podstawy informatyki_21_12_2007.p65

Spis treœci
Witold Dzwinel
I . WSTÊP I PODSTAWOWE POJÊCIA ............................................................................................. 5
1.1. Metakomputer .................................................................................................................................... 5
1.2. Informacja .......................................................................................................................................... 6
1.3. Informatyka i problemy przetwarzania informacji ........................................................................... 9
1.4. Ograniczenia informatyki ................................................................................................................ 11
1.4.1. Ograniczenia formalne ........................................................................................................... 11
1.4.2. Fizyczne ograniczenia szybkoœci obliczeñ ............................................................................ 13
Witold Dzwinel
II ELEMENTY ARCHITEKTUR KOMPUTEROWYCH .................................................................. 15
2.1. Klasyczna maszyna von Neumanna ............................................................................................... 15
2.2. Procesor – serce komputera ............................................................................................................ 20
2.3. Przechowywanie informacji – podsystemy pamiêci i hierarchia pamiêci .................................... 27
2.4. Serwery i komputery ....................................................................................................................... 36
2.5. Przesy³anie informacji, sieci i magistrale ....................................................................................... 40
2.5.1. Pojêcia podstawowe .............................................................................................................. 40
2.5.2. Struktura warstwowa sieci ..................................................................................................... 41
2.5.3. Charakterystyka warstw modelu OSI .................................................................................... 44
2.5.4. Po³¹czenia w sieci wielowarstwowej ................................................................................... 46
2.5.5. Topologie sieci komputerowych .......................................................................................... 48
2.5.6. Standardy po³¹czeñ sieci komputerowych ........................................................................... 50
2.5.7. Architektura sprzêtowa sieci komputerowych ..................................................................... 55
2.6. Nowoczesne instalacje komputerowe, komputery równoleg³e .................................................... 59
2.6.1. Taksonomia systemów równoleg³ych .................................................................................. 59
2.6.2. Najwiêksze systemy komputerowe ...................................................................................... 62
2.6.3. Modelowanie rzeczywistoœci ................................................................................................ 68
Micha³ £atasiewicz
III REPREZENTACJE MASZYNOWE I KODOWANIE. SYSTEMY LICZENIA ................................. 71
3.1. Algebra Boole’a – topologia dzia³ania bramek logicznych ........................................................... 71
3.2. Zapis w systemach liczenia – arytmetyka dziesi¹tkowa ................................................................ 78
3.3. Arytmetyka ósemkowa – ósemkowy system pozycyjny ................................................................ 79
3.4. Arytmetyka dwójkowa – dwójkowy system pozycyjny ................................................................. 82
3.5. Liczby u³amkowe w systemie dwójkowym i ósemkowym .......................................................... 86
3.6. Przejœcia miêdzy systemami ............................................................................................................ 89
3.7. Arytmetyka szesnastkowa ................................................................................................................ 90
3.8. Kodowanie liczb – kod uzupe³nieñ do dwóch (U2) ..................................................................... 91
Artur Tusieñ
IV ALGORYTMY ............................................................................................................................ 97
4.1. Pojêcie algorytmu ............................................................................................................................ 97
4.1.1. Sposoby prezentacji algorytmów .......................................................................................... 97
4.1.2. Podzia³ algorytmów ............................................................................................................... 97
4.1.3. Z³o¿onoœæ obliczeniowa ....................................................................................................... 97
4.1.4. Maszyna Turinga .................................................................................................................... 97
4.1.5. Sk³adniki algorytmu ............................................................................................................. 101
4.1.6. Sposoby i czynnoœci s³u¿¹ce do rozwi¹zywania problemów algorytmicznych ............... 102
4.1.7. Pojêcie operacji, rodzaje operacji ....................................................................................... 102
4.1.8. Prezentacja algorytmu z wykorzystaniem sieci dzia³añ (metoda graficzna
z wykorzystaniem schematu blokowego) ......................................................................... 102
4.1.9. Podstawowe klasy algorytmów .......................................................................................... 104
Seweryn Walaœ
V. STRUKTURY DANYCH ........................................................................................................... 109
5.1. Wiadomoœci wstêpne ..................................................................................................................... 109
5.2. Tablice ............................................................................................................................................ 110
5.3. Rekordy .......................................................................................................................................... 112
5.4. Pliki ................................................................................................................................................. 114
5.5. Zbiory ............................................................................................................................................. 116
5.6. Struktury dynamiczne .................................................................................................................... 118
5.6.1. WskaŸniki ............................................................................................................................. 118
5.6.2. Stos ....................................................................................................................................... 120
5.6.3. Kolejka ................................................................................................................................. 121
5.6.4. Listy ...................................................................................................................................... 122
5.6.5. Drzewa ................................................................................................................................. 130
Andrzej Miszczyk
VI. WPROWADZENIE DO PROGRAMOWANIA ........................................................................... 137
6.1. Podstawowe pojêcia ...................................................................................................................... 137
6.2. Translatory, konsolidatory i maszyny wirtualne .......................................................................... 139
6.3. Techniki programowania ............................................................................................................... 140
6.4. Ogólna charakterystyka wybranych jêzyków wysokiego poziomu ............................................ 142
6.4.1. Jêzyk Ada ............................................................................................................................. 142
6.4.2. Jêzyk C ................................................................................................................................. 143
6.4.3. Jêzyk C++ ............................................................................................................................. 144
6.4.4. Jêzyk Fortran ........................................................................................................................ 145
6.4.5. Jêzyk Pascal i Object Pascal ................................................................................................ 145
6.4.6. Jêzyk Java ............................................................................................................................. 146
6.4.7. Jêzyk Smalltalk ..................................................................................................................... 146
6.5. Skrypty ............................................................................................................................................ 147
6.5.1. Podstawowe pojêcia ............................................................................................................ 147
6.5.2. Skrypty interpretatora Cmd w systemie MS Windows ....................................................... 147
6.5.3. Host skryptów systemu Windows ...................................................................................... 149
6.5.4. Skrypty pow³oki systemów typu Unix ............................................................................... 150
6.6 Zarys programowania w jêzyku C ................................................................................................. 151
6.6.1 Wstêp .................................................................................................................................... 151
6.6.2 Proces tworzenia programu ................................................................................................. 152
6.6.3 Przyk³ad implementacji prostego programu ....................................................................... 153
6.6.4 Zestaw znaków jêzyka C ...................................................................................................... 155
6.6.5 S³owa kluczowe .................................................................................................................... 155
6.6.6 Komentarze ........................................................................................................................... 156
6.6.7 Podstawowe typy danych .................................................................................................... 156
6.6.8 Sta³e ....................................................................................................................................... 157
6.6.9 Wyra¿enia i podstawowe operatory .................................................................................... 161
6.6.10 Zmienne .............................................................................................................................. 162
6.6.11 Instrukcje ............................................................................................................................. 164
6.6.12 Standardowe wejœcie i wyjœcie programu ......................................................................... 170
6.6.13 Funkcje ................................................................................................................................ 172
6.6.14 Tablice ................................................................................................................................. 173
6.6.15 Struktury .............................................................................................................................. 175
6.6.16 WskaŸniki ............................................................................................................................ 176