,,A calcula'' inseamna a rezolva probleme care implica numere sau cantitati. Calculatoarele moderne fac mult mai mult decāt simple calcule. Ele pot sa instruiasca si sa distreze, sau sa ne ajute in multe sarcini zilnice.
Computerele de azi sunt rezultatul unor tehnici de numarare dezvoltare de-a lungul multor secole. Cu mii de ani in urma, oamenii reprezentau un numar de obiecte cu pietricele. De exemplu, un pastor putea sa puna in buzunar o pietricica pentru a-si reprezenta propia oaie. Daca cineva voia sa stie cāte oi are in turma, el se uita pur si simplu la pietricelele din buzunar, care aveau rolul de stoc 111i83b are a informatiilor. Calculatoarele electronice inmagazineaza informatia intr-un mod similar, dar mai compact, utilizād tehnologia moderna a microcipurilor.
Datele sau informatiile dintr-un calculator sunt stocate ca impulsuri electrice. |n locul utilizarii sistemului de numarare zecimal (cu zeci), in care se folosesc numere pāna la noua si apoi aceleasi numere in pozitii diferite reprezinta zeci, sute, mii si asa mai departe, calculatoarele numara cāte doi sau binar, deoarece un circuit electronic poate reprezenta usor absenta unui semnal cu cifra 0 si prezenta unui semnal cu cifra 1. Cifrele 0 si 1 sunt convenabile si pentru faptul ca pot fi reprezentate pe multe alte cģ, cum ar fi absenta sau prezenta unei portiuni magnetizate pe o banda ori un disc magnetic; sau prezenta ori absenta unei głri pe o cartela. Aceste semnale alcatuiesc un cod pe care calculatorul il poate citi sau scrie.
Calculatoarele electronice sunt un sistem de intrari si iesiri cu o unitate centrala de prelucrare a datelor (CPU) pe post de "creier". Literele, numerele, imaginile si muzica pot fi intelese de oameni, dar nu si de calculator. De aceea, "formele citibile de catre om" sunt incarcate in calculator prin tastatura, creion optic sau microfon, iar procesorul citeste si transforma informatiile in "forma citibila de masina" sau coduri binare. Informatia este stocata pāna cānd va fi accesata si transformata din nou in cuvinte, imagini sau muzica.
O asemenea complexitate electronica este rezultatul unor secole de dezvoltare. Cartelele perforate au stocat informatii pentru prima oara in 1787, cānd tesatorul francez Robert Falcon le-a folosit pentru a controla un razboi de tesut mecanic. Acest sistem a fost imbunatatit de un alt tesator, Joseph Jacquard. Siruri de głuri intr-o serie de cartele determinau momentul in care apareau in model firele colorate. Cu alte cuvinte, cartelele stocau detaliile modelului. La schimbarea cartelelor, razboiul de tesut executa alt model.
"Razboiul de tesut Jaquard tese orice model care poate fi conceput de imaginatie", declara matematicianul englez Charles Babbage. El a fost atāt de impresionat de versatilitatea oferita de cartelele perforate, incāt in 1832 a inceput sa construiasca ceea ce el numea "o masina analitica". Aceasta urma sa fie prima masina de calculat automata pentru mai multe scopuri: un loc de depozitare sau memorie pastra numerele originale si rezultatele calculelor; o unitate aritmetica efectua calculele, iar o unitate de control asigura efectuarea operatiunilor in ordinea corecta. Din nefericire, "masina analitica" era de o asemenea complexitate mecanica, incāt constructia sa s-a dovedit imposibila in acea vreme. Totusi, mai tārziu ea a fost construita la Muzeul de Stiinte din Londra si s-a dovedit ca putea functiona cu succes, asa cum intentionase Babbage.
