dr inż. Piotr Fabian Zakład Oprogramowania, Instytut Informatyki PODSTAWY INFORMATYKI dr inż. Piotr Fabian Zakład Oprogramowania, Instytut Informatyki Wykład 1 WPROWADZENIE DO PRZEDMIOTU Strona WWW: http://www-zo.iinf.polsl.gliwice.pl/~piotrcf/pi Pokój: 527

Plan Charakterystyka wykładu i laboratorium, plan zajęć, prowadzący Szczegółowy plan wykładów Szczegółowy plan laboratoriów Warunki zaliczenia Terminy Informacje porządkowe „Podstawy podstaw informatyki”

Przedmiot Wykład – 30 godzin Laboratorium – 45 godzin Sala: 425 Godzina: 8:30 – 10:00, czwartki Laboratorium – 45 godzin Sale: 521, 522, 523, 528, 528A, 212a Zajęcia według planu

Prowadzący dr inż. Piotr Fabian mgr inż. Adam Karwan

Charakterystyka wykładu Celem zajęć jest zapoznanie studentów z podstawowymi wiadomościami na temat budowy, działania i sposobów wykorzystania komputerów oraz funkcjonowania sieci teleinformatycznych, ze zwróceniem uwagi na aspekt praktyczny przekazywanej wiedzy.

Plan wykładu (1) Wykład 1 – Wprowadzenie do przedmiotu Wykład 2 – Budowa, działanie i architektura komputerów Wykład 3 – Urządzenia peryferyjne komputerów Wykład 4 – Systemy operacyjne Wykład 5 – Pakiet Office – Word i Excel Wykład 6 – Pakiet Office – Access i PowerPoint

Plan wykładu (2) Wykład 7 – Grafika komputerowa Wykład 8 – Sieci komputerowe Wykład 9 – Internet Wykład 10 – Tworzenie stron WWW Wykład 11 – Języki programowania Wykład 12 – Bezpieczeństwo w sieci

Plan wykładu (3) Wykład 13 – Niektóre kierunki rozwoju informatyki Wykład 14 – Sprawdzian wykładowy

Wykład 2 – Budowa, działanie i architektura komputerów Historia komputerów Rodzaje komputerów Budowa komputera Urządzenia I/O (wejścia/wyjścia) Porty Procesor – budowa i działanie Magistrale Pamięć RAM – rodzaje, budowa, działanie

Wykład 3 – Urządzenia peryferyjne komputerów Dyski twarde Czytniki płyt CD/DVD Karty graficzne Monitory Drukarki Skanery Pamięci przenośne Inne

Wykład 4 – Systemy operacyjne Pojęcie systemu operacyjnego Historia systemów operacyjnych BIOS Oprogramowanie Wielozadaniowość Systemy czasu rzeczywistego Dyski, partycje, systemy plików Powłoka systemowa (ang. shell) Zaawansowane funkcje systemów operacyjnych

Wykład 5 – Pakiet Office – Word i Excel Podstawowe i niektóre zaawansowane funkcje programu MS WORD 2003 Podstawowe i niektóre zaawansowane funkcje programu MS EXCEL 2003

Wykład 6 – Pakiet Office – Access i PowerPoint Podstawowe i niektóre zaawansowane funkcje programu MS ACCESS 2003 Podstawowe i niektóre zaawansowane funkcje programu MS POWERPOINT 2003

Wykład 7 – Grafika komputerowa Urządzenia stosowane w systemach grafiki komputerowej Modele barw i kolorów Transformacje geometryczne Grafika rastrowa a grafika wektorowa Oświetlenie, teksturowanie Popularne formaty graficzne

Wykład 8 – Sieci komputerowe Pojęcie sieci, rodzaje sieci Składniki sieci, topologia sieci Media transmisyjne ISO/OSI TCP/IP Ethernet 802.11x – sieci bezprzewodowe Bluetooth, IrDA

Wykład 9 – Internet Usługi sieciowe WWW FTP Telnet, SSH E-mail Usenet News Zdalny pulpit (RDP) Sieci P2P Komunikatory internetowe

Wykład 10 – Tworzenie stron WWW Język HTML Java Script Języki skryptowe wykonywane po stronie serwera (PHP, ASP) – podstawy Edytory stron WWW Wskazówki dotyczące tworzenia witryn internetowych

Wykład 11 – Języki programowania Podział języków Języki wysokiego a języki niskiego poziomu Pojęcie kompilatora, translatora i interpretera Typy danych, instrukcje „Algorytmy + struktury danych = programy”

Wykład 12 – Bezpieczeństwo w sieci Wirusy i programy antywirusowe Zapory ogniowe (firewall) Podstawy kryptografii symetrycznej i asymetrycznej Bezpieczne składowanie, przesyłanie i przenoszenie danych

