dator
En maskin som utför logiska operationer på indata och därmed omvandlar dem till utdata. Datorn är nästan alltid programmerbar, dvs. operationerna utförs i enlighet med instruktioner som kan ändras eller bytas.
Datorer kan i princip byggas med mekanisk, pneumatisk eller optisk teknik, men datorns logiska enhet är i dag uppbyggd av mikroelektroniska kretsar, grindar, som var och en är en elektrisk modell av en grundprocedur i Booles algebraiska logik. Dataflödet mellan dessa grindar hanteras av andra kretsar som styrs av programmet. En dator arbetar i regel med program på minst två nivåer: ett operativsystem för datorns inre trafik och en tillämpning, som väljs efter det arbete som skall utföras – vetenskapliga simuleringar, kalkyl, ord- eller bildbehandling, registerarbete osv. Maskinvaran ("hårdvaran") – själva apparaturen – är i regel så hårt bunden till denna programvara ("mjukvaran") att operativsystemen definierar olika "världar": för persondatorer och arbetsstationer talar man om Unix-världen, PC-världen, Macintosh-världen osv. Kommunikationen mellan de olika "världarna", som tidigare var ett nästan oöverstigligt problem, har under senare år förbättrats betydligt. Programvara skrivs med hjälp av programspråk av varierande abstraktionsgrad. Ju högre nivån är, desto mer liknar de naturligt språk (oftast ett slags torftig engelska). Användargränssnittet är det sätt på vilket datorn presenterar sig för sin brukare, främst via bildskärmen. Det kan vara teckenbaserat, dvs. kräva och använda bokstavs- och sifferkoder (som i Unix, DOS och de flesta stordatorer) eller grafiskt, då man umgås med datorn via bildsymboler, "ikoner", och olika pekdon (t.ex. i Macintosh och Windows).
Det vi i dagligt tal kallar "datorn" är dess centralenhet. Den är i sin tur uppbyggd av mindre, specialiserade enheter. Kommunikationer med yttervärlden, inklusive de sekundärminnen (diskettenheter, hårddiskar etc.) som kan finnas i själva "lådan", hanteras av en kanalenhet tillsammans med olika slags specialiserad elektronik. Denna står i förbindelse med en styrenhet som dirigerar centralenhetens interna trafik i takt med en oscillerande klockkrets som har en frekvens som vanligen ligger på 100-500 MHz. I en räkneenhet (aritmetisk enhet) sker själva den logiska databehandlingen. Styrenheten och den aritmetiska enheten kallas tillsammans processor och utgör i en persondator en enda integrerad krets. En flyttalsprocessor, som i vissa fall finns på själva processorchipet, avlastar ibland processorn från rutinmässigt räknearbete. Vissa delar av operativsystemet, t.ex. startrutiner, ligger i regel i ett förprogrammerat och oföränderligt ROM-minne i en eller flera integrerade kretsar.
I integrerade kretsar finns också primär- eller internminnet (RAM-minnet), där operativsystem, tillämpningar och de data som behandlas förvaras när man arbetar med dem. Sekundärminnen är däremot magnetiska eller magnetoptiska massminnen i form av diskettenheter, hårddiskar (båda är oftast inbyggda i centralenhetens låda), bandstationer för säkerhetskopiering, yttre skivminnen osv. Till skillnad från RAM-minnet behåller de sina data även om strömmen bryts. Medan RAM-minnet har en åtkomsttid (accesstid) på ca 60–100 nanosekunder, ligger tiderna för skivminnena däremot på 25–600 mikrosekunder, dvs. de är tusen gånger långsammare. Bandminnen kan ha åtkomsttider som räknas i minuter.
