PodstawyInf(1).doc

Podstawy Informatyki 
Informatyka i nauki komputerowe

Czym zajmuje się informatyka?

nStara definicja encyklopedyczna głosi:

l„Informatyka zajmuje się całokształtem przechowywania, przesyłania, przetwarzania i interpretowania informacji. Wyróżnia się w niej dwa działy, dotyczące sprzętu i oprogramowania”.

nNowsza definicja, opracowana w 1989 roku przez ACM, mówi:

l„Informatyka to systematyczne badanie procesów algorytmicznych, które charakteryzują i przetwarzają informację, teoria, analiza, projektowanie, badanie efektywności, implementacja i zastosowania procesów algorytmicznych. Podstawowe pytanie informatyki to: co można (efektywnie) zalgorytmizować”.

nALGORYTM – sposób rozwiązania zadania w skończonej liczbie kroków wraz z kolejnością ich wykonania.

nPROGRAM – algorytm zapisany w danym języku programowania.

nINFORMATYKA – termin używany w Europie od 1968 roku.

Najważniejsze organizacje profesjonalne:

- ACM, Association for Computing Machinery. Największa i najstarsza (1947) organizacja skupiająca informatyków.

- IEEE Computer Society - IEEE jest największym stowarzyszeniem zawodowym na świecie.

Czym zajmuje się informatyka?

nAlgorytmika  - fundament informatyki, wiedza o sposobach rozwiązywania zagadnień, czyli konstruowaniu algorytmów.

nZadania algorytmiczne - czyli zadania, dla których znamy sposób rozwiązania.

nAlgorytmy efektywne - czyli takie, które dają rozwiązanie przed końcem świata.

nZłożoność obliczeniowa algorytmów - ocena, ile trzeba będzie wykonać obliczeń.

nTestowanie i dowodzenie poprawności algorytmów.

nAlgorytmy heurystyczne: metody bez gwarancji na znalezienie rozwiązania (sztuczna inteligencja).

nTeoria języków programowania: specyfikacja, procesory, automaty skończone (automaty Turinga).

nOrganizacja i architektury systemów komputerowych, systemów operacyjnych i sieci komputerowych, teoria baz danych.

nZastosowania komputerów.

Literatura:
nDavid Harel, Rzecz o istocie informatyki (Wyd. Naukowo-Techniczne, Warszawa 1992)
Bardzo dobry wstęp do „prawdziwej” informatyki.

nWłodzisław Duch, Fascynujący świat komputerów (Wyd. NAKOM, Poznań 1997)   www.uni.torun.pl.

nSteven Roman, Access. Baza danych (Wyd. Helion, Gliwice 2001).

nSteve Sagan „Po prostu Office 2003 PL”(Helion, Gliwice 2004).

nWitold Sikorski, Mirosława Kopertowska, Funkcje w Excelu (Wyd. Mikom, Warszawa 2002)

nPodręczniki Microsoft Press:

lMS Windows 2003 Professional, MS Word 2003, MS Excel 2003; MS Access 2003; MS Power Point 2003.

Nauki komputerowe  Jak to działa?
 

Chronologia:

n1673 – Gottfried Leibniz, czterodziałaniowa maszyna mechaniczna, podarowana przez Piotra Wielkiego cesarzowi Chin; system binarny;

n1889 – Hollerith, patent na maszynę tabulującą;

n1936 – Alan Turing, teoretyczny model komputera;

n1943 – zerowa generacja, MARK 1; przekaźniki;  bez pamięci RAM;

n1945 – J. Von Neumann, uniwersalna konstrukcja; program i dane w pamięci RAM;

n1946 – pierwsza generacja, ENIAC, 18000 lamp elektronowych, 5000 operacji dod./s, 300-500 oper. mnoż./s, 30 ton, 7x13 m, 180 kW;

n1957 – druga generacja, tranzystory;

n1964 – trzecia generacja, obwody scalone, IBM 360; BASIC;

n1971 – czwarta generacja, procesor VLSI, INTEL 4004;

n1981 – komputer osobisty, IBM PC;

Reprezentacja informacji w komputerze

:

nInformacja - pojęcie abstrakcyjne

lInformacja: maksymalna szybkość samochodu wynosi 160 km/h. Ta sama informacja: 100 mil/h, 44.4 m/sek., zapisana alfabetem arabskim, pismem Brailla itd.

nDane: konkretna reprezentacja informacji:

lWybór reprezentacji informacji jest bardzo ważny dla wygody przetwarzania danych  (spróbujcie np. podzielić dwie liczby zapisane rzymskimi cyframi).