Wykład 13 – Niektóre kierunki rozwoju informatyki Nowe technologie Sztuczna inteligencja Systemy biometryczne Sieci konwergentne Konsekwencje globalnej informatyzacji

Plan laboratorium (1) Wprowadzenie Ćwiczenie 1 – Komputer i urządzenia peryferyjne Ćwiczenie 2 – System Windows 2k/XP Ćwiczenie 3 – MS Word (x2) Ćwiczenie 4 – MS Excel (x2) Ćwiczenie 5 – MS Access (x2) Ćwiczenie 6 – MS PowerPoint

Plan laboratorium (2) Ćwiczenie 7 – Poczta elektroniczna Ćwiczenie 8 – Tworzenie stron WWW Ćwiczenie 9 – Korzystanie z zasobów sieci Internet Ćwiczenie 10 – Bezpieczeństwo w sieci Ćwiczenie 11 – Środowisko Linux

Plan laboratoriów ??? Adam Karwan

Zaliczenie (1) Zaliczenie z wykładu uzyskuje się przez zaliczenie laboratorium z przedmiotu i napisanie sprawdzianu wykładowego. Warunkiem zaliczenia laboratorium jest poprawne wykonanie zadań przydzielonych przez prowadzącego zajęcia i uzyskanie pozytywnych ocen z każdego ćwiczenia.

Zaliczenie (2)

Wprowadzenie Na wprowadzeniu do laboratorium został/zostanie odczytany regulamin laboratorium, regulamin przedmiotu regulamin zakładu oprogramowania oraz regulamin BHP. Oświadczenie o zapoznaniu się z regulaminem BHP. Podział na RÓWNOLICZNE sekcje.

Sprawdzian wykładowy Odbędzie się na ostatnim wykładzie Tematyka laboratorium i wykładów Forma testu wielokrotnego wyboru Zaliczenie od oceny >= 2.5 Forma poprawy zależna od liczby osób

Zwolnienia z laboratorium BRAK W przypadku kiedy prowadzący laboratorium zweryfikuje poziom wiedzy osoby ubiegającej się o zwolnienie z konkretnego ćwiczenia będzie możliwość wcześniejszego opuszczenia laboratorium. Każde ćwiczenie będzie musiało zostać zaliczone na ocenę pozytywną.

Ocena z przedmiotu Oceną końcową z przedmiotu będzie średnia arytmetyczna oceny końcowej z laboratorium oraz oceny ze sprawdzianu wykładowego. Ocena z laboratorium >=3 Ocena ze sprawdzianu wykładowego >=2.5

Laboratorium – terminy Terminowe oddawanie projektów i zaliczanie ćwiczeń 1 tydzień na oddanie nieskończonych na zajęciach projektów i zaliczenie zaległych ćwiczeń Zaliczenie wszystkich ćwiczeń przed rozpoczęciem sesji warunkuje zdobycie zaliczenia w normalnym trybie Pierwszego dnia sesji kierownik przedmiotu przejmuje teczki laboratoryjne od prowadzących

Przypadki szczególne Każdy, kto nie uzyska zaliczenia w trakcie trwania semestru, będzie musiał je zdobyć w trakcie sesji. Zaliczenie w sesji (u mnie): Nadrobienie i zaliczenie zaległości Dodatkowy DUŻY projekt praktyczno-teoretyczny do zrealizowania do końca drugiego tygodnia sesji W przypadku nie dotrzymania terminów: BRAK ZALICZENIA

Wpisy do indeksów Pod oceną w indeksie podpisuje się kierownik przedmiotu Wpisy w terminie konsultacji

Inne Prezentacje dostępne na stronie: http://www-zo.iinf.polsl.gliwice.pl/~piotrcf/pi Dodatkowe materiały także na w/w stronie Kontakt: Piotr.Fabian@polsl.pl temat wiadomości: PIMFET lub w godzinach konsultacji w pokoju 527/506

