BAZELE TEORETICE ALE PRELUCRARII DATELOR

BAZELE TEORETICE ALE PRELUCRĂRII DATELOR

1.1 Informatica - stiinta calculatoarelor

Ritmul rapid de dezvoltare a societatii si, în special, complexitatea acestei dezvoltari, au condus la o sporire însemnata a volumului de informatii care tind sa aglomereze si sa blocheze canalele informationale. Pe de alta parte, nevoia de informatie pentru o cunoastere operativa si o dirijare constienta a dezvoltarii societatii, este din ce în ce mai mare. Menirea informaticii este tocmai de rezolvare a acestei contradictii dintre cresterea volumului de informatii si setea de informatii.

Initial, informatica a fost definita în 1966 de Academia Franceza ca "stiinta prelucrarii rationale, îndeosebi prin masini automate, a informatiei, considerata ca suport al cunostiintelor umane si al comunicarilor în domeniile tehnice, economice si sociale

Pe masura extinderii domeniilor sale de utilizare, informatica a capatat noi valente.

Definitiile propuse ulterior accentueaza asupra caracterului pluridisciplinar, complex al acestei stiinte. Astfel, la o conferinta internationala din 1978, privind strategiile si politicile în informatica, s-a adoptat urmatoarea definitie: "Informatica cuprinde domeniile legate de proiectarea, constructia, evaluarea, utilizarea si întretinerea sistemelor de prelucrare automata a datelor, incluzând componentele hardware, software, elementele organizational 737b19h e si umane cu impactul lor în industrie, administratie, comert, în viata social-politica

Promovarea utilizarii informaticii, ca element central al tehnologiei informatiei, în cele mai variate aspecte ale activitatii sociale - conducere, industrie, servicii publice, protectia mediului înconjurator, stiinta si tehnologie, educatie, sanatatea si munca membrilor comunitatilor - se manifesta ca factor dinamizator, de vitalizare si progres al societatii.

Tehnologia informatica - reunind cercetarea, proiectarea, folosirea si întretinerea sistemelor de automatizare a prelucrarii datelor - tinde sa devina o infrastructura generalizata.

Caracteristica esentiala a tehnologiei informatice moderne este dinamismul care din anul 1975 cunoaste un ritm de crestere a valorii produselor create de peste 20%, în conditiile în care rata medie a cresterii în economie a fost de numai 1%.

Elementul central al revolutiei microelectronice îl constituie minusculul microprocesor de pe pastila de siliciu. Dezvoltarea microprocesorului este semnificativa în doua sensuri:

- a dat nastere, într-un moment de recesiune economica, unei industrii noi, importante, care se dezvolta într-un ritm foarte rapid;

- produsele acestei industrii pot fi aplicate în toate sectoarele societatii si economiei, cu rezultate pozitive, de necontestat.

1.2 Conceptul de data si informatie, sistem informational si sistem informatic

Informatia este o notiune de larga generalitate filosofica (alaturi de materie si energie) si reprezinta reflectarea în constiinta noastra a legaturilor cauza-efect din lumea reala înconjuratoare.

Materia prima din care se obtin informatiile o constituie datele.

În informatica, prin data se desemneaza un model de reprezentare a informatiei accesibil unui anumit procesor (om, unitate centrala, program etc.), model cu care se poate opera pentru a obtine noi informatii despre fenomenele, procesele si obiectele lumii reale.

Data este suportul concret al informatiei, materia prima a acesteia.

Deoarece prelucrarea opereaza cu formele concrete de exprimare a informatiilor se poate afirma ca obiectul prelucrarii îl constituie datele, iar rezultatele prelucrarii sunt informatiile.

