp preia răspunsurile sau mesajele perifericului şi le transformă în formatul acceptat de unitatea centrală. Porturile Un port reprezintă un punct „x” în care unitatea centrală face schimb de informaţie cu perifericele externe. După modul de transmitere al informaţiei, porturile pot fi seriale sau paralele. În cazul porturilor seriale se transmite un singur bit odată, pentru aceasta folosindu-se două fire. Biţii unui cuvânt sunt transmişi unul după celălalt. După fiecare octet se verifică de obicei corectitudinea transmisiei. Transmiterea paralelă constă în utilizarea de cabluri cu mai multe fire pentru transmiterea semnalului de informare (în general 8) la care se adaugă un fir comun pentru masă. În acest fel fiecare din biţii unui octet este reprezentat de valoarea firului corespunzător acestui bit în raport cu firul de masă; cei 8 biţi sunt transmişi simultan. Deoarece fiecare operaţie de transmise consumă un număr mare de impulsuri de tact, viteza de transmisie în cazul porturilor seriale e mai mică decât în cazul porturilor paralele. Dezavantajul porturilor parale îl reprezintă costul ridicat. În mod obişnuit, porturile seriale se reprezintă prin numele COM urmat de o cifră de la 1 la 4, iar porturile paralele prin LPT urmat de o cifră de la 1 la 3. În mod normal, un calculator are două porturi seriale şi unul paralel. Calculatoarele moderne utilizează o soluţie unificată de transmitere serială a informaţiei, reprezentată de porturile USB. La un port USB se poate conecta un dispozitiv extern sau un echipament specializat numit HUB, care are o ieşire spre calculator şi 5 ieşiri spre dispozitive externe. La fiecare din aceste ieşiri externe, se poate conecta un dispozitiv propriu-zis sau un alt HUB. În felul acesta, se obţine o structură arborescentă, care permite conectarea la acelaşi calculator a 9

unui număr foarte mare de periferice. La interfeţe mecanice pentru porturile seriale se folosesc conectorii DB9, iar pentru cele paralele DB25.

REŢELE ETHERNET Ethernet-ul este cel mai utilizat protocol de reţea pentru reţele locale deoarece are avantaje multiple din punct de vedere funcţional şi structural. Astfel, ca structură topologică foloseşte o reţea de tip magistrală cu transmitere serială (fiabilitate ridicată şi extindere simplă). Informaţia circulă între staţiile reţelei sub forma unor pachete de date sau frame-uri cu o lungime variabilă între circa 70 şi 1500 de octeţi. Structura pachetelor de date este bine stabilită prin reglementări internaţionale şi trebuie respectată de toţi producătorii de echipamente. O reţea de tip ETHERNET poate interconecta până la 1024 de calculatoare diferite. Pentru a face posibilă comunicaţia, fiecare calculator are o adresă care poate fi scrisă în binar pe o lungime de 6 octeţi şi care este unică în lume. Această adresă este alocată de producătorul plăcii de reţea şi nu se repetă niciodată. Dezavantajul reţelelor ETHERNET constă în posibilitatea ca două staţii din reţea să încerce să emită simultan, semnalele acestora suprapunându-se, ceea ce are ca efect obţinerea unui semnal fără nici o semnificaţie logică şi care nu respectă regulile protocolului de reţea. Acest fenomen se numeşte „coliziune de date” (emit două staţii simultan). Legătura între staţii în sistemul ETHERNET se face prin două fire, deci bit după bit. Limitarea superioară la circa 1500 de octeţi a lungimii pachetului de date, are ca scop împiedicarea unei staţii de a ocupa permanent reţeaua atunci când are de transmis un volum foarte mare de date. Limitarea inferioară a fost făcută pentru a permite determinarea coliziunilor de date. Reţeaua de tip ETHERNET e numită reţea cu acces concurenţial: prima staţie care găseşte reţeaua liberă poate să emită. Pentru a începe emisia o staţie care vrea să transmită „ascultă” o perioadă reţeaua pentru a depista modificări de potenţial care arată că o altă staţie emite. Dacă în perioada de urmărire a reţelei nu sunt sesizate transmisii de date, staţia poate să înceapă să emită. Această 10

