CATEGORII DOCUMENTE | ||
|
||
COLEGIUL TEHNIC DE MARINA
"ALEXANDRU IOAN CUZA"
CONSTANTA
Proiect pentru atestare
Profesionala
Tehnician operator de calcul
INTRODUCERE IN LUMEA
CALCULATOARELOR
ARGUMENT
Lucrarea a fost intocmita tinand cont de indicatiile profesorului indrumator de cunostiinte dobandite la cursurile de specialitate de-a lungul anilor de liceu si avand ca support un material bibliographic destul de vast.
Lucrarea intitulata "INTRODUCERE IN LUMEA CALCULATOARELOR" se refera la caracterizarea generala a unui calculator si utilizarea sa in viata de zi cu zi a omului.
Lucrearea este structurata pe mai multe capitole incepand cu:
CAP.1: Introducere in lumea calculatoarelor
CAP.2: Masini multi-nivel contemporane
CAP:3. Evolutia Sistemelor de calcul
CAP:4. Dinamica Evolutiei calculatoarelor
CAP.5: Tip Pret exemple de aplicatie
Am ales acest proiect de atestat professional "INRODUCERE IN LUMEA CALCULATOARELOR" deoarece este un proiect educational.
CUPRINS
Introducere
Introducere in lumea calculatoarelor
Masini nivele-contemporane
Evolutia sistemelor de calcul
Dinamica evolutiei calculatoarelor
Tip prt aplicatie
Bibliografie
INTRODUCERE
Calculatorul personal (PC - personal computer) a devenit simbolul tehnologiei contemporane, iar aria lui de aplicabilitate a atins si domeniul arheologiei - disciplina ce a fost mult timp considerata ancorata in granite fixe, fara o posibilitate de modernizare a tehnicilor de lucru.
Informatica este aceea care a spart barierele ce ingradeau arheologia, insa legaturile dintre cele doua stiinte sunt departe de a se fi finalizat. Este evident ca disciplina informaticii nu a fost gandita pentru o aplicabilitate in arheologie, apropierea dintre ele facandu-se din mers, intruziunea uneia in domeniul celeilalte provocand transformari a caror importanta este greu de precizat la ora actuala.
Tendinta actuala in arheologie este aceea de ultraspecializare intr-o anumita epoca, cultura sau chiar faza, astfel incat, dintr-un anumit punct de vedere arheologul este victima incorsetarii crescande a propriei lui meserii practicand sapaturi tot mai minutioase si publicand numai in reviste de specialitate adresate unui public restrans - , el aduna o cantitate enorma de artefacte si informatii ce trebuiesc depozitate, gestionate si analizate.
Extraordinara crestere a documentatiei, ca rezultat al acestei cercetari, explica faptul ca insusi specialistul unui astfel de domeniu restrans poate fi coplesit, la un moment dat, de multitudinea informatiilor.
De aceea s-a cautat un remediu pentru aceasta "inflatie documentara" inca din 1960, prin introducerea unor tehnici mecanografice si a unor fisiere de selectare optica, a informatiei arheologice. Insa abia in ultimii 15 ani, informatica a impus progrese semnificative, permitand o gestionare sigura si rapida a imensei documentatii arheologice.
Astfel au aparut proiectele unor "banci de date" nationale si internationale (echivalentul bancilor de evidenta muzeala de la noi) care sa regrupeze cunostintele arheologilor dintr-un anumit domeniu, pentru a le pune la dispozitia colectivelor stiintifice din intreaga lume, prin consultarea la distanta (prin intermediul INTERNET-ului).
INTRODUCERE IN LUMEA CALCULATOARELOR
Un calculator inseamna navigare pe Internet. Trimiterea
si primirea mesajelor electronice. Redactarea scrisorilor
si a temelor pentru scoala sau a notelor si rapoartelor
pentru serviciu.. Corectarea fotografiilor, editarea secventelor video, colectionarea
melodiilor in format MP3 si multe altele. Este ceva cu care trebuie sa va
descurcati in lumea moderna si poate chiar ceva ce trebuie sa luati cu
dumneavoastra oriunde va duceti.
Desi calculatorul personal este intr-adevar toate aceste lucruri - si multe
altele - este si altceva. Mai mult decat mijlocul de atingere a unui scop, un
calculator este un obiect fizic. Este un pachet de metal, plastic, vopsea si
siliciu care sta pe birou sau langa acesta sau chiar pe genunchii
dumneavoastra. Are un ecran colorat cu care va vrajeste si, pentru degete,
un set de butoane cu arc, numit tastatura. In interior este umplut cu circuite
continand mai multe jonctiuni de tranzistoare decat ati putea numara in
jumatate de viata, o capodopera tehnica ce ar putea rivaliza din punct de
vedere al complexitatii cu rachetele Saturn V care au adus aspiratiile umane
si astronautii pana pe Luna si inapoi.
Asa cum se intampla si cu alte mari inventii ale umanitatii, calculatorul
personal si tehnologiile dezvoltate in jurul acestuia nu sunt doar pe cale de a
schimba cursul civilizatiei, ci deja au facut-o. De doua decenii, calculatoarele
afecteaza modul in care oamenii muncesc si se distreaza. Ca si cum ar fi o
forma de viata bazata pe siliciu, calculatoarele s-au strecurat in viata noastra
de zi cu zi. Lucrul cel mai spectaculos este ca ele
au schimbat pana si modul in care ne facem cumparaturile.
Intr-adevar, misterul care inconjura calculatorul personal a disparut si
probabil este timpul sa depasim cliseele clasice. Stiti care sunt acestea. PCul
pe care astazi il puteti tine intr-o mana este la fel de puternic ca si
calculatoarele de marimea unei nave de razboi din anii '50 care consumau
tot atata energie cat toate fabricile din America de Nord puse la un loc - ceea
ce probabil nu ar fi prea mult, deoarece acestea ar iesi prea mototolite din
procesul de combinare. Puteti sa cumparati un PC din aceleasi magazine din
care cumparati scule de pescuit, ciorapi sau masini de spalat vase. Copiii
dumneavoastra - sau poate chiar dumneavoastra - probabil nici nu stiu cum
ar arata lumea fara calculatoare.
Unul dintre cele mai importante motive ale acestei popularitati este faptul ca
acestea au devenit atat de usor de folosit. Miscati putin mouse-ul si puteti sa
editati o secventa video sau sa trimiteti un mesaj electronic unei persoane de
oriunde in lume. Dar aceasta usurinta de folosire nu este decat o imensa
fatada. In spatele scenei, atat programele, cat si calculatoarele necesare
pentru a le rula sunt mult mai complicate decat produsele, oricum complexe,
de acum cativa ani. In ultimul deceniu, programele au evoluat de o mie de ori
si, din fericire, calculatoarele sunt de o mie de ori mai puternice. Este o
minune, daca nu chiar un miracol - presupunand, desigur, ca aveti deja
calculatorul potrivit pentru programul pe care vreti sa-l executati.
