Wykład 3 - KKiEM AGH
Transkrypt
Wykład 3 - KKiEM AGH
Techniki Informatyczne poprzedni wykład: 1.Informacje o przedmiocie i pomocach naukowych. 2. Wielkości ciągłe i dyskretne, analogowe i cyfrowe. Analogie 3. Wybrane zagadnienia z teorii informacji 4.Komputer - elementy systemu komputerowego i ich rola 5. Informacje w komputerze (rodzaje, jednostki, sposób zapisu, kodowanie) 6. Ms Windows - wybrane zagadnienia (system plików i folderów, skróty, „schowek”, wyszukiwanie informacji, „kosz”) 7. Edycja tekstów - formatowanie, style, ... 1 Techniki Informatyczne WYKŁAD 2: 1.Grafika rastrowa i wektorowa, objętość plików graficznych 2. Sieci komputerowe, logowanie w laboratorium 3. Internet 4. Telefonia komórkowa 2 1 Grafika rastrowa i wektorowa, objętość plików graficznych 3 Obraz Rastrowy i Obraz Wektorowy • Obraz rastrowy jest prostokątną siatką punktów o różnych barwach - zwanych pikselami (pixel - od ang.: picture element). Siatka ta nazywa się rastrem. • Obraz wektorowy składa się z linii i figur geometrycznych, które można opisywać parametrami. 4 2 Obraz rastrowy i jego powiększenie Ograniczona jest możliwość powiększania takiego obrazu gdyż powiększane są także piksele uwidaczniając ziarnistą strukturę obrazu. 5 Rysunek wektorowy • składa się z płaskich figur geometrycznych (odcinków, wieloboków, kół, elips, ...), których parametry zapisywane są w pamięci komputera z bardzo dużą dokładnością co pozwala powiększać takie obrazy niemal bez ograniczeń bez jakiejkolwiek utraty jakości zobrazowania • Przykładami programów działających w trybie wektorowym są Ms Draw (dostepny z Ms Word), Corel Draw, a także programy do rysunków technicznych jak Autocad, Megacad i wiele innych. W ich nazwach powtarzają się słowa "draw" – rysowanie oraz "CAD" czyli akronim słów "Computer Aided Design" - komputerowe wspomaganie projektowania 6 3 Obraz rastrowy • Przed narysowaniem czegokolwiek wszystkie piksele są białe a w miarę rysowania część z nich otrzymuje barwy - tworząc elementy obrazu. • Liczba pikseli a więc i objętość pliku graficznego nie zmienia się w trakcie rysowania i nie zależy od liczby szczegółów 7 Ekran monitora • ma strukturę rastra • programowo można ustalać rozdzielczość ekranu w „Ustawieniach” • w zależności kształtu ekranu (zwykły czy panoramiczny) należy dobrać odpowiednią rozdzielczość tak aby okrąg nie był elipsą. 8 4 Objętość plików z obrazami rastrowymi - zależy od liczby bitów przeznaczonych na każdy piksel a to z kolei zależy od potencjalnej liczby kolorów Oto różne zapisy cyfrowe tego samego obrazu: 9 Obraz rastrowy szary i jego zapis cyfrowy: Prostokątna siatka pikseli (punktów obrazu) jest zapisywana jako macierz - prostokątna tablica liczbowa. Liczby wyrażają jasność pikseli od 0 (czarny) do 255 (biały) Na każdy piksel przeznaczono 8 bitów czyli 1 bajt 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Obraz szary 0 255 255 255 255 255 255 255 255 0 0 255 100 100 255 255 100 100 255 0 0 255 255 255 255 255 255 255 255 0 0 255 150 150 255 255 150 150 255 0 0 255 255 255 255 255 255 255 255 0 0 255 200 200 255 255 200 200 255 0 0 255 200 200 255 255 200 200 255 0 0 255 255 255 255 255 255 255 255 0 Zapis cyfrowy obrazu 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 5 Obraz barwny (true color = 24-ro bitowy) to złożenie trzech obrazów. Ma objętość ok. 3 razy większą niż szary. 