Koniec części informacyjnej A teraz trochę podstaw  …

Informatyka INFORMATYKA – dyscyplina naukowa zajmująca się badaniem procesów zachodzących przy przetwarzaniu, przekazywaniu, zapisywaniu i zachowywaniu informacji Informatyka techniczna a informatyka biologiczna Wszędzie tam, gdzie kończy się materia nieożywiona, a zaczyna ożywiona pojawiają się jako symptomy życia zakodowane zapisy informatyczne zawarte w łańcuchach DNA i systemy wykorzystywania tych zapisów. Są to molekularne systemy informatyki w organizmach żywych, stanowiące nie tylko olbrzymi obszar dla badań praw rządzących kodowaniem i przetwarzaniem danych, ale również często niedościgłe wzory dla tworzonych przez nas technicznych systemów informatyki. Ludzie zaczęli budować systemy informatyczne około 60 lat temu, dzięki czemu powstała informatyka techniczna. Stworzone przez nią systemy są powszechnie stosowane. Systemy informatyki biologicznej ewoluują od setek milionów lat. To właśnie dzięki nim rozwijają się i samoodtwarzają na naszej planecie organizmy żywe. Zarówno w informatyce technicznej jak i biologicznej wykorzystuje się te same zasady i podobnie realizuje zadania. Najpierw powstaje algorytm (czyli zestaw operacji, które trzeba wykonać, aby uzyskać założony efekt), potem program, następnie urządzenie do jego realizacji, wreszcie następuje realizacja. Ta zasada jest wspólna. Są jednak w tych systemach istotne różnice. • Język programowania w informatyce technicznej jest dwuwartościowy (0 lub 1), informatyka biologiczna opiera się na czterowartościowej logice (symbole terminalne A, G, C, T). (adenina, tymina, guanina i cytozyna. ) • W informatyce technicznej do zapisywania symboli terminalnych używamy makroukładów (jakkolwiek miniaturowe byłyby), a w informatyce biologicznej symbole terminalne języka reprezentowane są przez atomy i molekuły. Różnice te wynikają z różnych celów pisania programów przez nas i przez naturę. Do rozwiązania pozostał jednak ważny problem: biologia buduje obiekty nanotechnologiczne i zdolne do samopowielenia. Dlatego każda informacja jest zapisana w DNA podwójnie. Dzięki temu z jednego łańcucha powstają dwa i następuje replikacja całego zapisu. Każde rzucone w ziemię ziarno pszenicy zawiera 10 Mb informacji. Jest to program pozwalający odtworzyć całą roślinę, z której ziarno to pochodzi i wytworzyć nowe ziarno. Informatyka biologiczna wciąż jeszcze pozostaje dla informatyki technicznej niedościgłym wzorcem, ale można już zauważyć stopniowe zbliżanie się do siebie obu tych systemów. Technologie molekularne już dziś częściowo służą do miniaturyzacji urządzeń, ale czeka nas jeszcze zejście w tej dziedzinie do poziomu atomów. Głównym celem jest uzyskanie samoreplikacji programów i obiektów. Pierwsze udane próby zostały już zresztą uczynione. REWOLUCJA! A może uda się przeskoczyć naturę i zejść do jeszcze niższego poziomu zastępując litery kodu nie molekułami, lecz spinami atomów? Uzyskalibyśmy wtedy całościowy układ systemów informatycznych: techniczny (symbole 1 i 0), biologiczny (symbole: nukleotydy), nanotechniczny (symbole: molekuły) i kwantowy (spiny). Byłby to prawdziwy przewrót naukowy. Przejście z poziomu makroelementów na poziom molekularny i atomowy (czego pierwsze efekty już obserwujemy) zmieni całkowicie otaczający nas świat techniki, a informatyce pozwoli zbliżyć naukę jako całość do tego, co można by nazwać granicą poznania. UPADEK! Samo słowo „informatyka” stało się modne. Organizowane są masowo kursy „informatyki”, bez podstaw informatyki. Kursy uczą obsługi komputera, głównie PC. To pomylenie pojęć stanowi zagrożenie dla rozwoju informatyki. Mając na myśli informatykę, zbyt często odwracamy uwagę od tego, co powinno być głównym przedmiotem zainteresowania

Informacja INFORMACJA - „Wielkość abstrakcyjna, która może być przechowywana w pewnych obiektach, przesyłana pomiędzy obiektami, przetwarzana w pewnych obiektach i stosowana do sterowania pewnymi obiektami, przy czym przez obiekty rozumie się organizmy żywe, urządzenia techniczne oraz systemy takich obiektów.”

Narzędzia informatyki Narzędzia współczesnej informatyki: Komputery Oprogramowanie Algorytm Program System operacyjny ALGORYTM – jest to zbiór uporządkowanych operacji takich, że po ich wykonaniu otrzymuje się rozwiązanie dowolnego zadania z określonej klasy zadań. PROGRAM – zakodowany przy pomocy odpowiedniego języka algorytm, który steruje pracą obiektu wykonującego ten program

Dodatkowe definicje ALGORYTM – jest to zbiór uporządkowanych operacji takich, że po ich wykonaniu otrzymuje się rozwiązanie dowolnego zadania z określonej klasy zadań. PROGRAM – zakodowany przy pomocy odpowiedniego języka algorytm, który steruje pracą obiektu wykonującego ten program SYSTEM OPERACYJNY – Wykład 4