Calculatorul nu este ceva de care sa va fie teama si nu trebuie sa fie un
mister. Este o masina, si chiar una destul de simpla. O masina pe care puteti
invata sa o stapaniti.
Nici un calculator, de orice tip, nu se apropie de gandirea umana mai mult
decat o face un prajitor de paine. Calculatoarele gandesc la fel ca si fisetele
sau aparatele de socotit - departe de modul in care o faceti dumneavoastra
sau a facut-o Albert Einstein. Calculatorul nu are emotii sau motivatii. Acesta
nu face nimic de la sine, fara instructiuni explicite, care specifica fiecare pas
ce trebuie executat. Mai mult, un calculator nu are unde cerebrale.
Impulsurile care calatoresc printr-un calculator nu sunt un amestec ciudat de
substante chimice si activitate electrica. Calculatorul foloseste impulsuri
electrice simple, bine intelese si atent controlate. Functionarea interna a unui
calculator este probabil mai bine inteleasa decat flacara aparent simpla din
motorul cu combustie interna al masinii dumneavoastra. Nimic misterios nu
se ascunde in masina ganditoare numita calculator.
Si totusi sunt minunate, datorita modalitatilor prin care va fac viata si munca
mai usoare si uneori, mai distractive. Devenind din ce in ce mai puternice in
ultimii ani, calculatoarele au devenit din ce in ce mai minunate, preluand noi
sarcini, precum editarea informatiilor video in Web sau rularea unor jocuri
care tind sa devina mai realiste decat insasi realitatea. Dar calculatoarele nu
sunt minunate doar fiindca sunt atat de puternice. Sunt remarcabile
deoarece sunt atat de utile. Toata puterea unui calculator este importanta
deoarece va permite sa faceti atat de multe lucruri. Si tocmai aceasta este
esenta. Acesta este un instrument, o modalitate de a face ceea ce vreti sa
faceti. Si nu este vorba numai de munca.
Ceea ce face un calculator sa fie util nu este partea hardware. Fara nici un
ajutor, un calculator este mai lenes decat o zi fierbinte de
vara la
face nimic altceva decat ceea ce ii spuneti sa faca. Nu face decat sa va
astepte ordinele si sa le execute ca un sclav. Nici macar unul dintre toate
calculatoarele din intreaga lume nu a avut vreodata un gand original. Tot
ceea ce fac ele s-a nascut in mintea umana.
In loc sa creeze noi idei, el va ajuta sa dati viata ideilor - capteaza cuvinte,
reda imagini, controleaza alte masini. Calculatorul este o extensie a
posibilitatilor umane, care va permite sa va depasiti limitele. Intr-un cuvant,
calculatorul personal este o unealta. Ca orice unealta, de la toporul de piatra
la ultimele aparate de bucatarie, calculatorul personal va ajuta sa atingeti unanumit scop. Va face munca mai usoara pastrandu-va agenda de lucru,
organizandu-va inventarele, urmarindu-va veniturile sau imbunatatindu-va
vocabularul si gramatica. Cu ajutorul unui calculator, lucruri altfel imposibile,
cum ar fi conectarea la Internet, devin simple si deseori chiar amuzante.
Precum multe alte lucruri din lumea moderna un calculator este ceva usor de
recunoscut, dar greu de definit. Se pot pune in evidenta cateva caracteristici
ale unui calculator:
interactiv - asta inseamna ca pe masura ce o persoana opereaza
asupra calculatorului, acesta ii si raspunde
dedicat - cu toate ca un calculator poate fi conectat la altele si
oamenii pot comunica prin intermediul echipamentelor de retea, toate
acestea se fac in scop personal, cum ar fi, memorarea propriilor
fisiere, explorarea datelor, trimiterea si primirea de mesaje proprii; ca
efect, calculatorul este extensia utilizatorului, crescand potentialul si
abilitatile persoanei respective
versatil - prin proiectarea calculatorului nu sunt definite sarcinile
acestuia, ci doar limitele sale; un calculator poate face aproape orice
in limita posibilitatilor; functiile sale sunt determinate de programe,
aplicatii software instalate pe calculator
cooperant - poate fi conectat cu alte calculatore sau dispozitive,
indiferent de puterea lor, pentru a face schimb de informatii; prin
conexiunile moderne un calculator poate patrunde in infrastructura
www
accesibil - poti obtine imediat ceea ce doresti la un pret accesibil:
programele aplicative de astazi sunt astfel proiectate incat pot fi
folosite intuitiv; elementele de operare grafice, help-ul interactiv,
comenzile simple au facut ca folosirea acestuia sa devina din ce in ce
mai accesibila.
Un calculator reuneste aceste 5 calitati pentru a te ajuta sa-ti faci treaba cat
mai bine.
Aceasta lucrare are ca scop descifrarea enigmelor referitoare la structura si
functionarea sistemelor de calcul si a sistemelor de operare.
Transformarile societatii romanesti din ultimii ani, dezvoltarea si raspandirea
informaticii, patrunderea elementelor moderne de comunicatii si tehnologii
informatice in
domeniu. Disciplina "Structura si functionarea sistemelor de calcul" trebuie
sa asigure dobandirea unor cunostinte de utilizare a calculatorului si a
programelor necesare unor activitati cu caracter aplicativ.
Dezvoltarea deprinderilor moderne de utilizator, adica pregatirea cursantilor
astfel incat sa poata beneficia de lumea calculatoarelor, respectiv sa poata
folosi avantajele stiintei calculatorului, trebuie sa stea in atentia
invatamantului.
Informatica a patruns astazi in cele mai variate domenii, deci indiferent de
profesia pe care o va alege un tanar, la viitorul lui loc de munca in mileniul
III, cu siguranta va avea nevoie de cunoasterea modului de utilizare a unui
instrumentar informatic. Este nevoie ca initierea tinerilor din toate scolile in
utilizarea calculatoarelor sa se faca la un nivel pe care il numim azi nivel de
cultura generala.
Tehnologia informatiei, prin specificul ei, este esential legata de lucrul
individual pe un calculator, deci dezvolta deprinderea de a lucra individual.
Pe de alta parte, prin intermediul retelelor de calculatoare este posibil
schimbul de informatii intre mai multi utilizatori de calculatoare, mult mai
eficient decat prin orice alta metoda clasica.
Competentele generale urmarite in aceasta lucrare sunt:
Identificarea conexiunilor dintre informatica si societate.
Identificarea datelor care intervin intr-o problema si a relatiilor dintre
acestea.
Cunoasterea structurilor sistemelor de calcul si a modului de utilizare
eficienta a acestora pentru rezolvarea de probleme
Masini multi - nivel contemporane
Cele mai multe calculatoare contemporane sunt construite din doua sau
mai multe niveluri, unele din ele ajungand pana la sase niveluri.Nivelul 0 corespunde componentei hardware a unui
calculator. La acest nivel, circuitele masinii executa programele in limbaj
masina de pe nivelul 1.
Acest nivel poarta denumirea de nivelul logic digital - digital logic level.
