Technologie informacyjne (wyk. 1)Podstawowe pojcia zwizane z informatyk,
zarys historii informatyki, komputerowy zapis
informacji
dr Tomasz Ordysiski
[email protected]
tomaszordysinski.pl
Podstawowe pojcia informatyki - defincja
Przedmiotem informatyki jest caoksztat problematyki zwizanej ze
zbieraniem, przechowywaniem, przeksztacaniem,
wyszukiwaniem, przesyaniem i udostpnianiem danych, czyli
oglnie przetwarzaniem danych, w celu zapewnienia sprawnego i
celowego dziaania okrelonego systemu.
Nazwa ,,informatyka powstaa w wyniku skojarzenia dwch poj:
INFORmacja + autoMATYKA
Podstawowe pojcia informatyki dane,
informacja, wiedza
DANE- to kade dowolne przedstawienie faktw, liczb, poj wsformalizowanej postaci, umoliwiajce przekazywanie idokonywanie na nich rnorodnych czynnoci przetwarzania. Daneto surowe fakty, znaki zapisane na jakim medium. Narzuca siformalizm zapisu.
INFORMACJE (teoria ilociowa) - stworzona przez Shannona;zwraca si uwag na wpyw wielkoci informacji na stopieokrelonoci lub nieokrelonoci obiektu. Podstawowymikategoriami tej teorii s entropia i prawdopodobiestwo.
INFORMACJE (teoria jakociowa) - bada si wasnoci informacjioraz jej znaczenia w aspekcie uytkowym. W tym ujciu przyjmujesi, e informacja oznacza znaczenie, treci, jakie przyzastosowaniu odpowiedniej konwencji przyporzdkowuje si danym.
WIEDZA - wykracza poza informacje, gdy powoduje zdolno dorozwizywania problemw, inteligentnego zachowania si idziaania.
Podstawowe pojcia informatyki komputer,
oprogramowanie, system komputerowy
Elektroniczna maszyna cyfrowa urzdzenie elektrycznepotrafice wykona 4 podstawowe dziaania arytmetyczne.
Komputer elektroniczna maszyna cyfrowa stosowana dogromadzenia, przetwarzania i wyszukiwania informacji przy pomocyodpowiedniego oprogramowania.
Oprogramowanie zbir programw, ktre pozwalaj nawykonanie przez komputer pewnych zada.
Algorytm przepis na rozwizanie pewnego zadania przypomocy skoczonej liczby krokw.
Program algorytm zapisany za pomoc jzyka zrozumiaego dlakomputera.
Hardware zbir wszystkich urzdze komputerowych.
Software zbir programw zainstalowanych na twardym dyskukomputera.
System komputerowy
SYSTEM
KOMPUTEROWY
HARDWARE SOFTWARE+
Gwne cechy komputera
Zdolno zapamitywania duej iloci danych (pami dyskowa, tamowa,
noniki optyczne),
Moliwo automatycznego wykonywania rozkazw (program
komputerowy),
Programowalno zdolno do zmiany sposobu dziaania programu,
Bardzo dua szybko oblicze (procesor wykonuje wiele milionw operacji
arytmetycznych na sekund),
Moliwo prezentacji wynikw w rnej formie (pliku, tabeli wykresu itp.)
Elastyczno budowy sprztu komputerowego,
Kierunki zastosowa informatyki (1)
Obliczenia naukowe i inynierskie
Obliczenia numeryczne stanowi klasyczny i najstarszy kierunek zastosowa
komputerw. Specyficzne cechy tego typu zastosowa to:
skomplikowane obliczenia, algorytmy;
liczba danych wejciowych w tego typu zastosowaniach (i wyjciowych) jest niewielka;
stosunkowo niewielkie wymagania odnonie urzdze zewntrznych;
sprawne i wydajne translatory rnych jzykw programowania.
Masowe przetwarzanie danych (ekonomicznych)
Cechami zastosowa w masowym przetwarzaniu danych s:
operowanie na bardzo duych zbiorach i bazach danych;
posugiwanie si raczej nieskomplikowanymi algorytmami przetwarzania danych;
stosowanie rozbudowanych, efektywnych systemw kontroli;
potrzeba tworzenia czytelnych i estetycznych wydrukw komputerowych;
due wymagania odnonie urzdze peryferyjnych i przesyania danych;
konieczno stosowania rnorodnych programw uytkowych, tj. arkusze kalkulacyjne,
bazy danych, edytory tekstowe, programy multimedialne itd.
Kierunki zastosowa informatyki (2)
Symulacja i modelowanieKomputerowe modele symulacji mog suy trzem celom: prognostycznym- za pomoc modelu bada si co zdarzy si w przyszoci i w oparciu o
t wiedz modyfikuje si podejmowane dziaania;
diagnostycznym- model pomaga znale przyczyn obserwowanych zjawisk lub dokadniej i taniej przeledzi ich przebieg;
dydaktycznym- model pozwala tanio i bezpiecznie zdoby dowiadczenie wymagane przy wykonywaniu wielu prac.
Sterowanie procesamiSterowanie daje cakowicie inne zastosowania, ktre powoduj szereg uwarunkowa: wymagaj specjalnych urzdze do sprzenia komputera ze sterowanym procesem (np.
czujniki);
rola komputera sprowadza si do gromadzenia i raportowania danych;
konieczno pracy w tzw. trybie rzeczywistym- komputer w obliczeniach musi uwzgldnia czynnik czasu i wysya sygnay sterujce dokadnie w tym momencie, kiedy s potrzebne.
