3/7/2013

1

Osnovi računarstvaOsnovi računarstva

Bodovanje: Prisustvo: 10 Prisustvo: 10 Vježbe: 40 Završni: 50 Predmetni nastavnik: vanr.prof.dr. Lejla Banjanović-Mehmedović e-mail: lejla.mehmedovic@untz.ba

K l ij F k lt t l kt t h ik b 206

1

Kancelarija : Fakultet elektrotehnike br.206

www.lejla-bm.com.ba

11

TEMATSKA CJELINATEMATSKA CJELINA

NASTANAK INFORMATIKE

1.1.

NASTANAK INFORMATIKE

UVODNO PREDAVANJE

3/7/2013

2

NASTANAK INFORMATIKENASTANAK INFORMATIKE

Od samih početaka civilizacije čovjek nastoji spoznatisvijet oko sebe bilježi ono što vidisvijet oko sebe bilježi ono što vidi

3

NASTANAK INFORMATIKENASTANAK INFORMATIKE

Pritom razlikujemo nekoliko faza: Promatračko opisivački pristup Promatračko opisivački pristup

Analitički pristup

Sistemski ili sustavni pristup

Promatračko opisivački pristup Promatranje (opservacija)

Opisivanje (deskripcija)

4

3/7/2013

3

NASTANAK INFORMATIKENASTANAK INFORMATIKE

Promatračko opisivački pristup je dobar za tzv. determinističke fenomene

Deterministički fenomeni u neizmijenjenim okolnostima rezultiraju istim posljedicama Slobodan pad Izmjena dana i noći Gibanje tijela pod djelovanjem stalne sile (zanemarimo sile

otpora) Temperatura isparavanja tekućina

5

Temperatura isparavanja tekućina Životne faze organizama

PROBLEM nije moguće sve fenomene opisati ovakvim pristupom javio se novi pristup početkom 16. vijeka

NASTANAK INFORMATIKENASTANAK INFORMATIKE

Analitički pristup Deterministički problemi u svijetu u kojem živimo su više Deterministički problemi u svijetu u kojem živimo su više

izuzetak nego pravilo

Brojniji su stohastički (probabilistički) fenomeni

Kod tih fenomena ishod nije uvijek moguće tačno predvidjeti bezobzira što su okolnosti nepromijenjene

Primjeri:Oblaci mogu donijeti kišu, grâd ili snijeg – a moguće je da padavina

uopšte i ne bude

6

uopšte i ne bude

Bacanje kocke (padne bilo koji broj)

Izvlačenje brojeva na lutriji

Vožnja automobilom po istoj stazi (različita postignuta vremena)

3/7/2013

4

NASTANAK INFORMATIKENASTANAK INFORMATIKE

Analitički pristup počiva na primjeni logičke indukcije

Metoda logičke indukcije podrazumijeva zaključivanje Metoda logičke indukcije podrazumijeva zaključivanje od specijalnih (posebnih) prema opštim slučajevima Na Internetu pronaći i izučiti paradoks gavrana

Analitički pristup je strogo formaliziran:1. Definirati problem

2. Raščlaniti problem na temeljne dijelove (fizičke i logičke) –analiza

7

analiza

3. Promotriti sve uzročno-posljedične veze među dijelovima (kauzalni odnosi)

4. Stvoriti lanac među svim kauzalnim odnosima

5. Rješenje problema (objašnjenje problema)

NASTANAK INFORMATIKENASTANAK INFORMATIKE

Problem

a b c d

d

8

b d a c

Rješenje (objašnjenje) problema

Šematski prikaz rješavanja problema analitičkim pristupom

3/7/2013

5

NASTANAK INFORMATIKENASTANAK INFORMATIKE

Analitički pristup dominira od 16. v. sve do početka 20. v.

