|
INTRODUCERE ÎN ARHEOLOGIA
INFORMATIZATĂ
Autori: Gh.
Lazarovici, D. Micle. Toate
drepturile asupra acestei lucrări aparţin autorilor. Nici o parte
din această carte nu poate fi reprodusă sau transmisă, sub
nici o formă, electronică, mecanică sau de mână,
fără permisiunea scrisă a autorilor. Tehnoredactare computerizată: Dorel Micle, Daniel Stoian; Grafică computerizată: Dorel Micle; Coperta:Dan Buia. Apărut în: BIBLIOTHECA HISTORICA ET ARCHAEOLOGICA UNIVERSITATIS TIMISIENSIS. III; Prelucrare Web: Cosmin Suciu;
Powered by: Institutul
pentru Cercetarea Patrimoniului Cultural Transilvanean în Context European (IPTCE) A. COMPONENTE HARDWARE I.
COMPONENTELE UNUI CALCULATROR
Partea hardware a unui calculator personal compatibil IBM PC, cuprinde (CHIOREAN 1999; MARINESCU & 1999; NORTON 1998): Monitorul (Display) Este dispozitivul cu ajutorul căruia un PC poate prezenta utilizatorului informaţii în formă de text sau grafică şi este bazat pe un tub catodic sau cristale lichide (LCD). Tastatura (Keyboard) Este dispozitivul care foloseşte la introducerea informaţiilor “în” calculator (date sau comenzi), fiind mijlocul principal de dialog al omului cu calculatorul. Orice apăsare şi eliberare rapidă a unei taste provoacă afişarea caracterului scris pe ea, pe ecranul monitorului. O tastă menţinută apăsată provoacă afişarea repetată a caracterului pe ecranul monitorului. Unitatea Centrală (UC) Este de fapt “creierul” care coordonează întreaga activitate a unui calculator personal. De aici se solicită informaţii pe care utilizatorul le va introduce de la tastatură sau se afişează rezultatele pe monitor. Tot în unitatea centrală sunt realizate prelucrările de date prin executarea unui program. Mouse-ul
Ca funcţionalitate, este asemănător cu tastatura, deoarece prin intermediul lui sunt comunicate informaţii către calculator. Modul de folosire este următorul: a) mouse-ul stă pe masa de lucru (pe o suprafaţă dură şi netedă numită PAD) şi poziţia sa curentă corespunde cu poziţia unui cursor pe ecranul monitorului. b) în momentul în care se mişcă mouse-ul pe PAD spre stânga, cursorul de pe ecran se mişcă şi el spre stânga; la fel, mutându-se mouse-ul spre dreapta cursorul de pe ecran se mişcă în dreapta (sus, jos); c) mouse-ul posedă un buton (sau mai multe); în momentul în care săgeata de pe ecran a ajuns deasupra cuvântului ce reprezintă acţiunea ce trebuie realizată, se apasă butonul mouse-ului şi acea comandă se va lansa automat în execuţie. ScannerulEste un dispozitiv care realizează “citirea” unei fotografii, a unui desen sau text, etc. Imaginea (fotografia) citită cu ajutorul scannerului va putea fi apoi afişată pe monitorul calculatorului, eventual prelucrată şi apoi tipărită cu ajutorul unei imprimante alb-negru sau color. Imprimanta (Printer) Imprimanta unui calculator personal este un periferic (de ieşire) opţional. Ea reprezintă principalul dispozitiv cu ajutorul căruia se tipăresc pe hârtie rezultatele obţinute în urma executării unui program (valori numerice, texte, grafice, imagini etc.). Principalele caracteristici ale unei imprimante sunt: - rezoluţia; - viteza de tipărire; - dimensiunea maximă a hârtiei pe care poate tipări; - memoria imprimantei; - posibilităţile de extindere; - fiabilitatea. II.