Inne (poligrafia, edukacja, biuro, rozrywka)
Generacje komputerw (1)
GENERACJA 0
technika przekanikowa, komputer MARK I, praca w systemie dziesitnym;
GENERACJA 1
technika lampowa, komputer ENIAC (1946r.)
dane do komputera wprowadza si z tam, kart perforowanych lub dalekopisw;
realizoway jeden program napisany w jzyku wewntrznym (kod 0,1 ),
nie posiaday systemu operacyjnego;
gwnie do oblicze naukowo-technicznych, dua awaryjno.
GENERACJA 2
tranzystory pojawiy si pod koniec lat 50, w Polsce komputer XYZ, ZAM2;
pojawienie si pamici zewntrznych (dyski magnetyczne, tamy magnetyczne, bbny);
wprowadzenie wieloprogramowoci komputerw;
komputery wyposaone w system operacyjny;
wprowadzenie jzykw symbolicznych (jzyki pisane kodem 0, 1zostay zastpione symbolem);
zwikszenie szybkoci przetwarzania do 100 tysicy operacji na sekund;
Generacje komputerw (2)
GENERACJA 3 ukady scalone: ODRA 1300.
wieloprogramowo i wieloprocesowo
rozpowszechnienie pamici dyskowych
stosunkowo ,,bogaty zestaw oprogramowania systemowego
moliwo pisania programw w jzykach wyszego rzdu (symbole zastpuje si komendami w jzyku angielskim)
tworzenie sieci komputerowych
rozwj urzdze zewntrznych (peryferyjnych- do wprowadzania i wyprowadzania danych)
szybko wykonywania operacji wzrasta do 10 milionw dziaa na sekund.
GENERACJA 4 ukady scalone VLSI- bardzo dua skala integracji; ULSI (ultra);
technika mikroprocesorowa;
rnorodne oprogramowanie uytkowe, pocztek lat 80
GENERACJA 4 PLUS superkomputery o bardzo duej mocy obliczeniowej: japoski NEC, amerykaski CRAY
GENERACJA 5 /i dalsze/ technika sztucznej inteligencji; moliwo posugiwania si jzykiem naturalnym
umiejtno wnioskowania i uczenia si przez maszyn poprzez wykorzystanie sieci neuronowych,
automatyczne pozyskiwanie wiedzy
Zakres informatyki
Zakres zainteresowa informatyki obejmuje:
sprzt komputerowy- hardware (jego parametry techniczne,eksploatacyjne oraz dane dotyczce obsugi, konserwacji itp.)
oprogramowanie komputerowe- software (systemy operacyjne,jzyki programowania, oprogramowanie uytkowe itp.)
konstrukcje i eksploatacj urzdze do automatycznegoprzekazywania danych na odlego (sieci komputerowe, siecitelekomunikacyjne)
projektowanie i wdraanie systemw informatycznych napotrzeby okrelonych jednostek (np. przedsibiorstw)
Def.1. Informacj cyfrow nazywamy informacj przedstawion w postaci sw
cyfrowych
Def.2. Sowem cyfrowym nazywamy dowolny cig skadajcy si z symboli 0 i/lub 1
Dugo sowaOznaczenie symboliczne
Nazwa
1
4
8
16
32
64
a0a3...a0
a7.....a0a15.......a0
a31.........a0a63...........a0
bit
tetrada, ks
bajt
sowo 16-bitowe, sowo
podwjne sowo, dwusowo
sowo 64-bitowe, czterosowo
1b - oznacza 1 bit 1B=8b
1B - oznacza 1 bajt 1kB=1024B (210)
1MB=1024kB
1GB=1024MB
Przykad: 20 MB jest iloci informacji omiokrotnie wiksz ni 20Mb
INFORMACJA CYFROWA (1)
W sowach cyfrowych wyrnia si najstarsz i najmodsz pozycj, tj.
bit najbardziej znaczcy zwany najstarszym (ang. MSB - Most Significant Bit)oraz
bit najmniej znaczcy zwany najmodszym (ang. LSB - Least Significant Bit)
an-1 ......................... a0
MSB LSB
Analogicznie moemy mwi o starszym i najmodszym bajcie
lub o starszej lub modszej tetradzie
INFORMACJA CYFROWA (2)
Do zapisu dowolnej liczby system wykorzystuje dziesi symboli (cyfr):
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9Dowoln liczb w systemie dziesitnym moemy przedstawi jako nastpujca sum:
(an-1...a1a0)D = an-1*10(n-1) +...+ a1*10
1 + a0*100 =
gdzie: i - numer pozycji w liczbie,ai - dowolna z cyfr od 0 do 9,n - ilo cyfr (pozycji) w liczbie
Przykad:
424D = 4*102 + 2*101 + 5*100
pozycja jedynek (0)
pozycja dziesitek (1)
pozycja setek (2)
1n
0i
i
i 10a
DZIESITNY SYSTEM LICZBOWY
Do zapisu dowolnej liczby system wykorzystuje dwa symbole (cyfry):
0, 1Dowoln liczb w systemie dwjkowym moemy przedstawi jako nastpujca sum:
(an-1...a1a0)B = an-1*2(n-1) +...+ a1*2
1 + a0*20 =
gdzie: i - numer pozycji w liczbie,ai - dowolna z cyfr (0 lub 1),n - ilo cyfr (pozycji) w liczbie
Przykad:
10100B = 1*24 + 0*23 + 1*22 + 0*21 + 0*20
1n
0i
i
i 2a
DWJKOWY SYSTEM LICZBOWY
1.
2.
10100B = 1*24 + 0*23 + 1*22 + 0*21 + 0*20 =
= 1*1