Typy danych:

nDane typu logicznego: „tak” lub „nie”.

nDane alfanumeryczne (alfabet + liczby).

nDane numeryczne.

nDane graficzne.

nDane alfanumeryczne o ustalonej strukturze (rekordy).

nDane muzyczne.

Bity i bajty

n„Bit” = binary unit, czyli jednostka dwójkowa (binarna), tak/nie (1 lub 0).

nCiąg bitów wystarczy by przekazać dowolną wiadomość: np. za pomocą tam-tamów czy telegrafu.

nAlfabet polski ma 35 liter, uwzględniając małe i duże litery + znaki specjalne mamy prawie 100 znaków.

nBramki tranzystorów przyjmują tylko dwa stany: przewodzą lub nie, są binarne.

nWysoki (obecność czynnika) i niski (brak czynnika) stan fizyczny układu.

KODOWANIE:

nRozszerzony standard ASCII: 8 bitów.

l256 znaków ASCII (1-31: znaki specjalne, 48-57: cyfry, 65-90: duże litery alfabetu, 97-122: małe litery alfabetu, kody pozostałe: inne znaki).

nRóżne rozszerzenia: DOS: Code Page, czyli strona kodowa 852, zwana Latin 2. Windows 3.0/95: CP-1250, Central-European encoding. Oficjalny standard: ISO-8859-2.

nOd 1992 roku standard Unicode, 2 bajty/znak.
Unicode jest używany w systemach operacyjnych Windows NT, Novell Netware, Windows 98 - XP i nowszych pakietach biurowych od MS Office'97.

Tablica znaków:

Technologia informacyjna:

nTechnologia informacyjna

lto połączenie zastosowań informatyki z technikami telekomunikacji. Umożliwia gromadzenie, przetwarzanie i udostępnianie informacji.

nTelekomunikacja

lto dziedzina nauki i techniki, która zajmuje się przekazywaniem danych na odległość za pomocą fal elektromagnetycznych.

John von Neumann

nJohn (János) von Neumann     (ur. 28 grudnia 1903 w Budapeszcie - zm. 8 lutego 1957 w Waszyngtonie) - amerykański matematyk i informatyk. Wniósł znaczący wkład do wielu dziedzin matematyki, m.in. logiki matematycznej, teorii mnogości, teorii liczb. Stworzył solidne podstawy matematyczne mechaniki kwantowej. Był twórcą nowych dyscyplin naukowych - teorii gier i teorii automatów. W latach pięćdziesiątych był jednym z pionierów informatyki.

STEROWANIE  SYSTEMEM  KOMPUTEROWYM:

SPRZĘT [
   [ BIOS/SETUP [
                [ PROGRAMY OBSŁUGI [
                             [ SYSTEM OPERACYJNY [
                                          [ PROGRAM KOMPUTEROWY

SYSTEM  INFORMACYJNY A  SYSTEM  INFORMATYCZNY:

nSystem Informacyjny – wyodrębniony czasowo i przestrzen-nie, uporządkowany układ elementów, charakteryzujących się pewnymi wzajemnymi relacjami oraz właściwościami.

nElementy systemu informacyjnego:

lnadawcy i odbiorcy informacji (podmioty informacyjne uczestniczące w przekazie i wymianie informacji),

lzbiory informacji (zestawy wiadomości o charakterze ekonomicznym),

lkanały informacyjne (sformalizowane i niesformalizowane drogi przepływów informacyjnych) ,

lmetody i techniki przetwarzania informacji (procedury obróbki zbiorów informacji).

BUDOWA  KOMPUTERA:

nprocesor – sterowanie pracą systemu komputerowego i przetwarzanie danych,

npamięć wewnętrzna – przechowywanie i wykonywanie programów, tymczasowe przechowywanie danych,

npamięć zewnętrzna – trwałe przechowywanie programów i danych,

nurządzenia peryferyjne (karta grafiki, karta sieciowa, drukarka, skaner, klawiatura itp.) – wymiana danych z otoczeniem,

nmagistrale i porty – komunikowanie się elementów systemu komputerowego,

npłyta główna – fizyczne połączenie podzespołów komputera.