Datorn kommunicerar med omvärlden via in- och utorgan. Inorgan kan vara tangentbord, mus (ett pekdon), digitaliseringsbord, bildläsare (scanner), mikrofoner, videoutrustning, CD-ROM, givare för automatisk datainsamling etc. Röststyrning förekommer, och geststyrning är under utveckling. Utorgan är bildskärmar, skrivare, plottrar, högtalare, manöverdon osv. Datorer utväxlar data med varandra antingen med utbytbara minnesmedia (disketter, hårddiskkassetter mm.) eller genom datakommunikation, antingen över datanät eller via telenätet (då med hjälp av modem, som också ofta kan sända och ta emot faxmeddelanden, eller ISDN-tjänster).
Datorns historia. Redan på 1820-talet försökte engelsmannen Babbage bygga mekaniska datorer, och efter 1900 började man använda mekaniska och elektriska analogmaskiner för tekniska simuleringar, eldledning osv. De första elektromekaniska och elektroniska datorerna byggdes i början av 1940- talet, liksom de första digitala maskinerna, som alltså arbetade med den binära kodens ettor och nollor och inte med de analoga apparaternas kamskivor, drev och variabla strömstyrkor. De flesta tidiga datorer var byggda som "räknande telefonväxlar" med kopplingssnören och elektromagnetiska reläer. Sveriges första "matematikmaskin" BARK (1950) var av samma slag. Snart slogs relädatorerna dock ut av rörbestyckade maskiner. Ett viktigt framsteg från samma tid var det lagrade programmet: datorn kunde instrueras att själv koppla om sig för att lösa olika slags uppgifter. Därmed kunde man göra skillnad mellan maskinvara och programvara.
Man förstod redan i slutet av 1940-talet att datorn inte är någon matematikmaskin utan en logikmaskin. Alla rutiner som kan reduceras till en förutbestämd följd av logiska operationer, en algoritm, kan utföras av en dator. Administrativa procedurer är ett typiskt exempel. Datorn började därför snart användas i både offentlig och privat förvaltning; genombrottet kom i slutet av 1950-talet med den transistoriserade, förbilligade och driftsäkra maskinvaran. Datorns stora genombrott i produktionen kom kring 1970 med de integrerade kretsarna och andra element från mikroelektroniken. Processorer styrde snart allt från numeriskt kontrollerade verktygsmaskiner till leksaker, och datorer reglerade hela tillverkningsprocesser.
Den verkliga datorrevolutionen skedde dock på 1980-talet. På 1950-talet hade man utgått från att det bara behövdes två eller tre datorer i Sverige (det var därför utvecklingsarbetet lades ner), och in på 1970-talet hade stordatorn, den kusligt allvetande "elektronhjärnan", dominerat medvetandet. Nu blev mikrodatorn en realitet, bl.a. som persondator på skrivbordet och i hemmet. Både stordatorer och minidatorer började från slutet av 1980-talet för de flesta tillämpningar ersättas av mikrodatorer som kopplades i nätverk. I dag skulle samhällsliv och produktion inte fungera utan datorer, och maskiner och system konstrueras i allt större utsträckning efter användarnas behov. Dokumentation och arkivering av enorma mängder information kräver knappast något utrymme. Ingenting kan emellertid rucka på databehandlingens grundprincip, "GIGO-regeln" (engelska garbage in, garbage out, på svenska "SISU", skit in, skit ut): ingen dator kan göra bra utdata av dåliga indata, och en oriktig uppgift blir inte riktig hur många gånger den än körs i en dator.
databehandling
I vid bemärkelse all bearbetning av data som man fått genom mätning, registrering och liknande. Maskinell databehandling infördes med hålkortsmaskinerna, som först användes vid USA:s folkräkning 1890. Deras roll har nu övertagits av datorer, där bearbetningen sker på automatisk väg (automatisk databehandling, ADB).
hålkort
Äldre typ av databärare i form av rektangulära kartongkort. Korten stansades med hål i bestämda positioner i en elektrisk hålkortsstans och lästes i en hålkortsläsare. Denna var ursprungligen elektromekanisk (med kontaktstift eller borstar) och hade räkneverk som registrerade strömimpulserna. Senare blev de optiska, med fotoceller. Sådana läsare användes till 1950-talet direkt för enklare statistikbehandling. Senare kom hålkort, liksom hålremsor och remsläsare, att användas för inmatning av data i datorer. Stansningen var ett typiskt lågavlönat kvinnoarbete. Under 1980-talet trängdes hålkort och remsor ut av modernare databärare.