11 Potencjalna liczba kolorów określona liczbą bitów na 1 piksel zależy od wybranego typu obrazu: 12 6 Objętość plików z obrazami rastrowymi zależy od trzech czynników: • liczby pikseli czyli rozmiaru rastra pola rysunku ustalonej przed rysowaniem, • potencjalnej liczby kolorów ustalonej przez wybór typu pliku przy zapisywaniu na dysk • zastosowanych (lub nie) metod kompresji zależnej także od typu w jakim zapisujemy plik na przykład pliki typu JPG lub PNG mogą być wielokrotnie mniejsze niż BMP 13 Programy malarskie • Programy malarskie i przeznaczone do obróbki fotografii. działające w trybie rastrowym to np.: – – – – – – Ms Paint, Ms Photo Editor, Paint Shop Pro, Photo Shop, Photo Finish, Corel Photo Paint. • Mają w nazwach: "photo" (fotografia) oraz "paint" (malowanie) 14 7 6. Sieci komputerowe, korzystanie z Internetu, logowanie w laboratorium 15 Sieć komputerowa • Sieć komputerową (computer network lub w skrócie net) tworzą komputery połączone ze sobą w sposób umożliwiający wymianę informacji. Dziedzina sieci komputerowych zaliczana jest zarówno do informatyki jak i telekomunikacji (sieci telekomunikacyjne). • Sieć umożliwia jej użytkownikom (users) na wspólne korzystanie z zasobów (plików i przestrzeni dyskowej, drukarek i innych urządzeń) oraz usług (np. wyszukiwania w bazach danych, uruchamiania programów) - dostępnych na zdalnych komputerach nazywanych serwerami. 16 8 Terminale czyli klienci • W czasach gdy komputery były wielkie i bardzo drogie, użytkownicy sieci pracowali na prostych urządzeniach składających się z monitora, klawiatury i modułu komunikacyjnego - zwanych terminalami lub klientami (terminals, clients). • Komputer personalny może pełnić rolę terminala (klienta) sieciowego a także rolę serwera określonych usług i zasobów - po uruchomieniu na nim odpowiednich programów (serwuje usługi i zasoby jak barman drinki). • Program powodujący, że nasz komputer udaje terminal nazywany jest czasem emulatorem terminala. Przykładami takich programów są Telnet, OpenSSH i PuTTY. 17 Serwer (host) • Serwer (server) - to komputer udostępniający swoje zasoby i/lub usługi użytkownikom innych komputerów poprzez sieć. • Określany bywa też (szczególnie w Internecie) pojęciem host czyli gospodarz, a ponieważ najczęściej wszystkie komputery w sieci mogą innym coś udostępniać lub przekazywać więc są hostami. 18 9 Typy serwerów W zależności od udostępnianych zasobów i usług rozróżnia się najczęściej: • serwer plików stanowiący magazyn różnorodnych plików które można z niego pobierać (ang. download) a czasem także składować (ang.: upload); użytkownik może też mieć przyznaną przestrzeń dyskową na serwerze do osobistych celów; • serwer aplikacji na którym w sposób zdalny mogą użytkownicy uruchamiać programy i korzystać z ich rezultatów. 19 Serwer dedykowany • Serwerem dedykowanym nazywa się komputer, który pełni wyłącznie rolę serwera i nie jest używany do innych celów. Może różnić się on od zwykłego PC-ta niezawodnością (dublowanie niektórych układów - np. dyski w układzie lustrzanym czyli mirror, macierze dyskowe RAID, zasilanie awaryjne - tzw. UPS = Uninterrupted Power Supply) i lepszymi parametrami (duża szybka pamięć masowa, większa moc obliczeniowa). 20 10 Serwery i klienci usług • Pojęć serwer oraz klient używa się także w odniesieniu do poszczególnych usług oraz programów realizujących te usługi, na przykład mówi się: serwer www, serwer e-mail, serwer ftp, serwer baz danych, klient poczty, klient ftp. 21 Administrator sieci • Administrator sieci to osoba zapewniająca jej poprawne działanie i przyznająca użytkownikom uprawnienia do korzystania z poszczególnych zasobów i usług sieci. W sieci wydziałowej, uczelnianej i innych sieciach korporacyjnych (w instytucjach i zakładach pracy) aby zostać użytkownikiem trzeba od administratora uzyskać konto (account) na określonym serwerze. 