Primul care a utilizat cartele perforate la calcule a fost americanul Herman Hollerith, care lucra la Departamentul de Recensaminte din SUA. Hollerith a grabit mult o parte a muncii de sortare si de numarare la recensamāntul din 1890, prin utilizarea unor diagrame din głuri pentru a reprezenta raspunsurile la intrebari. Cartelele treceau repede prin masini si diagramele de głri erau verificate de perii de sārma aflate in toate pozitiile posibile ale głurilor. O gaura lasa o perie sa atinga pe cealalta parte un cilindru metalic, inchizānd astfel un circuit electric. Semnalele electrice rezultate actionau dispozitive care desluseau si inregistrau informatia. Masinile lui Hollerith sortau si numarau informatii atāt de repede, incāt au fost larg utilizate in birouri si industrie, unde se prelucrau cantitati mari de informatie. |n 1896, Hollerith a infiintat Compania Masinilor de Tabelat, mai tārziu parte a IBM - unul dintre cei mai mari producatori de calculatoare electronice din lume.
|n anii '40, masinile de calculat actionate electric erau larg utilizate. Un pas decisiv a fost dezvoltarea calculatoarelor electronice. La inceput, acestea utilizau supape electronice (tuburi electronice cu vid) in circuite care efectuau calcule laborioase ca determinarea orelor de zbor ale obuzelor si bombelor. Datele (informatiile) erau de obicei introduse prin cartele sau benzi de hārtie perforate. Trecerea la un alt tip de calcul necesita o echipa de tehnicieni care schimbau programul sau setul de instructiuni prin transformarea a numeroase conexiuni din interiorul aparaturii. Apoi a aparut ideea de a stoca programul sub forma de semnale electronice in interiorul calculatorului. Schimbarea unui program a devenit o chestiune de introducere a unui nou set de semnale. Un alt progres a aparut in anii '60, odata cu inlocuirea supapelor cu tranzistori care efectuau sarcini similare, dar erau mult mai fiabili, mult mai mici si utilizau foarte putina energie electrica.
|n anii '70, orientarea s-a mutat de la sistemele de calculatoare
centralizate spre o gama de aplicatii pe hardware mai ieftin. Marimea redusa a
devenit cuvāntul cheie, deoarece schema electrica a fost micsorata si s-a nascut
tehnologia microprocesoarelor. S-au dezvoltat structuri de meniu, iar in anii
'80 mouse-ul si ferestrele au preluat functia cursorului. Progresele in
tehnologia ieftinaa microcipurilor insemnau expansiunea procesoarelor si a
memoriei de calculator. Gamele de calculatoare care ofereau aplicatii variate
erau larg disponibile: de la calculatoarele care efectuau sarcini de procesare
mari, pānala minicalculatoare care accesau unitati da calcul centrale din aceeasi
cladire sau erau legate in retea cu calculatoare aflate la distante de mai multi
kilometri. La mijlocul anilor '80, posibilitatile au crescut odata cu
introducerea calculatorului personal (PC) si a statiilor de lucru, iar
companiile de finante si de proiectari (indeosebi) investeau mult in aceste masini,
datorita graficelor clare si sofisticate pe care le produceau. |n anii '90,
calculatoarele au devenit o sursa importanta de informatie si de divertisment
atāt acasa cāt si la locul de munca, modemul si faxul fiind incorporate in
calculator. Asemenea masini sunt acum cunoscute sub numele de PC-uri
Multimedia.
Principalele componente hardware ale unui calculator din ziua de azi sunt: monitor sau unitate de vizualizare, tastatura, calculatorul propriu-zis (hard-disk-ul), mouse, disc drive, CD drive, difuzoare, microfon si imprimanta.
Monitorul si imprimanta sunt dispozitive de iesire. Semnalele de la calculator ajung la ele astfel incāt putem vedea ce a facut calculatorul. Tape drive-urile si disc drive-urile pot fi si ele dispozitive de iesire. Un document se poate inregistra sub forma de semnale pe o banda sau pe un disc pentru a-l utiliza la o data ulterioara. |nregistrarea materialelor in acest fel se nemeste inmagazinare sau salvare.