Pod uticajem Alberta Einsteina nastupa preokret i na Pod uticajem Alberta Einsteina nastupa preokret i nascenu stupa sistemski (sustavni) pristup

9

NASTANAK INFORMATIKENASTANAK INFORMATIKE

Dragi mladiću pitate me kako je jednostavno moguće objasniti relativnost vremena – e pa na sljedeći način:objasniti relativnost vremena e pa na sljedeći način:

Vjerovatno ste sjedili na kafi s djevojkom koja vam se sviđa i tada vam je sat vremena proletio kao minuta

Ukoliko s vašom stražnjicom sjednete na užarenu peć budite sigurni da će vam pet sekundi izgledati duže od sata

Eto to vam je relativnost vremena

10

Albert Einstein

3/7/2013

6

NASTANAK INFORMATIKENASTANAK INFORMATIKE

Einstenova teorija relativnosti postavljena je na temelju promatranja nekih fizikalnih pojava koje se nisu dale p j p j jobjasniti analitičkim pristupom

Einstein ih objašnjava efektom sinergije Sinergija pojava kada se svojstva nekih složenih

fenomena ne mogu smatrati pukim aritmetičkim zbrojem svojstava dijelova tih fenomena, niti iz njih izvesti principom kauzalitetaP i j i i ij k f kt

11

Primjeri sinergijskog efekta: Svaka biološka jedinka ima funkciju preživljavanja – niti jedan

njezin dio zasebno nema tu funkciju Jedan prut je lako slomiti, ali kada ih povežete u snop to je

daleko teže

NASTANAK INFORMATIKENASTANAK INFORMATIKE

Metoda indukcije ovdje ne daje nikakvog rezultata

Metoda dedukcije je osnova za objašnjenje sinergijskog Metoda dedukcije je osnova za objašnjenje sinergijskog efekta

Deduktivno zaključivanje od opšteg prema specijalnom (posebnom)

Svojstva cjeline (sistem ili sustav) rezultat su interakcije među svim ili samo nekim dijelovima te cjeline

12

Sistemski (sustavni) pristup se afirmira od 30-ih godinaprošlog vijeka

Na tom pristupu se gradi veliki broj naučnih disciplina

3/7/2013

7

NASTANAK INFORMATIKENASTANAK INFORMATIKE

Kibernetika zasnovana na sistemskom pristupu Opšta teorija sistema i kibernetika zaslužne su za nastanak

informatike kakvu danas poznajemoinformatike kakvu danas poznajemo

Problem

a b c d

13

d

b

c

a

Šematski prikaz rješavanja problema sistemskim pristupom

SISTEMSISTEM

Sve je sistem

Svaki sistem sastoji se od većeg broja podsistema Svaki sistem sastoji se od većeg broja podsistema

Sistem često posjeduje svojstva koja nema niti jedan njegov podsistem

Svaki sistem ima: Elemente (E)

Strukturu (R)

S h ili č t k ž f k ij (F)

14

Svrhu ili često kažemo funkciju (F)

Definicija sistema – postoji ih više mi ćemo u okviru ovog predavanja dati sljedeću

3/7/2013

8

SISTEMSISTEM

Sistem je strukturalni skup međusobno povezanih elemenata koji djeluju međusobno i sa svojom okolinom u cilju ispunjenja određene svrhe ili funkcije

15

SISTEMSISTEM

IZLAZSISTEM

T

ULAZ IZLAZ

IZLAZ = T (ULAZA)

16

Svaki sistem vrši transformaciju ulazapreko odgovarajućih procesa dajućiodređeni izlaz trebao bi biti željeniizlaz, ali nije uvijek tako

3/7/2013

9

SISTEMSISTEM

S prethodnog slajda uočavamo da svaki sistem karakterizira:karakterizira: Input (Ulaz) uključuje prikupljene ili dodijeljene veličine koje

ulaze u sistem kako bi bile procesirane

Processing (Obrada) predstavlja procese transformacije koji vrše konverziju ulaza u izlaz

Output (Izlaz) su transformirane veličine nastale kao proizvod procesa transformacije unutar sistema – prosljeđuju se prema njihovoj konačnoj destinaciji

17

njihovoj konačnoj destinaciji

TEORIJA SISTEMATEORIJA SISTEMA

Veoma zanimljiv pristup prema kojem se svaki problem može promatrati kao jedan sistem Teorija sistemamože promatrati kao jedan sistem Teorija sistema

Teorija sistema obuhvata: Opštu teoriju sistema

Kibernetiku

Semiotiku

Informatiku

Matematičku teoriju sistema

18

Matematičku teoriju sistema

Itd.