22 11 Konto, login, hasło • W ramach konta użytkownik będzie miał przydzieloną przestrzeń dyskową na serwerze (disk space) i dostęp do określonych usług (services) oraz otrzymuje od administratora (lub ustala za jego zgodą) swój identyfikator czyli nazwę użytkownika (user name) zwaną też nazwą konta lub loginem, oraz tajne hasło (password), które powinien zmienić na trudne do odgadnięcia lecz łatwe dla siebie do zapamiętania. • Hasło musi oprócz liter zawierać cyfry lub inne znaki tak aby nie dało się wyszukać w słowniku. • Hasła nie wolno udostępniać innym osobom, nawet jeśli nie mamy nic poufnego w naszych zasobach, gdyż w końcu może znaleźć się ktoś kto bez naszej wiedzy lecz w naszym imieniu narobi szkód w sieci. 23 LOGOWANIE • Rozpoczęcie pracy w takiej sieci nazywa się logowaniem i polega na: • wpisaniu nazwy użytkownika (LOGIN) oraz • hasła (PASSWORD), które nie pokaże się na ekranie bo jest tajne dla postronnych. 24 12 Rozpoczynanie pracy w Laboratorium WIMiR 25 Dostęp do sieci w Ms Windows 1) zainstalowanie karty i programu sterującego do niej np..: • karty sieciowej lub • modemu (kartę Dial-Up) 2) zainstalowanie odpowiedniego protokołu sieciowego odpowiedniego dla danej sieci np..: Protokół: Sieć: NetBEUI Microsoft Networks (Ms Windows) IPX / SPX Novel Netware TCP / IP INTERNET 26 13 Sieć lokalna Ms Windows Odmiennym typem jest sieć typu “peer-to-peer” (kolega do kolegi) - sieć komputerów równouprawnionych t.zn. każdy może być serwerem i klientem równocześnie (taka jest sieć Ms Windows). Każdy użytkownik może wówczas udostępnić na swoim komputerze pewne foldery dla użytkowników sieci i pełni rolę ich administratora. Udostępnianie w Ms Windows jest możliwe z menu podręcznego (po kliknięciu prawym klawiszem myszy na ikonie folderu). Uprawnienia użytkownika - zależą od sposobu udostępnienia n.p.: • tylko do odczytu • do zapisu i odczytu (także modyfikowania i wymazywania) 27 Korzystanie z udostępnionych folderów • W systemie Ms Windows dostęp do folderów udostępnionych na innych komputerach mamy przez t.zw. “Otoczenie sieciowe” lub w nowszych wersjach "Moje miejsca sieciowe". • W menu podręcznym “Otoczenia sieciowego” używany jest też termin “mapowanie dysku” co oznacza przypisanie symbolu kolejnego dysku n.p.: “E:” folderowi dostępnemu poprzez sieć. 28 14 Rodzaje sieci ze względu na rozległość • PAN = Personal Area Network - to komunikacja miedzy komputerem personalnym a innymi osobistymi urządzeniami jak telefon komórkowy (mobile phone), komputer przenośny (laptop, notebook, palmtop), notatnik elektroniczny (PDA= personal digital assistant) • LAN = Local Area Network - to sieć lokalna w ramach jednego lub kilku budynków • CAN = Campus Area Network - to połączenie kilku sieci lokalnych na przykład w ramach uczelni • MAN = Metropolitan Area Network - to sieć miejska • WAN = Wide Area Network - to sieć rozległa zazwyczaj wykorzystująca publiczne sieci telekomunikacyjne - łączy sieci lokalne i miejskie. • GAN - Global Area Network - sieć globalna (Internet, sieci telefonii29 komórkowych) Topologie sieci Rozróżnia się: Topologię fizyczną sieci - wynikającą ze sposobu fizycznego łączenia poszczególnych części sieci ze sobą (kablami, koncentratorami, ...) patrz rys. ... Topologię logiczną wynikającą z wykorzystywanych protokołów (najczęściej opisywanych standardami IEEE) ustalających sposoby komunikowania się komputerów. 