Tastatura este un dispozitiv de intrare - permite introducerea de programe si date. Tape drive-urile si disc drive-urile pot avea rol de dispozitive de intrare: permit introducerea de programe si informatii de pe o banda sau disc magnetic. Aceste semnale sunt stocate sub forma de diagrame electronice in memoria cu acces aleatoriu a calculatorului (random access memory - RAM). Aceasta este un loc electronic de depozitare temporar. Calculatorul are si o memorie doar citibila (read-only memory - ROM) care este un loc electronic permanent de depozitare si contine informatii necesare calculatorului pentru a functiona. De exemplu, o parte din ROM contine detalii privind modul de formare a imaginilor pe ecran. Calculatoarele stocheaza programe si date in coduri binare grupate in baituri sau biti. RAM si ROM sunt alcatuite din circuite integrate (CI-uri). CI-ul care organizeaza functionarea calculatorului se numeste microprocesor.
Majoritatea calculatoarelor de azi utilizaeza un cip microprocesor numit Pentium. Viteza unui procesor este masurata in megahertzi (MHz). Cu cāt numarul este mai mare, cu atāt procesorul este mai rapid. Pentiumurile au intre 200 si 500 MHz si vor depasi 800 MHz. Procesoarele mai rapide nu inseamna numai viteze de raspuns mai mari, ci si imagini si sunete mai clare.
De asemenea, a crescut si capacitatea de memorare a calculatorului, pe piata ajungānd alte dispozitive de memorare, precum CD-ROM-ul. CD-urile sunt relativ ieftin de produs, aceasta forma de inmagazinare fiind mult cercetata. A fost lansat CD-E, "E" insemnānd "erasable" (care se poate sterge), dar cel mai mare salt in tehnologia CD-urilor a fost dezvoltarea DVD-ROM-ului. Acest "disc digital versatil" are o capacitate de inmagazinare imensa, de aproximativ 25 de ori mai mare decāt a CD-urilor de astazi, fiind capabile sa efectueze o gama imensa de functiuni. Discurile DVD-ROM necesita masini specializate, dar in viitor filmele pe CD ar putea inlocui casetele video.
O alta gama de calculatoare a aparut la inceputul anilor '90. Acestea au fost calculatoarele portabile si cele de māna, raspāndite in lumea afacerilor. Ele isi au propria sursa de energie electrica si au puterea de procesare comparabila cu a calculatoarelor de birou. Majoritatea sunt mai scumpe decāt PC-urile, dar pot fi utilizate oriunde si se pot conecta la o priza de telefon pentru obtinerea legaturii cu un birou. Datorita acestei inventii si a imbunatatirii telecomunicatiilor, tot mai multi oameni pot lucra acum de la domiciliu.
Software se refera la sistemul de operare al unui calculator si la programele care determina un calculator sa efectueze anumite sarcini. Gama de software care poate rula pe PC este imensa si include programe de editare de texte, pachete didactice si activitati pentru timpul liber, de la jocuri interactive pāna la demonstratii de arta culinara.
Astazi super-reteaua de informatii sau "Internetul" leaga calculatoarele de pe intregul glob. Exista Cybercafé-uri unde clientii pot savura o cafea in timp ce utilizeaza PC-urile pentru a comunica cu prietenii sau pentru a scana o pagina de ziar.
Nu se stie unde ne vor conduce calculatoarele, dar exista cāteva proiecte interesante: ecranele minuscule, activate prin voce si purtate pe cap sunt doar una dintre posibilitati. Recunoasterea vorbirii este in dezvoltare si exista deja tehnologia necesara pentru ecrane si cipuri minuscule. Exista predictii privind schimbarea radicala a procesorului, memoriei si stocarii. |n prezent sunt exploatate utilizarea luminii holografice pentru a scrie si a citi date stocate pe cristale sau obtinerea circuitelor pentru calculatoare cu un singur atom - schema electrica cuantica.
|