3/7/2013

10

TEORIJA SISTEMATEORIJA SISTEMA

Sve njih karakterizira tzv. sistemski pristup rješavanju problema

Sistemski pristup rješavanju nekog problema podrazumijeva p p j j g p p jodređivanje: Komponenti sistema

Granice sistema

Strukture sistema

Okoline sistema

Veza sistema

Cilja sistema

19

j

Funkcije sistema

Procesa u sistemu

Zakonitosti koje vladaju u sistemu

TEORIJA SISTEMATEORIJA SISTEMA

Komponente sistema Dijelovi sistema koji mogu biti: Dijelovi sistema koji mogu biti:

Elementi – ne mogu se dalje rastavljati na manje strukturne jedinice

Podsistemi – mogu se dalje rastavljati

Granice – omeđuju sistem: Sve izvan granica je okolina sistema

Granice se mogu mijenjati

Kako ih odrediti postavljanjem dva pitanja:

20

1. Da li je promatrani objekt ili pojava pod kontrolom sistema?

2. Da li promatrani objekt ili pojava određuju funkcioniranje sistema?

3/7/2013

11

TEORIJA SISTEMATEORIJA SISTEMA

Potvrdni odgovori komponenta je dio sistema

Negativni odgovori komponenta nije dio sistema, već je dio g g p j , jnjegove okoline

Struktura sistema – određena je načinom na kojikomponente međusobno ostvaruju veze Informacijske veze

Materijalne veze

Energetske veze

21

Sistem ostvaruje veze i s okolinom (isti tipovi veza) Ulazi

Izlazi

TEORIJA SISTEMATEORIJA SISTEMA

Procesi predstavljaju načine promjene stanja pojedinih komponentii cijelog sistema Odvijanjem procesa sistem ispunjava svoje funkcije i ostvaruje ciljeve

Usmjerenim djelovanjem na varijable sistema on prelazi u željenostanje upravljanje sistemom

Dolazimo do pojma ENTROPIJA: Svaki sistem koji se namjenski ne usmjerava gubi prirodnu uređenost i

mogućnost izvršavanja svoje svrhe – ostvarivanja cilja kažemo daraste neuređenost sistema, tj. njegova entropija

22

ENTROPIJA = NERED

Stepen entropije ovisi o vjerovatnostnoj raspodjeli mogućih stanja sistema

3/7/2013

12

KIBERNETIKAKIBERNETIKA

Norbert Wiener 1948. god. utemeljio novu naučnu disciplinu koju je nazvao kibernetika (st. gr. kibernetes = p j j ( gkormilar)

Kibernetika se bavi opštim načelima upravljanja svih dinamičkih sistema

N. Wiener opšta načela kibernetike izlaže u knjizi "Cybernetics or Control and Communication in the Animal and Machines"

Postoje opšte zakonitosti upravljanja sistemima bilo koje vrste

23

Postoje opšte zakonitosti upravljanja sistemima bilo koje vrste Što uočimo kod živih sistema možemo primijeniti i na nežive

sisteme Temelj upravljanja čine aktivnosti kontrole (nadzora) nad

sistemom i razmjena informacija (komunikacija)

KIBERNETIKAKIBERNETIKA

Wiener je sva svoja istraživanja sažeo u jednostavan model regulacijski krug

Regulacijski krug prikazuje se metodom crne kutije

Elementi regulacijskogkruga su:

Regulirani ulaz (U)

Smetnje (Z)

Upravljački član (X)

Naredbe (N)

24

Korekcije (K)

Izvršni član (Y)

Proces transformacije(T)

Izlaz sistema (I)

Povratna veza (F)

3/7/2013

13

KIBERNETIKAKIBERNETIKA

25

Primjer kibernetičkog sistema

KIBERNETIKAKIBERNETIKA

Iz kibernetike su proizašle sljedeće naučne discipline koje sudirektno uticale na nastanak informatike:

T ij k ik ij ( j i f ij ) Teorija komunikacija (razmjena informacija) Teorija informacija proučava nastanak, prijenos, prijem i upotrebu

informacija Teorija kodiranja određuje načine iskazivanja informacija, te mogućnosti

prevođenja jednog oblika iskazivanja u drugi Teorija znakova (semiotika) definira znakove, simbole i signale kojima

prikazujemo informacije, kao i način kako ih možemo povezivati u smislene cjeline