30 15 Topologie fizyczne sieci: a) magistrala, b) pierścień, c) gwiazda, d) siatka 31 Standaryzacja protokołów komunikacyjnych • Początkowo w jednej sieci (lokalnej) mogły pracować tylko urządzenia tego samego typu. • Sieć komputerowa powinna jednak zapewniać niezawodną i bezbłędną łączność między różnymi programami (aplikacjami), działającymi na różnych komputerach, wyposażonych w różne karty sieciowe, wykorzystujące różne media (kable, światłowody, fale radiowe). • Realizacja tego jest możliwa tylko przy standaryzacji stosowanej na różnych poziomach. • Standardowe ( znormalizowane) muszą być protokoły opisujące m.in. postacie informacji i szczegóły transmisji. 32 16 Struktura standardów w/g modelu OSI (ang. Open System Interconnection) 33 OSI i DoD Model OSI to zdefiniowany przez organizacje ISO oraz ITUT standard opisujący strukturę komunikacji sieciowej. Model OSI jest traktowany jako model odniesienia dla większości rodzin protokołów komunikacji. Najpopularniejszy to model OSI-RM (ang. OSI Reference Model). Podstawowym założeniem modelu jest podział systemów sieciowych na 7 całkowicie niezależnych warstw (ang. layers). Dla Internetu sformułowano uproszczony Model DoD, który ma tylko 4 warstwy. 34 17 Internet • Internet jest ogólnoświatową siecią łączącą tysiące sieci lokalnych, korporacyjnych i miejskich. • Podstawą komunikacji komputerów w Internetcie jest TCP / IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) zestaw protokołów komunikacyjnych realizujący pakietowy transfer danych, to znaczy zbiory danych dzielone są na małe "paczki" z których każda otrzymuje identyfikator i adres docelowy. • Paczki te mogą być przesyłane różnymi liniami (zależnie od ich zajętości) i składane są w miejscu docelowym ponownie w odpowiednią całość. 35 Historia Internetu • Poprzednikiem i pierwowzorem dla Internetu była sieć ARPANET zainicjowana w okresie zimnej wojny w roku 1969 przez agencję ARPA Departamentu Obrony rządu USA. • Miała ona udowodnić tezę, że możliwe jest zapewnienie łączności nawet w przypadku uszkodzenia jej fragmentu (na przykład przy ataku jądrowym) Sieć ta łączyła 4 uniwersytety i stopniowo dołączano do niej kolejne. • Przełomowy okres zainicjował Tim Berners-Lee i jego współpracownicy z CERN (Conseil Europeenne pour la Recherche Nucleaire) pod Genewą opracowując i ogłaszając w r.1991 protokoły i język dla tworzenia hipermedialnych stron internetowych czyli Światowej Pajęczyny WWW - World Wide Web. • W czerwcu roku 1993 było zaledwie 130 serwerów WWW, rok później 3000 a w roku 2002 już ok. 60 milionów. 36 18 Sajt, host • Komputer podłaczony do internetu nazywany czasem jest "sajtem" (site - stanowisko) • a jeśli może świadczyć jakieś usługi to nazywa się go "hostem" (host - gospodarz). 37 Identyfikacja komputerów - Numery IP • Każdy komputer podłaczony do Internetu musi mieć przydzielony osobny 32-bitowy numer zwany numerem IP (IP = Internet Protocol). • Numer IP to niepowtarzalny na całym świecie numer nadawany każdemu komputerowi znajdującemu się w sieci Internet, służący jego identyfikacji. • Składa się on z czterech odrębnych (jednobajtowych) numerów rozdzielonych kropkami, np. 213.180.130.200. Taka notacja nazywana jest IPv4 (IP version 4). • Liczba możliwych numerów w IPv4 staje się niewystarczającą w związku z czym powstała wersja 6-cio numerowa IPv6, na razie rzadko wykorzystywana. 38 19 Nazwy domenowe komputerów • Równoznaczne z posługiwaniem się liczbowymi adresami IP jest posługiwanie się znacznie łatwiej zapamiętywalnymi nazwami domenowymi. • Przykładowo komputer o adresie IP: 149.156.96.9 ma nazwę: galaxy.uci.agh.edu.pl 39 Struktura nazwy domenowej: W nazwie domenowej (internetowej) komputera hierarchia znaczeń poszczególnych członów jest odwrotna niż w adresie liczbowym a mianowicie najwyższy w hierarchii jest ostatni człon czyli tak zwana domena. W podanym przykładzie jest to określenie kraju "pl". Poprzedzający go człon lub kilka członów to subdomena. 