Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

1 Wykład 1: Poj ę cia Podstawowe Wykładowca: Prof. Anatolij Saczenko Informatyka.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "1 Wykład 1: Poj ę cia Podstawowe Wykładowca: Prof. Anatolij Saczenko Informatyka."— Zapis prezentacji:

1 1 Wykład 1: Poj ę cia Podstawowe Wykładowca: Prof. Anatolij Saczenko Informatyka

2 2 Prof. Anatoly Sachenko -Kontakt Zakład Informatyki i Ekonometrii Budynek A, sala 414 Instytut Ekonomii i Informatyki Wydział Organizacji i Zarządzania http://dydaktyka.polsl.pl/roz6/asachenko/defa ult.aspx sachenkoa@yahoo.com or a_sachenko@ieee.org

3 3 Przegl ą d Wyk ł adu Sprz ę t, Oprogramowanie, Technologie Informacyjne Typy komputerów Architektura Komputera Pojęcia podstawowe Główne części PC Logiczne elementy Komputera Wydajność Komputera

4 4 Sprz ę t Komputerowy, Oprogramowanie, Informacja Oraz Technologie Inf. Sprz ę t Komputerowy (Hardware) - sprz ę t w komputerze (od monitora, przez dysk twardy, CD-ROM, drukark ę, procesor, ko ś ci pamięci operacyjnej a ż po płyt ę główn ą ) Oprogramowanie - zespół programów wykonywanych przez komputer, a tak ż e wszystkie sfery zwi ą zane z projektowaniem programów oraz ich wprowadzeniem Informacja - dowolne dane o obiektach i zjawiskach ś rodowiska, ich parametrów, cech i stanu, które dopatruj ą informacyjne systemy (żywe organizmy, steruj ą ce maszyny i inne) w procesie ich funkcjonowania i działalno ś ci Algorytm - jest naprzód ustalonym, jasnym i szczegółowym przepisem, wykonuj ą c odpowiedni ą ilo ść operacji którego mo ż na rozwiązać pewien problem za odpowiedni ą liczb ę kroków

5 5 Informacja mo ż e istnie ć w ró ż nych formach: Teksty, rysunki, wizerunki, zdj ę cia Świetlny lub d ź wi ę kowy sygna ł y Fale radiowe Elektryczne i neuronowe impulsy Magnetyczne zapisy Znaki i mimikra Zapach i smakowe uczucia Chromosomy Sprz ę t Komputerowy, Oprogramowanie, Informacja Oraz Technologie Inf. (kont.)

6 6 Informacja jest przekazywana od ź ród ł a informacji do jej odbiornika przez kana ł komunikacyjny Mierzenie Informacji. zaproponowa ł a wykorzystywa ć jeden bit (dwójkowy) jako jednostk ę informacji. Bajt, równy 8 bitom. S ą równie ż : 1 kilobajt (KByte) = 1024 bajtów= 2 10 bajtów 1 megabajt (MByte) = 1024 KByte = 2 20 bajtów 1 gigabajt (GByte) = 1024 MByte = 2 30 bajtów 1 terabajt (TByte) = 1024 GByte = 2 40 bajtów 1 petabajt (PByte) = 1024 TByte = 2 50 bajtów Sprz ę t Komputerowy, Oprogramowanie, Informacja Oraz Technologie Inf. (kont.)

7 7 Informacja mo ż e by ć : - stworzona- ubiegła - wykorzystywana-zapamiętywana- akceptowana - kopiowana - formalizowana- rozproszona - przerodzona - zjednoczona-obrobiona - dzielona na cz ęś ci - uproszczona -gromadzona - utrzymana-poszukiwana -mierzona - zniszczona-spostrzeżona Sprz ę t Komputerowy, Oprogramowanie, Informacja Oraz Technologie Inf. (kont.)

8 8 Cechy informacji: - wiarogodność- pełnia - znaczenie- timeliness - przejrzysto ść - obecno ść - ś cisło ść - i inne - Informacyjne resursy s ą idee humanitarno ś ci i kierunków dla ich realizacji, zgromadzonej w formie która pozwala na ich reprodukcje (ciąg dalszy na następnej zwrotce ) Sprz ę t Komputerowy, Oprogramowanie, Informacja Oraz Technologie Inf. (kont.)

