Wykład1 - Wprowadzenie

Podstawy Informatyki i Technologii Informacyjnej
Kierunek: Automatyka i Robotyka, I rok
Wprowadzenie
Bartosz Kuczewski
PWSZ Gªogów, 2009
Bartosz Kuczewski
Podstawy Informatyki i Technologii Informacyjnej
Plan wykªadów
Wprowadzenie, podanie zagadnie«, poj¦cie informatyki i komputera,
krótki rys historyczny rozwoju komputerów
Architektura i organizacja komputerów - omówienie idei i
istniej¡cych rozwi¡za«
Komputery klasy PC - omówienie budowy, podzespoªów i sposobu
dziaªania
Systemy operacyjne i sieciowe - podziaª, koncepcje, przegl¡d
istniej¡cych rozwi¡za«
System operacyjny Windows - omówienie struktury i budowy
systemu, monitorowanie wydajno±ci; System operacyjny UNIX podstawy
Sieci komputerowe - klasykacja, architektura, protokoªy, sprz¦t i
oprogramowanie sieciowe. Zasady pracy w sieciach i ochrona
zasobów
Oprogramowanie u»ytkowe - edytory tekstu - podziaª, zasady
poprawnego skªadu tekstu, przykªady - Word, Latex
Oprogramowanie u»ytkowe - arkusze kalkulacyjne w zastosowaniach
in»ynierskich - Excel - analiza danych cz. I, cz.II, wizualizacja danych
Bartosz Kuczewski
Podstawy Informatyki i Technologii Informacyjnej
Plan wykªadów
Oprogramowanie u»ytkowe - aplikacje sªu»¡ce do tworzenia
prezentacji multimedialnych
Podstawy systemów bazodanowych cz I, cz II
Internet - zasoby i ich eksploracja, podstawy statycznego HTML
Bartosz Kuczewski
Podstawy Informatyki i Technologii Informacyjnej
Poj¦cia, denicje
-`wyobra»enie', `wizerunek', `pomysª', ang.
) dziedzina nauki i techniki zajmuj¡ca si¦
przetwarzaniem informacji w tym technologiami przetwarzania
informacji oraz technologiami wytwarzania systemów przetwarzaj¡cych
informacje. Pierwotnie cz¦±¢ matematyki, zostaªa rozwini¦ta do osobnej
dyscypliny nauki, pozostaje jednak nadal w ±cisªym zwi¡zku z
matematyk¡, która dostarcza jej podstaw teoretycznych.
[¹ródªo: Wikipedia]
Informatyka
(ªac.
informatio
computer science, informatics
Podziaª:
Analiza obejmuje analizowanie informacji przepªywaj¡cych w
±wiecie rzeczywistym - m.in. tworzenie i konstrukcja modeli
analitycznych, np. j¦zyk UML
Tworzenie oraz u»ywanie systemów sªu»¡cych do przetwarzania
informacji, co obejmuje: projektowanie systemów informatycznych,
programowanie oraz korzystanie z systemów informatycznych.
Bartosz Kuczewski
Podstawy Informatyki i Technologii Informacyjnej
Poj¦cia, denicje
(z ang. computer od ªac. computare oblicza¢, dawne
nazwy: mózg elektronowy, elektroniczna maszyna cyfrowa, maszyna
matematyczna) urz¡dzenie elektroniczne sªu»¡ce do przetwarzania
wszelkich informacji, które da si¦ zapisa¢ w formie ci¡gu cyfr albo
sygnaªu ci¡gªego (komputer cyfrowy/analogowy).
[¹ródªo: Wikipedia]
Komputer
Bartosz Kuczewski
Podstawy Informatyki i Technologii Informacyjnej
Komputer i obliczenia - rys historyczny
Pierwsze urz¡dzenia uªatwiaj¡ce obliczenia znamy ze staro»ytno±ci,
np. abakus u»ywany Rzymie i Grecji od ok. 440 p.n.e.
jego nast¦pcy to ró»nego rodzaju liczydªa, a tak»e suwak
logarytmiczny
Bartosz Kuczewski
Podstawy Informatyki i Technologii Informacyjnej
Komputer i obliczenia - rys historyczny
do XVIII wieku - manufaktury 'ludzi-komputerów' grup
rachmistrzów r¦cznie wypeªniaj¡cych tablice astronomiczne i inne
Maszyna ró»nicowa Charles'a Babbage'a (17911871) z 1832 roku
jej nast¦pcy to ró»nego rodzaju liczydªa mechaniczne i
elektromechaniczne
Charles Babbage i idea maszyny analitycznej (1833) - koncepcyjnie
b¦d¡cej mechanicznym odpowiednikiem dzisiejszego komputera
Bartosz Kuczewski
Podstawy Informatyki i Technologii Informacyjnej
Komputer i obliczenia - rys historyczny
Ada Lovelace (Augusta Ada King, hrabina Lovelace ) 18151852 córka lorda Byrona, uwa»ana za twórczyni¦ koncepcji programu i
pierwszego programist¦ - tworzyªa programy dla maszyny
analitycznej Babbage'a (18421843)
Bartosz Kuczewski
Podstawy Informatyki i Technologii Informacyjnej
Komputer i obliczenia - rys historyczny
Maszyna tkacka sterowana kartami perforowanymi (krosno
»akardowe) 1805 Joseph Marie Jacquard (1752 1834) pierwsza
programowalna maszyna
Bartosz Kuczewski
Podstawy Informatyki i Technologii Informacyjnej
Sygnaªy - podziaª
Bartosz Kuczewski
Podstawy Informatyki i Technologii Informacyjnej
Komputer i obliczenia - rys historyczny
Komputery analogowe
mechaniczne, np. analizator ró»niczkowy (wynaleziony przez Jamesa
Thomsona w 1876), w u»yciu do lat 50-tych XX w.