Jednostki informacji 1 bit {0,1} – najmniejsza jednostka informacji 1 bajt (byte) = 8 bitów ( 01101001 ) 1 słowo (word) = 2 bajty = 16 bitów 1 KB = 210 bajtów = 1024 bajty 1 MB = 210 KB = 1048576 bajty ...uwaga na przedrostki (nast. slajd)

Jednostki informacji Przedrostki dwójkowe – stosowane w informatyce przedrostki jednostek miary o identycznych nazwach i oznaczeniach jak przedrostki SI, ale o mnożniku 103 zastąpionym przez 210 (103 = 1000 ≈ 1024 = 210). Dodatkowo przedrostek kilo jest często oznaczany literą K, a nie k jak w układzie SI. Zastosowanie przedrostków dwójkowych jest bardzo praktyczne, jeśli operujemy wielkościami dla których naturalnym jest dwójkowy system liczbowy, np. rozmiarami pamięci komputerowej.

Jednostki informacji Ponieważ takie użycie przedrostków SI nie jest zgodne z ich oryginalnym przeznaczeniem, w 1999 r. IEC zaproponowało metodę wyeliminowania rozbieżności. Polegała ona na dodaniu po znaku mnożnika (pisanym zawsze wielką literą) litery i, i zastąpienie drugiej sylaby nazwy mnożnika przez bi. Przykładowo KiB, czyli kibibajt ma oznaczać 1024 bajty, w odróżnieniu od kB, czyli kilobajta oznaczającego 1000 bajtów.

Jednostki informacji

Kod dwójkowy Przykłady: Słowo n-bitowe X = xn-1.......x1x0 Słowo 8 bitowe 10010011 Takie słowo reprezentuje liczbę z przedziału od 0 do 2n-1 Przykłady: dla n=8 0 - 255 na jednym bajcie dla n=16 0 - 65535 na dwóch bajtach dla n=24 0 - 16777216 na trzech bajtach

Konwersja do kodu dwójkowego 156 : 2 = 78 reszty 0 78 : 2 = 39 reszty 0 39 : 2 = 19 reszty 1 19 : 2 = 9 reszty 1 9 : 2 = 4 reszty 1 4 : 2 = 2 reszty 0 2 : 2 = 1 reszty 0 1 : 2 = 0 reszty 1 (1 0 0 1 1 1 0 0)BIN X 27 26 25 24 23 22 21 20 =128+0+0+16+8+4+0+0 (156)DEC = (10011100)BIN

Kod uzupełnień do 2 Liczba całkowita ze znakiem Przedział: od -2n-1 do 2n-1-1 dla n=8 -128 do 127 na 1 bajcie dla n=16 -32768 do 32767 na 2 bajtach liczba ujemna = zanegowana liczba dodatnia + 1 -X = (not X) + 1

System szesnastkowy i ósemkowy System ósemkowy (octal) {0,1,2,3,4,5,6,7} … 84 83 82 81 80 System szesnastkowy (hexadecimal) {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F} … 164 163 162 161 160 (234)DEC=(EA)HEX=(352)OCT=(11101010)BIN

Podstawowe operacje logiczne Alternatywa (OR) Iloczyn (AND) Negacja (NOT) Alternatywa wyłączna (XOR) A B A OR B 1 A B A AND B 1 A B A XOR B 1 A NOT A 1

Przykładowe działania SUMA (OR) NEGACJA (NOT) 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0

Podstawowe twierdzenia algebry Boole’a

Znaki alfanumeryczne - ASCII ASCII - American Standard Code for Information Interchange W 1981r. IBM wprowadził rozszerzony do 8 bitów kod (wcześniej od 1965 był 7-bitowy), co pozwala na przedstawienie za jego pomocą 256 znaków (w tym znaki specjalne, graficzne, matematyczne i diakrytyczne znaki narodowe)

Tablica kodów ASCII

Kod UNICODE 256 znaków alfanumerycznych jakie można zakodować za pomocą rozszerzonego kodu ASCII nie dawało możliwości zakodowania znaków diakrytycznych wielu języków np.: japońskiego, arabskiego itp. Odpowiedzią jest kod nazywany UNICODE o długości 16 bitów dla każdego znaku, a to daje już możliwość zakodowania 65536 znaków

Pomocne materiały Do przygotowania tej prezentacji wykorzystano następujące materiały: elementy prezentacji „Podstawy Informatyki I” dr hab. Zbigniewa Postawy (UJ) materiały z wykładów prof. Stefana Węgrzyna

Dziękuję za uwagę Zapraszam za tydzień na wykład: Budowa, działanie i architektura komputerów