9 9 to – są książki, artykuły, patenty, dysertacje, badania i dokumentacja, techniczne tłumaczenie, informacja o front-rank doświadczenie i inny w odróżnieniu od wszystkich innych resursów robocizny, energetyka, górnictwo, i in., rosną tak szybko jak one są wydatkuje Technologia informacyjna - całokształt metod i urządzeń które wykorzystują ludzi dla informacyjnej obróbki Sprz ę t Komputerowy, Oprogramowanie, Informacja Oraz Technologie Inf. (kont.)

10 10 Komputer – jest programowanym elektronicznym przyrządem, sposobnym obrabiać informację i dokonywać obliczeń, a także sposobny wykonywać inne zadania i manipulacje symbolami Są dwa podstawowe rodzaje komputerów: Komputery cyfrowe, obrabiają informację w dwójkowym trybie Komputery analogowe, obrabiają ciągle zmieniające fizyczne wymiary (natężenie elektryczne, czas i in.), które są analogami wyliczanych wymiarów Rodzaje Komputerów

11 11 Mikrokomputery - komputery w których centralna jednostka procesorowa jest wykonana jako mikroprocesor Wydajność komputera definiuje się nie tylko opisem stosowanego mikroprocesora ale również i wielkością pamięci operatywnej, rodzaju jednostek peryferyjnych, jakości strukturalnych decyzji i in. Mikrokomputery są instrumentami dla rozwiązania różnego rodzaju skomplikowanych problemów Mikroprocesory powiększają swoją potęgę i efektywność jednostek peryferyjnych co roku (ciąg dalszy na następnej zwrotce) Rodzaje Komputerów (kont.)

12 12 Zaawansowane modele mikrokomputerów mają kilka mikroprocesorów Rozmaitością mikrokomputerów są – mikrokontrolery – specjalizowane urządzenia sformowane na bazie systemy zarządzają albo technologicznej linii bazowanej na mikroprocesorach Osobowe komputery – są mikrokomputerami uniwersalnego użytku, przeznaczone i kierowane przez jednego użytkownika Duże systemy komputerowe – są przeznaczone dla rozwiązania szerokiej klasy naukowych i techniczny zadań i są skomplikowanymi i bardzo drogimi urządzeniami Są wykorzystane w dużych systemach z 200 300 roboczymi miejscami Rodzaje Komputerów (kont.)

13 13 Superkomputer - wielokomputerowy system zdolny do wykonywania obliczeń równoległych, zbudowany z wielu komputerów Architektura superkomputerów bazuje się na ideach równoległego i potokowego przetwarzania T tego typu urządzeniach równoległy oznacza że duża ilość operacji wykonuje się duża liczba operacji (mikroprocesorowee przetwarzanie) Bardzo szybki tryb przetwarzania jest zabezpieczony nie dła każdego zadania a tylko dla wyznaczonych jako równoległe (ciąg dalszy na następnej zwrotce ) Rodzaje Komputerów - Superkomputer

14 14 Najwięcej rozległe superkomputery – te które stosują systemy paralelizmu masowego One mają dziesięć tysięcy procesorów, które komunikują się przez skomplikowany hierarchiczny system pamięci Wyróżniająca cechą superkomputerów są - procesors wektorowe, wyposażone w aparaturę dla równoległego wykonania operacji z wielowymiarowymi dwójkowymi obiektami wektory i macierzy Wektorowe registry i równoległy potokowy mechanizm działania (ciąg dalszy na następnej zwrotce ) Rodzaje Komputerów – Superkomputer (kont.)

15 15 Jeśli na zwykłym procesorze - programista wykonuje operacje nad każdym komponentem wektora, a w naszym wypadku - komputer opracuje wszystkie wektory na raz Superkomputery są stosowane dla skomplikowanych dużych naukowych problemów (meteorologia, hydrodynamika i in.) Rodzaje Komputerów – Superkomputer (kont.)

16 16 Superkomputery - 10 najlepszych na 20 czerwca 2011 r. Pozy cja Rmax Rpeak (Pflops) Nazwa Komputer Jądra Procesorów ProducentStrona, Kraj, Rok System Operacyjny 1 8.162 8.77363 K computer RIKEN 68,544×8 SPARC64 VIIIfx processors FujitsuRIKEN. Japan, 2011Linux 2 2.566 4.701 Tianhe-1A NUDT YH Cluster 14,336×6 Xeon + 7168×14 GeForce 400 Series, Arch (Proprietary) NUDT National Supercomputing Center of Tianjin. China, 2010 Linux 3 1.759 2.331 Jaguar Cray XT5 224,162 Opteron Cray Oak Ridge National Laboratory. USA, 2009 Linux (CLE) 4 1.271 2.9843 Nebulae Dawning TC3600 Blade 55,680 Xeon + 64,960 Tesla, InfiniBand Dawning National Supercomputing Center in Shenzhen (NSCS). China, 2010 Linux 5 1.192 2.28763 TSUBAME 2.0 HP Cluster Platform 3000SL 73,278 Xeon, Fermi NEC/HP GSIC Center, Tokyo Institute of Technology. Japan, 2010 Linux (SLES 11) (ciąg dalszy na następnej zwrotce )