En form av hålkort användes 1801 av fransmannen J.-M. Jacquard för att styra en mönstervävstol. De första hålkortsmaskinerna utvecklades av amerikanen Hermann Hollerith och användes i folkräkningar i USA. Holleriths patent blev grunden för IBM.
Boole [bu:l]
George, 1815–64, engelsk matematiker och logiker, en av pionjärerna inom den moderna logiken. Booles "logiska algebra" är ett viktigt steg i den symboliska logikens utveckling och har fått betydelse också inom datatekniken. Inom den booleska algebran används vissa logiska lagar för att analysera språkliga uttryck, i första hand logiska påståenden som kännetecknas av att de antingen är sanna eller falska. Som exempel kan vi låta "f" beteckna satsen "lampan lyser". "1" får beteckna att påståendet är sant, "0" att det är falskt. Då kan vi ge påståendet följande värden:
f = 1 när f är sann (lampan lyser)
f = 0 när f är falsk (lampan lyser inte) De båda likheterna är tillsammans en sanningstabell för satsen f. Boolesk sökning i datamängden är sådan som sker definierad med operationsbegrepp som "och", "inte", "eller".
Babbage [bæ_bidU]
Charles, 1792–1871, engelsk matematiker och uppfinnare. Han konstruerade två maskiner som var föregångare till datorerna, "differensmaskinen" (1821–33) och "analysmaskinen" (1834). På grund av organisationsproblem fullbordades ingen av dem. Analysmaskinen skulle ha blivit programmerbar; den matades med hålkort och hade ett separat minne. Delar av analysmaskinen byggdes på 1980-talet vid Science Museum i London och fungerar utmärkt.
datagrafik
Datorgrafik, är i vid bemärkelse all bildbehandling med dator och innefattar då retusch och modifikation (med ett värdeladdat ord "manipulation") av existerande bilder som digitaliserats, t.ex. med en bildläsare (scanner). I trängre bemärkelse innebär det att bilder skapas direkt i datorn. I båda fallen är verktygen numera oftast persondatorer eller arbetsstationer med generella grafikprogram. Även förfaranden som CAD (datorstödd konstruktion, CAD-CAM) kan ses som en typ av datagrafik.
För att bildinformationen skall vara tillgänglig för behandling måste den ligga i datorns minne som en binär bildfil i något läsbart standardformat. Denna fil kan representera den synliga bilden på två olika sätt. Bitmappade bilder (av
bit och engelska map, karta) representeras som en numerisk specifikation av läge, färg och gråskalevärde för varje bildpunkt eller bildelement ("pixel", varför man ofta talar om "pixelorienterade" grafiktillämpningar). Bitmappad grafik kan redigeras bildpunkt för bildpunkt vilket gör den mycket flexibel. Metoden används för t.ex. bearbetning av fotografier. Men bildfilerna blir ofta mycket stora, vilket gör bildkompression nödvändig. Bitmappad grafik är dessutom egentligen inte skalbar, dvs. den maximala upplösningen är fastlagd en gång för alla, och förstorar man bilden, blir de enskilda bildpunkterna synliga.
Vektorgrafik
Däremot behandlar bildens olika beståndsdelar som matematiskt definierade geometriska föremål. Den kallas därför även objektorienterad grafik. Vektorgrafik kan förstoras eller förminskas utan kvalitetsförlust, eftersom den rent tekniska upplösningen beror på utorganet (bildskärm, laserskrivare, bildsättare osv.). Men resultatet får ofta ett abstrakt och doftlöst utseende som gör vektorgrafiken mest lämpad för kartor, diagram och små identifikationsbilder.