Teorija odlučivanjaR i l dl či j (d š j dl k k d lj di t ili

26

Racionalno odlučivanje (donošenje odluka kada su sve posljedice poznate ili utvrdive)

Intuitivno odlučivanje (donošenje odluka kada nema dovoljno informacija o svim opcijama)

Heuristika (brzo donošenje odluka kombinacijom racionalnog i intuitivnog principa)

3/7/2013

14

KIBERNETIKAKIBERNETIKA

Teorija programiranja Teorija algoritama sistemski prikaz metodološkog znanja u vidu

d đ b j d i l ih k k k ji d d i j š j ( kodređenog broja nedvosmislenih koraka koji vode do sigurnog rješenja (ako takvo rješenje postoji)

Teorija automata definiranje tehničkih uređaja koji mogu obavljati fizičke i logičke operacije prethodno algoritamski definirane

Teorija povratne veze Tehnička povratna veza kod tehničkih sistema

Socijalna povratna veza kod društvenih skupina i zajednica

Opšta teorija sistema usmjeravanje težnji na ujedinjavanje

27

područja različitih naučnih interesa kako bi se: Otklonila suvišna preklapanja područja istraživanja

Izbjeglo neracionalno trošenje sredstava

Nepotrebno multipliciranje naučnoistraživačkih napora

INFORMATIKAINFORMATIKA

Za takve zahtjeve bilo je potrebno obraditi sve veću količinu naučnih istraživanja i u njima otkloniti bitno odkoličinu naučnih istraživanja i u njima otkloniti bitno od nebitnog

Javila se potreba za novom naučnom disciplinom koja će izvršiti traženu sistematizaciju

Nastanak informatike

Na tim problemima radi veliki broj naučnika početkom 50 ih godina prošlog vijeka

28

50-ih godina prošlog vijeka

U radu koriste elektronske računare razvijene skoro deceniju ranije

3/7/2013

15

INFORMATIKAINFORMATIKA

Informatika – izraz koji se prvi put pojavljuje u Francuskoj, a nastao je kao akronim dviju francuskihFrancuskoj, a nastao je kao akronim dviju francuskih riječi

L’ INFORMATIQUE = L’ INFORmation + L’autoMATIQUE

Informatika = informacija + automatika

29

Doslovan prijevod značio bi automatska obrada informacija

Jedna od opšte prihvaćenih definicija informatike je:

INFORMATIKAINFORMATIKA

INFORMATIKA – je naučna disciplina koja se bavi prikupljanjem, pohranom, obradom i korištenjem informacija uz pomoć tehničkih uređaja

30

pomoć tehničkih uređaja

3/7/2013

16

INFORMACIJE I PODACIINFORMACIJE I PODACI

Šta je informacija?Općenito informacija je obavijest koja nam smanjujeOpćenito, informacija je obavijest koja nam smanjuje

stepen neodređenosti o nekom događaju, pojmu ili objektu

To znači da što nam je neki objekt ili pojam neodređeniji informacija o njemu ima veću važnostDanas je ponedjeljak

Ovo je prvo predavanje iz Informatike

31

Ovo je prvo predavanje iz InformatikeUpisani ste na prvu godinu studija ....

Ovo nisu informacije, jer ne smanjuju nepoznatost o nekom ili nečem

INFORMACIJE I PODACIINFORMACIJE I PODACI

Svaka informacija se sastoji od većeg ili manjeg broja podatakapodataka

Podatak je logička cjelina koju smo primili čulima, a sama za sebe ne mora imati neko značenje

Amir; 1989; prvi; 23.08.1959.; 400 KM; 19:00...

32

Sve su ovo primjeri PODATAKA

3/7/2013

17

INFORMACIJE I PODACIINFORMACIJE I PODACI

I ovo su podaci:

U trenutku kada podatku pridružimo određeno značenje on postaje informacija ili dio informacije.

33

Na primjer, za prva dva podatka s prethodnog slajda:

Amir je rođen 1989. godine.

INFORMACIJE I PODACIINFORMACIJE I PODACI

U ovom slučaju podaci Amir i 1989. su povezani na način da imaju neko značenje pa prema tome govorimonačin da imaju neko značenje, pa prema tome govorimo o informaciji

INFORMACIJA – je značenje pridruženo podacima.

