Clasa a VIII-a A
,,A calcula'' inseamna a rezolva probleme care implica numere sau cantitati. Calculatoarele moderne fac mult mai mult decat 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 cate oi are in turma, el se uita pur si simplu la pietricelele din buzunar, care aveau rolul de stocare a informatiilor. Calculatoarele electronice inmagazineaza informatia intr-un mod similar, dar mai compact, utilizad tehnologia moderna a microcipurilor.
Datele sau informatiile dintr-un calculator sunt stocate ca impulsuri electrice. In locul utilizarii sistemului de numarare zecimal (cu zeci), in care se folosesc numere pana la noua si apoi aceleasi numere in pozitii diferite reprezinta zeci, sute, mii si asa mai departe, calculatoarele numara cate 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 cì, cum ar fi absenta sau prezenta unei portiuni magnetizate pe o banda ori un disc magnetic; sau prezenta ori absenta unei gùri 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 pana cand 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, cand 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. {iruri de gùuri 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 atat de impresionat de versatilitatea oferita de cartelele perforate, incat 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, incat constructia sa s-a dovedit imposibila in acea vreme. Totusi, mai tarziu ea a fost construita la Muzeul de {tiinte 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 recensamantul din 1890, prin utilizarea unor diagrame din gùuri pentru a reprezenta raspunsurile la intrebari. Cartelele treceau repede prin masini si diagramele de gùri erau verificate de perii de sarma aflate in toate pozitiile posibile ale gùurilor. O gaura lasa o perie sa atinga pe cealalta parte un cilindru metalic, inchizand astfel un circuit electric. Semnalele electrice rezultate actionau dispozitive care desluseau si inregistrau informatia. Masinile lui Hollerith sortau si numarau informatii atat de repede, incat au fost larg utilizate in birouri si industrie, unde se prelucrau cantitati mari de informatie. In 1896, Hollerith a infiintat Compania Masinilor de Tabelat, mai tarziu parte a IBM - unul dintre cei mai mari producatori de calculatoare electronice din lume.
In 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 hartie 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.
In 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 cuvantul 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, panala 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. In anii '90, calculatoarele au devenit o sursa importanta de informatie si de divertisment atat acasa cat 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 incat 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. Inregistrarea 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 cat numarul este mai mare, cu atat 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 ajungand 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" insemnand "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 decat 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 mana, raspandite 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 decat 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 pana 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 cateva 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. In 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.
