Информатика

2009

Лекция 1 – Въведение

Катедра Информационни технологии и комуникации

Гл.ас. д-р Моника Цанева

Каб. 2068а

Консултации – сряда 16-18

Email: monika_tzaneva@yahoo.com

Icq: 75937390

Skype:monika_tzaneva

Лекция 1 – Въведение

Катедра Информационни технологии и комуникации

Предмет на курса

3

•Какво са данните и как се представят в компютрите•Какво са алгоритмите, програмите за обработка на данни, Езиците за програмиране•Какво представлява Архитектурата на компютрите•Как се съхраняват данните и какво е База от данни•Как се предават данните между компютрите•Какво е операционна система на компютър•Какво е програмно осигуряване •Какви видове информационни технологии най-често се използват•Какво е Информационна система•Какво е Интернет•Какво е Информационна сигурност•Как се проектират Информационни системи•Какво представляват Бизнес приложеният с използване на Интернет

Университетският курс по Информатика в УНСС цели да изясни:

Получавани практически знания и умения

4

По време на практическите занятия, ще се получат знания и умения за създаване и ползване на Информационни системи в икономиката.Всеки ще може да проектира и създава малки информационни системи, използвайки наличните Office продукти на персоналния компютърЩе се извършва работа в колектив по двамаДвата главни продукта, чрез които ще се изграждат тези малки информационни системи ще бъдат

oMS ExceloMS Access

Ще има индивидуална Курсова задача - за по двойка студентиЩе се извършват 2 Контроли работиИзпитът ще се проведе чрез тестКрайната оценка ще бъде резултат от Изпита, Контролните работи и Курсовата задача

Произход на изчислителните машини

5

Начални идеи в древна Гърция и Римската империя – сметало (абак) за събиранеНякои начални идеи за машини

oБлез Паскал (1623-1662) – събирачна машина на базата на зъбни колелаoЧарлс Бейбидж (1792-1871) - събирачна машина , но с отпечатване на хартия; добавя и други аритметични действия; перфориране на командите за изпълнение

Идея за алгоритми – последователност от дупки върху хартияoЖакард (1752-1834) – управление на тъкачен стан

Идея за представяне на данни – чрез дупки върху хартия oХерман Холерит (1860-1929)oТази разработка стана основа за създаването на фирмата IBM

Прилагане на електричество и електроника през 1900-теo1940 – Bell Laboratories – Mark I – релета с електронно управлениеo1937-1941 – Атанасов-Berry – първата машина на електронни лампи в Iowa State CollegeoГолеми ЕИМ (1950-60)oМини ЕИМ (1960-70)oПерсонални компютри (1970-80)

Развитие на алгоритмизацията

6

Алгоритмизацията започва развитие с увеличаване възможностите на компютрите да изпълняват по-големи последователности от командиТеоремите на Gödel за непълнота създават предпоставки да съществуване на няколко вида последователности от команди за едно решение – вариантност на решенията / вариантност на алгоритмитеОформят се два вида науки

oComputer Science – с основа – наука за алгоритмитеoInformation Systems – с основа – наука за създаване на компютърни системи

При алгоритмизацията съществуват следните въпросиoКои проблеми може да се алгоритмизиратoКои проблеми е рационално да се решат с компютърно съставени алгоритмиoКак лесно да открием / създадем алгоритъмoКак да се анализират и оценят алгоритмитеoКак да се обработва информациятаoКак чрез алгоритмите да се осигури интелигентно поведение на компютритеoКак използването на алгоритми влияе на развитието на обществото

Информационни системи

7

•Информационната система е съвкупност от хардуерни и софтуерни елементи, свързани в интегрирана система, извършваща обработка на информацията на дадена организация•Информационната система има за цел да подпомага извършването на бизнеса в организацията, обхващайки хора, документи, технологии за обработка и агрегиране на данните, и процедури за изпълнение на функциите заложени в нея•С оглед подпомагане на цялостните бизнес процеси в организацията, Информационната система използва множество различни Информационни и Комуникационни Технологии (ИКТ)•Съществуват информационни системи, които обслужват само част от бизнес дейността на организацията и тогава тези системи се разглеждат като под-системи на Информационната система, например Счетоводна под-система, Под-система за управление на складовете , Географска информационна под-система, и т.н.•Съществуват организации, имащи специфичен бизнес, за които информационните системи подпомагат само този специфичен аспект на бизнеса. Такива са Банкова информационна система, Застрахователна информационна система, система за проектиране на сгради и т.н.

Application software (Приложно Програмно осигуряване)

System software

(Системно Програмно осигуряване)

Hardware

(Техническо осигуряване)

Компютърна информационна система

8

Бройни системи

9

Система от символи и правила за тяхната употреба, чрез които може да се изобрази всяко числоСимволите – цифри; Положението в записа – разрядНепозиционни (римската) и позиционни (десетичната) бройни системи Преминаване от една бройна система в друга

•Пример за преминаванe на десетичноточисло 121 в двоична бройна система (използвайки цифрите 0 и 1)121:2=60 и остатък 160:2=30 и остатък 030:2=15 и остатък 015:2=7 и остатък 1

7:2=3 и остатък 13:2=1 и остатък 11<2 остава остатък 1

Резултатът е 1111001

Групиране на двоичните данни в ЕИМ

10

•Минимална единица – 1 бит

•Единица за опериране – 1 байт = 8 бита

•Съществуват и побитови операции, но те

рядко се използват

•Дума – 4 байта

•Двойна дума – 8 байта

•Един символ се представя чрез:

oЕдин байт – най-често срещаните

кодови таблици

oДва байта – за покриване на всички

езици, включително китайски и японски

Групиране на двоичните данни в ЕИМ

11

Съществуват няколко международно утвърдени

таблици за съответствие между символ и двоично

съдържание :

oASCII – основните символи се кодират в 7

битови комбинации, като за допълнителните

азбуки (кирилица, скандинавски, европейски

ударения) се използва осмия бит за кодиране.