Ovakva definicija je preopćenita, jer možemo pronaći

34

j j p p , j pnačin da na prvi pogled iz beskorisnih podataka dobijemo nove informacije Neistinite informacije

Istinite informacije

Obradom podataka moguće je dobiti informaciju

3/7/2013

18

INFORMACIJE I PODACIINFORMACIJE I PODACI

OBRADA PODATAKA

35

ZADACI INFORMATIKEZADACI INFORMATIKE

Prikupljanje podataka (akvizicija podataka)

Obrada podataka (procesiranje podataka) Obrada podataka (procesiranje podataka)

Strukturiranje podataka u informacije

Pohranjivanje podataka i informacija

Raspodjela i prijenos informacija

Provjera ispravnosti podataka i informacija

Pružanje sigurnosti pri manipulaciji podacima i

36

Pružanje sigurnosti pri manipulaciji podacima i informacijama

Automatizirati i ubrzati sve gore nabrojeno

3/7/2013

19

POHRANA PODATAKA I INFORMACIJAPOHRANA PODATAKA I INFORMACIJA

Možemo ih pamtiti sigurno da je tako, ali ipak u ograničenim količinamaograničenim količinama

Možemo ih zapisati na papir knjige

Možemo ih pohraniti u memoriju računara danas najčešći oblik čuvanja informacija i podataka

Zašto računar?

Omogućavaju pohranu velikih količina podataka i

37

informacija, njihov jednostavan prijenos, obradu i pronalaženje

POHRANA PODATAKA I INFORMACIJAPOHRANA PODATAKA I INFORMACIJA

Poseban oblik čuvanja informacija i podataka na računarimapredstavljaju baze podataka o njima ćemo dosta detaljnogovoriti na jednom od narednih predavanja a na ovom mjestugovoriti na jednom od narednih predavanja, a na ovom mjestućemo ih općenito definirati

Baza podataka je uređen skup međusobno povezanih podataka o jednoj ili više tema, predmeta i sl. primjeri: Telefonski imenikOsobni adresar Red vožnje brodova, vozova i sl.

Naravno, nas zanimaju isključivo računarski podržane baze

38

Naravno, nas zanimaju isključivo računarski podržane baze podataka

Pohrana podataka – Skladišta podataka (podaci koji trenutno nisu operativni služe kao "materijal" za sistem podrške odlučivanju)

3/7/2013

20

UČENJEUČENJE

SISTEM KOJI UČIZADATAK

Učenje je proces u kojem sistem izvodi neki zadatak Izvedba zadataka može biti:

Bolja ili lošija

SISTEM KOJI UČI

IZVEDBA ZADATKA

39

Brža ili sporija Preciznija ili nepreciznija Jeftinija ili skuplja Itd.

Mjere kvalitete izvedbe

UČENJEUČENJE

SISTEM KOJI UČIKroz praksu

Proces učenja je završen kada sistem može ponoviti

SISTEM KOJI UČI

Mjere kvalitete izvedbe postaju sve bolje

Oponašanjem

Metodom pokušaja i greški

40

Proces učenja je završen kada sistem može ponoviti izvedbu nebrojen broj puta uz isti kvalitet (bez potrebe za ponovnim učenjem)

Sistem se transformirao u toku procesa učenja stekao je znanje

3/7/2013

21

ZNANJEZNANJE

Znanje sposobnost interpretacije informacija sadržanih u skupu podatakasadržanih u skupu podataka

Znanje Naslijeđeno ukodirano (genetika)

Naučeno proces učenja

41EVOLUCIJA – ukodirano znanje

ZNANJEZNANJE

ZNANJEZNANJE

ISPRAVNO POGREŠNO

42

KORISNO NEPOTPUNOBESKORISNO

3/7/2013

22

ZNANJEZNANJE

KorisnoKorisno,, ispravnoispravno znanjeznanje jedino može osiguratisistemu da riješi zadatke / probleme iz određenesistemu da riješi zadatke / probleme iz određenedomene (područja)

Znanje nam omogućava da iz postojećih podataka iinformacija dobijemo novu informaciju ili da iskoristimopostojeće informacije na najbolji mogući način

Znanje – svjesno razumijevanje povezanih

43

j j j j pstvari na temelju određenih informacija dokojih smo došli učenjem, percepcijom,iskustvom, razmišljanjem ili komunikacijom sdrugima