Principalele componente ale acestui nivel sunt circuitele digitale numite
porti - gates. Fiecare poarta are una sau mai multe intrari digitale
(semnale reprezentand 0 si 1) si calculeaza, in functie de acestea, o
valoare de iesire pe baza unei functii simple, cum ar fi SI sau SAU. Cateva
porti pot fi combinate pentru a forma o memorie de 1 bit, care poate stoca 0
sau 1. Acestea pot fi combinate in grupuri de 16,32 sau 64 (de exemplu)
pentru a forma registre. Fiecare registru - register poate contine un
numar binar pana la o anumita valoare, determinata de dimensiunea
acestuia.
Nivelul 5
Traducere(compilator)
Nivelul 4
Traducere (asamblor)
Nivelul 3
Interpretare partiala
(sistem de operare)
Nivelul 2
Interpretare (microprogram)
sau executare directa
Nivelul 1
Hardware
Nivelul 0
Urmatorul nivel se numeste nivelul microarhitecturii - microarhitecture
level. El are in componenta sa, de obicei, o colectie de 8 pana la 32
registre, care formeaza o memorie locala, si un circuit denumit Unitatea
Aritmetica si Logica (UAL) - Arithmetic Logic Unit, care poate executa
operatii aritmetice simple. Registrele sunt conectate la UAL pentru a forma
o cale de date - data path - prin care se transmit datele. Operatiile
principale ale caii de date constau in selectia a unu sau doua registre
Nivelul logic digital
Nivelul microarhitecturii
Nivelul arhitecturii setului de instructiuni
Nivelul masina al sistemului de operare
Nivelul limbajului de asamblare
Nivelul limbajului orientat pe problema
Conceptele de baza ale unui sistem de calcul
asupra carora opereaza UAL , de exemplu le aduna, iar rezultatul este
depus intr-unul din registre.
Calea de date poate fi controlata de catre un program denumit
microprogram la unele calculatoare, pe cand la altele ea este direct
controlata prin hardware.
Pe masinile cu control software al caii de date, microprogramul este un
interpretor al instructiunilor de pe nivelul 2. Interpretorul extrage,
examineaza si executa instructiunile, una dupa alta, folosind pentru
aceasta calea de date. De exemplu, pentru o operatie de adunare ADD, se
va extrage instructiunea, se vor localiza si aduce in registre operanzii, UAL
va calcula suma si, in final, rezultatul va fi depus la locul potrivit. Pe o
masina cu control hardware al caii de date, se vor executa niste pasi
similari, dar fara ajutorul unui program memorat explicit pentru controlul
interpretarii instructiunilor de pe nivelul 2.
Nivelul arhitecturii setului de instructiuni este nivelul doi al
calculatorului, purtand si denumirea de nivelul ISA - Instruction Set
Arhitecture. Acest nivel este cel care este prezentat in orice manual de
referinta al producatorului, spre deosebire de cele inferioare, care nu sunt
analizate. In descrierea setului de instructiuni al masinii, producatorii
detaliaza de fapt instructiunile executate interpretativ de microprogram sau
de circuitele hardware.
Urmatorul nivel este, in general, un nivel hibrid. Cele mai multe instructiuni
din limbajul corespunzator sunt instructiuni ale limbajului ISA, deoarece o
instructiune de pe un nivel poate sa apartina si altui nivel. In plus, exista un
set de instructiuni noi, o organizare diferita a memoriei, posibilitatea de
executare concurenta a doua sau mai multe programe si diverse alte
caracteristici.
Nivelul 3 are facilitati noi oferite de un interpretor care se executa pe nivelul
2, interpretor numit sistem de operare. Instructiunile de pe acest nivel care
sunt identice cu cele ale nivelului anterior sunt executate direct de
microprogram (sau controlate hardware) si nu de sistemul de operare. Cu
alte cuvinte, unele instructiuni ale nivelului 3 sunt interpretate de sistemul
de operare, iar alte instructiuni ale nivelului 3 sunt interpretate direct de
microprogram. Aceasta este semnificatia cuvantului hibrid amintit mai
devreme. Acest nivel poarta denumirea de nivelul masina al sistemului
de operare - operating system machine level.
Intre nivelurile 3 si 4 se poate spune ca exista o anumita bresa, deoarece
primele trei niveluri nu sunt proiectate pentru a fi utilizate de programatorul
obisnuit, ele fiind concepute in principal pentru executia interpretoarelor si
translatoarelor necesare sustinerii nivelurilor superioare. Aceste
interpretoare si translatoare sunt scrise de programatorii de sistem, care se
specializeaza in proiectarea si implementarea de noi masini virtuale.
Nivelul 4 si cele superioare sunt destinate programatorilor de aplicatii, care
au de rezolvat o anumita problema.Pe nivelul 4 apare o alta modificare privind modul in care sunt sustinute
nivelurile superioare: nivelurile 2 si 3 sunt interpretate, pe cand nivelurile 4,
5 si cele mai inalte sunt de obicei sustinute de translatare, in cele mai
multe cazuri.
O alta diferenta intre nivelurile 1,2 si 3 pe de o parte, si nivelurile 4 si 5 pe
de alta, este natura limbajului oferit. Limbajele masina de la primele 3
niveluri sunt numerice, formate din serii lungi de numere, greu de inteles
pentru oameni; incepand de la nivelul 4 acestea contin cuvinte si abrevieri
pe intelesul oamenilor.
Nivelul 4 este o forma simbolica pentru unul din limbajele inferioare,
numindu-se nivelul limbajului de asamblare. El ofera oamenilor o metoda
de a scrie programe pentru nivelurile 1, 2 si 3 intr-o forma care nu este
chiar asa de dificila ca cea a masinilor virtuale de la nivelurile inferioare.
Programele in limbaj de asamblare sunt mai intai traduse in unul din
limbajele nivelurilor 1, 2 sau 3 si apoi interpretate de masina virtuala
corespunzatoare sau executate de masina reala. Programul care
efectueaza traducerea poarta denumirea asamblor - assembler.
Urmatorul nivel 5 contine limbaje proiectate pentru a fi utilizate de
programatorii de aplicatii care au de rezolvat anumite probleme. Aceste
limbaje sunt numite limbaje de nivel inalt - high level language. Printre
cele mai cunoscute limbaje se numara BASIC, C, C++, Java, LISP si
Prolog. Programele scrise in aceste limbaje sunt in general traduse, pentru
nivelele 3 sau 4 de translatoare cunoscute sub numele de compilatoare -
compilers; cu toate acestea, ocazional, acestea sunt interpretate, cum
este cazul unor programe scrise in Java.
In anumite situatii, nivelul 5 este un interpretor pentru un domeniu aplicativ
particular, de exemplu matematica simbolica. Rolul interpretorului este sa
ofere date si operatii pentru a rezolva probleme din domeniul respectiv in
termeni usor de inteles pentru specialistii in domeniu.
Trebuie retinuta ideea cheie conform careia calculatoarele sunt proiectate
ca o serie de niveluri, fiecare nivel fiind construit pe baza predecesorului
sau. Fiecare nivel reprezinta o abstractizare distincta, cu obiect si operatii
diferite. Proiectand si analizand calculatoarele in acest fel, putem sa
eliminam detaliile nesemnificative si putem astfel reduce un subiect
complex la ceva usor de inteles.