40 20 Numer IP a nazwa. DNS • W liczbowym adresie IP kolejność jest odwrotna. Najwyższy w hierarchii jest pierwszy człon czyli numer sieci głównej potem numery podsieci a numer komputera jest na końcu. • Na ogół wystarcza posługiwanie się albo nazwą albo numerem IP gdyż są one nierozłącznie powiązane przy pomocy tablic przechowywanych niektórych na serwerach internetowych. • Serwer przechowujący tablice numerów IP i przypisanych im nazw określany jest skrótem DNS co oznacza Domain Name Server - serwer nazw domenowych 41 Typy domen najwyższego poziomu Istnieją 2 typy domen najwyższego poziomu: • krajowe (ang. ccTLD - country code TLD) zawsze dwuliterowe np.: .pl - Polska • funkcjonalne (ang. gTLD - generic TLD) np. .com .net .org, .biz, .info 42 21 Domeny funkcjonalne • • • • • • • • • • AERO transport lotniczy ARPA domena specjalna BIZ biznes CAT Katalonia COM komercyjne COOP współpraca, kooperacja EDU edukacja, szkolnictwo GOV rządowe, polityczne JOBS praca INFO informacje • INT organizacje międzynarodowe • MIL militarne • MOBI telefony komórkowe • MUSEUM muzeum • NAME nazwy indywidualne • NET sieciowe • ORG organizacje • PRO zawody • TRAVEL podróże 43 Serwisy WWW Najbardziej znaną i powszechną z usług dostarczanych przez Internet WWW (World Wide Web) czyli "światowa pajęczyna" czyli miliony (a może już miliardy) stron internetowych przeglądanych w przeglądarkach (browser'ach) takich jak: Ms Internet Explorer, Netscape Navigator, Mozilla Firefox, Opera i inne. Strony internetowe tworzone w języku HTML to dokumenty hipertekstowe i multimedialne. Dokument hipertekstowy posiada wyróżnione słowa stanowiące odsyłacze (link'i) do innych dokumentów. Kliknięcie odsyłacza spowoduje pojawienie się dokumentu skojarzonego z tym odsyłaczem. Dokument jest multimedialny jeśli oprócz tekstu posiada obrazy, filmy, animacje, sekwencje dźwiękowe czyli oddziaływuje na nas za pośrednictwem różnych mediów. 44 22 Strony internetowe WWW • Wyświetlanie stron internetowych w przeglądarkach oparte jest na protokole HTTP (HyperText Transfer Protocol) dlatego w przeglądarce w linii lokalizacji dokumentu adres strony poprzedzony jest oznaczeniem "http://". • Współczesne strony www dodatkowo bywają interaktywne i dynamiczne - to znaczy reagują na akcje użytkownika a treść strony nie istnieje na stałe ale jest tworzona "na żądanie" użytkownika. Przykładem mogą być strony wyświetlające wyniki wyszukiwań w bazach danych. Strony takie oprócz kodu w języku HTML wykorzystują inne języki jak Java Script, Perl, PHP, CGI, ... • Krótkie programy napisane w języku Java Script (lub innym), osadzone wewnątrz stronny www i uruchamiane po jej otwarciu nazywane są appletami. 45 Strony WWW • Każdy może tworzyć własne strony www i umieszczać je na serwerach (także darmowych). Każda szanująca się instytucja ma swoje strony www i większość bieżących informacji najszybciej można znaleźć na stronach www w szczególności korzystając z bardzo szybkich wyszukiwarek lub katalogów tematycznych jak www.google.pl www.yahoo.com i inne. • Również coraz więcej spraw urzędowych oraz zakupów można zrealizować za pośrednictwem stron www. 46 23 Strony WWW - portale i vortale • Rozbudowane wielotematyczne serwisy informacyjne oferowane przez niektóre firmy nazywane są portalami natomiast serwisy poświęcone jednej dziedzinie nazywane są vortalami czyli portalami pionowymi (vertical portal). Niektóre bardziej znane polskie portale to: • www.wp.pl (wirtualna Polska) • www.onet.pl (portal Onetu) • www.gazeta.pl (portal Gazety Wyborczej) • www.hoga.pl • www.interia.pl • i wiele innych 47 E-mail Co jest niezbędne do korzystania z poczty elektronicznej? • Dla wysyłania wiadomości wystarczy znać adres e-mail odbiorcy i skorzystać z komputera (lub innego urządzenia) z dostępem do Internetu. 