metodă nu exclude posibilitatea ca două staţii să înceapă să emită simultan (coliziune de date). Pentru a detecta coliziunea de date, fiecare staţie mai „ascultă” o perioadă reţeaua şi apoi începe transmisia, comparând datele de pe reţea cu ceea ce a transmis. Atunci când datele corespund, înseamnă că staţia respectivă e singura care transmite, dacă sunt diferite înseamnă că mai transmite o staţie. La producerea unei coliziuni de date ambele staţii încetează emisia, fac pauze aleatoare, după care reiau operaţiunea. Deoarece pauzele sunt aleatoare, probabilitatea să se producă o nouă coliziune este foarte mică. Dacă totuşi se produce iar, staţia îşi încetează emisia, dublează pauza de aşteptare şi repetă operaţiunea. Intervalul de ascultare este limitat şi în funcţie de acesta se stabileşte dimensiunea minimă a pachetului de date şi lungimea maximă a reţelei. Limitarea inferioară a lungimii pachetului de date a fost aleasă astfel încât timpul de emisie la frecvenţa de 100 MHz să fie de circa 50 de nanosecunde, ceea ce corespunde unei lungimi a reţelei de circa 100m.

STRUCTURA UNUI CADRU DE DATE ETHERNET Un cadru de date include atât informaţia care trebuie transmisă cât şi informaţii complementare care permit sincronizarea celor două staţii şi verificarea corectitudinii transmisiei. Astfel, fiecare cadru de date are mai multe componente de lungime fixă sau variabilă: 1. Preambulul – care are lungimea de 7 octeţi, cu o structură fixă, fiind formaţi din biţi cu valoarea 1 şi 0 alternativ. Această structură are ca scop să permită sincronizarea staţiei emiţător cu cea receptor. 2. Secvenţa de început a cadrului – cu lungimea de 1 octet care respectă aceeaşi structură de 1 şi 0 alternativ, cu excepţia ultimilor 2 biţi care au valoarea 1. (10101011) 3. Adresa staţiei destinaţie pe o lungime de 6 octeţi. O situaţie particulară o reprezintă adresa 111....1 care este o adresă ce nu se va regăsi niciodată ca adresă de staţie şi care semnifică în reţea faptul că mesajul care urmează este destinat tuturor staţiilor din reţea. Fiecare staţie are o adresă proprie care de fapt e adresa plăcii de reţea. Aceasta este alocată de fabricant şi este unică în lume. 11

4. Adresa staţiei sursă – 6 octeţi. 5. Lungimea – pe 2 octeţi, care arată lungimea pachetului (structurii) de date care urmează să fie transmis. 6. Pachetul (structura) de date – cu lungime de 46 – 1500 octeţi. 7. Secvenţa (structura) de verificare a corectitudinii transmisiei care are o lungime de 4 octeţi. Anumite fenomene externe pot să modifice valoarea tensiunii pe linie pe anumite perioade de timp, alterând datele transmise. Pentru verificarea corectitudinii transmisiei, se folosesc expresii matematice care au ca variabile valorile biţilor din pachetul de date. Expresia matematică este cunoscută atât de staţia care emite cât şi de cea care recepţionează. La emisie, valorile biţilor sunt înlocuite în expresiile matematice, iar rezultatul este înscris în secvenţa de verificare. La recepţie, datele recuperate sunt folosite pentru a recalcula valoarea expresiei iar rezultatul se compară cu valoarea din secvenţa de verificare. Dacă cele două valori coincid înseamnă că recepţia a fost realizată corect; în caz contrar există o eroare pe lanţul de transmisie şi structura de date a fost alterată. În acest caz, staţia care a recepţionat emite o cerere de retransmisie a structurii de date către staţia care a emis (staţia sursă).

REŢELE BAZATE PE JETON Spre deosebire de reţelele ETHERNET, reţele bazate pe jeton sunt reţele cu acces determinist: o staţie emite doar când i se dă permisiunea să facă acest lucru; după ce a început emisia ştie sigur că nici o altă staţie nu va mai începe să emită. Structura reţelei folosită în acest caz e o structură de inel fizic (reţea inelară) sau logic (reţea de tip magistrală). Între staţiile reţelei circulă în mod continuu, un cadru de date cu o structură dată, „jeton”. Dacă staţia nu doreşte să emită, transmite jetonul nemodificat spre staţia următoare. Dacă doreşte să transmită, modifică jetonul astfel încât staţia următoare să nu-l mai recunoască; îl transmite spre staţia următoare după care începe să transmită, tot spre staţia următoare şi structura de date pe care vrea să o transmită. Fiecare mesaj primit este retransmis spre următoarea staţie. Astfel, după un timp, mesajul revine la staţia care l-a emis, staţie care poate compara corectitudinea transmisiei, după care mesajul este blocat. De fiecare 12