Multimea de tipuri de date, operatii si caracteristici ale fiecarui nivel se
numeste arhitectura - arhitecture. Arhitectura se refera la acele aspecte
care sunt vizibile pentru utilizatorul unui nivel. Diferite caracteristici vazute
de programator, de exemplu cata memorie disponibila exista, sunt parti ale
arhitecturii. Aspectele de implementare, de exemplu care este tehnologia
cipurilor de memorie, nu fac parte din arhitectura. Studiul proiectarii acelor
parti ale unui sistem de calcul care sunt vizibile programatorului se
numeste arhitectura calculatoarelor.
Circuitele electronice, impreuna cu memoria si dispozitivele de
intrare/iesire formeaza partea hardware a calculatorului, formata din
obiecte tangibile: circuite integrate, placi imprimate, cabluri, surse de
putere, memorii si imprimante.
Partea software consta din algoritmi - instructiuni detailate care spun
cum se face un anumit lucru si reprezentarea acestora in calculator, si
anume programe. Programele pot fi memorate pe hard-discuri, discuri
flexibile, CD-ROM-uri sau pe alte medii, dar esenta sa este setul de
instructiuni care formeaza programul si nu mediile fizice pe care acestea
sunt memorate.
In cazul primelor calculatoare exista o diferenta clara intre hardware si
software. Cu timpul, aceasta diferenta s-a estompat considerabil datorita
adaugarii, eliminarii sau compactarii unor niveluri odata cu evolutia
calculatoarelor.
Evolutia sistemelor de calcul
Pe parcursul evolutiei calculatorului numeric modern s-au construit sute de
tipuri diferite de calculatoare. Majoritatea sunt deja uitate, dar cateva au
avut un impact semnificativ asupra ideilor moderne.
Generatia zero - calculatoarele mecanice
Prima persoana care a construit o masina de calcul functionala a fost omul
de stiinta francez Blaise Pascal (1623 - 1662). Era o masina construita din
roti dintate si actionata de o manivela manevrata de un om; putea sa faca
doar adunari si scaderi (in anul 1642).
Treizeci de ani mai tarziu, marele matematician german Baron Gottfried
Wilhelm von Leibniz(1646 - 1716) a construit o alta masina mecanica care
reusea sa faca si inmultiri si impartiri. El a construit echivalentul unui
calculator de buzunar cu patru operatii, cu trei secole in urma.
Peste 150 de ani, un profesor de matematica de la universitatea din
a diferentelor, care putea sa faca doar adunari si
scaderi si a fost proiectat pentru a executa un
singur algoritm, si anume metoda diferentelor finite
folosind polinoame. Cea mai interesanta
caracteristica a masinii de calcul era metoda sa de
iesire: inscria rezultatele pe o tabla de arama
gravabila cu o stanta de otel, previzionand astfel
mediile periferice unic inscriptionabile de mai tarziu,
cum ar fi cartelele perforate sau CD - ROM - urile.
Tot el a proiectat masina analitica, care avea patru
componente: magazia (memoria), moara (unitatea
de calcul), sectiunea de intrare (cititorul de cartele
perforate) si sectiunea de iesire (iesirea perforata si
imprimata). Aceasta masina era si ea in intregime
mecanica.
Masina analitica a lui Babbage, precursoarea
sistemelor de calcul moderne. Marele progres adus de
aceasta masina a fost acela ca era de uz general. Ea citea
instructiunile de pe cartele perforate si le executa. Anumite
instructiuni comandau masinii sa extraga doua numere din
magazie, sa le prelucreze (de exemplu sa le adune) si sa
trimita rezultatele inapoi in magazie. Alte instructiuni puteau
testa un numar si efectua un salt conditionat de felul
numarului: pozitiv sau negativ. Prin perforarea unui
program diferit pe cartelele de intrare, masina analitica
putea executa diverse calcule, lucru imposibil in cazul
masinii diferentelor.
Deoarece masina analitica era programabila intr-un limbaj simplu de asamblare, avea
nevoie de software. Astfel a angajat-o pe Ada Augusta Lovelace, fiica faimosului poet
britanic Lord Byron. Ada Lovelace a fost astfel primul programator de calculatoare din
lume. Limbajul de programare modern
Din nefericire, Babbage nu a reusit sa puna la punct hardware-ul in intregime, deoarece
masina analitica avea nevoie de mii si mii de dinti, roti dintate si angrenaje, produse cu o
precizie imposibil de realizat cu tehnologia acelor vremuri. Cu toate acestea, ideile sale se
regasesc la baza multor calculatoare moderne, putand spune ca Babbage a fost tatal sau
bunicul calculatoarelor numerice moderne.
La sfarsitul anilor 1930, un student german Konrad Zuse a fost primul care
a construit o serie de masini de calcul folosind relee electromagnetice, dar
masinile lui au fost distruse de bombardamentele asupra Berlinului.
In Statele Unite, putin mai tarziu, John Atanasoff de la Colegiul statului
binara si avea memoria formata din capacitati care erau periodic
reincarcate pentru a mentine sarcina. Cipurile de memorie moderne
lucreaza in acelasi mod.
Tot in Statele Unite, in 1940, George Stibbitz de la Bell Laboratories a
facut o demonstratie publica a unei masini de calcul automate. Un alt tanar,
Howard Aiken, a incercat sa construiasca masina lui Babbage folosind
relee electromagnetice. Aceasta masina a fost finalizata in 1944 la
Harvard, putand denumirea Mark I; avea 72 de cuvinte, fiecare a cate 23
cifre zecimale si un timp de instructiune de 6 secunde. Intrarea si iesirea se
faceau pe banda de hartie perforata.
Prima generatie - tuburile electronice
Dezvoltarea calculatoarelor electronice a fost stimulata de cel de-al doilea
razboi mondial, cand serviciile secrete britanice au reusit sa obtina o
masina ENIGMA cu care erau codificate mesajele submarinelor. Atunci a
fost construit un calculator electronic COLLOSUS, proiectat de catre
renumitul matematician Alan Turing si devenit
operational in 1943 - a fost primul calculator numeric
electronic din lume, dar documentatia aferenta a fost
considerata secret militar si nu a mai fost disponibila
timp de 30 de ani.
In Statele Unite, in aceeasi perioada, John Mauchley si
Presper Eckert au construit un calculator electronic
numit ENIAC - Electronic Numerical Integrator And
Computer.
Iata cateva caracteristici ale acestui calculator: era
format din 18 000 de tuburi electronice si 1500 de relee;
cantarea 30 de tone; consuma o putere de 1 400 de
Kilowati si avea 20 de registre, fiecare putea memora un numar zecimal de
10 cifre; a fost programat prin crearea a 6 000 de comutatoare multi -
pozitionale si conectarea unei multitudini de socluri cu o adevarata padure
de cabluri.