Structura internă şi modul de funcţionare
Unitatea centrală conţine următoarele componente principale (CHIOREAN 1999): a. microprocesorul b. memoria internă c. magistrala de date şi magistrala de comenzi d. memoria externă. a. Microprocesorul Se notează cu µP. Fizic, el este un circuit integrat – o componentă electronică complexă, realizată pe o bucată mică de siliciu numită cip. Microprocesorul reprezintă “creierul” întregului calculator, coordonatorul tuturor operaţiilor ce sunt efectuate de către acesta. Un microprocesor conţine în interiorul său zone în care poate memora date de lungimi foarte mici. Aceste locaţii poartă numele de registre, iar fiecare registru are un nume special (expl. AX, BX, etc.). Dintre toate registrele, există unul care are un rol special şi anume registrul IP (Instruction Pointer). Microprocesorul este conectat la celelalte componente ale calculatorului prin intermediul magistralei de date şi al magistralei de comenzi . b. Memoria internă Fizic, este formată din mai multe circuite integrate cu rol de a păstra informaţia, care au un aspect exterior asemănător cu cel al microprocesorului. Microprocesorul poate scrie sau citi date din memorie. Citirea presupune obţinerea informaţiei memorate, iar scrierea constă în depunerea informaţiei în memorie. Memoria internă este alcătuită din mai multe părţi de dimensiune egală, care sunt denumite locaţii de memorie. Locaţiile de memorie sunt numerotate în ordine începând cu valoarea 0 (0,1,2,3,4,etc.). Aceste “etichete” puse peste locaţiile de memorie se numesc adrese de memorie. c. Magistrala de date şi magistrala de comenzi Deşi denumirea lor este pretenţioasă, aceste “magistrale” nu sunt altceva decât un mănunchi de fire (trasee de cupru pe o placă de circuit imprimat). Desigur, pe magistrala de comenzi circulă comenzile, iar pe magistrala de date circulă datele transferate între componentele calculatorului. Toate dispozitivele diferite de microprocesor sau de memoria internă sunt denumite periferice. Momitorul şi imprimanta se numesc periferice “de ieşire” deoarece datele ies din memoria internă către ele. Tastatura este un periferic “de intrare” deoarece datele parcurg drumul invers, din exterior către memoria internă. d.
Memoria
externă Este reprezentată în special de discurile magnetice, ce au proprietatea de a citi şi scrie informaţii pe suportul lor magnetic. Informaţiile memorate astfel sunt nevolatile. Memoria externă are de obicei o capacitate mult superioară celei interne. În memoria externă sunt memorate mai multe programe precum şi datele corespunzătoare lor. Memoria externă este alcătuită în principal din discuri fixe (hard-discuri) şi discuri flexibile (floppy discuri). Discurile fixe sunt de obicei montate în interiorul unităţii centrale şi nu pot fi detaşate de calculator decât prin demontarea acestuia. Discurile flexibile se introduc într-un locaş special, se folosesc cât este nevoie, după care pot fi “recuperate” cu uşurinţă. Datorită modului constructiv, discurile fixe au o capacitate foarte mare de stocare a informaţiei şi o viteză de lucru (citire-scriere) foarte ridicată. Ele sunt folosite pentru stocări masive de date sau pentru rularea rapidă de programe. Discurile flexibile, cu o capacitate de stocare mult mai mică, sunt folosite pentru a transfera date între calculatoare sau pentru a păstra la loc sigur unele informaţii extrem de importante. III.