17 17 Superkomputery - 10 najlepszych na 20 czerwca 2011 r. (kont.) Pozy cja Rmax Rpeak (Pflops) Nazwa Komputer Jądra Procesorów Produ- cent Strona, Kraj, Rok System Operacyjny 6 1.11 1.36581 Cielo Cray XE6 142,272 Opteron Cray Los Alamos National Laboratory. United States, 2010 Linux (CLE) 7 1.088 1.31533 Pleiades Altix 111,104 Xeon, InfiniBand SGI Ames Research Center. USA, 2011 Linux 8 1.054 1.28863 Hopper Cray XE6 153,408 Opteron Cray Lawrence Berkeley National Laboratory. USA, 2010 Linux (CLE) 9 1.05 1.25455 Tera 100 Bull Bullx 138,368 Xeon, InfiniBand Bull SA Commissariat à l'énergie atomique (CEA). France, 2010 Linux (XBAS) 10 1.042 1.37578 Roadrunner BladeCenter QS22/LS21 122,400 Cell/Opteron IBM Los Alamos National Laboratory. USA, 2009 Linux (Fedora 9)

18 18 Przenośne komputery zazwyczaj potrzebne dla menedżerów, uczonych, dziennikarzom, jakim trafiły się pracować poza ofisem - w domu, na prezentacjach lub w czasie podróży Podstawowe rodzaje przenośnych komputerów : Laptop Notebook Palmtop Personal Digital Assistant Laptop (od lap – kolano, top - nad, z góry) Po rozmiarach jest podobny do zwykłej teczki Teraz komputery tego typu ustępują miejscem jeszcze mniejszym modelom Po podstawowej cesze (szybkość reakcji, pamięć) przybliżnie odpowiada biurkowym osobowym komputerom Rodzaje Komputerów – Przenośne Komputery

19 19 Notebook Po rozmiarach jest podobny do książki wielkiego formatu Waga około 3 kg Dla połączenia z Internetem ma wmontowany modem Zazwyczaj są zabezpieczone modułami napędu dysków CD i dyskietek Dużo nowoczesnych komputerów tego typu mają wymienialne bloki z standardowymi gniazdkami Jest odporny do niepowodzeń w sieci elektrycznej (ciąg dalszy na następnej zwrotce ) Rodzaje Komputerów – Przenośne Komputery (kont.)

20 20 Używa energię od potocznego elektrycznego systemu W razie niepowodzenia on przechodzi na reżym wyżywienia od akumulatorów Rodzaje Komputerów – Przenośne Komputery (kont.)

21 21 Osobowy cyfrowi asystenci (OCA) – jest ręcznym komputerem, ale stawały się więcej wielostronnymi za ostatnie lata OCA również są wiadome jak kieszonkowe komputery albo palmtop komputery OCA mają bogate zastosowanie : Obliczenia Wykorzystują jaka zegar i kalendarz Dostęp do Internetu Scanowanie kodu kreskowego (ciąg dalszy na następnej zwrotce ) Rodzaje Komputerów – Przenośne Komputery (kont.)

22 22 Przesyłanie i dostarczenie poczty elektronicznej, dyktafon, redaktorr tekstów Wykorzystuje adresową księgę, tablicy elektroniczne Nowy OCA również mają jak barwiste ekrany, tak i głosowe możliwości, niektóre modele są wykorzystywani jak telefony komórkowe (smartphones), przeglądarki internetowe, albo odtwarzacz muzyki Wiele OCA mają ekran dotykowy (ciąg dalszy na następnej zwrotce ) Rodzaje Komputerów – Przenośne Komputery (kont.)

23 23 Dużo OCA może mieć dostęp do Internetu, dostąp do wewnętrznych albo zewnętrzych sieci przez Wi- Fi, albo Wireless Globalne Siecie (WWANs ) Rodzaje Komputerów – Przenośne Komputery (kont.)

