Technologie informacyjne

1. Informacja - dane o otaczającej nas rzeczywistości

2. Informatyka - dziedzina wiedzy zajmująca się gromadzeniem, przetwarzaniem i wykorzystaniem informacji. Nauka o przetwarzaniu informacji za pomocą automatycznych środków technicznych.

3. Komputery - urządzenia, które mogą przetwarzać informacje zgodnie z zadanym zestawem instrukcji

4. Generacje komputerów:

• Zerowa (1939) - przekaźniki elektryczno - magnetyczne, Mark I,

• Pierwsza (1946-1958) - lampy elektronowe, ENIAC,

• Druga (1959-1964) - tranzystory,

• Trzecia (1963-1970) - układy scalone, ODRA 1300

• Czwarta (1971 - dziś) - układy scalone o wysokiej skali integracji,

• Czwarta Plus - superkomputery,

• Piąta i dalsze - technika sztucznej inteligencji, komputery biologiczne, kwantowe.

Budowa komputera:

Dane wejściowe (input) → algorytm → dane wyjściowe (output)

• Procesor - CPU, układ elektroniczny realizujący przetwarzanie informacji,

• Pamięć - przechowywanie informacji, pamięć ROM stałą, RAM operacyjna,

• Układ wejścia/wyjścia (I/O) - komunikacja z otoczeniem

• Komputery są zdolne do: składania tekstu, wykonywania obliczeń, konstruowania baz danych, budowa modeli,

• Komputery nie są w stanie: np. określić wieku osoby ze zdjęcia, przygotować kawy

• Zastosowania komputerów:

• nauka i rozrywka - programy edukacyjne - multimedialne - wykorzystują różne formy przekazu informacji: tekst, grafika, obraz (animacje, film), dźwięk (słowa, muzyka;

• wspomaganie pracy biurowej - programy użytkowe - edytor tekstu, edytor graficzny, arkusz kalkulacyjny, baza danych, programy komunikacyjne;

• wspomaganie pracy twórczej - projektowanie (architektura), konstruowanie (budowa maszyn), zarządzanie, systemy ekspertowe (medycyjna)

• Kodowanie informacji - sposób reprezentacji informacji

• Słowo cyfrowe - dowolny ciąg składający się z symboli 0 i/lub 1

• Informacja cyfrowa - informacja przedstawiona w postaci słów cyfrowych

• Jednostki informacji: b - bit, B - bajt, 1B = 8b, 1kB =1024B, 1MB = 1024 kB, 1GB = 1024 MB

• Dlaczego komputery korzystają z systemu dwójkowego ? ponieważ łatwo modelować stan fizyczny np. płynie prąd lub nie płynie prąd

• Systemy pozycyjne - dwójkowy, decymalny, heksadecymalny

• Konwersje liczb z systemu decymalnego na dwójkowy i odwrotnie. Np. 20_D = 10100_B

• ile znaków liczbowych mamy odpowiednio w systemach dwójkowym, decymalnym, heksadecymalnym ? 2, 10, 16

• ASCII - system kodowania znaków

• Kodowanie obrazu, dźwięku ? np.: funkcja sinusoidalna może być zapisana za pomocą szeregu Tylora. Np. obrazek czarno biały może być zakodowany że 0 = kolor biały, 1 = kolor czarny. Dźwięk można rozwinąć w szeregi sinusów i za pomocą współczynników zakodować.

• Algorytm - metoda umożliwiająca rozwiązanie problemu w skończonej liczbie kroków. Skanując algorytm do danych wejściowych otrzymuje się dane wyjściowe.

Dane we → algorytm → dane wy

20. Sposób opisu algorytmu:

• Słownie

• Za pomocą schematu blokowego

• Za pomocą pseudokodu

• Za pomocą programu w wybranym języku programowania

21. Przykłady algorytmów: przepis pieczenia ciasta, algorytm Euklidesa obliczania NWD dla dwóch danych liczb

22. Własności algorytmów: poprawność, skończoność, złożoność, uniwersalność

23. Program - sposób zapisu algorytmu w celu jego realizacji przez komputer. Program składa się ze zbioru instrukcji i struktur danych. Instrukcja - opis operacji, które mają być wykonane. Struktury danych - Różne postacie danych, na których wykonywane są operacje

Program = algorytm + struktury danych

24. Podział języków programowania:

• Języki niskiego poziomu (język maszynowy, asembler)

• Języki wysokiego poziomu (języki proceduralne (FORTRAN, BASIC, PASCAL - starsze wersje, C), języki obiektowe (C, C++, JAVA, VISUAL BASIC).

• Translator - program narzędziowy służący do tłumaczenia z jednego języka programowania na inny. W szczególności program, aby był wykonywalny, musi być przetłumaczony na język maszynowy

• Kompilator - program tłumaczący z języka wysokiego poziomu (źródłowy) na język maszynowy (wynikowy)

• Interpreter - translator, w którym w czasie translacji jednocześnie wykonywany jest program

• Sieć komputerowa - to komputery połączone ze sobą i zdolne do wymiany danych. Serwery - komputery udostępniające zasoby. Klienci - komputery korzystające z zasobów sieci.