Din considerente practice de analiza si proiectare a sistemelor informatice, informatiile se pot clasifica dupa diverse criterii.

a)     Dupa forma de exprimare a fenomenelor pe care le reflecta, informatia poate fi:

informatie analogica - caracterizeaza parametrii cu variatie continua din cadrul proceselor tehnologice, cum ar fi: presiunea, temperatura, viteza etc.;

informatie cantitativa sau numerica - exprima aspectul cantitativ al fenomenelor si se prezinta sub forma de cifre care se obtin prin masurare, numarare, cântarire, calcul etc.;

informatie calitativa sau nenumerica - este cea mai raspândita si se prezinta printr-o mare varietate de forme: concepte, liste bibliografice, texte, rapoarte etc.

b)     Dupa situarea în timp fata de procesul sau fenomenul reprezentat, informatiile sunt:

informatii active - reprezinta procese sau fenomene în curs de desfasurare; ele mai pot fi denumite operative sau dinamice

informatii pasive - se refera la procese si fenomene care au avut loc si care s-au terminat; sunt utile pentru conducerea proceselor si fenomenelor care se vor repeta;

informatii previzionale sunt cele cuprinse în planuri si programe, caracterizând si comensurând procese si fenomene ce se vor desfasura în viitor; ele ofera modele cantitative si calitative ale activitatilor ce se vor desfasura, au deci un caracter de directionare.

c)      Dupa continut, informatiile pot fi clasificate în;

informatii elementare - sunt specifice sistemului operational în care se desfasoara nemijlocit activitatile economice si definesc operatii si fenomene indivizibile;

informatii sintetice - se obtin, de regula, prin aditionarea informatiilor elementare de acelasi tip;

d) Dupa domeniul de activitate pe care îl deservesc, deosebim:

informatii tehnologice - utilizate pentru conducerea si dirijarea proceselor tehnologice industriale;

informatii tehnico-stiintifice - utilizate în domeniul cercetarii stiintifice si proiectarii tehnologice;

informatii economice - sunt instrumente de conducere nemijlocita a proceselor social-economice.

Fluxul informational este ansamblul datelor, informatiilor si deciziilor necesare desfasurarii unei anumite operatii, actiuni sau activitati. El este caracterizat prin continut, volum, frecventa, calitate, forma, suport, proces de obtinere si cost.

Fluxurile informationale sunt vehiculate pe trasee prestabilite numite circuite informationale

În cadrul unei întreprinderi economice, definita ca sistem economic, distingem trei sisteme si anume:

- sistemul de conducere (decizional);

- sistemul condus (operational);

- sistemul informational.

Sistemul informational este un instrument constituit din mijloace, metode si oameni prin care se asigura desfasurarea activitatilor specifice procesului informational: înregistrarea, transmiterea, prelucrarea, selectionarea si pastrarea informatiilor despre resursele existente, despre procesele desfasurate, despre eventualele perturbatii si abateri de la normalitate.

Sistemul informatic este partea componenta a sistemului informational prin care se asigura, pe baza mijloacelor tehnice si, în primul rând, a calculatoarelor electronice, culegerea, transmiterea, prelucrarea si stocarea datelor în vederea exercitarii cu eficienta superioara a principalelor atributii ale conducerii: previziune, programare, urmarire-control, organizare si comanda.

Pentru atingerea acestor obiective, un sistem informatic va fi alcatuit, în esenta, din:

- calculator electronic si alte echipamente;

- sistem de operare,

- programe de aplicatii;

- colectii organizate de date;

- resurse umane si cadru organizatoric (personal de specialitate si unitati de informatica - oficii si centre de calcul).

1.3 Prelucrarea automata a datelor

Transformarea datelor în informatii pentru conducere presupune un proces în cadrul caruia, prin activitati manuale si automate, datele sunt pregatite si prelucrate dupa anumite reguli precise. Acest proces este numit prelucrarea datelor

Prelucrarea automata a datelor presupune existenta si cooperarea urmatoarelor elemente:

- un sistem de echipamente de calcul;

- un minimum de programe pentru conducerea echipamentelor;

- un program specific de prelucrare a datelor;

- datele de prelucrat.

În cadrul procesului de prelucrare se disting mai multe etape, dupa cum urmeaza:

- culegerea si înregistrarea primara a datelor;

- introducerea datelor de prelucrat în baza de date;

- prelucrarea propriu-zisa a datelor;

- transmiterea informatiilor;

- stocarea-arhivarea informatiilor.

1.4 Sisteme de numeratie utilizate în tehnica de calcul

Pentru realizarea operatiilor aritmetice cu ajutorul calculatorului electronic este necesara utilizarea unor sisteme de numeratie al caror alfabet sa corespunda caracteristicilor fizice ale circuitelor electronice.

Sistemul de numeratie este format din totalitatea regulilor de reprezentare a numerelor cu ajutorul unor simboluri numite cifre.