Masina nu a fost terminata pana la terminarea razboiului, astfel ea nu a mai
fost folosita in scopul initial, dar a fost prezentata la o scoala de vara, unde
a starnit interesul participantilor pentru acest domeniu.
Acesta a fost momentul care a declansat construirea de calculatoare
electronice.
Primul calculator operational a fost EDSAC (1949), construit la
Universitatea din
JOHNIAC de la Rand Corporation, ILLIAC de la Universitatea din
MANIAC de la Laboratorul Los Alamos si WEIZAC de la Institutul
Weizmann din
La Institutul Princeton pentru Studii
Avansate a inceput construirea
calculatorului IAS de catre John von
Neumann, un geniu de talia lui Leonardo
Da Vinci. El a realizat ca programarea
calculatoarelor ce contin un numar mare
de comutatoare si cabluri era lenta,
greoaie si inflexibila si a inteles ca un
program poate fi reprezentat in forma
digitala in memoria calculatorului,
impreuna cu datele asociate. El a inteles
ca aritmetica zecimala seriala a
calculatorului ENIAC poate fi inlocuita cu
aritmetica binara paralela.
El este creatorul cunoscutei masini von Neumann, folosita in calculatorul
EDSAC, primul calculator cu program memorat; ea este in continuare baza
celor mai multe calculatoare numerice din prezent.
Masina von Neumann avea patru parti de baza: memoria, unitatea
aritmetica si logica, unitatea de comanda si echipamentele de intrare/iesire.
Memoria era formata din 4096 de cuvinte, un cuvant avand 40 de biti,
fiecare cu valoarea 0 sau 1. Fiecare cuvant stoca fie doua instructiuni pe
20 de biti sau un intreg cu semn pe 40 de biti. Instructiunile, la randul lor,
erau formate din 8 biti care indicau tipul instructiunii si 12 biti care indicau
unul din cele 4096 cuvinte de memorie.
calculator, care, spre deosebire de cele de pana acum, avea un cuvant de
16 biti si era proiectata pentru controlul in timp real. Acest proiect a dus la
inventarea de catre Jay Forrester a memoriei interne magnetice si, mai
tarziu, la aparitia primului calculator comercial.
In timp ce se petreceau toate acestea, IBM era o mica companie care avea
ca afacere producerea perforatoarelor de cartele si a masinilor mecanice
de sortat cartele. In 1953 ea a produs masina 701, care avea 2048 de
cuvinte de 36 de biti, cu doua instructiuni pe cuvant. Era prima dintr-o serie
de masini stiintifice care au ajuns sa domine industria intr-un interval de o
decada. Peste trei ani a aparut masina 704, care avea 4K de memorie
interna, instructiuni pe 36 de biti si hardware de virgula mobila. In 1958,
IBM a inceput producerea ultimei sale masini cu tuburi electronice, si
anume modelul 709, o varianta imbunatatita a masinii 704.
A doua generatie - tranzistoarele (1955 - 1965)
Aparitia tranzistoarelor in anul 1956 a determinat revolutionarea
echipamentelor electrice, dar mai ales a calculatoarelor. Primul calculator
tranzistorizat a fost construit in Laboratorul
(Tranzistorized eXperimental computer 0), dupa
care a aparut o forma mult mai evoluata a ei,
Peste 5 ani a aparut masina PDP-1 produsa de
DEC (Digital Equipment Corporation); aceasta
avea 4Kde cuvinte de 18 biti si un timp al ciclului
de masina de 5 μsec, de doua ori mai mica decat
cea a IBM - ului 7090, succesorul tranzistorizat al
lui 709 si cel mai rapid calculator din lume la acea
vreme. Referitor la preturi, PDP 1 costa 120 000$,
iar IBM 7090 costa un milion de dolari. Prin
urmare, DEC a vandut o mare cantitate de
calculatoare, aparand astfel industria minicalculatoarelor. Una din
principalele inovatii ale PDP-ului era un ecran de vizualizare si capacitatea
de a afisa puncte oriunde pe acest ecran cu rezolutia de 512 pe 512.
Foarte repede studentii de la M.I.T. au programat PDP-ul pentru primul joc
"Razboiul Stelelor".
In paralel, IBM a construit masina 7090, apoi 7094. Aceasta din urma avea
o durata de ciclu de 2microdecunde si 32K de cuvinte pe 36 de biti ca
memorie interna. Au fost ultimele reprezentate ale masinilor de tip ENIAC,
dar au dominat din punct de vedere al masinilor pentru calcule stiintifice.
IBM a construit si o masina de dimensiuni reduse, orientata pe afaceri, care
putea sa citeasca si sa scrie benzi magnetice, sa citeasca si sa perforeze
cartele si sa tipareasca rezultate la fel de repede ca 7094, dar la o fractiune
din pretul acesteia.
In 1964, o noua companie, Control Data Corporation (CDC) a realizat o
noua masina, 6600, aproape cu un ordin de marime mai rapida decat
7094. Secretul vitezei acestei masini se datora faptului ca in interiorul UCPului
era o masina masiv paralela. Aceasta avea mai multe unitati
functionale pentru efectuarea adunarilor, altele pentru inmultire si altele
pentru impartire, si toate acestea puteau functiona
in paralel. Cu toate ca obtinerea unui rezultat
optim cerea o programare atenta, era posibila
executarea a 10 instructiuni simultan.
Pe langa toate acestea, 6600 avea in interior o
serie de calculatoare mici care sa o ajute, fiind un
fel de Alba ca Zapada cu cei sapte pitici. Aceasta
insemna ca UCP putea sa fie dedicata in
intregime efectuarii calculelor, lasand toate
detaliile de management al lucrarilor si de
intrare/iesire acestor mici calculatoare interne.
Privind retrospectiv, aceasta masina a fost cu o
decada inaintea timpului sau, multe din ideile
cheie ce stau la baza calculatoarelor de azi isi au
sursa in calculatoarele CDC 6600.
Proiectantul masinii 6600 a fost Seymour Cray, o figura legendara, care sia
dedicat intreaga viata constructiei de masini din ce in ce mai rapide,
numite supercalculatoare (masinile 6600, 7600 si Cray 1).
Din aceasta generatie se mai poate evidentia calculatorul Burroughs
B5000, ai carui proiectanti au construit o masina special dedicata pentru a
fi programata in Algol 60, un precursor al limbajului Pascal; ei au inclus in
hardware diverse caracteristici pentru a usura sarcina compilatorului. S-a
nascut astfel ideea ca software-ul este deasemenea important.
A treia generatie - circuitele integrate
Inventia circuitului integral de siliciu de catre Robert Noyce in 1958 a
permis ca zeci de tranzistoare sa fie puse pe un singur cip. Aceasta
impachetare a facut posibila construirea unor calculatoare mai mici, mai
rapide si mal ieftine decat predecesoarele lor cu tranzistoare. In continuare
sunt descrise cele mai importante calculatoare din aceasta generatie.
