Podstawy technologii informacyjnej

Podstawy technologii
informacyjnej
Beata Kuźmińska
Podstawowe definicje



Informatyka - nazwa powstała w 1968 roku,
stosowana w Europie.
Informatyka zajmuje się całokształtem
przechowywania, przesyłania, przetwarzania i
interpretowania informacji.
Technologia informacyjna bazuje na
informatyce, wykorzystując praktyczne jej
narzędzia i możliwości w różnych dziedzinach
życia.
Źródła informatyki

Historia http://www.fizyka.umk.pl/~duch/booksfsk/historia/historia.html
Zakres zastosowania TI

Ambitne zastosowania komputerów
Sprzęt komputerowy - hardware

Co musi być w komputerze:
Procesor



CPU: Centralna Jednostka Przetwarzająca (Central
Processing Unit). Mikroprocesor – współcześnie to
pojedynczy układ scalony oparty na strukturze
krzemowej, zawierającej kilkadziesiąt milionów
tranzystorów.
Jest on sterowany za pomocą asemblera, czyli
zestawu poleceń, które kierują przebiegiem
wszystkich operacji, jakie procesor potrafi wykonywać.
Funkcje najprostszego procesora można podzielić na
trzy grupy:
1.
Operacje wykonywane przez jednostkę ALU
(Arithmetic/Logic unit – jednostka arytmetycznologiczna), odpowiedzialna za operacje matematyczne
Procesor
1.
2.

Przesyłanie danych między poszczególnymi
rejestrami pamięci
Podejmowanie decyzji, czy pobrać kolejne
instrukcje i dane do przetwarzania.
Wydajność procesora
wydajność = taktowanie zegara x liczba operacji
wykonywanych w jednym cyklu
Mikroprocesory
Jak działa procesor?
Cykl instrukcji (instruction cycle):
3. Pobierz instrukcję.
4. Pobierz dane z pamięci.
5. Wykonaj instrukcję.
6. Zapisz wynik w pamięci.

Rodzaje
procesorów
Pamięć

Pamięć możemy wyobrazić sobie jako zbiór
ponumerowanych komórek. Numer komórki jest jej
adresem. Zawartość komórki stanowią dane. Danymi
mogą być: wartości wprowadzone przez użytkownika,
wartości będące wynikiem działania programu, rozkazy
procesora, adresy innych komórek, wartości
pochodzące z urządzeń wejścia.

Pamięć stała ROM, Read Only Memory (pamięć
pozwalająca tylko na odczyt)

Pamięć zapisywalna RAM, „bufor pamięci” - obszar
wydzielony pamięci, pamięć o wolnym dostępie
Sprzęt komputerowy

Pamięć cache – przechowująca dane niezbędne do
wykonania kilku najbliższych instrukcji
Procesor komunikuje się z pamięcią poprzez:
 Magistrale (szyny): przysyłanie danych do urządzeń
zamontowanych wewnątrz komputera, dysków i kart
rozszerzeń.
 Szyna adresowa: wysyła informację z CPU do pamięci
pozwalając odszukać adres komórki pamięci. Jest
jednokierunkowa. Za jej pośrednictwem procesor
uaktywnia odpowiednie komórki pamięci, umożliwiając
tym samy zapis i odczyt ich zawartości.
 Szyna danych: przesyła dane, znajdujące się w
pamięci pod wskazanym adresem do/z CPU. Jest
dwukierunkowa.
Sprzęt komputerowy

Układy I/O (Input/Output), wejścia/wyjścia:
komunikacja procesora ze światem zewnętrznym.

Łącza (porty) zewnętrzne: dołączone do układów I/O
porty, np. szeregowy (serial port), równoległy (parallel
port), port USB.

Układy wspomagające mikroprocesor (chipset):
decydują o integracji całości.

Zasilanie
Oprogramowanie - software
1.
Rodzaje oprogramowania ze względu na prawo autorskie












Shareware - programy na próbę, rejestracja za opłatą jeśli się je dłużej
używa.
Freeware, PDS, public domain software, Free software foundation programy darmowe.
Addware - programy darmowe, ale pokazujące reklamy.
Bookware - programy dołacane do książek.
Crippleware - programy nie w pełni sprawne.
Firmware - programy wmontowane na stałe.
Spyware - programy szpiegujące.
Vaporeware - programy zapowiedziane, które nie pojawiły się na czas.
Upgrade - aktualizacja zakupionego programu, nowsza wersja.
Demo
Trial
Wersje komercyjne
Oprogramowanie - software
1.