• Podstawowe typy połączeń sieciowych: klient-serwer, klient-klient

• Podział sieci:

• Sieci lokalne (ang. LAN - Local Area Networks). Obejmują małe obszary

• Sieci miejskie (ang. MAN - Metropolitan Area Networks). Obejmują zasięgiem miasto.

• Sieci rozległe (ang. WAN - Wide Area Networks). Obejmują zasięgiem duży obszar. Są połączeniem wielu sieci lokalnych.

• Topologie sieci - sposób połączenia komputerów ze sobą:

• gwiazda

• pierścień

• szyna





32. Model OSI (ang. Open System Interconnection) - 7-mio warstwowy model pracy sieci. Każda warstwa realizuje pewne zadania dla warstwy wyższej korzystając z usług.

7. Aplikacji

6. Prezentacji

5. Sesji

4. Transportowa

3. Sieciowa

2. Liniowa

1. Fizyczna

33. Funkcje warstw modelu OSI:

• Warstwa aplikacji (7) - sposób korzystania z sieci przez programy użytkowe

• Warstwa prezentacji (6) - kodowanie/dekodowanie, kompresja/dekompresja danych

• Warstwa sesji (5) - zestawianie połączenia użytkownika z Serwerem

• Warstwa transportu (4) - kontrola i sterowanie kolejnością pakietów,

• Warstwa sieciowa (3) - budowa, wysyłanie i odbieranie pakietów, adresacja

• Warstwa liniowa (2) - organizacja bitów w ramki, nawiązywanie i zamykanie połączeń liniowych

• Warstwa fizyczna (1) - definicja fizycznego nośnika, transmisja bitów

34. Internet - ogólnoświatowa sieć komputerowa połączona w jednorodną sieć adresową opartą na protokole IP (ang. Internet Protocol). Podstawą Internetu są: hipertekst i komunikacja pakietowa. Hipertekst tworzony jest np.: za pomocą języka HTML. Pakiet - zaadresowana porcja informacji. Szybkość łącza internetowego podajemy w Mb/s. Upload (wysyłanie), download (pobieranie). Szybkość dla downloadu i uploadu są na ogół różne.

35. Przyłączenie komputera do sieci możliwe jest z wykorzystaniem wielu technologii, które pozwalają komunikować się z pobliską bramką posiadającą stałe połączenie z systemami w Internecie. Typowe rozwiązania wykorzystują linie telefoniczne (modemy, cyfrowe linie ISDN), inne technologie przewodowe (sieć energetyczna, telewizja kablowa) oraz sieci bezprzewodowe GPRS, łącza satelitarne, Wi-Fi)

36. Aby komputer mógł pracować w Internecie musi być w stanie komunikować się z innymi systemami za pomocą protokołów TCP/IP a także posiadać oprogramowanie pozwalające na wykorzystanie usług oferowanych przez innych użytkowników. TCP (ang. Transmission Control Protocol)

37. Sprzęt sieciowy:

• Bierny - okablowanie (skrętki, światłowody)

• Czynny - karty sieciowe, modemy, wzmacniaki, koncentratory, przełączniki, routery

• Adres IP to unikatowy numer przyporządkowany urządzeniom sieci komputerowych. Adres IP zapisywany jest w postaci czterech oktetów w postaci dziesiętnej oddzielonych od siebie kropkami. Zakres adresów: 0.0.0.0 do 255.255.255.255. Przykładowy adres 155.158.0.16 z domeny us.edy.pl (Uniwersytet Śląski). Użytkownicy Internetu nie muszą znać adresów IP. Tekstowa nazwa np.: us.edu.pl tłumaczona jest na adres IP za pomocą protokołu DSN. Adres IP jest przyznawany przez dostawcę Internetu.

• DSN (ang. Domain Name System, system nazw domenowych) to system serwerów oraz protokół komunikacyjny zapewniający zamianę adresów tekstowych na adresy zrozumiałe dla urządzeń tworzących sieć komputerową

• Storna internetowa (strona WWW) - dokument utworzony np.: w HTML, pobierany z dysku komputera lokalnego bądź z serwera internetowego i interpretowany po stronie użytkownika za pomocą przeglądarki internetowej (Firefox, Internet Explorer)

• Serwisy internetowe (informacyjny, reklamowy, społeczności owy, szkoleniowy), portal, wortal, blog. Serwisy społecznościowe są skierowane do konkretnej grupy społecznej o podobnych zainteresowania. Przykłady: Facebook, You Tube, Nasza Klasa, Twitter

• Oprogramowanie:

• Systemy operacyjne (Windows XP, Windows 7, Windows 8, Linux)

• Narzędziowe (diagnostyczne, antywirusowe, do kompresji, odzyskiwania plików, naprawcze, internetowe)

• Użytkowe (aplikacyjne)

• Sprzęt - hardware, oprogramowanie - software

• System operacyjny - zbiór programów zarządzających pracą komputera.