In 1964, IBM era compania de calculatoare de varf, dar avea probleme cu
doua din masinile ei de prea mare succes, 7094 si 1401, deoarece acestea
erau incompatibile. Una era destinata prelucrarii rapide a numerelor
folosind aritmetica binara paralela pe registre de 36 de biti, iar cealalta era
un procesor de intrare/iesire care folosea aritmetica zecimala seriala pe
cuvinte de lungimi variabile din memorie. Multe dintre companiile care erau
clientii IBM-ului aveau ambele masini si nu agreau de loc ideea de a avea
doua departamente de programare separate, cu nimic in comun.
Proprietate Modelul
Modelul
Modelul
Modelul
Performanta relativa
Durata ciclului masina (nsec)
Memorie maxima (KB)
Octeti adusi intr-un ciclu
Numarul maxim de canale de date
IBM a luat o decizie radicala in momentul in care aceste doua serii de
masini au trebuit inlocuite, si anume a introdus o singura linie de produse,
System/360, bazata pe circuite integrate, care a fast proiectat atat pentru
calcule stiintifice cat si pentru calculul comercial. Modelul System/360
continea multe inovatii, cea mai importanta fiind aceea ca era o familie de
aproximativ sase masini cu acelasi limbaj de asamblare, dar cu dimensiuni
si putere din ce in ce mai mari. O companie putea sa-si inlocuiasca masina
1401 cu un 360 Model 30 si masina 7094 cu un 360 Model 75. Modelul 75
era mai mare si mai rapid (si mai scump), dar programele scrise pentru una
dintre aceste masini puteau, in principiu, sa fie rulate si pe cealalta. In
practica, software-ul scris pentru un model mic putea rula pe un model mal
mare fara probleme, dar daca trebuia transportat pe o masina mai mica,
programul putea sa nu incapa in memorie. Cei mai multi producatori de
calculatoare au inceput sa ofere o familie de masini inrudite, acoperind o
arie larga de preturi si performante.
O alta noutate adusa de masina 360 a fost multiprogramarea -
multiprogramming, care implica existenta a mai multor programe in
memorie in acelasi timp, astfel incat atunci cand unul astepta pentru
terminarea operatiilor de intrare/iesire, celalalt putea face calcule.
Masina 360 a fost, de asemenea, prima care putea emula (simula) alte
calculatoare. Modelele mai mici puteau emula
1401 si cele mai mari puteau emula 7049 astfel
incat clientii sa poata continua sa-si ruleze
vechile lor programe binare pe 360 fara a fi
nevoiti sa Ie modifice. Anumite modele rulau
programele 1401 cu o viteza atat de mare fata
de masina 1401 incat multi clienti nu si-au mai
transformat niciodata programele pentru o noua
masina.
Emularea era usor de facut pe un 360 deoarece
toate modelele initiale si majoritatea modelelor
ulterioare erau microprogramate. Tot ceia ce
IBM era obligat sa faca era sa scrie trei
microprograme pentru: setul nativ de instructiuni 360, setul de instructiuni
1401 si setul de instructiuni 7094. Aceasta flexibilitate a fast unul dintre
principalele motive ale introducerii microprogramarii.
Masina 360 a rezolvat dilema binar-paralel versus serial zecimal printr-un
compromis: masina avea 16 registre de 32 de biti pentru aritmetica binara,
dar memoria ei era orientata pe octeti, la fel cu cea a masinii 1401. De
asemenea, avea instructiuni seriale in stilul 1401 pentru a emula
inregistrari de lungimi variabile dintr-o locatie de memorie in alta.
O alta caracteristica importanta a masinii 360 a fost un spatiu imens
(pentru acel timp) de adrese de 224 octeti (16 megaocteti). Cu o memorie
ce costa mai multi dolari pe octet in acele vremuri, 16 megaocteti parea o
infinitate. Din nefericire, seria 360 a fost urmata mai tarziu de seriile 370,
4300, 3080 si 3090, toate utilizand aceeasi arhitectura. Pe la mijlocul anilor
1980, limita de 16 megaocteti a devenit o problema serioasa si IBM a fost
nevoita sa abandoneze partial compatibilitatea odata cu trecerea la
adresele de 32 de biti necesare pentru a adresa o noua memorie de 232
octeti.
Din perspectiva actuala, se poate considera ca, deoarece oricum aveau
cuvinte si registre de 32 de biti, ar fi trebuit sa aiba si adrese de 32 de biti
dar, pe acea vreme, nimeni nu-si putea imagina o masina cu 16
megaocteti. In cativa ani, calculatoarele personale pot evolua astfel incat
sa necesite o memorie cu mult mai mare de 4 GB si in acel moment
adresele pe 32 de biti vor deveni intolerabil de mici.
Lumea minicalculatoarelor a facut, de asemenea, un mare pas inainte in
cea de a treia generatie odata cu introducerea seriei PDP-ll de la DEC, un
succesor pe 16 biti al masinii PDP-8. Din multe puncte de vedere, seria
PDP-ll a fost ca un frate mal mic al seriei 360 asa cum PDP-1 a fost fratele
mai mic al masinii 7094. Atat 360 cat si PDP-ll aveau registre orientate pe
cuvant si o memorie orientata pe octeti si ambele existau intr-o gama ce
cuprindea un raport considerabil pret/performanta. PDP-ll a fost un mare
succes, in special in universitati, si a confirmat rolul de conducator al DECului
in industria minicalculatoarelor.
A patra generatie - integrarea pe scara foarte larga
In anii 1980, integrarea VLSI (Very Large Scale
Integration - integrarea pe scara foarte larga) a permis
sa se plaseze pe un singur cip intai zeci de mii, apoi sute
de mii si, in final, milioane de tranzistoare. Aceasta
dezvoltare a condus la calculatoare mai mici si mai rapide.
Inainte de PDP-l, calculatoarele erau atat de mari si de
scumpe incat companiile si universitatile aveau
departamente speciale numite "centre de calcul -
computer center", pentru a Ie utiliza. Odata cu aparitia
minicalculatoarelor, un departament putea sa-si cumpere
propriul calculator. In anii 1980, preturile scazusera atat de
mult incat era posibil ca o persoana sa aiba propriul lui
sau propriul ei calculator. Epoca calculatoarelor personale incepuse.
Calculatoarele personale erau utilizate intr-un mod esential diferit fata de
calculatoarele mari. Ele erau folosite pentru prelucrare de texte, tabele de
calcul si o multime de aplicatii puternic interactive ce nu puteau fi adecvat
tratate de calculatoarele mari.
Primele calculatoare personale erau vandute de obicei sub forma de kit-uri.
Fiecare kit continea o placa de baza, cateva cipuri, incluzand tipic un Intel
8080, cateva cabluri, o sursa de putere si, eventual, o unitate de disc
flexibil de 8 inch. Cumparatorul era cel care trebuia sa asambleze aceste
componente pentru a-si realiza calculatorul personal. Nu se oferea nici un
fel de software. Daca doreai software, atunci il scriai singur. Mai tarziu,
sistemul de operare CP/M, scris de Gary Kildall, a devenit destul de
raspandit pe 8080. Acesta era un adevarat sistem de operare a discului
(flexibil), cu un sistem de fisiere si comenzi ale
utilizatorului introduse de la tastatura.
