Interactiunea hardware-software

Interactiunea hardware-software

Un sistem de calcul electronic reprezinta un ansamblu functional destinat stocarii si prelucrarii informatiei. Pentru realizarea acestor scopuri el este format din doua mari subsisteme:

Subsistemul hardware (hard-ul) - care reprezinta partea de echipament a sistemului de calcul (partea 'tare').

Subsistemul software (soft-ul) - care reprezinta partea de programe a sistemului de calcul (partea 'moale'). Tot în partea de programe sunt cuprinse si structurile de date. Informatiile codificate, memorate sau prelucrate într-un sistem de calcul, poarta numele de date.

Operatiile ce se pot executa asupra informatiilor într-un sistem de calcul sunt:

preluarea informatiilor din mediul extern;

stocarea informatiilor în mediile de memorare;

prelucrarea informatiilor stocate;

extragerea informatiilor stocate;

livrarea informatiilor în mediul extern;

Preluarea informatilor din mediul extern se face cu ajutorul unor echipamente specializate (tastatura, scanner, mouse etc.). Prelucrarile ce se pot efectua asupra informatiei preluate din mediul exterior si stocate în mediile de memorare sunt:

calcule;

operatii de reorganizare a informatiei;

operatii de cautare a informatiei;

operatii de editare, adica modificarea continutului sau aspectului informatiei.

Livrarea informatiilor stocate catre mediul exterior este efectuata tot cu ajutorul unor echipamente specializate (terminal video, imprimanta, difuzor etc). Fiecare dispozitiv ce intra în alcatuirea unui sistem de calcul are un format propriu de reprezentare a informatiei pe care o manevreaza.

De exemplu în mediile de memorare a unui sistem de calcul, informatia este reprezentata într-un anumit fel pentru a fi vizualizata prin intermediul video-terminalului. Ea este reprezentata în alt fel daca este destinata tiparirii cu o imprimanta negrafica.

Din acest motiv, majoritatea operatiilor de transmitere a informatiei între diversele dispozitive ale sistemului de calcul, presupune operatia de conversie a informatiei din formatul propriu al dispozitivului care emite informatia în formatul specific utilizat de dispozitivul care preia informatia.

Într-un sistem de calcul, prelucrarea asupra informatiei se face sub controlul programului. Un program defineste secventa de operatii care se efectueaza asupra informatiei în cadrul unei prelucrari. Activitatea tuturor dispozitivelor cuprinse într-un sistem de calcul este determinata si supravegheata prin intermediul unor programe. Sistemul de programe este cel care face posibila functionarea unui sistem de calcul.

Orice activitate de prelucrare a informatiei într-un sistem de calcul se face conform unui algoritm de prelucrare. Algoritmul de prelucrare specifica toate etapele care trebuie parcurse în prelucrarea informatiilor si ordinea lor de executare.

Algoritmul de prelucrare este implementat prin intermediul unui program utilizând un limbaj de programare. Limbajul de programare reprezinta totalitatea regulilor si instrumentelor care pot fi folosite pentru transformarea unui algoritm într-un program prin a carui executie sa se realizeze prelucrarea dorita asupra informatiei.

Indiferent de limbajul de programare folosit pentru realizarea lui, orice program sufera o serie de transformari care îl aduc la o forma de reprezentare proprie sistemului de calcul gazda, forma de reprezentare numita program executabil.

Cu dreptunghiuri s-au simbolizat etapele prin care trece programul utilizator, iar prin elipse componentele (programe deja existente) care contribuie la transformarea succesiva a programului utilizator.

Programul-sursa este acel program scris într-un limbaj accesibil omului. Programul-sursa va constitui o informatie de intrare pentru un alt program executabil numit compilator. Acesta va trata numai programul-sursa specific limbajului de programare pentru care a fost creat.

Ca iesire din programul-compilator este un format intermediar numit program-obiect. Acesta va fi tratat la rândul sau de un alt program preexistent numit editor de legaturi, care va rezolva diferite referiri la bibliotecile de subrutine ale sistemului si va lega diferite module scrise de utilizator la momente diferite.

În urma acestei operatii rezulta programul executabil, cel care va realiza prelucrarea dorita.

Pentru eliminarea tuturor erorilor posibile din programul executabil se foloseste o alta clasa de programe numita depanator. Indiferent de limbajul de programare utilizat pentru scrierea programelor sursa, programele executabile au un specific propriu sistemului de calcul pe care ruleaza.

Totalitatea programelor executabile de pe un calculator formeaza software-ul sistemului de calcul.

Din punct de vedere al utilizarii ei, informatia vehiculata în sistemul de calcul se împarte în doua categorii:

datele (informatia care se prelucreaza);

programele (informatia care arata cum se fac prelucrarile).

Oricât de complexe ar fi prelucrarile facute asupra datelor, ele pot fi descompuse în operatii primare, care pot fi realizate de componentele hardware ale sistemului de calcul. Operatia de stocare a informatiei binare poate fi realizata cu ajutorul unor componente hardware care, indiferent de fenomenul fizic pe care se bazeaza functionarea lor, au doua stari stabile.

Operatiile aritmetice elementare efectuate asupra informatiei binare pot fi asimilate cu operatiile logice, adica acele operatii care lucreaza cu termeni care pot lua doua valori de adevar.

Din acest motiv, circuitele fizice elementare care intra în alcatuirea unui sistem de calcul sunt circuite de tipul circuitelor logice, adica acele circuite a caror functionare poate fi descrisa printr-o functie logica.

Algebra logica sau algebra booleana (Alfred Bool) este acea ramura a matematicii care s-a dezvoltat mai ales în legatura cu evolutia tehnicii de calcul electronic. Ea ne ofera aparatul matematic pe care se sprijina solutiile constructive adoptate pentru realizarea sistemelor de calcul numerice.