INFORMATYKA

LITERATURA:

• BĄK A. „Wprowadzenie dla ekonomistów” wyd AE.

• NOWICKI A. Podstawy informatyki dla ekonomistów wyd WN PWN

• TADEUSIEWICZ R. „Wstęp do informatyki”, wyd PODEX

• POCHOPIEŃ B. „Arytmetyka Systemów cyfrowych”, wyd politechniki śląskiej

• SPORTACH M. „Sieci komputerowe, KSIĘGA EKSPERTA, wyd HELION.

TEMATYKA WYKŁADÓW INFORMATYKI

1. Uwagi historyczne.

2. Architektura komputera- ogólna charakterystyka.

3. Arytmetyka maszyn cyfrowych.

4. Elementy logiki w technice mikroprocesowej.

5. Kodowanie znaków, grafiki i dźwięków.

6. Klasyfikacja komputerów.

7. Klasyfikacja systemów komputerowych.

8. Klasyfikacja programów komputerowych.

9. Sieci komputerowe- charakterystyka oraz rodzaje sieci.

10. Problemy otwarte.

GENERACJE RODZAJOWE TECHNIKI KOMPUTEROWEJ.

• OK. 3000 lat p.n.e. Pojawiły się pierwsze systemy liczbowe oraz pierwsze przyrządy do liczenia, zwane ABAKAMI lub ABAKUSAMI.

• 100 lat p.n.e. w Chinach powstał papier.

• Ok. 100r. powstał pierwszy chiński sposób zapisu cyfr w pozycyjnym układzie dziesiątkowym(bez zera)

• Ok. 600 r przypuszczalnie wynaleziono zero oraz liczby ujemne.

• 1666r. Anglik Samuel Morland zbudował kieszonkowy kalkulator arytmetyczny.

• 1936- 1939 matematyk Alan Turning opracował teoretyczny model automatu przystosowanegodo realizacji dowolnego algorytmu, znanego jako maszyna Turinga.

• 1943 firma AT&T WYPRODUKOWAŁ PIERWSZY KOMPUTER.

GENERACJEROZWOJOWE TECHNIKI KOMPUTEROWEJ - PODSUMOWANIE

GENERACJA ZEROWA- do roku 1944. urządzenia i kalkulatory zbudowane z elementów mechanicznych elektromechanicznych wytworzonych w tzw. technologii przekaźnikowej (kalkulator Aikena Mark)

GENERACJA PIERWSZA- (lata 1945-56) to maszyny cyfrowe zbudowane na podstawie technologii lamp elektronicznych. Moc obliczeniowa rzędu 10⁴ rozkazów na sekundę, były programowane w języku wewnętrznym.(komputer ENIAC).

GENERACJA DRUGA(1964-77) maszyny cyfrowe zbudowane w technologii mikroelektrycznej, opartej na układach scalonych małej i średniej skali integracji. Moc obliczeniowa (rzędu 5*10⁶ rozkazów na sekundę). Powstały pierwsze systemy operacyjne.

GENERACJA CZWARTA(1978-89) to komputery oparte na układach scalonych wielkiej skali integracji. Charakteryzował się mocą obliczeniową rzędu 3*10⁷ rozkazów na sekundę. W tym czasie nastąpiła masowa produkcja komputerów.

GENERACJA PIATA od roku 1990. komputery konstruowane na podstawie układów scalonych bardzo wielkiej skali integracji i procesów optycznych, łączone w systemy wieloprocesowe. Systemy te wzorowane na organizmach biologicznych(np.: neurokomputery) są wyposażone w elementy tzw. Sztucznej inteligencji. Moc obliczeniowa tego typu wynosi około 10¹² rozkazów na sekundę.

ARCHITEKTURA KOMPUTERA- OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA

Schemat funkcjonalny systemu komputerowego

Jednostka komputerowa

Pamięć operacyjna (programy, dane)

PROCESOR Arytmometr Rejestry Układy sieciowe

↕

↕

Układy (kanały) wejścia /wyjścia

↕

Urządzenie zewnętrzne (urządzenie wejścia/wyjścia, urządzenie transmisji danych pamięci zewnętrzne)

UKŁAD STEROWANIA- pobiera z pamięci operacyjnej rozkazy i dane oraz kontroluje realizację poszczególnych operacji elementarnych przez arytmometr. Proces pobierania i wykonywania pojedynczej operacji arytmetyczno-logicznej nazywa się CYKLEM PRACY PROCESORA.

ARYTMOMETR- realizuje elementarne zadania arytmetyczne, logiczne i organizacyjne współpracuje z rejestrami procesora.

REJESTRY- tworzą pamięć podręczną procesora, w której przechowywane są kody aktualnie realizowany przez arytmometr rozkazów i argumentów.

Klasę procesora ocenia się na podstawie długości listy rozkazów, tempa pracy mierzonego liczbą operacji elementarnych wykonywanych w ciągu 1 sekundy, rozmiaru pamięci lokalnej oraz struktury wew(architektury procesora).

LISTA ROZKAZÓW PROCESORA- skończona liczba elementów operacyjnych arytmetyczno-logicznych, które potrafi wykonać procesor.

SŁOWO MASZYNOWE- (machine word)- pojedynczy wektor binarny(porcja), który jest w całości przetwarzany w jednym cyklu pracy procesora.