Un alt calculator personal timpuriu a fost
Apple si, mai tarziu, Apple II, proiectate de
Steve Jobs si Steve Wozniak in celebrul lor
garaj. Aceasta masina a fost extrem de
populara printre utilizatorii particulari si in
scoli, si a facut ca Apple sa devina rapid o
companie cunoscuta.
Dupa multe discutii si observatii asupra a ceea
ce faceau alte companii, IBM, pe atunci forta
dominanta in industria calculatoarelor, a decis
in sfarsit ca doreste sa penetreze in afacerile
cu calculatoare personale. IBM a facut ceva
total necaracteristic. I-a dat lui Philip Estridge,
un director executiv al IBM, un sac de bani, i-a
spus sa paraseasca mediul birocratic al
sediului central si sa nu se intoarca fara un
calculator personal functional. Estridge a
infiintat un birou, departe de sediul central, in
calculatorului si a construit Calculatorul
Personal IBM din componente comerciale.
Acesta a fost lansat in 1981 si a devenit
instantaneu cel mai vandut calculator din
istorie.
IBM a mai facut ceva necaracteristic pe
care ulterior avea sa-l regrete. In loc sa
mentina secretul total al proiectarii noii
masini (sau, cel putin, s-o protejeze cu un
zid de patente) asa cum facea in mod
normal, a publicat planurile complete,
inclusiv toate diagramele circuitelor, intr-o
carte pe care a vandut-o cu 49$. Ideea care
a stat la baza a fost aceea de a permite altor companii sa produca placi
direct incorporabile in IBM PC pentru a creste flexibilitatea si popularitatea
calculatorului personal.
Din nefericire pentru IBM, cum proiectul era acum complet public si partile
componente erau disponibile comercial, multe alte companii au inceput sa
produca clone ale PC-ului, de multe ori acestea costand mult mai putin
decat pretul cerut de IBM. In acest fel, s-a creat o intreaga industrie.
Desi noile companii produceau calculatoare personale cu UCP-uri care nu
erau bazate pe microprocesoare Intel, de exemplu Commodore, Apple,
Amiga si Atari, forta motrice a IBM PC-ului a fost atat de mare incat
celelalte companii au fost practic anihilate. Numai o mica parte dintre
acestea a supravietuit, si ele au fost dintre cele care acopereau anumite
nise de piata, cum ar fi statiile de lucru sau supercalculatoarele.
Versiunea initiala a IBM PC era echipata cu sistemul de operare MS-DOS
produs de Microsoft Corporation, o companie mica pe vremea aceea. Cum
Intel producea cipuri din ce in ce mai puternice, IBM si
Microsoft au reusit sa dezvolte un succesor al sistemului
MS-DOS, numit OS/2, care avea o interfata grafica
similara cu cea de la Apple Macintosh. In acelasi timp,
Microsoft a dezvoltat propriul sau sistem de operare
Windows, care rula peste MS-DOS, pentru cazul in care
OS/2 nu s-ar fi impus. OS/2 nu s-a impus, IBM si
Microsoft au inregistrat un esec public important si
Microsoft a continuat dezvoltarea sistemului Windows
transformandu-l intr-un mare succes.
Pe la mijlocul anilor 1980, a inceput sa se impuna o noua
structura, numita RISC, care sa inlocuiasca arhitecturile
(CISC) complicate cu unele mult mai simple (dar mai rapide). Astfel de
masini puteau sa execute mai multe instructiuni in acelasi timp, de multe
ori intr-o ordine diferita de cea in care apareau in program.
Dinamica evolutiei calculatoarelor
Nici o alta industrie nu evolueaza atat de repede ca industria
calculatoarelor. Motorul principal care o propulseaza este
capacitatea fabricantilor de cipuri de a inghesui cu fiecare an tot
mai multi tranzistori pe cip. Mai multi tranzistori, mici comutatoare
electronice, inseamna memorii mai mari si procesoare mai
puternice.
Rata progresului tehnologic poate fi modelata cu ajutorul unei
observatii numita legea lui
Gordon Moore, co-fondator si presedinte al companiei Intel. In timp ce-si
pregatea un discurs pentru un grup industrial,
noua generatie de cipuri de memorie aparea la 3 ani distanta de
precedenta. Cum fiecare noua generatie avea o capacitate de patru ori mai
mare decat predecesoarea sa, el a realizat ca numarul de tranzistoare pe
cip crestea in ritm constant si a prezis ca aceasta crestere va continua in
deceniile urmatoare. Astazi legea lui
circuite/tranzistori care pot fi realizate pe o suprafata data de siliciu se
poate dubla la fiecare 18 luni'. Dimensiunile cipurilor de memorie si datele
lor de aparitie, confirma legea lui
Bineinteles, legea lui
cuvantului, ci doar o observatie empirica asupra vitezei cu care inginerii de
proces si fizicienii progreseaza in cercetare, si o predictie a faptului ca ei
vor continua sa progreseze in acelasi ritm in viitor. Multi observatori ai
industriei se asteapta ca legea lui Moore sa mai fie valabila si in secolul 21,
posibil pana prin 2020. In acel moment tranzistoarele vor fi alcatuite din
prea putini atomi ca sa mal prezinte siguranta in functionare, cu toate ca
progresele in calculul cuantic ar putea pana atunci sa faca posibila
memorarea unui bit folosind miscarea de spin a unui singur electron.
Legea lui
(virtous circle). Progresele tehnologice (tranzistoare/cip) duc la produse
mai bune si mai ieftine.. Existenta tuturor acestor companii determina competitia, care, la
randul ei, duce la cererea economica de tehnologii mal performante cu
care sa-i elimine pe ceilalti. Cercul este acum complet.
Bi
nei
nt
el
es, l
egea
Prima lege a software-ului a lui Nathan (datorata lui Nathan Myhrvold, un
director de la Microsoft) este un alt factor de progres tehnologic. Ea spune:
'Software-ul este un gaz. Isi creste volumul astfel incat sa ocupe tot spatiul
pe care il are la dispozitie.' Software-ul, continuand sa acumuleze optiuni,
creeaza o nevoie
capacitati sporite de l/E.
Daca progresele la nivelul tranzistoarelor de pe cip au fost dramatice in
timp, nu mai putin spectaculoase au fast si progresele altor tehnologii
legate de calculatoare. De exemplu, sistemul IBM PC/XT a aparut in 1982,
avand un hard disc de 10 MB. Sistemele de birou actuale au in general
discuri mult mai mari, masuratorile aratand o crestere a capacitatii de cel
putin 50% pe an.
Telecomunicatiile si interconectarea prin retele sunt alte domenii in care sau
inregistrat progrese spectaculoase. in mal putin de doua decenii s-a
trecut de la modem-uri de 300 biti/sec la modem-uri analogice de 56
Kbiti/sec, linii telefonice ISDN la 2 x 64 Kbps si retele de fibre optice la
peste IGbit/sec. Cablurile telefonice transatlantice, bazate pe fibra optica,
ca de exemplu TAT-12/13, costa aproximativ 700 milioane de $, dureaza
10 ani si pot servi simultan 300 000 de convorbiri telefonice, ceia ce revine
la sub un cent pentru o convorbire intercontinentala de 10 minute.
