informatyka – dziedzina wiedzy i działalności - prz

Podstawowe pojęcia związane z informatyką:
•
informatyka – dziedzina wiedzy i działalności zajmująca się
gromadzeniem, przetwarzaniem i wykorzystywaniem informacji,
czyli różnego rodzaju danych o otaczającej nas rzeczywistości, a
obróbka ta odbywa się za pomocą komputerów
•
algorytm – przepis rozwiązania przedstawionego zadania
•
komputer – urządzenie, za pomocą którego wykonywane są
algorytmy
•
schemat blokowy – graficzne przedstawienie algorytmu za
pomocą umownych bloczków
•
program – algorytm zapisany w języku zrozumiałym dla
komputera
Historia informatyki
•
abak (abakus) - około 2600 r. p.n.e. pierwsze liczydła
•
I mechaniczna maszyna czterodziałaniowa do liczenia – Wilhelm
Schickard (1592-1635) – 1 egzemplarz
•
Pascalina – zbudowana przez Pascala – około 50 egzemplarzy –
dwa podstawowe działania – możliwość zapamiętania wyników
pośrednich
•
I mechaniczna maszyna mnożąca zbudowana w oparciu
o system dwójkowy – Leibniz – odkrył pochodzący ze
starożytnych Chin system dwójkowy
•
maszyna zbudowana przez Polaka – Abrahama Sterna (17691842) – cztery działania i pierwiastki kwadratowe
•
rozbudowania karty perforowanej I zbudowano elektryczny
czytnik – sorter kart – przełom XIX I XX wieku
•
1937 r. – maszyna Turinga – taśma z zestawem symboli,
poruszająca się w obydwu kierunkach głowica odczytująca
symbol i wykonująca działanie wg przyjętego diagramu przejść
•
1941 r. – Zuse – pierwsza maszyna matematyczna na ok. 600
przekaźnikach – cztery działania + pierwiastkowanie – dane z
klawiatury, wynik na wskaźnikach lampowych
•
1944 r. – Aiken – MARK I – mechanizm liczący, urządzenia
wejścia/wyjścia, pamięć dla danych, urządzenie sterujące
•
1945 r. – ENIAC – pierwsza elektroniczna maszyna licząca
(liczyła 2000 razy szybciej niż maszyny na przekaźnikach,
zajmowała 140 m2 powierzchni, składała się z 18000 lamp
elektronowych I 1500 przekaźników, ważyła 30 ton, zużywała
150kW, koszt instalacji około 2mln dolarów) – komputery I
generacji
•
1946 r. – John von Neumman – zaproponował architekturę
komputerów, wg której buduje się komputery do dzisiaj:
o
o
o
o
pamięć
arytmometr
sterowanie
wprowadzenie danych i wyprowadzenie wyników
•
1955 r. – Tradic – pierwsza maszyna na tranzystorach (niewielkie
rozmiary, mały pobór mocy, wysoka niezawodność, niewysoka
cena, około 1300 dodawań/sek.) – komputery II generacji
•
1962 r. – komputery wykonane w technologii cienkowarstwowej
(około 160000 dodawań/sek.) – komputery III generacji
•
1968 r. –dalsza miniaturyzacja – monolityczne układy scalone
(około 300000 dodawań/sek.) – komputery IV generacji
•
początek lat 80 – rozpoczęto prace nad komputerami V generacji
(komputery wyposażone w sztuczną inteligencję, która pozwala
im naśladować procesy intelektualne)
•
komputery typu Odra – 1003, 1013, 1204, 1304, 1305 –
produkowane przez ELWRO we Wrocławiu
kod ASCII – American Standard Code for Information Interchange
kody podstawowe od 0 do 127 – znaki widoczne na standardowej
klawiaturze i znaki sterujące
kody rozszerzone od 128 do 256 – znaki narodowe, semigraficzne itp.
Kody liczbowe
1. kod binarny prosty – przyporządkowuje liczbom dziesiętnym
całkowitym dodatnim X(10) o wartościach z przedziału
0 ≤ X (10 ) ≤ 2 n − 1
n – bitowe wektory informacji cyfrowej
[an-1 an-2 … a1 a0] ai∈{0,1}
X(10) = 2n-1an-1 + 2n-2an-2 + … + 21a1 + a0
2. kod ósemkowy – przyporządkowuje cyfrom ósemkowym od 0 do
7 3 bitowe wektory informacji cyfrowej
cyfra
0
1
2
3
4
5
6
7
wektor informacji cyfrowej
000
001
010
011
100
101
110
111
3. kod szesnastkowy - przyporządkowuje cyfrom szesnastkowym
od 0 do F 4 bitowe wektory informacji cyfrowej
cyfra
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
wektor informacji cyfrowej
0000
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111
1000
1001
1010
1011
1100
1101
1110
1111
4. kod dopełnieniowy do dwóch ”U2” - przyporządkowuje liczbom
dziesiętnym całkowitym X(10) o wartościach z przedziału
− 2 n − 1 ≤ X (10 ) ≤ 2 n − 1
n – bitowe wektory informacji cyfrowej
[an-1 an-2 … a1 a0] ai∈{0,1}
X(10) =– 2n-1an-1 + 2n-2an-2 + … + 21a1 + a0
5. kod typu „znak moduł” – kodowanie ułamków właściwych
przyporządkowuje liczbom dziesiętnym ułamkowym X(10) o
wartościach z przedziału
1 ⎞
1 ⎞
⎛
⎛
− ⎜ 1 − n −1 ⎟ ≤ X (10 ) ≤ ⎜ 1 − n −1 ⎟
2 ⎠
2 ⎠
⎝
⎝
n – bitowe wektory informacji cyfrowej
[s an-2 … a1 a0] s, ai∈{0,1}
⎡1
1
1
⎤
X(10) = (− 1) ⋅ ⎢ a n − 2 + 2 a n − 3 + K + n − 1 a0 ⎥
2
2
⎣2
⎦
s
6. kodowanie kodem koprocesora – wartości rzeczywiste
Single
S C
M
P=27-1
31 30 23 22
0
Double
S
C
M
P=210-1
63 62 52 51
0
Extended
S
C
M
P=214-1
79 78
64 63
X(10)= (-1)S · 1,M · 2C-P
0