Utilizarea sistemelor de calcul

Utilizarea sistemelor de calcul

Utilizarea unui sistem de calcul presupune executia programelor pentru realizarea unor aplicatii complexe (de exemplu, rezervarea biletelor de calatorie, gestiunea conturilor bancare, prelucrarea textelor etc.).

Functiunile de baza al unui sistem de calcul sunt realizate prin intermediul programelor sistem dezvoltate in general de catre constructor (de exemplu sistemul de operare).

Programele de aplicatie sunt elaborate in general de catre firme producatoare de software sau chiar de catre utilizatorii sistemului de calcul.

Sistemul de operare operating system , cel mai important dintre programele sistem, este insarcinat cu gestionarea si controlul diverselor resurse ale sistemului de calcul, fiind in general specific unei familii de calculatoare compatibile. Sistemul de operare coordoneaza activitatea utilizatorilor, realizand inlantuirea etapelor necesare executiei unui program si oferind un acces simplificat la resursele sistemului de calcul.

Varietatea aplicatiilor programate pe un sistem de calcul impune specializarea acestora. Se pot distinge trei mari tipuri de aplicatii care solicita sisteme de calcul particulare:

a)      calculul stiintific, care necesita sisteme cu posibilitati de calcul foarte importante asupra numerelor reale in virgula mobila sau asupra vectorilor (de exemplu, supercalculatoarele). Aceste sisteme de calcul utilizeaza mari biblioteci de subprograme pentru calculele matematice uzuale (statistica, calcul matricial, calcul integral si diferential etc.).

b)      gestiunea economica, care necesita capacitati de memorare si de prelucrare a unui volum mare de informatii, structurate in inregistrari care se gasesc in fisiere stocate pe discuri sau benzi magnetice. O abordare mai sofisticata a gestiunii informatiilor consta in a utiliza sisteme de baze de date, care asigura stocarea inregistrarilor si accesarea acestora, permitand interogari destul de complexe.

c)      conducerea procesului, care necesita in general sisteme de calcul sau procesoare specializate in achizitionarea datelor si controlul in timp real al aparatelor de o oarecare complexitate (de exemplu, unitati industriale, masini de spalat, carburatoare de automobile etc.).

Se pot distinge de asemenea mai multe moduri de functionare ale unui sistem de calcul:

a)      pe loturi de lucrari batch , prin care sistemul de calcul executa in mod secvential un lot de programe, fara a permite interactiunea cu utilizatorul;

b)      timp partajat time sharing , prin care sistemul de calcul ofera utilizatorului 'iluzia' prelucrarii mai multor programe simultan, datorita posibilitatii de a aloca mici transe de timp fiecarui program al utilizatorului. Aceste sisteme interactive sunt cele mai apropiate de utilizatori, deoarece acestia pot dialoga cu sistemul de calcul intr-un anumit limbaj de comanda, cu ajutorul unui terminal (ecran + tastatura). Sistemele tranzactionale stabilesc o colaborare intre sistemele conversationale si sistemele de gestiune care coordoneaza accesul la mari baze de date;

c)      timp real real time , prin care timpul de raspuns al sistemului de calcul la diferite solicitari joaca un rol important, fiind un factor critic. Sistemele care asigura conducerea procesului functioneaza in general in timp real (de exemplu, comenzile electronice ale unui avion).

Programarea este activitatea care consta in a scrie o secventa de instructiuni intr-un anumit limbaj inteles de catre sistemul de calcul. Mai general vorbind, programarea consta in urmatoarele: pornind de la o problema data sa se realizeze un program a carui executie sa conduca la o solutie satisfacatoare a problemei puse.

Activitatea de programare se descompune in mai multe faze, care constituie ciclul de viata al unui software:

a)      enuntul si intelegerea problemei;

b)      specificarea (descrierea functionalitatilor sistemului);

c)      conceptia (descompunerea modulara a problemei in subprobleme, elaborarea algoritmilor);

d)      programarea (faza de codificare a programului);

e)      testarea si validarea (se verifica daca programul realizeaza fara erori functionalitatile specificate);

f)        intretinerea (asigurarea actualizarilor necesare pe intreaga durata a exploatarii).

O faza foarte importanta este cea de asigurare a documentatiei tehnice necesare si ea se efectueaza in paralel cu toate celelalte faze.

Un algoritm este o succesiune de actiuni (instructiuni) destinate rezolvarii unei probleme intr-un numar finit de operatii.

Primele programe erau scrise in limbaj masina (cod binar pur), apoi s-a utilizat limbajul de asamblare care avea avantajul folosirii mnemonicelor si simbolurilor.

Limbajele de programare evoluate cum ar fi Fortran, Pascal, Modula-2, Ada, C, C++ (limbaje stiintifice), si Cobol, PL/I (limbaje de gestiune) au permis dezvoltarea unor mari produse software.

Limbajele Lisp si Prolog sunt limbaje ale inteligentei artificiale care permit realizarea sistemelor expert si a caror caracteristica principala este realizarea simularii inteligentei umane.

Un program este constituit din diverse tipuri de instructiuni care pot realiza urmatoarele operatii:

a)      operatii de intrare / iesire I/O: Input/Output : de exemplu trimiterea unui caracter spre o imprimanta, spre un ecran, intr-un fisier memorat pe disc sau citirea de pe suport magnetic;

b)      operatii de calcul aritmetic

c)      operatii de calcul logic: and, or, not;

d)      operatii de salt: fie conditionat, ca de exemplu instructiunea clasica If . . . Then . . . Else (aceste operatii sunt importante deoarece permit parcurgeri de drumuri diferite in functie de rezultatul compararilor si deci de a simula o anumita inteligenta), fie neconditionat, de exemplu apelul unui subprogram.

Un program scris in limbaj evoluat exista sub forma unui cod sursa. Pentru a putea fi executat pe un sistem de calcul, acest cod sursa parcurge urmatoarele etape: compilarea, editarea de legaturi si incarcarea in memoria centrala.

Compilatorul este un program care transforma un modul in cod sursa intr-un modul in cod obiect (cod masina).

Editorul de legaturi este programul care asigura 'legarea' diferitelor module ale unui program cum ar fi subprograme, module din biblioteca sistemului etc.

incarcatorul este destinat transferarii unui program complet si gata de executie din memoria auxiliara in memoria centrala.