Използват се основно в Персоналните

компютри. Има 94 принтируеми символа

oEBCDIC – използват пълно 8-те бита на байта

за кодиране. Използват се главно в големите

ЕИМ

oUnicode – използва 2 байта за кодиране над

100,000 символа

Представяне на числата в ЕИМ

12

Числата в ЕИМ се представят като •Числа с фиксирана запетая•Числа с плаваща запетая•Двоично-десетични числа

Числа с фиксирана запетая

13

Числата с фиксирана запетая са цели, с точно определено място на знака

знакстойност на числото

Числа с плаваща запетая

14

Числата с плаваща запетая имат част в

която е мантисата, част в която е експонентата и част в която е знака

знак порядък мантиса

(397485)

(27)(+)

+0.397485.10 27

Числа в двоично-десетичен код

15

Числата в двоично-десетичен код се представят чрез последователност от тетради (четири двоични цифри), като в една тетрада се записва едно двоично-десетична цифра

01 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0

9 7 2 5

=> 9725

Числа с фиксирана запетая

16

•Числата са цели

•Отрицателните числа се записват в Допълнителен

код

Положително число

0 000 0000 0000 1010 => (+10)

Отрицателно число

1 111 1111 1111 0110 =>(-6)

•Чрез числата в допълнителен код, действието

Изваждане се свежда до действие Събиране

А-Б -> A + (Б)д

Числа с фиксирана запетая

17

Съществуват две системи за представяне на числата, според

това къде е най-голямата цифра (всяка фирма използва свой

избор)

знак стойност на числото

знакстойност на числото

Дължината им е 4 или 8 байта, като в 4 байта се

побират числа +- 2 милиарда

С дясна най-голяма цифра

С лява най-голяма цифра

Числа с плаваща запетая

18

•Числата с плаваща запетая дават предимство пред тези с

фиксирана запетая, че могат да представят нецели числа

•Порядъкът е на основа 16, защото мантисата се третира като

число също в шестнадесетична бройна система

•Знакът на числото с плаваща запетая посочва знакът на

мантисата. За да се преодолее знакът на порядъка, то той се

преобразува да е винаги положителен. За порядък се използват

7 бита (за числа от 0 до 127) и машинният порядък е изместен с

64, т.е. истинският порядъкът може да бъде от -64 до +63.

•Дължината им е 8 или 16 байта, като дължината се отразява

само на мантисата – боят цифри в числото, което се обработва

•Числата с плаваща запетая се използват главно за научни

изчисления

Логически основи на ЕИМ

19

•В ЕИМ информацията е представена в двоичен код и работата на ЕИМ представлява преобразувания в двоичен код

•Променливи величини, които могат да приемат две стойности – 1 и 0, се наричат логически променливи

•Двоична (логическа) функция е която определя стойността на една логическа променлива в зависимост от друга (и)

•Логическите функции се дефинират чрез таблици

Стойност на X Стойност на Y Резултат X & Y

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1

Основни логически функции и тяхното реализиране като логически елементи в ЕИМ

20

•Логическо И

•Логическо ИЛИ

•Логическо Изключващо ИЛИ

•Логическо Отрицание

X Y X & Y

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1

X Y X | Y

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1

X Y X ^ Y

0 0 1

0 1 0

1 0 0

1 1 0

X

YX & Y

(1)

(0)(0)

X

Y

X | Y

(1)

(0)

(1)

X

Y

X ^ Y

(1)

(0)

(0)

X -X (1)

(0)

X -X

0 1

1 0

Градивни единици на компютрите (1 от 4)

21

QR

SQ

•Тригер – запомнящ елемент на логическа променлива

R

S

Q

Тр

Изход

Установяващ вход

Нулиращ вход

Градивни единици на компютрите (2 от 4)

22

•Регистър – запомнящ елемент на единица информационна дължина . Байт, Дума, Двойна дума и т.н.

RS

Q

Тр

RS

Q

Тр

RS

Q

Тр

RS

Q

Тр

RS

Q

Тр

RS

Q

Тр

RS

Q

Тр

RS

Q

Тр

S7

Q7

S6 S5 S4 S3 S2 S1 S0

Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0

Градивни единици на компютрите (3 от 4)

23

•Суматор – изпълнява операцията Аритметично събиране на 2 числа•Суматорът е основна градивна единица за извършване на Събиране, Изваждане (чрез Допълнителен код), Умножение и Деление•Събирането се свежда до n еднотипни действия на суматори

Xi Yi Прi-1 Сi Прi

0 0 0 0 0

0 0 1 1 0

0 1 0 1 0

0 1 1 0 1

1 0 0 1 0

1 0 1 0 1

1 1 0 0 1

1 1 1 1 1

∑

Xi Yi

Сi

Прi Прi-1

X0Y0

∑

С0

Пр0 ВхПр

∑

С1

Пр1

∑

С2

Пр2

∑

С3

Пр3

X1Y1X2 Y2X3Y3

Градивни единици на компютрите (4 от 4)

24

...

. . .. .

... ...

Xi Yi

СiПрi

Прi-1

•Логическа схема на суматор