Calculatorul
Prin definiţie, un calculator este o maşină care ştie să modeleze şi să manipuleze informaţia.
El poate prelucra foarte uşor, într-un timp extrem de scurt, cu foarte mare acurateţe, o mare cantitate de informaţie foarte complexă.
Informaţia
Informaţia este un mesaj care înlătură necunoaşterea unui anumit eveniment.
Unitatea de măsură folosită pentru cantitatea de informaţie este informaţia elementară. Ea este informaţia furnizată prin precizarea unei variante din două posibile („da” sau „nu”, „1” sau „0”).
Data este reprezentarea informaţiei în interiorul calculatorului. Pentru a putea modela şi manipula informaţia, calculatorul lucrează cu date.
Biţi şi octeţi
Informaţia elementară se mai numeşte şi bit (binary digit).
bit = informaţie elementară = cifră binară (0 sau 1).
Octetul este o unitate de măsură a informaţiei.
1 octet = 1 byte = 8 biţi.
Multiplii octetului
Pentru măsurarea diferitelor cantităţi de informaţie se pot folosi multiplii octetului.
Dacă unităţile de măsură cunoscute (metrul, gramul etc.) folosesc pentru construirea multiplilor factorul de multiplicare 103 (1 kg = 103 g = 1000 g, 1 km = 103 m = 1000 m etc.), unităţile de informaţie utilizează ca factor de multiplicare 210 = 1024, astfel:
1 Kbyte = 1 Koctet = 210 octeţi = 1.024 octeţi (= 8.192 biţi)
1 Mbyte = 1 Moctet = 210 Kocteţi = 1.024 Kocteţi = 220 octeţi = 1.048.576 octeţi
1 Gbyte = 1 Goctet = 210 Mocteţi = 220 Kocteţi = 230 octeţi = 1.073.741.824 octeţi.
Sistemul de numeraţie binar
Pentru a înţelege cum modelează şi prelucrează un calculator informaţia, trebuie mai întâi să vedem cum este reprezentată ea în sistemul de calcul. Construcţia calculatorului se bazează pe teoria informaţiei.
Aşadar, pornind de la teoria informaţiei, calculatorului trebuie să fie o maşină cu două stări, adică să ştie să modeleze sistemul de numeraţie binar.
Cea mai simplă modelare fizică a sistemului de numeraţie binar este comutatorul:
– comutator deschis (off) – cifră binară 0 – stare de blocare – nivel de tensiune scăzută – stare jos;
– comutator închis (on) – cifră binară 1 – stare de conducţie – nivel de tensiune ridicată – stare sus.
Dezvoltarea industriei calculatoarelor a fost posibilă prin dezvoltarea industriei electronice şi apariţia circuitelor integrate. Folosind circuitele, pot fi încapsulate milioane de astfel de comutatoare cu două stări, într-un spaţiu foarte mic. Aceste circuite electronice pot modela şi manipula milioane de biţi.
Codificarea în sistemul de numeraţie binar
Pentru codificarea în sistemul de numeraţie binar a caracterelor din care sunt compuse textele, se foloseşte codul ASCII (acronimul de la American Standard Code for Information Interchange).
Individual, fiecare caracter (literă, cifră, spaţiu sau caracter special – cum ar fi parantezele şi semnele de punctuaţie), va fi transformat, folosindu-se codul ASCII, într-o secvenţă de lungime fixă (8 cifre binare).
Fiecare caracter de pe tastatură are atribuită o secvenţă unică de cod ASCII prin care poate fi reprezentat în memoria internă a calculatorului. Astfel, caracterul A va fi reprezentat prin secvenţa de 8 cifre binare: 01000001, iar caracterul 9 prin secvenţa de 8 cifre binare: 00111001.
Desenele şi sunetele sunt şi ele codificate în secvenţe de cifre binare. Pentru codificare se stabilesc niveluri de luminozitate (pentru desene) sau niveluri de semnal sonor (pentru sunete). Aceste niveluri se codifică prin numere întregi care pot fi reprezentate în sistemul binar. Acest proces se numeşte digitizarea desenului sau a sunetului.