24 24 Architektura komputera - jego opis jest na niektórym generalnym poziomie, m.in. opis możliwości użytkowników do programowania, komplet instrukcji, sposobów adresacji, organizacja pamięci, i tak dalej Architektura definiuje zasady działania, informacyjne związki i wzajemne związki bazowych logicznych zestawów komputera: procesor, operatywna pamięć, zewnętrzna pamięć i peryferyjne zasoby Środowisko różnych architektur komputerów zabezpieczone ich łączeniem z punktu widzenia użytkownika Architektura Komputera

25 25 Klasyczna architektura (architektura Von Neumann ) składa się z jednostki arytmetyczno-logicznej (Arithmetic Logic Unit - ALU) przez który przechodzi potok danych i jednostki sterowania (CU - Control Unit) przez który przechodzi potok instrukcji – program To - jednoprocesorowy komputer Wieloprocesorowa architektura - Są kilka procesorów w komputerze, więc dużo procesów i wątków może być organizowane jednocześnie W takim wypadku kilka fragmentów jednego zadania mogą wykonywać się jednocześnie Wielo jednostkowy komputerowy system - Kilka procesorów połączonych w komputerowy system, bez wspólnej głównej pamięci lecz każdy ma swoją własną (lokalną) Architektura Komputera (kont.)

26 26 Architektura z równoległymi procesorami - Kilka ALU pod zażądaniem jednej jednostki sterowania To oznacza, że wielka ilość info może być obrobiona jednym programem w jednym potoku instrukcji Komputerowe zasady (według John Von Neumann) Zasada programowego sterowania. Program składa się z kompletu instrukcji które jedną po drugiej w pewnej kolejności wykonuje procesor (ciąg dalszy na następnej zwrotce ) Architektura Komputera (kont.)

27 27 Zasada jednolitej pamięci Programy i info są zachowywani w tej samej pamięci Komputer nie rozróżnia co zachowuje się komórce pamięci - numer, tekst albo rozkaz Nad instrukcjami możliwie wykonywać takie same operacje jak i nad informacją Zasady adresowania Strukturalnie, podstawowa pamięć składa się z ponumerowanych komórek; dowolna komórka dostępna procesorowi w dowolny moment czasu Architektura Komputera (kont.)

28 28 Główne części Komputera osobistego (Personal Computer - PC): Pamięć CPU – (Central Processing Unit) procesor komputera, składa się z jednostki arytmetyczno- logicznej ALU (Arithmetic Logic Unit ) i jednostki sterowania CU (Control Unit) Jednostka wprowadzenia Jednostka wyprowadzenia Płyta główna Dysk twardy CD-ROM Urządzenia podłączane przez kanały danych Architektura Komputera (kont.)

29 29 Funkcje pamięci: Otrzymuje informacje od innych urządzeń Zachowanie informacji Wysyłanie informacji innym komputerowym urządzeniam kiedy jest na to potrzeba Funkcje CPU: Obróbka danych zgodnie z programem przez wykorzystanie arytmetycznych i logicznych operacji Programne zarządzanie pracą urządzeń komputera Architektura Komputera (kont.)

30 30 Logiczne Elementy Komputera Informacja i instrukcje pojawiają się jako dwójkowa kolejność różnej struktury i długości Istnieją różne fizyczne sposoby kodowania dwójkowej informacji Logiczna jednostka komputera - część elektronicznego logicznego wykresu, jaka będzie realizować elementarną Logiczną funkcję Logiczne Elementy – algebra Bool

31 31 Logicznymi elementami komputerów są elektronowe schematy I (AND), Albo (OR), Nie (NO), I-NIE (AND-NOT), Albo-Nie (ORNOT) i inne, i triggers Tablica prawdziwości - to tablicowe prezentowanie logicznego schematu (operacje), w której wszystkie możliwe istne kombinacje znaczeń wejściowych sygnałów (operandów) przenoszą się razem z istnymi znaczeniami wyjściowych sygnałów (rezultat operacji) dla każdej z kombinacji Logiczne Elementy Komputera (kont.)

32 32 Schemat AND realizuje iloczyn logiczny (koniunkcje) dwóch albo więcej Logicznych znaczeń Jeden będzie kiedy w schemacie AND będą jedynki na wszystkich wejściach. Jeżeli będzie zero na chociaż jednym z wejść, w konsekwencji będzie zero Logiczne Elementy Komputera (kont.)

33 33 Schemat OR realizuje alternatywe (suma logiczna) dla dwóch albo więcej Logicznych znaczeń. Gdy jedynka jest na jednym z wejść schematu OR również jedynka będzie jego wyjściu Logiczne Elementy Komputera (kont.)