Tredimensionella grafikprogram
Definierar föremålen i en bild som tredimensionella objekt i ett geometriskt rum. Genom processer som kallas rendering (engelska, återgivande) "kläs" sedan föremål, bakgrunder osv. med färgade och strukturerade ytor och belyses på olika sätt. Den scen som skapas kan i princip vridas och betraktas från olika håll.
I samtliga fall kan bilden skapas direkt på datorns bildskärm med hjälp av något pekdon (mus, digitaliseringsbord). Bilden kan sedan återges med hjälp av ett sidutgörningsprogram (se
desktop publishing), i en skärmpresentation eller en film eller video. Animationer och specialeffekter på film görs numera ofta med persondator.
CAD-CAM
Förkortning för computer aided design (engelska, datorstödd konstruktion) respektive computer aided manufacturing (datorstödd produktion). CAD sker på arbetsstationer eller kraftfulla persondatorer med specialiserad programvara för mekanisk konstruktion, elektroteknik, arkitektur osv. Vissa av dessa program kan arbeta i tre dimensioner med realistisk visualisering av den färdiga maskindelen, byggnaden etc. Jämför dator.
scanner [skæ_nIr, engelska]
Apparat som utför scanning. Vanligen avses bildläsare, med vilka bilder digitaliseras. Plana påsiktsbilder digitaliseras oftast i flatbäddsscanner. Denna liknar en kopiator: bilden läggs på en glasskiva, och under denna avsöks bilden av fotoceller, rörliga på en släde med lampor. Högklassig scanning av främst diabilder sker med trumscanner. Bilden tejpas på en inifrån belyst, roterande trumma, längs vilken släden med sensorerna rör sig. Vissa diabildsscannrar är av projektionstyp. Bilden projiceras av ett objektiv på en CCD-platta.
bildkompression
Innebär att man minskar den mängd data som behövs när man lagrar en bild digitalt i en dator. Man skiljer mellan icke-förstörande och förstörande kompression. Den icke-förstörande innebär att endast sådan information avlägsnas som inte påverkar bilden (t.ex. upprepade värden för en lång rad identiska bildelement). Den förstörande, som medger kraftigare kompression, avlägsnar även viss bildinformation, som dock inte alltid skulle ha varit synlig på grund av begränsningar hos t.ex. bildskärmen. Bildkompression är av vital betydelse för hanteringen av datorgrafik, digital video på CD och i datortillämpningar samt för HDTV-tekniken.
bit [bit, kortform för engelska binary digit, binär siffra]
Den minsta enheten för informationsmängd inom informationsteorin. En bit kan vara antingen en etta eller en nolla, de två siffrorna i binära talsystemet, och representeras digitalt i t.ex. en logisk krets eller ett datorminne. Bit/s (bps), binära tecken per sekund, är ett mått på hastigheten vid teleöverföring av data. Jämför baud, byte.
desktop publishing [pC_bliQiL]
Engelska, förlagsverksamhet på (det egna) skrivbordet], dtp, persondatorbaserad teknik som integrerar alla steg i tillkomsten av en trycksak, från textförfattande till, i vissa fall, färdigt tryckoriginal. Texten skrivs och redigeras i ett ordbehandlingsprogram. Den flyttas sedan över i ett sidombrytningsprogram, där den fördelas på sidor och uppslag och ofta kombineras med bilder, som också kan ha skapats med en dator och något grafikprogram (se datagrafik). Den färdiga filen (eller filerna) "rippas" sedan, dvs. körs i en raster image processor som via ett sidbeskrivningsspråk (oftast Adobe PostScript) omvandlar den till ett punktmönster med hög upplösning som skrivs ut i en laserskrivare (upplösning 600–1200 dpi, dots per inch, punkter per tum) eller en foto- eller bildsättare (1 200– 2400 dpi). "Rippen" är program- eller maskinvara i skrivaren eller sättaren. Om man använder en laserskrivare, vilket räcker för enklare produkter med enbart text och streckbilder i en färg, får även denna plats på bordsskivan. Annars är det i regel en servicebyrå, ett tryckeri eller ett före detta sätteri som framställer tryckoriginalet på fotopapper eller film från själva datafilen, men detta är i stor utsträckning en automatisk process. Till serviceföretaget kommer filerna oftast på ett magnetmedium, t.ex. en utbytbar hårddisk, men modem eller en ISDN-förbindelse kan också användas. Från tryckoriginalen görs sedan tryckformarna, normalt offsetplåtar.