ZNANJE U POSLOVANJUZNANJE U POSLOVANJU

Znanje je potrebno kako bi se informacije mogle kvalitetno i u potpunosti iskoristitiP j ličitih k it ti il i t k k ji Poznavanje različitih zakonitosti, pravila i postupaka koji omogućuju racionalno korištenje informacija za rješavanje poslovnih zadataka

Znanje omogućuje donošenje kvalitetnih odluka na svimrazinama: Strategijske (npr. gdje smjestiti novi pogon) Operativne (npr. kako upravljati zalihama)

Donošenje odluka nisu dovoljne samo informacije još je

44

j j j j jpotrebno: Poznavanje metoda za nalaženje optimalnog rješenja Simulacija poslovnih procesa Ekspertni sistemi

3/7/2013

23

INTELIGENCIJAINTELIGENCIJA

Učenje i znanje su u uskoj vezi s inteligencijom

Postoji više definicija inteligencije i niti jedna nije Postoji više definicija inteligencije i niti jedna nije univerzalno prihvaćena

Inteligencija je sposobnost sistema da se prilagodi nepredviđenim i nenaučenim situacijama ili da uspješno riješi novi tip

bl

45

problema.

Inteligencija je sposobnost rješavanja problema i adaptacije na okolinu.

VEZA INTELIGENCIJE, UČENJA I VEZA INTELIGENCIJE, UČENJA I ZNANJAZNANJA

Obje navedene definicije sadrže: Adaptaciju (prilagodbu) učenjep j (p g ) j

Rješavanje problema posjedovanje znanja i sposobnosti njegovog korištenja

učenje

+

U uskoj vezi s inteligencijom

46

znanje

Mudrost razumna upotreba znanja (nije nužno posjedovanje iskustva)

Mudrost ispravni stavovi, vjerovanja i smjer aktivnosti

3/7/2013

24

INFORMATIKA vs. RAČUNARSTVOINFORMATIKA vs. RAČUNARSTVO

Iz same definicije informatike podrazumijeva se da je njome obuhvaćen svaki postupak automatske obrade podataka

Informatika se ne mora samo povezivati s obradom podataka primjenom računara, premda je danas takva obrada najzastupljenija

Za razliku od informatike pojam RAČUNARSTVO, koji se kod nas često upotrebljava, podrazumijeva naučnu disciplinu koja se bavi proučavanjem samih računara i postupaka koji se primjenjuju na njima

Jedan od tih postupaka je i obrada podataka, ali u ovom slučaju

47

naglasak nije stavljen na informaciju nego na funkcioniranje računara temeljna razlika između INFORMATIKE I RAČUNARSTVA

Računarstvo se bavi računarskim hardverom i softverom, načinom izvođenja instrukcija, načinom predstavljanja podataka u računaru...

INFORMACIJSKE TEHNOLOGIJEINFORMACIJSKE TEHNOLOGIJE

Informatika je nezamisliva bez upotrebe informacijskihtehnologija (IT)tehnologija (IT)

Informacijske tehnologije predstavljaju skup svihtehnologija koje se koriste za upravljanje i obraduinformacija

Pod pojmom informacijskih tehnologija podrazumijevamosve tehnologije koje za cilj imaju prijenos i/ili obradu i/ilirazličite oblike manipulacije s podacima i informacijama

48

različite oblike manipulacije s podacima i informacijama

Njihov sastavni dio su elektronski računari s periferijom,komunikacijski uređaji, programska podrška...

3/7/2013

25

INFORMACIJSKE TEHNOLOGIJEINFORMACIJSKE TEHNOLOGIJE

sprega

omogućuju

p g

49

INFORMACIJSKE TEHNOLOGIJEINFORMACIJSKE TEHNOLOGIJE

Telekomunikacijski sistemi i računarske mreže su sastavni dio IT-asastavni dio IT a

Ponekad se računarski odjel velikih organizacija (kompanija i univerziteta) naziva IT odjel

Najvažniji zahtjev koji se postavlja na te tehnologije je jednostavnost upotrebe i sigurnost

Informacijske tehnologije sastavni dijelovi:R č i

50

Računari

Programska podrška

Komunikacije