• Podstawowe funkcje: zarządzanie zadaniami, zarządzanie pamięcią operacyjną, zarządzanie urządzeniami zewnętrznymi,

• Cel: udostępnianie zasobów komputera i ich optymalne wykorzystanie

• Relacje między sprzętem, systemem operacyjny, oprogramowaniem i użytkownikiem.





46. Interfejs (spolszczenie ang. Interface) - połączenie, pośrednik. W elektronice interfejs to urządzenie pośredniczące między dwoma różnymi częściami systemu.

47. Rodzaje interfejsów:

• Interfejs (urządzenie) - urządzenie pozwalające na komunikację między dwoma innymi urządzeniami, których bezpośrednio nie da się ze sobą połączyć

• Interfejs użytkownika - oprogramowanie pozwalające na interakcję między aplikacjami i użytkownikiem

• Rodzaje interfejsów użytkownika:

• Interfejs graficzny (GUI - Graphical User Interface) - interfejs użytkownika komunikujący stan programu w postaci graficznej na ekranie, który jako wejście wykorzystuje urządzenie wskazujące np.: myszkę i klawiaturę

• Interfejs tekstowy - interfejs użytkownika komunikujący stan aplikacji w postaci znaków na ekranie wykorzystujący jako wejście klawiaturę.

• Oprogramowanie użytkowe:

• Edytory tekstu (Word)

• Arkusze kalkulacyjne (Excel)

• Bazy danych (Access)

• Prezentacja danych (Power Point)

• Do tworzenia grafiki 2D (Corel Draw), przetwarzania obrazów (Corel Paint, Photoshop, Gimp), modelowania 3d (Bender, 3D Studio Max, Pov Ray),

• Do tworzenia multimediów (Windows movie Maker, Flash)

• Do obliczeń matematycznych, symulacji (Matlab, Maple)

• Word, Excell, Access, Power Point - charakterystyka programów

• Bezpieczeństwo systemów komuterowych:

• Zasoby: fizyczne (hardware), intelektualne (software), kadrowe (użytkownicy, projektanci, programiści, administratorzy), usługi (transakcje, operatorskie, administracji, rewizji)

• Zagrożenia bezpieczeństwa: kradzież zasobów, utrata zasobów, niewłaściwe wykorzystanie, użycie zasobów niezgodnie z ich przeznaczeniem, bezprawne ujawnienie informacji nieuprawnionym, ataki hakerskie, ataki przez wirusy komputerowe,

• Metody przeciwdziałania zagrożeniom: kontrole, szkolenia użytkowników, okresowe tworzenie kopii zapasowych, system haseł, szyfrowanie informacji, oprogramowanie antywirusowe,

• Aspekty prawne związane z użytkowaniem komputerów: licencjonowanie oprogramowania, ochrona własności intelektualnej

• Licencja na oprogramowanie to umowa na korzystanie z utworu jakim jest aplikacja komputerowa, zawierana pomiędzy podmiotem, któremu przysługują majątkowe prawa autorskie do utworu a osobą, która zamierza z danej aplikacji korzystać.

• Rodzaje licencji oprogramowania:

• Freeware - licencja oprogramowania umożliwiająca darmowe rozprowadzanie aplikacji bez ujawnienia kodu źródłowego. Czasami licencja freeware zawiera dodatkowe ograniczenia (np. część freeware jest całkowicie darmowa jedynie do użytku domowego)

• Shareware - rodzaj licencji programu komputerowego, który jest rozpowszechniany bez opłat z pewnymi ograniczeniami lub z niewielkimi opłatami do wypróbowania przez użytkowników. Czasami po okresie próbnym (wersja trial) lub po określonej liczbie uruchomień (limit uruchomień) za taki program trzeba płacić lub zrezygnować z korzystania z niego.

• Oprogramowanie open source (OSS) - program komputerowy z dostępem do kodu źródłowego, w którym można zmieniać kod, rozpowszechniać oprogramowanie i wykorzystywać w dowolnym celu.

• Organizacja pracy komputera - systemy lokalne i zdalne, systemy wsadowe i konwersacyjne, systemy jednodostępne i wielodostępne, wieloprogramowość, przetwarzanie potokowe, przetwarzanie równoległe.

sprzęt

Procesor

Pamięć operacyjna

Urządzenia wyjściowe:

• Monitor ekranowy

• Drukarka

• Ploter głośnik

• Modem

• Karta sieciowa

Urządzenia wejściowe:

• Klawiatura

• Mysz

• Skaner

• Joystick

• Modem

• Karta sieciowa

Jednostka centralna

Magistrala

procesor

Pamięć

Układy I/O (input/output)

System operacyjny

Aplikacje

Użytkownik

---