Tekniken förutsätter vad som på fackspråk kallas wysiwyg (förkortning av engelska what you see is what you get, du får vad du ser). Det innebär att bildskärmen visar sidans verkliga utseende. Desktoprevolutionen startades därför av Apple Macintosh, den första persondatorn med grafiskt användargränssnitt (dvs. där man såg det verkliga utseendet redan på skärmen) och detta märke dominerar fortfarande branschen. Det första ombrytningsprogrammet, Aldus PageMaker, den första laserskrivaren och de första matematiskt beskrivna vektortypsnitten kom bara ett par år efter introduktionen av Macintosh-datorn 1984. Sedan dess har desktop-tekniken slagit ut traditionella redaktionella och grafiska metoder inom förlagen och tidningsbranschen. Sätterier i traditionell mening tillhör redan teknikhistorien.
För första gången kan inte bara en redaktion utan även en hantverksskicklig individ ha full kontroll över hela processen från idé till tryckpress. Redskap för grafisk formgivning har blivit tillgängliga för allmänheten, och den grafiska kompetensen har börjat breddas i motsvarande mån.
animerad film
Sammanfattande benämning på filmer där rörelsen skapas genom att grafiska eller plastiska element förändras gradvis. En animerad film kan skapas med teckningar på acetatark över en fast bakgrund (cellanimation), med dockor eller med formbara material som lera eller papper (stop motion). Filmen fotograferas filmruta för filmruta och bilden ändras en aning mellan varje exponering, så att resultatet ger en illusion av rörelse. Man kan också göra animerad film med datorgrafik. Då ritar tecknaren rörelsernas huvudmoment i ett datorprogram, som själv räknar ut mellanliggande rutor. Vilken metod man än använder är animerad film tidskrävande och dyr att framställa. En normal kortfilm innehåller ca 15 000 teckningar och en långfilm hundratusentals. Efter den "klassiska" perioden på 1930- och 40-talen har man oftast endast ändrat varannan filmruta, men kvaliteten har därmed blivit lidande.
Den animerade filmen är lika gammal som filmen själv och producerades kring sekelskiftet av pionjärer som bröderna Lumière och Georges Méliès. I USA kom många att ägna sig åt animationsfilm, bl.a. Winsor McCay och Max Fleischer, och med Disney kom ett stort kommersiellt genombrott på 1930-talet. Efter andra världskriget förnyades den animerade filmen konstnärligt och tekniskt, bl.a. i Östeuropa av Ji
rí Trnka, i Canada av Norman McLaren, i England av det äkta paret John Halas och Joy Batchelor samt av George Dunning och i USA av Ralph Bakshi.Även i Sverige började man tidigt med animerad film. Ett av de första namnen är Victor Bergdahl med sina tecknade filmer med Kapten Grogg, t.ex. Kapten Grogg i ballong (1916), fick internationell uppmärksamhet. En annan berömd svensk är Viking Eggeling, som på 1920-talet väckte sensation med sina nonfigurativa former. Bland senare tiders kända svenska animatörer kan nämnas Per Åhlin, med filmer som Dunderklumpen (1974) och Resan till Melonia (1989).