Rodzaje oprogramowania:
Oprogramowanie systemowe podstawowe, bez którego komputer nie
będzie działał.
Oprogramowanie narzędziowe,
usprawnia konfigurację lub naprawia
system.
Oprogramowanie użytkowe, zwane
też aplikacjami.
System operacyjny






Pośredniczy pomiędzy użytkownikiem i komputerem
oraz programami użytkowymi,
Zarządza pamięcią operacyjną i zasobami komputera,
Nadzoruje wymianę danych pomiędzy jednostką
centralną i urządzeniami zewnętrznymi,
Organizuje zapis danych na dyskach,
Sygnalizuje błędy w działaniu komputera i aplikacji,
Nadzoruje uruchamianie i wykonywanie programów.
Systemy operacyjne
Ogólny
schemat systemów operacyjnych jest prosty.
Jest 3 warstwowy.
Pierwsza warstwa jest sprzęt.
Druga warstwa jest jądro (kernel).
Trzecią są aplikacje.
Jądro odpowiada za komunikację miedzy sprzętem a programami.
Oznacza to, ze jądro zajmuje się standaryzacją sprzętu. Jego
zadaniem jest doprowadzić do tego, aby np. każda karta sieciowa
była widoczna dokładnie tak samo przez programy niezależnie od
tego jaka to jest karta.
Jądro
systemu zajmuje się tez rozdzielaniem zadań dla
poszczególnych programów. Pozwala bardziej przejrzyście
zarządzać dostępem do pewnych części pamięci i innych
urządzeń.
Systemy operacyjne

Start systemu
Gdy jądro zostanie w całości załadowane, rozpoczyna
ono inicjalizację sterowników. Następnie próbuje
ono załadować i zamontować główny system
plików. Główny system plików to po prostu jakaś
partycja wcześniej zdefiniowana, na której znajduje
się wcześniej zainstalowany system, który składa się
z plików, w których są programy lub dane. Jądro
musi wiedzieć, gdzie szukać głównego systemu
plików, jeśli nie znajdzie tam obrazu, który można
załadować, zawiesza swoje działanie.
Systemy operacyjne - porównanie
Linux
Kernel
Skompilowany
kernel, znajdujący
się w jednym pliku
o rożnych nazwach.
DOS
Windows
Dwa pliki:
IO.SYS
MSDOS.SYS
Na początku wgrywa się DOS
ze swoim pseudo kernelem:
IO.SYS
MSDOS.SYS
Poźniej zaś włacza się system
Windows, którego kernel jest
podzielony w kilkunastu
plikach
Filesystem
EXT2
FAT
VFAT
Pierwszy program
/sbin/init
Command.com
Commnad.com,
Explorer???
Skrypty startowe
/etc/rc.d lub
podobne
AUTOEXEC.BAT
CONFIG.SYS
AUTOEXEC.BAT
CONFIG.SYS
WIN.INI
SYSTEM.INI
DOS – Disk Operation System


Powstał w 1981 roku w firmie Microsoft i rozwijany był do roku 1995.
Struktura i wersje MS-DOSu




Na MS DOS składają się podstawowe moduły systemowe:







COMMAND.COM, interpreter poleceń, współpracujący z programami użytkowymi
MSDOS.SYS lub MDOS.COM - obsługa plików i urządzeń peryferyjnych, np. drukarki, klawiatury...
IO.SYS lub IBMBIO.COM, moduł wymienny, współpracujący z BIOS, elementarne operacje I/O
Moduły te umieszczone sa w pamięci operacyjnej komputera w trakcie jego uruchamiania i
pozostają tam aż do wyłączenia. Proces ładowania nazywa się bootowaniem systemu (z
ang. booting – „wciąganie”).
Oprócz niezbędnych modułów wszystkie wersje systemu DOS zawierają szereg programów
użytkowych – Są to polecenia wewnętrzne i zewnętrzne, np.:


hierarchiczna struktura danych, katalogów i podkatalogów,
zarządzanie dyskami stałymi
BIOS w ROM-ie
DISKCOPY.COM kopiujący całe dyskietki
FORMAT.COM formatowanie dyskietek i dysków twardych
PRINT.COM umożliwiający drukowanie plików ASCII
Alternatywne wersje systemów dla IBM-PC: DR-DOS (Digital Research), PC-DOS (IBM)
Wady MS-DOSu



Jeden użytkownik, jedno zadanie – system jednozadaniowy
Bill Gates: “640 KB powinno wystarczyć każdemu"!
Złe zarządzanie pamięcią RAM: max. 640 KB, segmenty 64 KB,.
Złe zarządzanie pamięcią dyskową, partycje 32 MB, później ograniczenia do 512 MB.
Nie posiada prawie żadnych możliwości graficznych