Parametrii şi caracteristicile esenţiale ale unui
calculator personal
1. Microprocesorul, este caracterizat în principal de: - viteza de lucru; - capacitatea maximă de memorie pe care o poate adresa; - setul de instrucţiuni pe care le poate executa. Viteza de lucru a unui microprocesor este determinată de mai mulţi factori: - frecvenţa ceasului intern; - dimensiunea registrelor interne şi a magistralelor de date; - tipul constructiv al microprocesorului; - dimensiunea memoriei cache. Capacitatea maximă de memorie pe care o poate adresa este finită, impusă de procesul său constructiv. Microprocesoarele care echipează calculatoarele personale pot lucra în două moduri: - modul real, în care se poate executa un singur program la un moment dat. În acest mod, microprocesoarele recunosc numai 1Mb de memorie. - modul protejat în care se pot executa în siguranţă mai multe programe la un moment dat. Acest mod poate fi fizic sau virtual. Setul de instrucţiuni pe care le poate executa un microprocesor este caracterizat direct de tipul acestuia. Începând cu Pentium, microprocesoarele folosesc un set redus de instrucţiuni, crescând astfel mult viteza de lucru. Ele fac parte din categoria numită RISC (Reduced Instruction Set Computer). Setul de instrucţiuni al fiecăruia din aceste microprocesoare poate fi îmbunătăţit prin adăugarea unui circuit integrat suplimentar, numit coprocesor matematic, care să preia o parte din calculele efectuate de microprocesor, mărind astfel foarte mult viteza de lucru. 2. Memoria internă a unui calculator este caracterizată de doi parametri: - dimensiunea (minim 16 Mbyte); - timpul maxim de răspuns (intervalul de timp necesar memoriei interne pentru a citi sau scrie date). Memoria unui calculator se împarte în trei grupe mari: a. Memoria de bază – este cea mai importantă componentă a memoriei interne. Când a fost prezentat modul în care microprocesorul afişează un caracter pe ecran, lucrurile au fost voit schematizate la maxim. În realitate această operaţie este complexă şi realizarea ei cade în sarcina unui mic program ce se află în BIOS (Basic Imput Output System). Deci, acest BIOS reprezintă o colecţie de mici programe care “ştiu” să comunice cu perifericele calculatorului. Fără aceste “servicii” oferite de BIOS, un calculator nu poate “citi” un caracter de la tastatură şi nici nu poate afişa un caracter pe ecran – deci nu poate funcţiona. Aşadar, pentru BIOS este rezervată zona dintre 640 Kb şi 1 Mb, restul fiind la dispoziţia oricărui program aplicativ. Această memorie disponibilă (între 0 şi 640 Kb) se numeşte memorie de bază. b. Memoria expandată – este o completare a spaţiilor rămase libere din BIOS ce reprezintă o memorie internă imensă (programele din BIOS nefiind “lipite” unul de celălalt). c. Memoria extinsă – este memoria adresabilă direct de către microprocesor, având peste 1 Mb. 3. Memoria externă a unui PC este compusă dintr-o unitate de disc flexibil şi una de disc fix. Unitatea de disc este dispozitivul care gestionează discul (“pick-up-ul”), iar discul este suportul magnetic de memorare. O unitate de disc este realizată dintr-un motoraş care antrenează în mişcare de rotaţie discul şi un dispozitiv pas cu pas de poziţionare a capetelor magnetice (un electromagnet) de citire-scriere. Memoria externă este caracterizată de trei parametri: capacitate, timp mediu de acces şi viteza de transfer a datelor. Discul flexibil (discheta) este construit dintr-un disc de plastic a cărui suprafaţă a fost magnetizată şi protejat de un înveliş din plastic. Discheta este folosită la transferul de informaţii între calculatoare şi pentru păstrarea copiilor de siguranţă. Citirea sau scrierea pe dischetă este indicată de aprinderea unui LED pe panoul frontal al unităţii centrale, în dreptul unităţii de dischetă. Discurile flexibile se clasifică după dimensiunea lor în: - dischete de 5.1/4 inci – care sunt deja scoase din uz; - dischete de 3.1/2 inci (format 1.44 Mb). Înregistrarea pe dischete se poate face în diverse formate standardizate după numărul de feţe folosite pentru înregistrare, numărul de piste şi numărul