34 34 Schemat NOT realizuje operacje zaprzeczenia. Związek między wejściowym x tego schematu i wyjściowym z może być opisany jako korelacja, gdzie x czyta się nie x albo inwersja x Logiczne Elementy Komputera (kont.)

35 35 Schemat AND-NOT składa się z elementów AND i NOT i realizuje inwersje rezultatu dla schematu AND. Związek między rezultatem z i wejśćami schematu x i y może być opisany, jak gdzie czyta się jak "inwersja x i y". Logiczne Elementy Komputera (kont.)

36 36 Schemat OR-NOT składa się z elementów OR i NOT i realizuje inwersje rezultatu dla schematu OR. Związek między rezultatem z i wejśćami schematu x i y może być opisany, jak gdzie czyta się jak "inwersja x or y". Logiczne Elementy Komputera (kont.)

37 37 Trigger - elektronowy schemat wyzwalający, szeroko stosowany w registrach komputera dla niezawodnego dwójkowego kodu zapamiętania jednej cyfry Trigger ma dwa niewywrotnych stany, jeden z odpowiada dwójkowej jedynce, inny do dwójkowemu zeru Najwięcej rozpowszechniony trigger - tzw. RS-trigger (S i R oznaczają odpowiednio ustanowić i zrzucić ) RS-Trigger Logiczne Elementy Komputera (kont.)

38 38 Sumator - elektronowy logiczny schemat, wykorzystywana dla zsumowania dwójkowych numerów (ciąg dalszy na następnej zwrotce ) CiCi C out CS Logiczne Elementy Komputera (kont.)

39 39 Dla zsumowania numerów A i B w i-tej cyfrze potrzebne są trzy numery: Numer ai pierwszego elementu Numer bi drugiego elementu Przeniesienie Pi–1 od młodego znakowego bitu Rezultatem zsumowania dwóch numerów jest: Numer Ci dla sumy Przeniesienie Pi od danego numeru do główniejszego Logiczne Elementy Komputera (kont.)

40 40 Wydajność Komputera Wydajność komputera jest charakteryzowana ilością wykonanej pracy przez komputerowy system w porównaniu do zużytego ta to czasu oraz resursów Zależnie od kontekstu, normalna komputerowa wydajność może wymagać jeden albo więcej z listy: Krótki czas odpowiedzi na dane zadanie Wysoka produktywność (norma procesorowej obróbki ) Niska utylizacja obliczeniowych resursów Wysoka przydatność obliczeniowych systemów lub aplikacji

41 41 Czynniki które mają wpływ na wydajność komputera: Szybkość CPU (jest mierzona w Megahercach - Mhz i Gigaherc - Ghz) Ukazuje na ilość operacji która może być wykonana za sekundę Wtedy większa szybkość - lepsza wydajność Rozmiar operatywnej pamięci Ukazuje ilość pierwotnej pamięci Czym większy rozmiar tym lepsza wydajność Liczba wykonujących się aplikacji Czym więcej aplikacji pracuje tym mniej pierwotnej pamięci i niższa szybkość CPU Aniżeli mniej aplikacji to lepsza wydajność Wydajność Komputera (kont.)

42 42 Literatura European Computer Driven Licence, Syllabus version 4.0, 2006. L.Z.Shaucukova. Informatics. Moscow, 2002. – 420 p. (in Russian) William Stallings. Computer Organization and Architecture: Designing for Performance (6th edition). Prentice Hall, 2002, 750 p. Tucker (Editor-in-Chief), R. Cupper, F.P. Deek, and R. Noonan (Editorial advisors), Computer Science Handbook, Second edition, CRC Press, 2004, 2752 p. Hysa B., Piekoszewska B., Rakowiecka K., Sobota M., Sołtysik- Piorunkiewicz A., Zdonek D., Zdonek I., : Laboratorium z podstaw informatyki w zarządzaniu. Część II. Wprowadzenie do MS Windows. MS Word. Wydawnictwo PŚ. Gliwice 2003. Skrypt nr 2324. Kowalczyk G.: Word 2000 PL. Ćwiczenia praktyczne. Helion, Gliwice 2000. J. Glenn Brookshear. Computer science an overview, Sixth edition, Addison Wesley, 2001, 688 p.


Pobierz ppt "1 Wykład 1: Poj ę cia Podstawowe Wykładowca: Prof. Anatolij Saczenko Informatyka."

Podobne prezentacje


Reklamy Google