Bartosz Kuczewski
Podstawy Informatyki i Technologii Informacyjnej
Komputer i obliczenia - rys historyczny
Komputery analogowe
elektroniczne, zªo»one ze wzmacniaczy operacyjnych i pasywnych
elementów RLC, w u»yciu do lat 80-tych XX w., np. polski AKAT-1 (poni»ej)
7
brak uniwersalno±ci - maszyna
rozwi¡zywaªa konkretny problem
daj¡cy sie modelowa¢ równaniami
ró»niczkowymi zwyczajnymi - w
zasadzie jedynie caªkowaªa
równania ró»niczkowe ; wynik w
postaci wykresu lub przebiegu na
ekranie oscyloskopu
7
st¡d ograniczona precyzja
rozwi¡zania
4
szybko dawaªa rozwi¡zanie w
zasadzie bez wykonywania
»adnych oblicze« numerycznych
Bartosz Kuczewski
Podstawy Informatyki i Technologii Informacyjnej
Komputer i obliczenia - rys historyczny
Komputery cyfrowe
ZUSE Z3 (1941, Niemcy) Konrada Zusego - pierwszy komputer
cyfrowy (binarny) sterowany programowo (program na karcie
perforowanej)
ENIAC (1946, Stany Zjednoczone) - cyfrowy komputer
reprogramowalny (decymalny) program zaszyty w poª¡czeniach
kablowych i ustawieniach przeª¡czników maszyny
Kopia Zuse Z3
w Deutsche Museum w Monachium
Bartosz Kuczewski
Programowanie
Eniaca
Podstawy Informatyki i Technologii Informacyjnej
Komputer i obliczenia - rys historyczny
Komputery cyfrowe
EDSAC (1949, Wlk. Brytania) - pierwszy komputer cyfrowy
(binarny) w tzw. architekturze von Neumanna (przechowuj¡cy
program w pami¦ci czyli tak, jak wspóªczesne komputery)
Bartosz Kuczewski
Podstawy Informatyki i Technologii Informacyjnej
Komputer i obliczenia - rys historyczny
Architektura von Neumanna (John von Neumann, 1903 1957)
Pami¦¢ (Memory) przechowuje zarówno dane numeryczne jak i
program (instrukcje do wykonania)
Jednostka arytmetyczno-logiczna (ALU) realizuje obliczenia
Jednostka steruj¡ca (Control unit) koordynuje wykonywane operacje
Urz¡dzenia wej±cia (Input) umo»liwiaj¡ wprowadzenie programów i
danych do pami¦ci komputera
Urz¡dzenia wyj±cia (Output) pozwalaj¡ na utrwalenie wyników
oblicze«
Bartosz Kuczewski
Podstawy Informatyki i Technologii Informacyjnej
Komputer i obliczenia - rys historyczny
Co byªo dalej ...
Rozwój sprz¦tu (ogromny post¦p) od lamp elektronowych do
tranzystorów, mikroprocesorów i ukªadów VLSI o wysokim stopniu
scalenia
: (Gordon Moore, wspóªzaªo»yciel Intela)
ekonomicznie optymalna liczba tranzystorów w ukªadzie scalonym (a
po±rednio moc obliczeniowa) w kolejnych latach posiada trend
wykªadniczy (podwaja si¦ w niemal równych odcinkach czasu obecnie co ok. 24 miesi¡ce).
Prawo Moore'a
Rozwój oprogramowania - od kart perforowanych przez kod
maszynowy i symboliczne j¦zyki programowania niskiego
(Asemblery) i wysokiego poziomu (Fortran, Algol, Basic, Pascal,
Delphi, C, C++, itd.).
Bartosz Kuczewski
Podstawy Informatyki i Technologii Informacyjnej
Komputer i obliczenia - rys historyczny
Rozwój architektury komputera w zasadzie bez zmian prawie
ka»dy u»ywany dzi± komputer zachowaª architektur¦ stworzon¡ przez
von Neumanna w 1945 r.
zmiany architektura równolegªa komputery masowo równolegªe i
klastry obliczeniowe oraz gridy ogólnie zwane superkomputerami
Roadrunner
zbudowany przez IBM dla Los Alamos National
Labolatory - aktualnie najszybszy na li±cie TOP500
(www.top500.org)
Bartosz Kuczewski
Podstawy Informatyki i Technologii Informacyjnej
Komputer i obliczenia - rys historyczny
Co b¦dzie w przyszªo±ci ?
Komputery optyczne
Neurokomputery - struktura wzorowana na budowie mózgu wysoka
równolegªo±¢ oblicze«, du»a tolerancja na uszkodzenia struktury
Komputery molekularne zbudowane na bazie »ywej materii (np.
DNA) wysoka równolegªo±¢ oblicze«
Komputery kwantowe bazuj¡ce na kwantowych wªa±ciwo±ciach
atomów potencjalnie bardzo wysoka równolegªo±¢ oblicze«
w 2009r badacze z Yale University donie±li o udanej konstrukcji
2-qbitowego nadprzewodz¡cego procesora kwantowego
Bartosz Kuczewski
Podstawy Informatyki i Technologii Informacyjnej