de sectoare. O pistă este un cerc al cărui centru se află în centrul discului. Pistele pe care se înregistrează informaţia sunt cercuri concentrice. Fiecare pistă este divizată într-un număr dat de sectoare (arce de cerc). Un sector conţine 512 octeţi (bytes). Orice dischetă are două feţe, deci unitatea de dischetă necesită două capete de citire-scriere. Viteza de transfer a informaţiei se situează pentru formatul DS-HD în jurul valorii de 20 Kb/secundă. Discul fix (hard disk) se află montat în interiorul unităţii centrale şi nu poate fi detaşat de calculatorul personal. Discul fix este “depozitul” microprocesorului. El este compus din mai multe discuri asemănătoare celor flexibile, fiecare dotat cu două capete proprii de citire-scriere, prinse pe un ax. Tot ansamblul este închis într-o cutie metalică. Când se efectuează operaţia de citire sau scriere, capetele respective colaborează între ele, funcţionând aproape simultan şi asigurând o viteză de transfer a informaţiei mult sporită faţă de cea a discurilor flexibile. Citirea sau scrierea pe hard-disc este indicată de aprinderea unui LED pe panoul frontal la unităţii centrale. Hard-discul este referit prin nume. De obicei, când există un singur disc, acesta este referit prin C. Fiecare disc este împărţit în piste, iar fiecare pistă este împărţită într-un anumit număr de sectoare. Un sector conţine, de obicei, 512 octeţi. Unitatea de alocare (cluster) reprezintă numărul minim de sectoare învecinate citite sau scrise la un moment dat. Un cluster conţine de obicei 4 sau 8 sectoare pe hard-disc şi un sector pe dischetă. Discurile fixe au capacitatea maximă de stocare între 1,2 Mb (foarte rar întâlnite) şi 40 Gb. Cele mai răspândite discuri fixe au o capacitate de 10-20 Gb. Deoarece capacitatea hard-discului este foarte mare, pentru buna organizare a informaţiilor de pe el, se poate împărţii în unităţi logice care pot fi considerate discuri separate din punct de vedere logic. Dacă există, discurile logice sunt referite prin C, D, E etc. Un parametru important este timpul mediu de acces, adică timpul mediu de acces la un sector. Acesta trebuie să fie foarte mic. Cele mai rapide hard-discuri au timp de acces sub 10 ms . Cele mai importante firme de hard-discuri sunt: WESTERN DIGITAL (CAVIAR), SEAGATE. 4.
COMPONENTELE MULTIMEDIA Multimedia combină trei mari inovaţii ale secolului: telecomunicaţiile, tehnica de calcul şi audiovizualul, forţând depăşirea graniţelor dintre acestea. Teleconferinţele multimedia permit utilizatorilor să se vadă unii pe alţii şi în acelaşi timp să îşi trimită documente. Pornind de la ideea că omul însuşi, prin esenţa lui este multimedia, această tehnologie urmăreşte informarea şi formarea lui. Multimedia este o tehnologie care a revoluţionat domeniul calculatoarelor. Texte, grafice, efecte sonore stereo, imagini de calitate fotografică, clipuri şi secvenţe video pot fi mixate cu ajutorul calculatorului. Iată câteva din multiplele aplicaţii ale acestei tehnologii: învăţământul la distanţă, adnotarea vocală a documentelor, instruirea asistată de calculator, enciclopedii şi cărţi electronice, accesul interactiv la informaţii, producţie audio-video profesională, divertisment, prezentări ale unor muzee sau instituţii de cultură. Pentru ca un PC să fie multimedia, el trebuie să conţină următoarele componente: a. Unitatea CD-ROM (Compact Disk – Raed Only Memory) · CD-uri, pot fi doar “citite”; · CD-WRITER, pot fi “citite şi scrise”; · DVD-WRITER, permit înregistrarea filmelor video pe acesta. b. Placa de sunet este specializată în înregistrarea şi redarea mesajelor audio. Placa de sunet permite şi controlul instrumentelor muzicale conectate la calculator. Inima ei este un convertor analogic-numeric-analogic, mono sau stereo. Mai conţine un preamplificator şi un amplificator de ieşire, un sintetizator de sunete, o componentă pentru controlul instrumentelor muzicale (MIDI). La placa de sunet se pot cupla un microfon şi mini-boxe. Boxele pot fi pasive sau active (cu amplificatoare incluse, având alimentare separată), ultimele putând ajunge la puteri de peste 30 W. 5.