dată când primeşte un mesaj, fiecare staţie compară adresa staţiei destinaţie cu propria adresă şi dacă îi este destinat, pe lângă retransmitere îl şi rememorează. Adresa unei staţii în acest caz nu mai este unică în lume ci este unică în reţea. Structura unui jeton are în general 3 octeţi Secventa

Secventa

de start

de

1 octet

prioritate 3 biti

Bitul jeton

Bitul

de Secventa

monitor 1 bit

1

Sfarsit

de rezervare bit 3 biti

1 octet

obisnuit=0 Jetonul are în general valoarea 1 dar când transmite are valoarea 0, el aflânduse înaintea mesajului transmis. Jetonul circulă continuu în reţea de la o staţie la următoarea. Pentru a transmite în reţea, o staţie trebuie să aştepte să primească jetonul cu bitul jeton de valoare 0. Atunci când îl primeşte, transformă bitul jeton în valoare 1 şi transmite cadrul spre următoarea staţie. După aceasta, staţia respectivă începe să-şi emită pachetul de date. După un timp, jetonul parcurge reţeaua circular şi revine la staţia care l-a modificat. Aceasta, dacă a terminat transmisia, transformă bitul jeton din 1 şi 0, dând dreptul următoarei staţii să emită. Jetonul fiind tot o structură de date, poate fi şi el alterat. Pentru a evita această situaţie, una din staţiile reţelei este definită ca staţie monitor. În funcţie de lungimea reţelei ea ştie după cât timp trebuie să treacă prin dreptul ei jetonul. La fiecare trecere porneşte un numărător care măsoară timpul. Dacă după trecerea timpului jetonul nu a revenit, staţia monitor emite un nou jeton cu bitul monitor de valoare 1. Prima staţie care-l primeşte, transformă bitul monitor din 1 în 0 şi retransmite jetonul. Revenirea la staţia monitor a unui jeton cu bitul monitor de valoare 1 înseamnă că staţia monitor a rămas singură şi în aceste condiţii emite un mesaj de eroare iar reţeaua îşi încetează activitatea.

SISTEME DE OPERARE Calculatoarele personale sunt structuri de echipamente cu un număr mare de componente care trebuie să funcţioneze interconectat şi corelat între ele. Din această cauză, trebuie să existe anumite componente de nivel logic (programe) care să îndeplinească funcţia de 13

gestiune şi coordonare a funcţionării componentelor de nivel fizic. Aceste componente de nivel logic alcătuiesc „sistemul de operare” al calculatorului. Aceste programe sunt încărcate de pe un suport de memorie externă; la pornirea calculatorului rămân active pe toată durata funcţionării acestora Pe lângă funcţia de gestiune a componentelor calculatorului, programele din sistemul de operare asigură şi interfaţa dintre utilizator şi calculator. Această interfaţă are un caracter de uniformitate, în sensul că ea depinde numai de versiunea sistemului de operare şi nu depinde de varianta constructivă a calculatorului, punând la dispoziţia utilizatorului un set minimal de comenzi pe care calculatorul le poate executa. Funcţiile sistemului de operare reprezintă în acelaşi timp o bază pentru celelalte programe ale utilizatorului: utilizatorul poate folosi aceste funcţii în programele proprii fără să mai scrie propriile proceduri (de exemple citirea de caractere, afişarea de caractere pe ecran, crearea, deschiderea şi modificarea fişierelor, etc) Sarcinile sistemului de operare constau în: - gestiunea microprocesorului; - gestiunea memoriei interne; - gestiunea programelor şi a perifericelor. Introducerea unui program în execuţie se poate face în mai multe feluri: - scrierea numelui programului (completată, eventual, cu calea care indică locul în care acesta este stocat în memoria internă) şi apăsarea tastei „Enter”; - alegerea programului dintr-o listă de programe; - selectarea unei pictograme asociată programului respectiv.

14