48 24 Dla odbierania wiadomości e-mail • trzeba mieć swoją skrzynkę pocztową (mailbox) lub inaczej mówiąc konto e-mail (e-mail account) na jakimkolwiek serwerze poczty w Internecie (może on być równie dobrze na naszym biurku jak i na innym kontynencie). • Nazwa tego konta, znak @ (oznaczający słowo "na", ang.: at) a po nim adres internetowy serwera - tworzą łącznie nasz adres e-mail na który wszyscy będą mogli nadsyłać listy. • Nzwa konta powinna wszystkim kojarzyć się z naszą osobą i być łatwa do zapamiętania ponieważ ten adres będziemy podawać wielu ludziom, którzy chcą do nas pisać. • Przykładowo dla Jana Kowalskiego konto na serwerze student.uci.agh.edu.pl mogłoby mieć nazwę: [email protected] lub [email protected]. 49 Transfer plików - FTP, SFTP • FTP (File Transfer Protocol) to protokół transmisji plików typu klient-serwer, który umożliwia przesyłanie plików z serwera i na serwer poprzez sieć TCP/IP. • Przeglądarki internetowe automatycznie wykorzystują ten protokół (zazwyczaj z ograniczeniami) przy pobieraniu przez użytkownika różnorodnych plików (programów, filmów), jednak o wiele więcej możliwości dają oddzielne programy zwane klientami FTP lub SFTP. 50 25 SFTP • SFTP to nowsza wersja protokołu FTP z zastosowaniem bezpiecznego protokołu SSH. • Czasem - co jest mylące - ten sam skrót może oznaczać Simple File Transfer Protocol czyli przestarzały uproszczony FTP nie stosujący szyfrowania. 51 WinSCP • Jednym z bardzo wygodnych programów do zarządzania plikami na zdalnym serwerze i na naszym komputerze (podobnym do Explorera czy Windows Commandera) jest WinSCP. • WinSCP (http://winscp.net/eng/download.php) to program, który jest klientem SFTP dla Windows, pracujacym w trybie graficznym i korzystającym z SSH. Program służy przede wszystkim do bezpiecznego (szyfrowanego) przesyłania plików pomiędzy lokalnym i zdalnym komputerem (pojawiają się 2 okna z plikami i folderami) przy czym możliwe jest to przy użyciu myszki (przez przeciąganie plików). 52 26 WinSCP 53 Telefonia komórkowa 54 27 GSM Global System for Mobile Communications - najpopularniejszy obecnie standard telefonii komórkowej. Sieci oparte na tym systemie oferują usługi związane z transmisją głosu, danych - dostęp do Internetu i wiadomości w formie tekstowej lub multimedialnej. W marcu 2006 na świecie było ok. 1,7 mld numerów abonenckich telefonii GSM, a sieci oparte na tej technologii zbudowane były w ponad 200 krajach. Dzięki możliwości międzynarodowego roamingu i umowom międzyoperatorskim abonent GSM może - bez podpisywania oddzielnych umów z każdym operatorem z osobna - korzystać z telefonu w wielu krajach. Usługi GSM mogą być udostępnione na zasadzie comiesięcznych opłat lub w formie przedpłat, co znacznie zwiększa liczbę potencjalnych użytkowników. 55 Telefonia komórkowa - Stacje bazowe nadające na różnych częstotliwościach - Telefon przełącza się do najsilniejszej 56 28 GSM 57 GSM • BTS (Base Transceiver Station) Stacja Bazowa • BSC (Base Station Controler)Kontroler Stacji Bazowych • MSC (Mobile Switching Centre) cyfrowa centrala telefoniczna • HLR (Home Location Register) baza danych, o abonentach • VLR Visitor Location Register - baza danych centrali 58 29