DIVERSE Modem (MOdulator-DEModulator) este un dispozitiv ce permite transmiterea informaţiilor între calculatoare aflate la distanţe mari, folosind fie reţeaua publică de telefoane, fie liniile speciale, prin conversia semnalului digital (folosit de calculator) în semnal analogic (folosit în telefonie). Poate fi utilizat la transmiterea oricărui tip de informaţii. Placa TV poate transforma monitorul în televizor, putându-se viziona (pe tot ecranul sau într-un colţ al lui) emisiunea preferată în timp ce se lucrează la calculator. O placă TV mai poate face capturi video, poate afişa teletextul, prezenta reluări şi realiza videoconferinţe. Plotter-ul este un dispozitiv de înregistrare a informaţiilor grafice pe hârtie, folosind un cap de trasare. Datele provenite de la calculator, reprezentând informaţia relativă la deplasarea capului, sunt aplicate elementelor de comandă pentru deplasarea corespunzătoare a capului de trasare. Plotterul este de fapt o imprimantă grafică foarte precisă şi este folosit pentru realizarea desenelor tehnice, hărţilor de mare precizie, pe hârtie sau pe calc. Diferenţa esenţială faţă de o imprimantă obişnuită este că poate reveni pe desen. Caracteristici principale: - precizia cu care desenează; - dimensiunea maximă a hârtiei pe care poate desena; - setul de instrucţiuni (de desenare) pe care le poate executa. Digitizorul – se foloseşte pentru stabilirea coordonatelor relative ale unor puncte faţă de un punct considerat ca originea axelor de coordonate. Digitizorul este un periferic care sesizează poziţia absolută a cursorului (precizie de 0,1 mm). Este folosit mai ales pentru introducerea în calculator a desenelor tehnice şi a hărţilor. Permite, pe lângă introducerea de coordonate, să se “caracterizeze” elementele introduse, deci se poate descrie tipul de “punct”, de “linie” şi de “suprafaţă” (expl.: poate face distincţie între linia unui râu, drum sau cale ferată). IV.
DETALII DE FUNCTIONARE
1.
Structura unui
calculator personal Memoria RAM (Random Access Memory) – reprezintă memoria internă a calculatorului. Se mai numeşte şi memorie moartă, deoarece datele pe care le memorează se şterg la închiderea calculatorului. Este memoria folosită de utilizator, de aceea se mai numeşte memorie de lucru. Caracteristicile esenţiale sunt: - poate fi citită sau scrisă; - este volatilă; informaţia se păstrează atâta timp cât este menţinută alimentarea cu tensiune. Memoriile de tip EDO şi SDRAM sunt variante ale memoriei RAM mult îmbunătăţite şi mult mai rapide (timp de acces de numai 10 ms.). Memoria ROM (Read Only Memory). Se mai numeşte şi memorie vie (de citire) deoarece datele pe care le memorează nu se şterg niciodată. Caracteristici: - poate fi citită, nu poate fi scrisă (de către utilizator); ea este scrisă o singură dată cu informaţia necesară de către producător; - este nevolatilă; informaţia ei se păstrează chiar dacă cipurile respective nu sunt alimentate cu tensiune. Memoriile PROM, EPROM reprezintă versiuni constructive ale memoriei ROM. Memoria CMOS (Complementary Metal-Oxid-Semiconductor) – este o memorie de tip RAM (citire-scriere şi volatilă), consumă însă mult mai puţin curent. Orice calculator are ataşat un mic acumulator (sau baterie) ce o alimentează în permanenţă (chiar şi atunci când calculatorul este oprit). Acest acumulator asigură păstrarea informaţiilor din CMOS timp de 2-3 ani fără a porni calculatorul. Caracteristici: - poate fi citită sau scrisă; - este nevolatilă. Memoria virtuală – se realizează prin integrarea într-un singur sistem al memoriei RAM şi a unei părţi a discului fix, fiind utilizată pentru a simula memoria RAM. Unele sisteme de operare (WINDOWS) folosesc părţi ale discului fix pentru stocarea unor zone masive de memorie RAM, într-un aşa numit fişier swap. Astfel, memoria reală (RAM) devine disponibilă. Memoria salvată pe disc poate fi restaurată în memoria reală când este necesar. Este întâlnită frecvent şi noţiunea de memorie tampon (buffer). Aceasta este folosită pentru a realiza transferul de informaţii între două componente ale PC-ului care au viteze de lucru diferite (calculator → imprimantă). Interfaţă – este un dispozitiv ce se află “între două feţe”. Ea constituie un “translator” care face ca două componente să se înţeleagă reciproc. Orice dispozitiv periferic este cuplat la calculator printr-o interfaţă (expl.: adaptorul grafic şi cuplorul-interfaţa de disc). 2.