PROCESOR:

nProcesor (jednostka centralna) jest odpowiedzialny za wykonywanie poszczególnych instrukcji programu. Najwięksi producenci mikroprocesorów: Intel, AMD, Cyrix.

nMikroprocesor zawiera:

l Jednostkę arytmetyczno-logiczną (ALU) – wykonuje obliczenia i operacje logiczne na bitach oraz zapamiętuje wyniki pośrednie w rejestrach,

l Jednostkę sterującą – dekoduje, synchronizuje i wykonuje instrukcje programu,

l Pamięci o dostępie bezpośrednim (rejestry) - służącą do przechowywania danych i rozkazów aktualnie wykonywanych.

Zasada działania procesora:

nPobierz instrukcję.

nPobierz dane z pamięci.

nWykonaj instrukcję.

nZapisz wynik w pamięci.

Architektury mikroprocesorów:

CISC (Complex Instruction Set Computer) – 200 - 300 instrukcji np. Intel Pentium

RISC (Reduced Instruction Set Computer) – do 128 instrukcji np. AMD Athlon

PRAWO  MOORE’A

PORTY  I  MAGISTRALE:

lPort szeregowy (COM1, COM2 itd.) – 24 KB/s.

lPort równoległy (LPT1, LPT2, PRN) – do 1000 KB/s.

lPort USB (Universal Serial Bus) (do 127 urządzeń) – do 12 Mb/s.

lPort USB 2.0 – do 480 Mb/s.

lTechnologia IrDA - światło w paśmie podczerwonym.

lIEEE 1394  (FireWire) – do 800 Mb/s (i.LINK – Sony).

lBluetooth (ang. "sinozęby") technologia komunikacji bezprzewodowej.

lMagistrala PCI (Peripheral Component Interconnect) - (32-bitowa) -133 MHz i 132 MB/s, obsługa max do 10 urządzeń.

lMagistrala Dual PCI (64-bitowa) – do 528 MB/s.

lMagistrala AGP (Accelerated Graphics Port) – do AGP x 8 – do 2133 MB/s.

lZłącze IDE/EIDE (Integrated Device Electronics) – kontroler HDD i napędów CD; dwa kanały po dwa urządzenia.

lZłącze SCSI (Small Computer Systems Interface) – kontroler, transfer do 80 MB/s.

lZłącze SATA (Serial Advanced Technology Attachment) –kontroler, transfer 150 MB/s; SATA 2 – 300 MB/s

ZAPIS  DANYCH  NA DYSKACH  TWARDYCH I  NOŚNIKACH  WYMIENNYCH:

nHDD

nLS-120 (Super Drive)

nZip Drive (100 MB lub 250 MB)

nIOmega

nPenDrive (łącze USB lub USB 2.0)

npłyta CD

npłyta DVD

Napęd CD-ROM:

nCompact Disc Read Only Memory

lDysk CD-ROM – wymienny krążek wykonany z tworzywa sztucznego o średnicy 12 cm i grubości 1.2 mm umożliwiający zapisanie ok. 700 MB danych lub 80 min. muzyki jakości CD.

lInformacja zapisana jest na spiralnej ścieżce za pomocą tzw. "pitów" i "landów". Pity to zgłębienia na powierzchni dysku powodujące słabsze w stosunku do powierzchni płaskiej (tzw. landów) odbicie promienia lasera.

lPierwsze napędy CD-ROM (1985 r.) odczytywały dane z prędkością 150 KB/s (x1 np. odtwarzacze CD).

lObecnie standardem są napędy 52x umożliwiające teoretycznie odczytanie 7,8 MB danych w ciągu sekundy. Pojemność płyty CD-DVD wynosi: od 4,7 GB (133 min. filmu) do 17 GB (8 godzin projekcji filmu).

KLAWIATURA:

nZnaki:

&               - ampersand

@               - at

\               - backslash, ukośnik

/               - slash

#               - hash

~               - tylda

‘               - apostrof

”               - cudzysłów

nKlawisze specjalne:

F1               - najczęściej pomoc

lCtrl               - klawisz specjalny
Alt                            - klawisz specjalny
Shift              - klawisz specjalny
Esc ...