Sistemele de comunicatie optice ruland la 1 terabit/sec (10 biti/sec) s-au
dovedit viabile, in laborator, pentru comunicatii la distante de peste 100 km
fara amplificatoare
Richard Hamming, un fost cercetator la Laboratoarele Bell, a observat ca o
schimbare cu un ordin de marime a cantitatii duce la o schimbare a calitatii.
Asadar, un zgarie-nori cu 100 de etaje nu este pur si simplu un bloc cu 10
etaje inmultit cu 10. Iar cand ajungem la calculatoare, nu vorbim de factori
de ordinul 10, ci de factori de un milion, obtinuti pe parcursul a trei decenii.
Tip Pret Exemple de aplicatie
Calculator de unica folosinta 1 Felicitari
Calculator incorporat 10 Ceasuri, masini, aparatura
electrocasnica
Calculator pentru jocuri 100 Jocuri video pentru acasa
Calculator personal 1 K Calculator portabil sau de birou
Server 10 K Server de retea
Multime de statii de lucru 100 K Mini-supercalculator departamental
Procesarea loturilor de date dintro
banca
1 M Supercalculator
Prognoza meteo pe termen lung 10 M Calculator mare
Castigul promis de legea lui
din ele ar fi construirea unor calculatoare din ce in ce mai puternice, la un
pret constant. Un altul ar fi construirea aceluiasi calculator, din ce in ce mai
ieftin in fiecare an. Industria calculatoarelor le-a folosit pe amandoua, si
mai mult decat atat, ofera acum o gama larga de calculatoare.
Numarul calculatoarelor incorporate se va
masura in miliarde, inaltandu-se cu mai multe ordine de marime deasupra
tuturor celorlalte calculatoare luate impreuna. Aceste
calculatoare dispun de un procesor, mai putin de un
megaoctet de memorie si de ceva posibilitati de l/E,
toate pe un singur cip ce se vinde cu cativa dolari.
Urcand inca o treapta, gasim masinile cu jocuri video.
Acestea sunt calculatoare normale cu posibilitati grafice
deosebite, dar cu un software limitat si aproape fara
posibilitate de extindere. Din aceeasi clasa de preturi fac
parte si agendele personale, asistentul digital portabil si
echipamente de calcul de buzunar, ca si calculatoarele
de retea a si terminalele Web. Ceea ce au in comun
toate aceste calculatoare este faptul ca sunt alcatuite
dintr-un procesor, cativa megaocteti de memorie, un fel
de afisaj (posibil ecranul unui televizor) si cam atat. Din
acest motiv sunt atat de ieftine.
Urmeaza calculatoarele personale, cele la care majoritatea oamenilor se
gandesc cand aud termenul 'calculator'. Acestea includ modelele de birou
si agendele electronice. De obicei au cativa megaocteti de memorie, un
hard disc ce poate memora cativa gigaocteti de date, o unitate pentru CD--
ROM, un modem, o placa de sunet si alte periferice. Ele au sisteme de
operare complicate, multe optiuni de extindere si o imensitate de software
disponibil. De multe ori cele cu procesor Intel sunt numite 'PC-uri', iar cele
cu alt tip de procesor 'statii de lucru', dar, din punct de vedere conceptual,
diferentele dintre cele doua tipuri sunt minore.
Calculatoarele personale sau statiile de lucru cu putere crescuta sunt
deseori folosite pe post de servere de retea, atat pentru retele locale (de
obicei in cadrul unei companii) cat si pentru Internet. Acestea sunt livrate in
configuratii uniprocesor sau multiprocesor, dispun de cativa gigaocteti de
memorie, spatiu pe hard discuri de ordinul mai multor gigaocteti si
capacitate de interconectare la viteza mare. Unele dinte ele pot prelucra
zeci sau sute de cereri odata.
Dincolo de micile servere multiprocesor putem gasi sistemele denumite
uneori NOW (Networks of Workstations - retele de statii de lucru) sau
COW (Clusters of Workstations - grupuri de statii de lucru).
Acestea sunt alcatuite din calculatoare personale standard sau din statii de
lucru interconectate prin retele de mare viteza (gigabit/sec), ce ruleaza un
software special care Ie permite ca toate masinile sa rezolve impreuna
aceeasi problema, deseori din domeniul stiintific sau ingineresc. Aceste
masini - care sunt efectiv minisupercalculatoare pot face parte din dotarea
unor departamente individuale datorita pretului lor scazut.
Acum ajungem la calculatoare mari, calculatoarele de dimensiunea unei
incaperi ce ne duc inapoi in anii '60. De cele mai multe ori aceste masini
sunt descendentii directi ai calculatorului IBM 360 cumparat cu ani in urma.
In mare parte ele nu sunt mult mai rapide decat niste servere puternice, dar
dispun de obicei de o capacitate mai mare de l/E si de foarte multe discuri,
deseori ajungand la un teraoctet sau mai mult (1 TB = 1012 octeti). Fiind
foarte scumpe, de multe ori sunt mentinute in functiune din cauza ca
reprezinta investitii imense in software, date, proceduri de folosire si
personal. Multe companii gasesc ca este mai convenabil sa plateasca din
cand in cand cateva milioane de dolari pentru o astfel de masina noua
decat macar sa se gandeasca la efortul necesar pentru reprogramarea
tuturor aplicatiilor pentru masini mai mici.
Adevaratele supercalculatoare vin dupa calculatoarele mari. Ele au UCPuri
extrem de rapide, multi gigaocteti de memorie principala si discuri si
interconectari foarte rapide. In ultimii ani multe dintre supercalculatoare au
devenit masini puternic paralele, nu foarte diferite de arhitecturile COW, dar
beneficiind de componente mai multe si mal rapide. Supercalculatoarele
sunt folosite pentru rezolvarea unor probleme de calcul intensiv din
domeniul stiintific sau ingineresc, cum ar fi simularea ciocnirii galaxiilor,
sinteza unor noi medicamente sau modelarea curentilor de aer din jurul
unei aripi de avion
BIBLIOGRAFIE
1. Andrew S. Tanenbaum, Organizarea structurata a Calculatoarelor,
Editura:
2. Emanuela Cerchez, Marinel Serban, Sisteme de calcul, Editura L&S, 1998
Programe de specialitate elaborate de catre Ministerul Educatiei si Cercetarii pentru
invatamantul preuniversitar
4. Winn L.Rosch, The Hardware Bible, Brady Publishing, 1994
5. H.L.Capron, J.A.Johnson, Computers: Tools for an Information Age, Pearson
Prentice Hall, 2004
Politica de confidentialitate | Termeni si conditii de utilizare |
Vizualizari: 1780
Importanta:
Termeni si conditii de utilizare | Contact
© SCRIGROUP 2024 . All rights reserved