PAMIĘĆ WEW(memory) jednostki centralnej dzieli się na:

-pamięć stałą typu ROM(ROM-READ ONLY MEMORY)

-oraz pamięć operacyjną typu RAM(Random access memory)

PAMIĘĆ ROM- przechowuje programy i dane umożliwiające zainicjowanie pracy komputera przeprowadzające diagnostykę elektronicznych komputerów systemów komputerowych oraz realizujące w podstawowym zakresie komunikację z urządzeniami zew. Zawartość pamięci stałej nie może być zmieniona ani wymazana sposób standardowy przez użytkownika.

PAMIĘĆ RAM-przechowuje aktualnie przetwarzane dane oraz wykonywane programy. Zawartość pamięci operacyjnej pozostaje pod kontrolą systemu operacyjnego, użytkownika komputera oraz jego programów i może być swobodnie modyfikowana. Zawartość pamięci operacyjnej ulega dynamicznym zmianom w czasie pracy komputera i jest usuwana po wyłączeniu zasilania lub reinicjowaniu pracy systemu komputerowego.

ARYTMETYKA MASZYN CYFROWYCH

ZAPIS LICZBY W SYSTEMIE DZIESIĄTKOWYM:

WZÓR:

Gdzie:

m-liczba cyfr części całkowitych

n- liczba cyfr czesi ułamkowej

i- pozycja cyfr w liczbie dziesiętnej.

c_i- cyfra dziesiętna na i-tej pozycji (c_i € {0,1,…,9})

W dwójkowym systemie liczbowym dla przedstawienia dowolnej liczby używa się wyłącznie dwóch różnych symboli cyfrowych 0 i 1. Wartość liczby zapisanej za pomocą cyfr dwójkowych określa się na podstawie wzoru.

WZÓR:

GDZIE:

c_i - i ta cyfra liczby dwójkowej (c_i €{o,1})

KONWERSJA DZIESIĘTNO- BINARNA

W CELU PRZEKSZTAŁCENIA LICZBY DZIESIĘTNEJ NA DWÓJKOWĄ NALEŻY TĘ LICZBĘ DZIELIĆ W KOLEJNYCH KROKACH PRZEZ 2 I ZAPISYWAĆ RESZTY, (KTÓRE MOGĄ BYĆ RÓWNE 0 LUB 1), DOPÓKI ILORAZ NIE BĘDZIE RÓWNY ZERU.

PRZYKŁAD:

ZAMIANA CAŁKOWITEJ LICZBY DZIESIĘTNEJ 547 NA LICZBĘ DWÓJKOWĄ:

Dzielna	Operator dzielni	Podstawa systemu dwójkowego(dzielna)	Operator przypisów	Iloraz cząstkowy	Reszta
547	:	2	=	273	1
273	:	2	=	136	1
136	:	2	=	68	0
68	:	2	=	34	0
34	:	2	=	17	0
17	:	2	=	8	1
8	:	2	=	4	0
4	:	2	=	2	0
2	:	2	=	1	0
1	:	2	=	0	1

WYNIK= 547₁₀=1000100011

KONWERSJA BINARNO- DZIESIETNA

Wartość liczby binarnej wyrażoną w systemie dziesiętnym przedstawia się jako sumę odpowiednich potęg liczby 2.

PRZYKŁAD : 1011012=45₁₀

1 * 2⁵ + 0 * 2⁴ + 1 * 2³ + 1 * 2² + 0 * 2¹ + 0 * 2⁰ = 32 + 0 + 8 + 4 + 0 + 1 = 45₁₀

ÓSEMKOWY I SZESNASTKOWY SYSTEM LICZENIA

Systemy te nie służą wprawdzie do bezpośredniego wykonywania obliczeń, ale są użytecznym sposobem skróconego zapisu liczb binarnych poza komputerem.

W systemie 8={0,1,2,3,4,5,6,7}

W systemie 16={0,1,2,3,…,9,A, B, C, D, E, F}

KONWERSJA ÓSEMKOWO- DWÓJKOWA

• zastąpienie kolejnych cyfr ósemkowych

KONWERSJA DWÓJKOWO - ÓSEMKOWA

• należy wydzielić w liczbie dwójkowej kolejne trójki bitów(triady), zaczynając od prawej strony.

ELEMENTY LOGIKI W TECHNICE MIKROPROCESOWEJ

Przedmiotem badań logiki formalnej jest język, w którym formułowane są dowody, opisywane fakty i określoneregguły wnioskowania na podstawie przyjętych założeń (aksjomatów). Jednym z elementów logiki formalnej jest rachunek zdań.

ZDANIE jest rozumiane jako wyrażenie opisujące określony stan rzeczy i może być w sensie logicznym:

• prawdziwe(1)

• fałszywe(0)

wyróżnia się:

• zdania złożone- -powstają ze zdań prostych połączonych spójnikami: i. lub, nieprawda że, jeżeli to; wtedy i tylko wtedy.

• Zdania proste - oznacza się symbolami p; q; r;(zmienne zdaniowe).

NAZWA	NOTACJA	SPOSÓB ODCZYTYWANIA
NEGACJA (ZAPRZECZENIE)	~p	Nie p; Nieprawda, że p
KONIUNKCJA (ILOCZYN LOGICZNY)	p ^ q p * q	p i q
ALTERNATYWA (SUMA LOGICZNA)	p q p + q	p lub q
IMPLIKACJA (WYNIKANIE)	p→ q p → q p q	Jeżeli p to q; Z p wynika q; P implikuje q;
RÓWNOWAŻNOŚĆ (EKWIWALENCJA)	p ↔ q p ↔ q p ≡ q	p jest prawdziwe wtedy i tylko wtedy, gdy q jest prawdziwe; p jest równoważne q