TECHNOLOGIA INFORMACYJNA
rok akad.: 2010/2011
semestr I, WT PW
prof. dr hab. inż. Lucjan Grochowski
WYKŁAD 1:
1. Informatyka:
- przechowywanie danych- przesyłanie danych- przetwarzanie/interpretowanie danych- badanie procesów algorytmicznych dla analiz, projektowania, implementacji
Podział: software / hardware
Obliczenia numeryczne to tylko 5-7% zastosowań informatyki.
2. Klasyczne obszary zainteresowania klasycznej informatyki:
Ø struktury danych: liczby, tablice, wektory, stosy, kolejki, drzewa, rekordy, listy, grafy, diagramy
Ø programowanie
Ø przetwarzanie rozproszone – programowanie w strukturach sieciowych LAN (local area network – sieć lokalna) /WAN (wide area network – sieć globalna)
Ø organizacja i architektura systemów komputerowych/operacyjnych
3. Podział oprogramowania:
Ø systemowe – np. Windows
Ø użytkowe – powstają do możliwości oprogramowania systemowego
4. Podstawowe pojęcia:
Ø algorytm – sposób rozwiązania problemu
- blokowy – zaznaczający kolejne kroki
- napisany zgodnie z językiem programowania kod źródłowy
Ø programowanie – formułowanie ciągu operacji rozwiązujących dany problem w postaci akceptowalnej przez komputer
Proces programowania:
opracowanie założeń à zapisanie algorytmu à kodowanie/testowanie
język (zbiór zasad, składni, instrukcji) à narzędzie programowania (język programowania + rozszerzające pracę środowisko programistyczne)
Ø kompilacja – przekształcenie kodu źródłowego na kod maszynowy (proces)
Ø kompilator – translator języka wysokiego poziomu (TurboPascal, C, C++), którego programy wynikowe mogą być wprowadzone do pamięci i wykonane po zakończeniu tłumaczenia
Ø interpretator – instrukcje wynikowe wykonywane na bieżąco
Uwaga: komputer zmienia formę przetwarzanej informacji, nic nie dodaje sam od siebie !
dane wejściowe à komputer à dane wyjściowe
dane à oprogramowanie aplikacyjne/systemowe à wyniki
5. Architektura systemu komputerowego:
Ø elementy istotne dla programisty dla logicznego wykonania programu np. lista instrukcji, typy danych
Ø organizacja systemu komputerowego – powiązania jednostek funkcjonalnych, które wpływają na sposób wykonywania instrukcji, ale nie mają wpływu na logikę działania
6. Determinanty zmian systemów komputerowych:
Ø odejście od dużych komputerów w konfiguracjach scentralizowanych
Ø praca w środowiskach rozproszonych – sieci, internet
Ø integracja aplikacji programowych w jednym systemie
Kierunki zmian:
Ø komputerowe przetwarzanie obrazów 2D/3D i ruchomych
Ø pliki multimedialne (tekst+głos+obraz=jeden plik)
Ø sztuczna inteligencja/systemy eksperckie
Ø praca z bazami danych/wiedzy
7. Internet – sieć o globalnym zasięgu:
Ø nieograniczony zasięg
Ø podstawowe usługi: e-mail, www (world wide web), Gopher, WHOIS/WAIS/ARCHIE
Ø zdalny transfer plików FTP (file transfer protocol)
Ø interakcyjna praca komputerów TELNET
Ø grupy dyskusyjne + inne usługi
* Intranet & Extranet
intranet – internet dla potrzeb biznesu
Ø protoków komunikacyjny TCP/IP (transfer control protocol/internet protocol)
Ø systemy operacyjne Unix, Novell-Netware, Windows (NT), Linux
Ø telefonia komórkowa GSM – protokół WAP
extranet – komputery scentralizowane (powoli zanika)
WYKŁAD 2:
8. Organizacja pracy komputera:
9. Podstawowe pojęcia:
Ø bit – najmniejsza jednostka informacji (wartości: 0/1)
Ø plik – zespół informacji przetwarzanych na danym etapie
Ø szybkość przetwarzania informacji – ilość operacji / jednostkę czasu
Ø słowo bitowe – ilość plików przetwarzanych w pojedynczym cyklu przetwarzania
Ø procesy hybrydowe – część elektryczna + optyczna
10. Poziomy struktury systemu komputerowego:
poziom:
Ø języka programu lub narzędzi programowania zorientowanych problemowo
Ø assemblera:
- system operacyjny
- mikro-architektura:
~ układy logiki cyfrowej
~ półprzewodnikowe układy elektroniczne
Ø maszynowy: 0 / 1
11. Komputer von Neumana (ENIAC, 1946 r.):
Ø jednostka sterująca – interpretuje i wykonuje rozkazy z pamięci
Ø jednostka arytm.-log. – wykonuje działania na danych logicznych
Ø pamięć główna – przechowuje dane i rozkazy
Ø urządzenia WE/WY – ich pracą kieruje jednostka sterująca
12. Przetwarzanie danych w komputerze:
Ø oparcie operacji przetwarzania danych o wykonywanie elementarnych operacji binarnych (+ - x ÷)
Ø 0/1 logiczne sterowanie urządzeniami
Ø wykonywanie długich sekwencji działań przy wykorzystywaniu odpowiedniej pamięci (pojemnej bitowo)
Ø aranżacja komunikacji wyjścia z wejściem
13. Zmiany systemowe obejmują:
Ø rejestr – szybka pamięć półprzewodnikowa
Ø urządzenia WE/WY – długie czasy przetwarzania, układ elektromechaniczny
14. Procesor:
Ø arytmometr – obliczenia arytmetyczne/logiczne (na 4-64 bit)
Ø pamięć operacyjna – komórki pamięci z adresami RAM (Random Access Memory - ulotna – do wyłączenia zasilania) lub ROM
Ø pamięci zewnętrzne
Ø rejestry – komórki pamięci procesora z szybkim dostępem do przechowywanych danych – wspomaganie
Ø układ sterowania – pobiera z pamięci kolejne instrukcje, koordynuje przepływ danych arytmometru
Operacje obliczeniowe dokonywane są w taktowanych sekwencjach czasowych.
15. Mikroprocesory:
Interpretacja 20-200 instrukcji.
Architektury mikroprocesorów:
Ø RISC (Reduced Instruction Set Computer): 1-5 instrukcji/cykl
Ø CISC (Complex Instruction Set Computer): 2-10 instrukcji.cykl
Przerwania (IRQ) – system przejmowania kontroli nad czynnościami mikroprocesora
16. Cykl instrukcji:
1. Pobierz instrukcje
2. Pobierz dane z pamięci
3. Wykonaj instrukcje
4. Zapisz wynik do pamięci
Aby uzyskać makrowynik (końcowy), cykli może być tysiące.
17. Pamięć komputerowa:
podział wg:
Ø miejsca w komputerze
· pamięć robocza - RAM
· podręczna - CACHE
· zewnętrzna=masowa - dysk twardy
· pamięć robocza podzespołów
· rejestry procesora
Ø ...
Kamillo06