Sistem de operare Dacă
până acum am vorbit despre componentele “hardware” (electronice,
mecanice) ale unui PC, de acum înainte vom vorbi numai despre “software”
(programele) care îi asigură funcţionarea. Atâta timp cât nu i se indică ce are de făcut, calculatorul este un obiect inert şi inutil. Limbajul de programare constituie mijlocul de comunicare între om şi calculator, iar descrierea succesiunii de operaţii pe care trebuie să le efectueze calculatorul se numeşte program. Un limbaj de programare este un limbaj artificial destinat descrierii prelucrărilor de date ce urmează a fi realizate de către calculator. Orice limbaj de programare este alcătuit din instrucţiuni. O instrucţiune este descrierea unei acţiuni ce trebuie efectuată asupra datelor cu ajutorul unui limbaj de programare şi poate conţine una din următoarele indicaţii: - introducerea în memorie a datelor înregistrate pe un suport extern; - efectuarea unei operaţii aritmetice asupra unor date din memorie; - examinarea unui rezultat şi luarea unei decizii cu privire la modul în care trebuie continuate calculele; - extragerea din memorie a unor rezultate. Rutină (Subrutină) – este un ansamblu de instrucţiuni care efectuează o operaţie “elementară” (expl. citirea unui caracter de tastatură). Program – este un ansamblu complet de instrucţiuni (plus rutine cu scop bine definit) ce rezolvă integral o problemă (expl.: programul NOTEPAD). Execuţia unui program – este procesul de realizare de către calculator a acţiunilor descrise de instrucţiunile programului. Pentru lansarea în execuţie a unui program este necesară încărcarea sa prealabilă în memoria internă (RAM), iar la terminarea execuţiei sale, memoria ocupată este eliberată. De obicei, încărcarea unui program este urmată nemijlocit de execuţia sa, dar există şi situaţii când încărcarea şi execuţia sunt separate în timp (de exemplu, programele de control ale perifericelor – drivere). Sistemul HELP – este posibilitatea pe care o oferă unele programe ca utilizatorul să se documenteze în privinţa utilizării programului respectiv. Pachete de programe – sunt mai multe programe care îşi coordonează activitatea pentru a rezolva o problemă complexă (expl.: pachetul WORD). Un KIT reprezintă forma comercială sub care se distribuie un pachet de programe. Programele din pachet se găsesc sub formă comprimată pe suport magnetic (dischete sau CD-ROM). Orice KIT conţine un program pentru decomprimarea şi instalarea automată a programelor din pachet, care se numeşte de obicei INSTALL sau SETUP. 3.
Tipuri de
aplicaţii - aplicaţii de tip linie de comandă (expl.: MS-DOS) - aplicaţii de tip meniu (expl.: WINDOWS) 4. Folosirea tastaturii O tastatură standard este formată din 101 taste dispuse în 5 grupe:
Noile tastaturi (Win 98/2000) mai au în plus trei taste, specifice sistemului de operare Windows 98/2000. Ele se folosesc numai în cazul când nu funcţionează mouse-ul, pentru a deschide meniul START sau a unui meniu local. Firma
MICROSOFT a realizat un nou tip de tastatură, numită tastatură
naturală sau ergonomică, care permite o poziţie mai
comodă a mâinilor. Datorită preţului mare acest tip de
tastatură nu este prea răspândit.
|