Semnele din care se alcatuiesc numerele într-un sistem dat formeaza baza sistemului de numeratie respectiv.

Legatura intrinseca între sistemul de numeratie si baza lui se evidentiaza prin însasi denumirea sistemului de numeratie. Astfel,cunoastem în prezent mai multe sisteme de numeratie, cum sunt: sistemul zecimal, sistemul binar, sistemul octal si sistemul hexazecimal.

Baza în care este exprimat un numar se scrie, de obicei, ca un indice care însoteste numarul respectiv.

Sistemul de numeratie zecimal este cel mai uzual folosit. Baza sistemului este formata din cele 10 cifre 0-9. Toate calculatoarele mecanice au pastrat criteriul zecimal de formare a numerelor.

Privit din punctul de vedere al calculatorului electronic, sistemul zecimal are dezavantajul ca cifrele sale nu pot fi puse în corespondenta biunivoca cu starile stabile ale unui circuit fizic utilizat de calculator, deoarece acest circuit nu are zece stari stabile, ci numai doua.

Sistemul binar si-a gasit o larga aplicabilitate în calculatorul electronic datorita adaptabilitatii alfabetului sau (0 si 1) la caracteristicile fizice ale circuitelor electronice.

Simbolizarea în sistem binar înseamna:

relee închise sau deschise;

existenta sau absenta impulsurilor electrice.

Combinatiile celor doua simboluri 0 si 1, numite cifre binare sunt utilizate pentru reprezentarea de numere, litere si alte semne.

O cifra binara poarta numele de bit. O succesiune de 8 biti utilizata pentru reprezentarea unui caracter (cifra, litera sau simbol) poarta denumirea de octet (în franceza) sau byte (în engleza).

Într-un calculator electronic se organizeaza date pe grupuri de cifre binare a câte 16 pozitii (semicuvânt) sau 32 de pozitii (cuvânt calculator). Gruparea datelor pe octeti simplifica mult constructia calculatoarelor electronice.

Calculatoarele electronice realizeaza conversia sistemelor de reprezentare a numerelor din zecimal în binar si din binar în zecimal prin utilizarea unor dispozitive speciale numite traducatoare, pe baza unei legi de echivalenta.

Cea mai avantajoasa metoda de conversie a numerelor zecimale în numere binare se face prin împartirea numarului din zecimal la baza sistemului binar 2 pâna când nu mai ramâne cât decât 0, unde ordinele numarului binar se obtin ca rest la fiecare etapa a împartirii.

Ordinul superior al numarului binar este reprezentat de ultimul rest, iar celelalte ordine reprezinta restul de la etapele anterioare ale împartirii (citirea numarului binar se face de la sfârsitul calculului spre începutul calculului de împartire).

Exemplu:

Deci:

Procesul invers de transformare a numerelor din binar în zecimal (verificarea conversiei precedente) are loc prin înmultirea cifrelor pe valori pozitionale cu puterile lui 2 si prin însumarea produselor partiale obtinute.

Deci:

Pentru pozitiile zero din sistemul binar se considera lipsa de impuls si, în mod corespunzator, puterile lui 2 sunt considerate nule.

Operatiile aritmetice cu numere în sistemul binar utilizeaza urmatoarele reguli:

Împartirea se efectueaza prin scaderea repetata a împartitorului din deîmpartit, existând aceleasi reguli ca si la sistemul zecimal.

Sistemul de numeratie hexazecimal se construieste cu multimea fundamentala de simboluri 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F (A=10, B=11, ., F=15).

Conversia unui numar reprezentat în baza 10, în baza 16 se face prin împartirea la baza sistemului hexazecimal (16) pastrându-se restul din care se formeaza numarul în noua baza.

Exemplu:

Deci: 1379₁₀ = 563₁₆

Verificarea conversiei:

Trecerea de la sistemul hexazecimal la sistemul binar si reciproc se face ca la orice sistem pozitional la care una din baze este o putere întreaga a celeilalte (16 = 2⁴).

Exemplu:

5EF,02₁₆ = (0101) (1110) (1111), (0000) (0010) = 10111101111,00000010₂

Operatiile de adunare si înmultire se efectueaza conform tabelelor urmatoare: