Πανεπιστημιακές Σημειώσεις‐Διαλέξεις:Δασική Πληροφορική 1

Ζαχαρούλα ΑνδρεοπούλουΤμήμα Δασολογίας & Φυσικού Περιβάλλοντος

Περιεχόμενα Ενότητα 1. Εισαγωγή στα Υπολογιστικά Συστήματα

Ενότητα 2. Λειτουργικά συστήματα

Ενότητα 3. Ανάπτυξη Πληροφοριακών Συστημάτων

Ενότητα 4. Αρχές και στόχοι προγραμματισμού-Προγραμματισμός και ανάπτυξη λογισμικού

Ενότητα 5. Δομές Δεδομένων και ΑλγόριθμοιΕνότητα 6. Οργάνωση και διαχείριση Περιβαλλοντικών δεδομένων σε Πληροφοριακά Συστήματα

Ενότητα 7. Η συμβολή της Δασικής Πληροφορικής στον Δασοπονικό τομέα

Ενότητα 1. Εισαγωγή στα Υπολογιστικά Συστήματα

Ο όρος υπολογιστικό σύστημα χρησιμοποιείται για ναπεριγράψει ένα σύστημα, μία μηχανή γενικού σκοπού, η οποίαείναι σε θέση να εκτελεί υπολογισμούς, με σκοπό την επίλυσηπροβλημάτων, αλληλοεπιδρώντας με το περιβάλλον και τουςχρήστες του

Κάθε υπολογιστικό σύστημα συνίσταται από τρία συστατικάμέρη:

Υλικό (hardware)

Λογισμικό (software)

Δεδομένα (data)

Ορισμός υπολογιστικού συστήματος

Ως λογισμικό θεωρείται το σύνολο των προγραμμάτων πουπροσδιορίζουν τη λειτουργία του υλικού.

Κάθε πρόγραμμα συνίσταται από ένα σύνολο εντολών ήοδηγιών, οι οποίες καθοδηγούν τα επιμέρους τμήματα ενόςυπολογιστικού μηχανήματος, με τέτοιο τρόπο που να μπορεί ναεκτελέσει ή να «τρέξει» μία συγκεκριμένη εργασία.

Μερικές φορές, οι χρήστες, δημιουργούν το ειδικό λογισμικόπου χρειάζονται, ωστόσο η συντριπτική πλειοψηφία τωνχρηστών χρησιμοποιεί εμπορικά προϊόντα.

Ορισμός λογισμικού

Το λογισμικό χωρίζεται σε 2 κατηγορίες:

•Λογισμικό εφαρμογών (Application Software)

•Λογισμικό συστήματος (System Software)

Το λογισμικό χωρίζεται σε 3 κατηγορίες με βάση το τρόπο πουδιαμοιράζεται:

•Εμπορικό λογισμικό (Commercial Software)

•Διαμεριζόμενο λογισμικό (Shareware)

•Ελεύθερο λογισμικό (Freeware)

Κατηγορίες Λογισμικών (1/2)

Λογισμικό εφαρμογών: Κάθε πρόγραμμα, που επιτρέπει σε ένανχρήστη να εκτελέσει μία ομάδα συγκεκριμένων εργασιών.

Παράδειγμα, ένας επεξεργαστής κειμένου, που μας βοηθάστη σύνταξη και επεξεργασία εγγράφων, ή έναςφυλλομετρητής (browser), που μας επιτρέπει να“σερφάρουμε” στο διαδίκτυο.

Λογισμικό συστήματος: Είναι κάθε πρόγραμμα που έχεισχεδιαστεί για να λειτουργεί και να ελέγχει το υλικό τουυπολογιστή, παρέχοντας υποστήριξη στις διάφορες εφαρμογές.Κατά συνέπεια, κανένα λογισμικό εφαρμογών, δεν μπορεί νατρέξει από μόνο του, αλλά για την εκτέλεση του βασίζεται στολογισμικό συστήματος.

Κατηγορίες Λογισμικών (2/2)

Ένας υπολογιστής είναι μια ηλεκτρονική συσκευή πουεπεξεργάζεται δεδομένα, μετατρέποντας τα σε χρήσιμεςπληροφορίες για τους ανθρώπους.

Κάθε υπολογιστής, ανεξάρτητα από το είδος του,ελέγχεται από προγραμματιζόμενες οδηγίες, που δίνουνστο μηχάνημα ένα συγκεκριμένο σκοπό δίνοντάς τουσυγκεκριμένες εντολές

Υπολογιστές

Οι περισσότεροι υπολογιστές προορίζονται για χρήση από ένα μόνοάτομο τη φορά.Είναι πιθανό πολλοί χρήστες να μοιράζονται έναν υπολογιστή,ωστόσο μόνο ένας χρήστης μπορεί να εργαστεί με την μηχανή σεδεδομένη στιγμή.Τα έξη κύρια είδη υπολογιστών είναι:• Επιτραπέζιοι• Σταθμοί εργασίας• Υπολογιστές Tablet• Υπολογιστές χειρός• Έξυπνα τηλέφωνα

Προσωπικοί Υπολογιστές

Ορισμένοι υπολογιστές εξυπηρετούν ταυτόχρονα τις ανάγκες πολλώνχρηστών. Αυτά τα ισχυρά συστήματα χρησιμοποιούνται συχνότερααπό οργανισμούς, (π.χ. επιχειρήσεις ή σχολεία) και είναι συνήθως ηβάση του δικτύου του οργανισμού.

Οι υπολογιστές για Οργανισμούς κατηγοριοποιούνται σε:

Διακομιστές δικτύου

Μεγάλοι υπολογιστές

Μίνι ‐ υπολογιστές

Υπέρ ‐ υπολογιστές

Υπολογιστές στους Οργανισμούς

Η επίδραση των υπολογιστών στην κοινωνία και κυρίως στην καθημερινή μας ζωή, είναι σημαντική. 

Οι τομείς που επηρεάζονται από τους υπολογιστές είναι:

Οικιακή χρήση

Εκπαίδευση

Μικρές επιχειρήσεις

Βιομηχανία

Διακυβέρνηση

Υγειονομική Περίθαλψη

Υπολογιστές στην Κοινωνία

• Ψηφιακό σύστημα (Digital) ορίζεται ένα σύστημα που παίρνει τιμές από μία ομάδα συγκεκριμένων τιμών

• Αναλογικό σύστημα (Analogue) ορίζεται ένα σύστημα που παίρνει συνεχόμενες τιμές 

Παράδειγμα:

Ένας ανηφορικός δρόμος αυξάνει και παίρνει όλες τις ενδιάμεσες τιμές από το χαμηλότερο μέχρι το υψηλότερο σημείο (Αναλογικό σύστημα). Αντίθετα, σε μία σκάλα το ύψος αυξάνει από το χαμηλότερο μέχρι το υψηλότερο σημείο, κατά συγκεκριμένο ύψος που ορίζεται από το σκαλοπάτι (Ψηφιακό σύστημα).

Ψηφιακό – Αναλογικό Σύστημα

Ο Ηλεκτρονικός Υπολογιστής είναι ψηφιακός γιατί μπορεί να χειριστεί συγκεκριμένο αριθμό καταστάσεων (2)

•Δεν περνάει ρεύμα•Περνάει ρεύμα

Δυαδικό σύστημα

Δυαδικά Ψηφία (Bits)

2 Μόνο Πιθανές

Καταστάσεις

On OffΟπτικές ίνες}Παλμός

φωτόςΌχι

Παλμός

Μόνιμα Αποθηκευμένα σε CD ROM}Σημάδι

Χωρίς Σημμάδι

Μέσα στην Μνήμη του Υπολογιστή

(RAM)

}Ύπαρξη Ηλεκτρικ. Σήματος

Απουσία Ηλεκτρικ. Σήματος

Μόνιμα αποθηκευμένα στους Δίσκους}Θετικό

Μαγνητικό Φορτίο

Αρνητικό Μαγνητικό Φορτίο

} Σύμβολα Αναγνώσιμα από τον Άνθρωπο

Ανοικτό1

Κλειστό0

Όταν αναφερόμαστε στα δεδομένα υπολογιστή, η τιμή πουαναπαριστά η κατάσταση κάθε διακόπτη ονομάζεται bit (binary digit).Ένα bit είναι η μικρότερη δυνατή μονάδα δεδομένων που μπορεί νααναγνωρίσει ή να χρησιμοποιήσει ένας υπολογιστής.

Για να παραστήσει κάτι που έχει πληροφορία ο υπολογιστήςχρησιμοποιεί τα bits σε ομάδες

Μια ομάδα από οκτώ bits ονομάζεται byte. Το μισό byte ονομάζεταιnibble. Mε ένα byte ο υπολογιστής μπορεί να αναπαραστήσει κάθεένα από τα 256 διαφορετικά σύμβολα ή χαρακτήρες, επειδή τα οκτώ1και 0 σε ένα byte μπορούν να συνδυαστούν με 256 διαφορετικούςτρόπους.

Τα bits και τα Bytes

Κάθε υπολογιστής ανεξάρτητα από το μέγεθος του ή τον τρόπο χρήσης του, είναι μέρος ενός συστήματος. 

Ένα πλήρες υπολογιστικό σύστημα (computer system) αποτελείται από τέσσερα μέρη:

– Υλικό

– Λογισμικό

– Δεδομένα

– Χρήστης

Μέρη Υπολογιστικού Συστήματος

Οι μηχανικές συσκευές που απαρτίζουν τον υπολογιστήονομάζονται υλικό (hardware).

Το υλικό είναι οποιοδήποτε μέρος του υπολογιστή που αγγίζουμε.

Το υλικό αποτελείται από διασυνδεδεμένες ηλεκτρονικές συσκευέςπου μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε για τον έλεγχο τηςλειτουργίας του υπολογιστή, την είσοδο και την έξοδο.

Το Υλικό

Το λογισμικό (software) είναι ένα σύνολο οδηγιών προς τονυπολογιστή για την εκτέλεση εργασιών.

Το λογισμικό ορίζει στον υπολογιστή τι να εκτελέσει.

Υπάρχουν ορισμένα προγράμματα (κυρίως για χρήση από τον ίδιουπολογιστή) που τον βοηθούν να εκτελεί εργασίες και ναδιαχειρίζεται τους πόρους του.

Το Λογισμικό

Τα δεδομένα (data) αποτελούνται από μεμονωμένα γεγονότα ήκομμάτια πληροφοριών που είναι ακατέργαστα.

Η πρωταρχική εργασία ενός υπολογιστή είναι να επεξεργάζεται μεδιάφορους τρόπους τα μικροσκοπικά αυτά κομμάτια δεδομένων,μετατρέποντας τα σε χρήσιμες πληροφορίες.

Τα Δεδομένα 

Οι άνθρωποι είναι οι χειριστές των υπολογιστών, γνωστοί και ωςχρήστες (users).

Παρότι υποστηρίζεται ότι ορισμένα συστήματα υπολογιστών είναιπλήρη και δεν απαιτείται η συμμετοχή ενός χρήστη, κανέναςυπολογιστής δεν είναι εντελώς αυτόνομος.

Οι Χρήστες

Οι συσκευές υλικού ενός υπολογιστή εμπίπτουν σε μία από τιςτέσσερις κατηγορίες:

Επεξεργαστής

Μνήμη

Είσοδος και έξοδος

Αποθήκευση

Βασικά εξαρτήματα ενός υπολογιστή

Η διαδικασία που μετατρέπει τα πρωτογενή δεδομένα σε χρήσιμηπληροφορία ονομάζεται επεξεργασία (processing).

Για να πραγματοποιήσει αυτή τη μετατροπή, ο υπολογιστήςχρησιμοποιεί δύο εξαρτήματα, τον επεξεργαστή και την μνήμη.

Συσκευές επεξεργασίας (1/7)

Η επεξεργασία των δεδομένων σε έναν ηλεκτρονικό υπολογιστή γίνεται:•Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (CPU)•Μνήμη

Συσκευές επεξεργασίας (2/7)

Η κεντρική μονάδα επεξεργασίας (ΚΜΕ) είναι ο «εγκέφαλος» τουυπολογιστή. Είναι ο τόπος που επεξεργάζονται τα δεδομένα.

Στο μέσο υπολογιστή όλη η κεντρική μονάδα επεξεργασίας είναιμία ενιαία μονάδα που ονομάζεται μικροεπεξεργαστής.

Κάθε κεντρική μονάδα επεξεργασίας αποτελείται από τηναριθμητική ‐ λογική μονάδα και τη μονάδα ελέγχου και ένα σύνολοκαταχωρητών.

Συσκευές επεξεργασίας (3/7)

• Η μονάδα ελέγχου έχει ως σκοπό το συντονισμό και τον έλεγχο τωνενεργειών του επεξεργαστή, ώστε να ανταποκρίνονται στην επιθυμητήλειτουργία που εκφράζει κάθε πρόγραμμα. Είναι η κρισιμότερηυπομονάδα της ΚΜΕ καθώς συντονίζει με την έκδοση κατάλληλων,χρονισμένων με τους παλμούς του κεντρικού ρολογιού, σημάτων τηνεπεξεργασία και την ροή των δεδομένων.

• Οι εντολές που εκτελούνται από την ΚΜΕ χαρακτηρίζονται ως εντολέςμηχανής και συνιστούν μία γλώσσα μηχανής. Η ολοκληρωμένη σειρά τωνβημάτων εκτέλεσης εντολής ονομάζεται κύκλος μηχανής.

• Ένας κύκλος μηχανής μπορεί να χωριστεί σε δυο μικρότερους κύκλους

• Τον κύκλο εντολής

• Τον κύκλο εκτέλεσης

Συσκευές επεξεργασίας (4/7)

Η αριθμητική – λογική μονάδα (ALU) συμπεριλαμβάνει όλα τααπαραίτητα συνδυαστικά κυκλώματα για την εκτέλεση πράξεωναριθμητικών, λογικών και ολίσθησης.

Η επιλογής της πράξης και ο συντονισμός των ενεργειών που αυτήπεριλαμβάνει γίνεται μέσω ειδικών σημάτων ελέγχου, πουενεργοποιεί η μονάδα ελέγχου.

Συσκευές επεξεργασίας (5/7)

Η ΚΜΕ χρησιμοποιεί ένα σύνολο από καταχωρητές, ως τοπικήβοηθητική μνήμη, προκειμένου να εκτελέσει τις διάφορεςλειτουργίες της. Οι καταχωρητές μπορεί να είναι:

Γενικού σκοπού, επιτρέπεται να αποθηκεύουν κάθε μορφήςδεδομένα

Ειδικού σκοπού, εξειδικευμένοι στο να διατηρούν συγκεκριμένουείδους δεδομένα όπως αριθμούς κινητής υποδιαστολής,διευθύνσεις μνήμης, αριθμητικές σταθερές, συμβολοσειρές.

Συσκευές επεξεργασίας (6/7)

• Η μνήμη, είναι μια ή περισσότερες ομάδες από τσιπ πουαποθηκεύουν προσωρινά ή μόνιμα τα δεδομένα προγράμματος.

• Διακρίνεται σε:

– Μνήμη τυχαίας προσπέλασης

(Random Access Memory)

– Μνήμη μόνο ανάγνωσης

(Read‐Only Memory)

Συσκευές επεξεργασίας (7/7)

Ο όρος μνήμη χρησιμοποιείται για να υποδηλώσει την ΜνήμηΤυχαίας Προσπέλασης, RAM (Random Access Memory).

Είναι ο πιο συνηθισμένος τύπος μνήμης.

H μνήμη RAM αποθηκεύει δεδομένα και οδηγίες προγράμματος,ενώ η CPU εργάζεται με αυτά.

Η μνήμη RAM είναι πτητική, δηλαδή χάνει το περιεχόμενο της ότανο υπολογιστής κλείνει ή όταν υπάρχει διακοπή τροφοδοσίας.

Μνήμη τυχαίας προσπέλασης (RAM)

Σε αντίθεση με την RAM, η Μνήμη Μόνο Ανάγνωσης ROM (Read‐Only Memory) αποθηκεύει μόνιμα τα δεδομένα της, ακόμα καιόταν ο υπολογιστής είναι κλειστός.

Η μνήμη ROM ονομάζεται μη πτητική μνήμη διότι ποτέ δεν χάνειτα περιεχόμενα της.

Τα στοιχεία που είναι καταχωρημένα στη μνήμη αυτή είναιαποθηκευμένα από τον κατασκευαστή του ΗλεκτρονικούΥπολογιστή

Μνήμη μόνο ανάγνωσης (ROM)

Οι συσκευές εισόδου επιτρέπουν την εισαγωγή δεδομένων και εντολών στον Ηλεκτρονικό Υπολογιστή.

Η πιο συνηθισμένη συσκευή εισόδου είναι το πληκτρολόγιο, το οποίο δέχεται γράμματα, αριθμούς και εντολές από τον χρήστη. 

Ένα άλλο  σημαντικό είδος συσκευής εισόδου είναι το ποντίκι το οποίο επιτρέπει να πραγματοποιηθούν επιλογές από διάφορα μενού που εμφανίζονται στην οθόνη

Συσκευές Εισόδου (1/2)

Στις Συσκευές Εισόδου συμπεριλαμβάνονται:

Trackball και Touchpad Joystick Σαρωτής Ψηφιακή φωτογραφική μηχανή Μικρόφωνο.

Συσκευές Εισόδου (2/2)

Οι Συσκευές εξόδου, επιτρέπουν την εξαγωγή επεξεργασμένωνδεδομένων από τον ηλεκτρονικό υπολογιστή σε μορφή:

Κειμένου

Εικόνας

Ήχου

Βίντεο.

Ορισμένοι τύποι υλικού μπορούν να λειτουργήσουν ως συσκευέςεισόδου και εξόδου.

Μια οθόνη αφής αποτελεί συσκευή εισόδου και εξόδου αφούεμφανίζει κείμενο ή εικονίδια τα οποία μπορούμε να αγγίξουμε.

Συσκευές Εξόδου

Ένας υπολογιστής μπορεί να λειτουργήσει μόνο με την επεξεργασία,την μνήμη, τις συσκευές εισόδου εξόδου. Για να είναι όμως χρήσιμοςχρειάζεται και ένα μέρος για να κρατά τα αρχεία προγραμμάτων κα τασχετικά δεδομένα.

Υπάρχουν 3 βασικές διαφορές της αποθήκευσης και της μνήμης:

Περισσότερος χώρος στην αποθήκευση απ’ ότι στην μνήμη

Τα περιεχόμενα διατηρούνται στην αποθήκευση, ενώ ταπρογράμματα στην μνήμη εξαφανίζονται

Οι συσκευές αποθήκευσης λειτουργούν πολύ πιο αργά απ ότιτα τσιπ μνήμης, αλλά η αποθήκευση είναι φθηνότερη από τηνμνήμη.

Αποθήκευση και Μνήμη

Μαγνητική αποθήκευση

Ο πιο συνηθισμένος τύπος αποθήκευσης είναι ο μαγνητικόςδίσκος. Ένας δίσκος είναι ένα στρόγγυλο, επίπεδο αντικείμενο πουπεριστρέφεται γύρω από το κέντρο του.

Οπτική αποθήκευση

Είναι συσκευές που χρησιμοποιούν λέιζερ για να διαβάσουν ή ναγράψουν δεδομένα στην αντανακλαστική επιφάνεια ενός οπτικούδίσκου.

Ο πιο συνηθισμένος τύπος οπτικής συσκευής αποθήκευσηςείναι ο οδηγός CD‐ROM.

Τύποι αποθήκευσης 

Λογισμικό συστήματος είναι κάθε πρόγραμμα που ελέγχει το υλικότου υπολογιστή ή που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να διατηρεί τηναποτελεσματική λειτουργία του υπολογιστή.

Τρεις βασικοί τύποι λογισμικού συστήματος:

Το λειτουργικό σύστημα

Το λειτουργικό σύστημα δικτύου

Το βοηθητικό πρόγραμμα (utility).

Λογισμικό Συστήματος

Το λογισμικό εφαρμογών (application software) ορίζει στονυπολογιστή το τρόπο ολοκλήρωσης συγκεκριμένων εργασιών για τονχρήστη, (π.χ. η επεξεργασία κειμένου ή η σχεδίαση).

Τέτοιες εφαρμογές είναι: Λογισμικό επεξεργασίας κειμένου Υπολογιστικά φύλλα Λογισμικό διαχείρισης βάσεων δεδομένων Προγράμματα παρουσιάσεων Προγράμματα γραφικών Λογισμικά ψυχαγωγίας και εκπαίδευσης Παιχνίδια

Λογισμικό Εφαρμογών

Η ασφάλεια υπολογιστών αναφέρεται στις μεθόδους προστασίαςτου λογισμικού, του υλικού, των δεδομένων, της επικοινωνίας καιγενικότερα των υπηρεσιών που παρέχουν, από κακόβουλη, κακήχρήση, βλάβη ή κλοπή.

Ειδικότερα, η ασφάλεια πληροφοριών είθισται να ορίζεται σεσχέση με τους τρεις κύριους σκοπούς που πρέπει να εξυπηρετήσει,την εμπιστευτικότητα, την ακεραιότητα και τη διαθεσιμότητα τηςπληροφορίας.

Ασφάλεια Υπολογιστών (1/5)

Εμπιστευτικότητα: αποτροπή μη εξουσιοδοτημένης πρόσβασης ήαποκάλυψης ιδιωτικής ή μυστικής πληροφορίας.

Ακεραιότητα: αποφυγή αλλαγής των δεδομένων απόανεξουσιοδότητους χρήστες ή δίχως τη χρήση εξουσιοδοτημένωνμηχανισμών.

Διαθεσιμότητα: προσβασιμότητα των πληροφοριών καιγενικότερα των πόρων και των υπηρεσιών από τουςεξουσιοδοτημένους χρήστες ανά πάσα στιγμή και εγκαίρως.

Ασφάλεια Υπολογιστών (2/5)

Επιπρόσθετοι στόχοι οι οποίοι θεωρούνται υπηρεσίες ασφάλειας(αντίμετρα):

•Μη απάρνηση. Αφορά τη διασφάλιση απόδειξης ότι ένα γεγονόςέχει ή δεν έχει συμβεί.

•Λογοδοσία. Δηλώνει την δυνατότητα του συστήματος να καθιστάτους χρήστες του υπεύθυνους για τις πράξεις τους.

•Αυθεντικότητα. Εξασφαλίζει τη γνησιότητα της ταυτότητας τωνχρηστών και την προέλευση των δεδομένων ή των ενεργειών πουκομίζουν στο σύστημα οι χρήστες.

•Ελεγξιμότητα. Αναφέρεται στη δυνατότητα ενός συστήματος ναδιενεργεί συνεχείς ελέγχους και να επιβλέπει τις ενέργειες όλων τωνχρηστών.

Ασφάλεια Υπολογιστών (3/5)

Απειλή ορίζεται κάθε γεγονός που μπορεί να αποτελέσει ζημιάσε ένα υπολογιστικό σύστημα επηρεάζοντας την λειτουργία του.

Είδη απειλών:

•Φυσικά αίτια: σεισμός και πλημμύρα

•Τυχαία γεγονότα: αστοχία ή κακή χρήση συστατικών μερών τουσυστήματος

•Εσκεμμένες ενέργειες: υποκλοπή πληροφοριών, αχρήστευσηλειτουργίας συστήματος

Ασφάλεια Υπολογιστών (4/5)

• Επίθεση συνιστά κάθε απόπειρα μη εξουσιοδοτημένηςχρήσης ή πρόσβασης, τροποποίησης, απενεργοποίησης,υποβάθμισης, καταστροφής, κλοπής ή αποκάλυψης πόρων ήυπηρεσιών ενός συστήματος.

• Όταν η επίθεση έχει στόχο τις πληροφορίες του συστήματος,χωρίς όμως να προκαλεί ζημιές ονομάζεται παθητική,διαφορετικά όταν έχει στόχο τις πληροφορίες τουσυστήματος και προκαλεί ζημιές σε αυτό ονομάζεταιενεργητική.

• Οι παθητικές επιθέσεις, επειδή δεν επιφέρουν αλλοίωση τωνδεδομένων είναι δύσκολο να εντοπιστούν γεγονός που τιςκάνει πιο επικίνδυνες.

Ασφάλεια Υπολογιστών (5/5)

Ενότητα 2. Λειτουργικά Συστήματα

• Το λογισμικό συστημάτων αποτελείται από δυο βασικούς τύπουςπρογραμμάτων: το λειτουργικό σύστημα και τα βοηθητικάπρογράμματα.• Τα βοηθητικά προγράμματα, είναι μικρά προγράμματα πουεκτελούν πολλές από τις εργασίες γενικού καθαρισμού καιτακτοποίησης του υπολογιστή (π.χ. η συντήρηση του συστήματος, ησυμπίεση των αρχείων).• Το λειτουργικό σύστημα είναι μια ομάδα προγραμμάτων τα οποίαελέγχουν την ομαλή και εύχρηστη λειτουργία του υπολογιστή.•Συγκεκριμένα:

– Διαχειρίζεται το υλικό του υπολογιστή– Παρέχει έναν σταθερό τρόπο μέσω του οποίου το λογισμικό

εφαρμογών μπορεί να συνεργάζεται με την κεντρική μονάδαεπεξεργασίας

– Είναι υπεύθυνο για τη διαχείριση, τον προγραμματισμό και τοσυντονισμό των εργασιών.

Τα βασικά στοιχεία των λειτουργικών συστημάτων

Τα λειτουργικά συστήματα μπορούν να οργανωθούν σε τέσσεριςκατηγορίες:

Πραγματικού χρόνου

Ενός χρήστη/μιας διεργασίας

Ενός χρήστη/πολλαπλών διεργασιών

Πολλών χρηστών/ πολλαπλών διεργασιών

Είδη λειτουργικών συστημάτων (1/2)

• Ένα λειτουργικό σύστημα πραγματικού χρόνου είναι πολύ γρήγοροκαι σχετικά μικρό.

• Τα ΛΣ πραγματικού χρόνου είναι συχνά ενσωματωμέναλειτουργικά συστήματα, όταν είναι ενσωματωμένα στο κύκλωμαμιας συσκευής και δεν φορτώνονται από ένα δίσκο.

• Ένα λειτουργικό σύστημα χρειάζεται να “τρέχει” εφαρμογέςπραγματικού χρόνου. Μπορεί να υποστηρίζει πολλαπλέςταυτόχρονες διεργασίες ή μπορεί να υποστηρίζει μόνο απλέςδιεργασίες.

• Ανταποκρίνεται σε ορισμένες εισόδους εξαιρετικά γρήγοραδηλαδή σε χιλιοστά του δευτερολέπτου.

Λειτουργικά συστήματα Πραγματικού Χρόνου

Ένα λειτουργικό σύστημα που επιτρέπει σε έναν χρήστη να εκτελέσειμόνο μια διεργασία σε μια χρονική στιγμή είναι ένα λειτουργικόσύστημα ενός χρήστη/μιας διεργασίας.

Για ένα χρήστη, μια διεργασία είναι μια λειτουργία όπως ηεκτύπωση ενός εγγράφου, η εγγραφή ενός αρχείου στο δίσκο, ηεπεξεργασία ενός αρχείου ή η λήψη ενός αρχείου από έναδιακομιστή δικτύου.

Τα MS‐DOS είναι ένα παράδειγμα λειτουργικού συστήματος μιαςδιεργασίας.

Λειτουργικά συστήματα ενός χρήστη/μιας διεργασίας

• Ένα λειτουργικό σύστημα ενός χρήστη/πολλαπλών διεργασιώνεπιτρέπει σε έναν χρήστη να εκτελέσει δυο ή περισσότερεςλειτουργίες ταυτόχρονα.

• Χρειάζεται ένα ειδικό λειτουργικό σύστημα για να μπορεί να τρέχειταυτόχρονα δύο ή περισσότερες εργασίες. Οι πιο συχνάχρησιμοποιούμενοι προσωπικοί υπολογιστές τρέχουν συνήθωςτέτοια.

• Οι πολυδιεργαστικές (multitasking) δυνατότητες αυτών των ΛΣέχουν αυξήσει σημαντικά την παραγωγικότητα των ανθρώπων σεμια μεγάλη ποικιλία θέσεων εργασίας, επειδή μπορούν ναπετύχουν περισσότερα σε μικρότερο χρονικό διάστημα.

• Μειονέκτημα του συγκεκριμένου λειτουργικού συστήματος είναιαύξηση του μεγέθους και της πολυπλοκότητας που χρειάζεται γιανα υποστηρίζει την πολυδιεργασία.

Λειτουργικά συστήματα ενός χρήστη/πολλαπλών διεργασιών

Ένα λειτουργικό σύστημα πολλών χρηστών/πολλαπλώνδιεργασιών είναι ένα λειτουργικό σύστημα που επιτρέπει σεπολλαπλούς χρήστες να χρησιμοποιούν προγράμματα πουεκτελούνται ταυτόχρονα στον ίδιο διακομιστή δικτύου, πουονομάζεται τερματικός διακομιστής.

Οι εφαρμογές του κάθε χρήστη εκτελούνται μέσα από τηνσυνεδρία του χρήστη στο διακομιστή, ξεχωριστά από άλλεςσυνεδρίες άλλων χρηστών.

Το πλεονέκτημα τέτοιων λειτουργικών προγραμμάτων είναι ότι οιχρήστες μπορούν να τα διαχειριστούν απλά κάνοντας αλλαγές σεένα διακομιστή, αντί σε πολλούς επιτραπέζιους υπολογιστές.

Λειτουργικά συστήματα ενός χρήστη/πολλαπλών διεργασιών

Κατά την εργασία ενός χρήστη στον υπολογιστή ένα σύνολοστοιχείων, που είναι ορατά σε αυτόν, και που εμφανίζονται στηνοθόνη μπορούν να χρησιμοποιηθούν.

Στο σύνολο τους, αυτά τα στοιχεία αποτελούν τη διεπαφή χρήστη.

Οι δυο πιο κοινοί τύποι διεπαφών χρήστη είναι

η διεπαφή γραφικών

η γραμμή εντολών

Παρέχοντας μια Διεπαφή για τον Χρήστη

Τα περισσότερα σημερινά λειτουργικά συστήματα προσφέρουνμια γραφική διεπαφή χρήστη.

Οι γραφικές διεπαφές χρήστη ονομάζονται έτσι επειδή γίνεταιχρήση του ποντικιού για την εργασία με γραφικά αντικείμενα,όπως τα παράθυρα, τα μενού, τα εικονίδια, τα κουμπιά και ταάλλα εργαλεία.

Ένα παράδειγμα γραφικής διεπαφής χρήστη είναι τα Windows.

Γραφικές Διεπαφές Χρήστη

Ορισμένα παλαιότερα λειτουργικά συστήματα (MS‐DOS) καικάποιες τρέχουσες εκδόσεις (UNIX και LINUX) διαθέτουν μιαδιεπαφή γραμμής εντολών, η οποία χρησιμοποιείπληκτρολογημένες εντολές και όχι γραφικά αντικείμενα, για τηνεκτέλεση των εργασιών.

Οι χρήστες αλληλεπιδρούν με μια διεπαφή γραμμής εντολών,πληκτρολογώντας ακολουθίες χαρακτήρων σε μια γραμμήπροτροπής στην οθόνη.

Διεπαφές Γραμμής Εντολών

Το λειτουργικό σύστημα παρέχει μια συνεκτική διεπαφή μεταξύτων προγραμμάτων εφαρμογών και του χρήστη.

Είναι επίσης η διεπαφή μεταξύ των εν λόγω προγραμμάτων καιτων άλλων υπολογιστικών πόρων όπως μνήμη, ένας εκτυπωτής, ήκάποιο άλλο πρόγραμμα.

Οι προγραμματιστές γράφουν προγράμματα υπολογιστών μεενσωματωμένες οδηγίες που ονομάζονται κλήσεις συστήματος.

Εκτελώντας Προγράμματα (1/1)

Κάποιες άλλες υπηρεσίες που ένα λειτουργικό σύστημα παρέχει σταπρογράμματα είναι:

•Αποθήκευση των περιεχομένων των αρχείων σε ένα δίσκο

•Ανάγνωση των περιεχομένων ενός αρχείου από το δίσκο στη μνήμη

•Αποστολή ενός εγγράφου στον εκτυπωτή και ενεργοποίηση τουεκτυπωτή

•Παροχή πόρων για αντιγραφή ή μετακίνηση δεδομένων

•Διάθεση μνήμης RAM στα προγράμματα που εκτελούνται

•Αναγνώριση πληκτρολογήσεων ή κλικ του ποντικιου και προβολήτων χαρακτήρων ή γραφικών στην οθόνη.

Εκτελώντας Προγράμματα (2/2)

Τα λειτουργικά προγράμματα έχουν σχεδιαστεί για να εκτελέσουντις περισσότερες από τις εργασίες που κανονικά θα ήθελε έναςχρήστης να κάνει, με έναν ηλεκτρονικό υπολογιστή.

Οι προγραμματιστές λογισμικού δημιουργούν συνεχώς νέαπρογράμματα που ονομάζονται βοηθητικά προγράμματα (utilities)και που ενισχύουν τις δυνατότητες του λειτουργικού συστήματος.

Εμπλουτίζοντας ένα Λειτουργικό σύστημα με βοηθητικά προγράμματα (1/2)

Τέτοια βοηθητικά προγράμματα είναι:

•Δημιουργίας αντιγράφων ασφαλείας•Αντιικά προγράμματα

•Τείχος προστασίας•Ανίχνευση εισβολών

•Προφύλαξης οθόνης

Εμπλουτίζοντας ένα Λειτουργικό σύστημα με βοηθητικά προγράμματα (2/2)

Το λειτουργικό σύστημα αποτελείται από ένα σύνολο συστατικώνμερών τα οποία διακρίνονται για την πολυπλοκότητα τους.

Λειτουργικά συστήματα είναι:

•Μονολιθικά συστήματα

•Συστήματα με μικροπυρήνα

•Διαστρωμένα συστήματα

•Φορτώσιμα δομοστοιχεία

•Υβριδικά σχήματα

•Εικονικές μηχανές

Δομή ενός Λειτουργικού Συστήματος

Ο πιο διαδεδομένος σχεδιασμός είναι και ο πιο απλός στησύλληψη:

Όλες οι υπηρεσίες του λειτουργικού συστήματος διαμοιράζονταιτον ίδιο χώρο διευθύνσεων, καθώς παρέχονται στα πλαίσια μίαςμοναδικής διεργασίας που τρέχει σε κατάσταση πυρήνα. Για τονλόγο αυτό η εν λόγω διεργασία χαρακτηρίζεται ως μονολιθικόςπυρήνας.

Στην κατηγορία αυτή ανήκουν το Unix, το Linux και τα Windowsμέχρι την εκδοχή Millennium Edition.

Μονολιθικά συστήματα

Στον αντίποδα του μονολιθικού πυρήνα έχουμε την οργάνωση μεμικροπυρήνα.

Βάσει αυτής, μόνο οι εντελώς απαραίτητες λειτουργίεςεντάσσονται και τρέχουν σε κατάσταση πυρήνα: η διαχείριση τηςεικονικής μνήμης, η επικοινωνία μεταξύ των διεργασιών και οχρονο‐προγραμματισμός.

Όλα τα υπόλοιπα μέρη του συστήματος συνιστούν διεργασίες, πουχαρακτηρίζονται ως εξυπηρετητές και λειτουργούν σε κατάστασηχρήστη.

Ένα μειονέκτημα είναι η απώλεια σε επιδόσεις. Τέτοια συστήματααποτελούν το Mach, το Symbian και το QNX.

Συστήματα με μικροπυρήνα

Η προσέγγιση της διαστρωμένης δομής διασπά το λειτουργικόσύστημα σε ένα σύνολο ιεραρχικών στρωμάτων ξεκινώντας από τοκατώτερο επίπεδο του υλικού και των κυκλωμάτων και φθάνονταςστη διεπαφή με τον χρήστη.

Το μεγάλο πρόβλημα με τη διαστρωμένη οργάνωση είναι οκαθορισμός των επιπέδων και οι επιβαρύνσεις που προσθέτουν ταπολλαπλά στρώματα. Το λειτουργικό σύστημα Multics ανήκε σεαυτήν την κατηγορία.

Διαστρωμένα συστήματα

Τα τελευταία χρόνια για την ανάπτυξη των λειτουργικώνσυστημάτων ακολουθείται η τεχνική των φορτώσιμωνδομοστοιχείων πυρήνα.

Σύμφωνα με αυτή, ο πυρήνας του λειτουργικού συστήματοςπαρέχει μία βασική λειτουργικότητα.

Όμως έχει τη δυνατότητα να την επεκτείνει, συνδεόμενος, είτεκατά τη στιγμή του φορτώματος του στη μνήμη, είτε ακόμη καικατά τη διάρκεια του τρεξίματος με δομοστοιχεία που παρέχουνπρόσθετες υπηρεσίες.

Το Solaris συνιστά παράδειγμα λειτουργικού συστήματος.

Φορτώσιμα δομοστοιχεία

Στην πραγματικότητα οι περισσότερες σύγχρονες υλοποιήσειςακολουθούν μια υβριδική δομή συνδυάζοντας κάποιες από τιςανωτέρω μεθοδολογίες.

Για παράδειγμα μπορεί να είναι μονολιθικά, αλλά μπορούν καιεπεκτείνουν τη λειτουργικότητα τους με φορτώσιμα δομοστοιχείαή δομούν τον πυρήνα με τη λογική του μικροπυρήνα

Υβριδικά σχήματα

Οι ιδιαίτερες ανάγκες ενός χρήστη ενδέχεται να μηνικανοποιούνται από το ένα και μοναδικό λειτουργικό σύστημα σεκάποιο πολυπρογραμματιστικό υπολογιστικό σύστημα (π.χ. μπορείνα θέλει να τρέχει ταυτόχρονα εφαρμογές διαφορετικώνλειτουργικών συστημάτων).

Τα δημοφιλέστερα συστήματα εικονοποίησης είναι: Vmware, Xen,VirtualBox της Oracle, Hyper‐V της Microsoft και KVM.

Εικονικές μηχανές

• H ονομασία Unix αντιπροσωπεύει την οικογένεια λειτουργικώνσυστημάτων που προέκυψαν από το ομώνυμο σύστημα πουξεκίνησε να σχεδιάζει ο Ken Thompson.

• Το χαρακτηριστικό γνώρισμα είναι ότι γράφτηκε κυρίως στηγλώσσα προγραμματισμού υψηλού επιπέδου C και ελάχιστο μέροςτου σε συμβολική γλώσσα.

• Η αρχιτεκτονική ενός συστήματος Unix αποτελείται από τονμονολιθικό πυρήνα που βρίσκεται πάνω από το υλικό. Ο πυρήναςεμπεριέχει όλες τις κρίσιμες λειτουργικότητες τις οποίες παρέχειστις διεργασίες μέσω της διεπαφής των κλήσεων συστημάτων.

• Όσοι έχουν εργαστεί με το Unix, έχουν βρει ότι η δύναμη και ησταθερότητα που προσφέρει το λειτουργικό σύστημα αξίζουν τονκόπο για να μάθουν τις εντολές.

Unix

• Το Linux παρόλο που θεωρείται ένα ελεύθερο λειτουργικόσύστημα, οι ειδικοί του κλάδου έχουν εντυπωσιαστεί από την ισχύτου, τις δυνατότητες του και το πλούσιο σύνολο λειτουργιών του.

• Το Linux αποτελεί ένα πλήρες λειτουργικό σύστημα των 32 bit,πολλαπλών διεργασιών που υποστηρίζει πολλούς χρήστες καιπολλαπλούς επεξεργαστές. Το Linux είναι συμβατό με τιςαπαιτήσεις του προτύπου POSIX.

• Η αρχιτεκτονική του ακολουθεί την τεχνική του μονολιθικούπυρήνα με φορτώσιμα δομοστοιχεία όπως λόγου χάρη οι οδηγοίσυσκευών. Χαρακτηριστικό ανάπτυξης του Linux είναι ότι έγινευπό την άδεια GPL.

Linux

Το Android αποτελεί μια εκδοχή του Linux για φορητές συσκευές.

Αποτελεί λογισμικό ανοιχτού κώδικα μαζί με κλειστά τμήματα πουπροσπελάσουν τις υπηρεσίες της Google.

Πάνω στον πυρήνα στηρίζονται οι βιβλιοθήκες (λογισμικό) πουχρησιμοποιούν οι εφαρμογές για το διαδίκτυο, οι βάσειςδεδομένων, τα πολυμέσα, αλλά και το περιβάλλον εκτέλεσης τουςπου είναι η εικονική μηχανή Dalvik.

Το Android τρέχει εφαρμογές Java, οι οποίες αναπτύσσονται ειδικάγια αυτό.

Android

Η αρχιτεκτονική τους μπορεί να περιγραφεί ως ένα διαστρωμένοσύστημα δομοστοιχείων.

Τα στρώματα είναι:

Στρώμα αφαίρεσης υλικού

Πυρήνας

Εκτελεστικό

Windows

Ενότητα 3. Ανάπτυξη Πληροφοριακών Συστημάτων

• Τα πληροφοριακά συστήματα αποτελούνται από τρία βασικάσυστατικά στοιχεία:

• Το φυσικό μέσο για την αποθήκευση δεδομένων, όπως ένα ντουλάπιαρχείων ή ένας σκληρός δίσκος. Ένας φορητός υπολογιστής μπορεί ναανταποκριθεί στις απαιτήσεις αποθήκευσης δεδομένων ενός πολύμικρού οργανισμού.

• Τις διαδικασίες χειρισμού των πληροφοριών για να διασφαλιστεί ηακεραιότητα τους. Ανεξάρτητα από το μέγεθος του πληροφοριακούσυστήματος, θα πρέπει να ακολουθούνται οι κανόνες διαχείρισηςδεδομένων για την εξάλειψη διπλών εγγράφων , την επιβεβαίωση τηςακρίβειας των δεδομένων και την αποφυγή της απώλειας σημαντικώνδεδομένων.

• Τους κανόνες σχετικά με τη χρήση και διανομή των δεδομένων.

Σκοπός των πληροφοριακών συστημάτων

• Καθώς όλο και περισσότερες επιχειρηματικές λειτουργίες έχουναυτοματοποιηθεί, τα πληροφοριακά συστήματα έχουν γίνει όλοκαι πιο εξειδικευμένα.

• Αυτά τα εξειδικευμένα συστήματα μπορούν να λειτουργούναυτόνομα ή μπορούν να συνδυαστούν για να δημιουργήσουνένα μεγαλύτερο σύστημα που επιτελεί διαφορετικές λειτουργίεςγια διαφορετικούς ανθρώπους.

Είδη πληροφοριακών συστημάτων

• Ένα σύστημα αυτοματισμού γραφείου χρησιμοποιείυπολογιστές και δίκτυα για να εκτελέσει διάφορες λειτουργίες,όπως επεξεργασία κειμένου, διαχείριση λογιστικών εγγράφων, ήεπικοινωνίες.

• Τα συστήματα αυτοματισμού γραφείου έχουν σχεδιαστεί για τηδιαχείριση πληροφοριών και το πιο σημαντικό για να βοηθούντους χρήστες, να χειρίζονται πιο αποτελεσματικά ορισμένεςεργασίες που σχετίζονται με πληροφορίες.

• Τα συστήματα αυτοματισμού γραφείου μπορούν νακατασκευαστούν από έτοιμες εμπορικές εφαρμογές. Υπάρχουνπολλές σουίτες προγραμμάτων αυτοματισμού γραφείου, όπως τοMicrosoft Office, το WordPerfect Office και το Lotus Smartsuite.

Συστήματα Αυτοματισμού Γραφείου

• Μια συναλλαγή είναι ένα ολοκληρωμένο γεγονός που μπορεί ναπροκύψει ως μια σειρά πολλών βημάτων, όπως είναι γιαπαράδειγμα η λήψη μιας παραγγελίας από έναν πελάτη. Ένασύστημα που χειρίζεται την επεξεργασία και παρακολούθηση τωνσυναλλαγών ονομάζεται σύστημα επεξεργασίας συναλλαγών.

• Είναι σημαντικό το γεγονός ότι οι κατάλληλοι άνθρωποιεπιθεωρούν τα δεδομένα στους κατάλληλους χρόνους. Αςυποθέσουμε για παράδειγμα ότι ένα προϊόν που έχετεπαραγγείλει έχει εξαντληθεί.

Συστήματα Επεξεργασίας Συναλλαγών (1/2)

• Σε ένα καλά σχεδιασμένο σύστημα, ένας εκπρόσωποςεξυπηρέτησης πελατών λαμβάνει μια ειδοποίηση σχετικά μεαυτές τις πληροφορίες και σας ειδοποιεί δίνοντας σας τηνεπιλογή να κάνετε μελλοντική παραγγελία αυτού του προϊόντοςκαι διασφαλίζει ότι η πιστωτική σας κάρτα δεν θα χρεωθεί μέχριτο προϊόν να σας αποσταλεί πραγματικά.

Συστήματα Επεξεργασίας Συναλλαγών (2/2)

• Μέσα σε κάθε επιχείρηση, οι εργαζόμενοι σε διάφορα επίπεδαχρειάζεται να έχουν πρόσβαση στο ίδιο είδος πληροφοριών,αλλά είναι πιθανό να χρειαστεί να βλέπουν με διαφορετικούςτρόπους τις πληροφορίες.

• Ένα σύστημα διαχείρισης πληροφοριών είναι ένα σύνολοεργαλείων λογισμικού που επιτρέπουν στους διαχειριστές νασυλλέγουν, να οργανώνουν και να αξιολογούν πληροφορίες γιαμια ομάδα εργασίας, για ένα τμήμα ή για ολόκληρο τονοργανισμό.

Συστήματα Διαχείρισης Πληροφοριών

• Ένα έμπειρο σύστημα πραγματοποιεί εργασίες που κανονικά θαέπρεπε να γίνουν από έναν άνθρωπο, όπως οι ιατρικέςδιαγνώσεις ή οι εγκρίσεις δανείων. Μετά την ανάλυση τωνσχετικών δεδομένων, ορισμένα έμπειρα συστήματα προτείνουνμια πορεία δράσης, την οποία στη συνέχεια ένα άτομο μπορεί ναεξετάσει αν θα ακολουθήσει.

• Μερικά έμπειρα συστήματα έχουν εξουσιοδοτηθεί να παίρνουναποφάσεις και να αναλαμβάνουν δράσεις.

• Ένα έμπειρο σύστημα απαιτεί μια μεγάλη συλλογή ανθρώπινηςεμπειρίας σε μια συγκεκριμένη περιοχή. Η πληροφορία εισάγεταισε μια εξαιρετικά λεπτομερή βάση δεδομένων, που ονομάζεταιβάση γνώσης η οποία εμπλουτίζεται καθώς γίνονται διαθέσιμανέα στοιχεία.

Έμπειρα συστήματα

Τα πληροφοριακά συστήματα βασίζονται σε ένα πραγματικότρισδιάστατο πάζλ, το οποίο διαχειρίζονται επαγγελματίες πουεργάζονται σκληρά για να παραμείνουν στην αιχμή της τεχνολογίας,διατηρώντας παράλληλα σταθερές τις τρέχουσες υπηρεσίεςπληροφοριακών συστημάτων

Τεχνολογίες πληροφοριακών συστημάτων

Ένα intranet είναι ένα ιδιωτικό δίκτυο που χρησιμοποιείΔιαδικτυακές τεχνολογίες για την αποκλειστική χρήση απόανθρώπους που έχουν την άδεια να τις χρησιμοποιήσουν, όπωςείναι οι εργαζόμενοι ή τα μέλη.

Αυτοί μπορούν να συνδέονται μέσω υπολογιστών του ιδιωτικούδικτύου ή μέσω του Διαδικτύου.

Όταν ένα Intranet είναι συνδεδεμένο με το Διαδίκτυο οι υπηρεσίεςστο Intranet προστατεύονται από ένα τείχος προστασίας και οιεπισκέπτες οφείλουν να συνδεθούν με ένα έγκυρο όνομα χρήστηκαι κωδικό πρόσβασης

Intranets

Κάθε εταιρία κατασκευών πρέπει να διατηρεί σημαντικούςσυνδέσμους με αυτό που αναφέρεται ως αλυσίδα εφοδιασμού.

Οι σύνδεσμοι σε μια αλυσίδα εφοδιασμού συνδέουν τις διάφορεςδιαδικασίες που πρέπει να επιτευχθούν από την ανάπτυξη τηςανάγκης για ένα προϊόν, μέσω της δημιουργίας του προϊόντος, έωςτην τελική διανομή ή την παράδοση στον πελάτη.

Extranets

• Οι οργανισμοί για πολλά χρόνια έχουν συνδέσει γεωγραφικάδίκτυα και η πιο συνηθισμένη μέθοδος για να επιτευχθεί αυτόήταν με μίσθωση μιας γραμμής αποκλειστικής χρήσης, δηλαδή μιατηλεπικοινωνιακή υπηρεσία για τη μεταφορά δεδομένων.

• Η μετάβαση του Διαδικτύου στη δημόσια χρήση στις αρχές τηςδεκαετίας του 1990 έδωσε στους διαχειριστές μια άλλη επιλογήγια τη σύνδεση των χωρισμένων γεωγραφικών δικτύων τους.

• Οι διαχειριστές απέκτησαν σταδιακά εμπιστοσύνη στο Διαδίκτυοκαι όταν αναπτύχτηκε μια τεχνική που ονομάζεται ιδεατό ιδιωτικόδίκτυο (VPN) μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν ένα δημόσιο δίκτυογια την παροχή συνδέσεων WAN που προηγουμένωςεπιτυγχάνονταν με γραμμές αποκλειστικής χρήσης οι οποίες για τολόγο αυτό θεωρούνταν ασφαλείς.

Ιδεατά Ιδιωτικά Δίκτυα

Η ηλεκτρονική μεταφορά πληροφοριών μέσω δικτύου μεταξύ τωνεπιχειρήσεων ονομάζεται ηλεκτρονική ανταλλαγή δεδομένων(EDI). Αυτή μπορεί να συμβεί μεταξύ επιχειρήσεων μέσω Extranetsή μέσω του Διαδικτύου.

Το EDI είναι μια μορφή ηλεκτρονικού εμπορίου και τα δεδομέναπου ανταλλάσσονται είναι συνήθως σε μορφοποίηση σύμφωνη μεένα πρότυπο που ορίζεται από ένα από τους πολλούς οργανισμούςδιεθνούς προτυποποίησης και αξιολόγησης της συμμόρφωσης.

Ηλεκτρονική Ανταλλαγή Δεδομένων

Ενώ πολλοί από τους πόρους πληροφοριών ενός οργανισμούμπορούν να διανεμηθούν σε διάφορες τοποθεσίες, οι μεσαίοι καιμεγάλοι οργανισμοί θα εξακολουθούν να έχουν τουλάχιστον ένακτίριο ή ένα κτιριακό συγκρότημα για αποκλειστική χρήση από ταπληροφοριακά συστήματα.

Αν και το είδος των συστημάτων υπολογιστών πουχρησιμοποιούνται λέει πολλά για τις επεξεργαστικές ανάγκες τωνπληροφοριακών συστημάτων, υπάρχουν και άλλες κρίσιμεςανάγκες.

Μηχανές πληροφοριακών συστημάτων

Η επιχειρησιακή αποθήκευση περιλαμβάνει τόσο μεθόδους όσοκαι τις τεχνολογίες που χρησιμοποιεί ένας οργανισμός για τηναποθήκευση δεδομένων.

Τα πληροφοριακά συστήματα βασίζονται στην συλλογή καιδιαχείριση των δεδομένων. Οποιαδήποτε διακοπή πρόσβασης σεαυτά τα δεδομένα, ή απώλεια των δεδομένων, είναι εξαιρετικάδαπανηρή για τους οργανισμούς.

Επιχειρησιακή Αποθήκευση (1/2)

Το Raid, μια πλεονάζουσα συστοιχία ανεξάρτητων δίσκων είναι ένασύστημα αποθήκευσης που συνδέει οποιοδήποτε αριθμό δίσκωνέτσι ώστε να λειτουργούν σαν ένας ενιαίος δίσκος.

Η διασπορά που ονομάζεται RAID 0 παρέχει στο χρήστη ταχύτατηπρόσβαση με την διασπορά σε διάφορους δίσκους.

Ένα σημαντικό συστατικό της επιτυχημένης επιχειρησιακήςαποθήκευσης είναι μια στρατηγική δημιουργίας εφεδρικώναντιγράφων ασφαλείας.

Επιχειρησιακή Αποθήκευση (2/2)

Ο όρος κρίσιμο σύστημα περιγράφει ένα σύστημα που πρέπει ναλειτουργεί χωρίς βλάβη ή με σχεδόν στιγμιαία επαναφορά από τηνκατάσταση βλάβης δηλαδή ένα σύστημα με ανοχή σε σφάλματα.

Ο πλεονασμός μπορεί να είναι τόσο απλός όσο οι καθρεπτισμένοιδίσκοι και τόσο περίπλοκος όπως οι πλεονάζοντες διακομιστές,που συνήθως ρυθμίζονται ως συστοιχίες και ως πλεονάζονταδίκτυα.

Συστήματα Αδιάλειπτης λειτουργίας και Πλεονάζοντα συστήματα

Ένα σύστημα που είναι κλιμακούμενο μπορεί να επεκταθείσταδιακά όταν υπάρξει ανάγκη.

Η κλιμάκωση είναι η δυνατότητα της επέκτασης και αναμένεταιπλέον σε πληροφοριακά συστήματα, δεδομένου ότι οιεπιχειρήσεις που προσφέρουν προϊόντα και υπηρεσίες σε όλο τονκόσμο πρέπει να είναι έτοιμες να επεκταθούν στην αγορά.

Συστήματα Κλιμακούμενα και Διαλειτουργικά

Με τα χρόνια καθώς οι μεγάλες εταιρίες άρχισαν τηναυτοματοποίηση εργασιών χρησιμοποιώντας υπολογιστές καιπληροφοριακά συστήματα, ένα νέο είδος τμήματοςδημιουργήθηκε για την εξυπηρέτηση των ταχέως αναπτυσσόμενωνκαι μεταβαλλόμενων συστημάτων.

Αρχικά αυτά τα τμήματα και οι άνθρωποι που εργάζονταν σε αυτάήταν απομονωμένοι από τις υπόλοιπες δραστηριότητες μιαεταιρίας.

Αυτά τα εξειδικευμένα τμήματα ήταν υπεύθυνα για τη δημιουργίατων συστημάτων συλλογής των δεδομένων από το επιχειρησιακόεπίπεδο και μετατροπής τους σε πληροφορίες για τουςδιαχειριστές.

Το τμήμα πληροφοριακών συστημάτων

Ενότητα 4. Αρχές και στόχοι προγραμματισμού ‐ Προγραμματισμός 

και ανάπτυξη λογισμικού

• Πρόγραμμα υπολογιστή είναι ένα σύνολο οδηγιών ή δηλώσεων για να εκτελεστούν από την κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU) του υπολογιστή.

• Κατηγορίες Προγραμμάτων

• Λειτουργικά συστήματα

• Βοηθητικά προγράμματα

• Εφαρμογές

• Ένα πρόγραμμα αποτελείται από μια κύρια ενότητα (module) και υποενότητες

• Μεγάλα προγράμματα μπορεί να έχουν χιλιάδες ξεχωριστά αρχεία, που το καθένα εξυπηρετεί ένα συγκεκριμένο σκοπό

Πρόγραμμα Υπολογιστή

• Ο προγραμματισμός είναι ο τρόπος δημιουργίας ενός συνόλουοδηγιών για τον υπολογιστή.

• Για την δημιουργία αυτών των οδηγιών οι προγραμματιστέςχρησιμοποιούν συγκεκριμένους κανόνες (γλώσσεςπρογραμματισμού) για να δημιουργήσουν έναν κώδικα, τονπηγαίο κώδικα (source code)

• Στη συνέχεια μετατρέπουν τον πηγαίο κώδικα, σε κώδικαμηχανής (που είναι ο κώδικας δυαδικού συστήματος), πουμπορεί να εκτελεστεί από τον υπολογιστή

Προγραμματισμός

Η μετατροπή ενός πηγαίου κώδικα σε κώδικα μηχανής, μπορεί να γίνει με 2 τρόπους:Μεταγλωττιστής (compiler)•Μετατρέπει τον πηγαίο κώδικα σε κώδικα μηχανής δημιουργώντας ένα εκτελέσιμο αρχείο. Το αποτέλεσμα ονομάζεται αντικειμενικός κώδικας (object code) •πχ (C++, pascal)Διερμηνέας (interpreter)•Μεταφράζει και στη συνέχεια εκτελεί κάθε γραμμή του προγράμματος, μία γραμμή τη φορά•πχ (lisp, basic, visual basic)

Είναι εύκολα κατανοητό ότι ο μεταφρασμένος κώδικας από τον διερμηνέα, αργεί περισσότερο από τον μεταγλωττισμένο κώδικα

Μετατροπή πηγαίου κώδικα σε κώδικα μηχανής

Οι γλώσσες προγραμματισμού έχουν ένα κοινό χαρακτηριστικό.

Κάθε γλώσσα προγραμματισμού απαιτεί από τον προγραμματιστή ναακολουθήσει μερικούς αυστηρούς κανόνες:

•Παροχής πληροφοριών•Χρήση ειδικών συμβόλων

•Χρήση σημείων στίξης

Οι κανόνες αυτοί ονομάζονται σύνταξη (syntax) της γλώσσαςπρογραμματισμού και ποικίλλουν σε μεγάλο βαθμό από τη μιαγλώσσα στην άλλη.

Χαρακτηριστικό γλωσσών προγραμματισμού

Εκατοντάδες γλώσσες προγραμματισμού είναι σήμερα σε χρήση σεόλο τον κόσμο. Οι γλώσσες προγραμματισμού συνήθωςομαδοποιούνται με βάση τη θέση τους στην εξέλιξη των γλωσσώνπρογραμματισμού και χωρίζονται σε τρεις μεγάλες κατηγορίες:

Γλώσσες Μηχανής – Πρώτης γενιάς

Συμβολικές Γλώσσες (Assembly) – Δεύτερης γενιάς

Γλώσσες Υψηλού επιπέδου (Higher Level Languages) Τρίτης γενιάς (3GLs)

Τέταρτης γενιάς (4GLs)

Πέμπτης γενιάς (5GLs)

Κατηγορίες Γλωσσών Προγραμματισμού

• Οι γλώσσες μηχανής δημιουργήθηκαν στα πλαίσια της αρχιτεκτονικήςvon Neumann και είναι οι πιο θεμελιώδεις γλώσσες.

• Χρησιμοποιώντας μια γλώσσα μηχανής, ένας προγραμματιστήςδημιουργεί οδηγίες με τη μορφή κώδικα (1 και 0) που έναςυπολογιστής μπορεί να ακολουθήσει.

• Ορίζονται από τον σχεδιασμό υλικού. Κάθε επεξεργαστήςκαταλαβαίνει τη δική του γλώσσα μηχανής. Αυτό συνιστά ένασημαντικό μειονέκτημα το οποίο προστίθεται στη δυσκολία χειρισμούτης κατά τη διαδικασία συγγραφής προγραμμάτων, όπου έναςπρογραμματιστής καλείται να μετατρέψει τη λύση του για την επίλυσηενός προβλήματος σε ακολουθία 0 και 1 (υπάρχουν διαφορετικέςγλώσσες μηχανής για τους υπολογιστές Macintosh από ότι για τουςυπολογιστές Pentium).

Γλώσσες Μηχανής

Οι δύσκολες και χρονοβόρες διαδικασίες, που επιβάλλει η χρήσητης γλώσσας μηχανής, οδήγησε γρήγορα στην ιδέα της χρήσηςειδικών μνημονικών συμβόλων.

Τέτοιες γλώσσες είναι οι συμβολικές γλώσσες οι οποίεςαναπτύχθηκαν με τη χρήση μικρών συντομογραφιών που μοιάζουνμε αγγλικά και οι οποίες αναπαριστούν συνηθισμένα στοιχείακώδικα μηχανής.

Συμβολικές Γλώσσες

Οι γλώσσες υψηλού επιπέδου αναπτύχθηκαν για να κάνουν πιοεύκολο τον προγραμματισμό ανεξάρτητα από τα χαρακτηριστικά τουκάθε μηχανήματος.

Οι γλώσσες αυτές ονομάζονται γλώσσες υψηλότερου επιπέδουεπειδή η σύνταξη τους μοιάζει περισσότερο στην ανθρώπινη γλώσσαπαρά στον κώδικα της συμβολικής γλώσσας ή τον κώδικα μηχανής.

Χρησιμοποιούν γνωστές λέξεις και όχι λεπτομερείς ακολουθίεςψηφίων (0 και 1).

Γλώσσες Υψηλού Επιπέδου

• Οι γλώσσες τρίτης γενιάς διευκολύνουν την γραφή δομημένωνπρογραμμάτων.

• Είναι οι πρώτες γλώσσες που χρησιμοποιούν λέξεις και φράσεις στααγγλικά, διευκολύνουν τους προγραμματιστές στο να μοιράζονται τηνανάπτυξη και τον σχεδιασμό προγραμμάτων.

• Οι γλώσσες αυτές είναι φορητές (μπορούν να μεταφερθούν και ναλειτουργήσουν σε υπολογιστές ανεξάρτητα του είδους τους).

• Μερικές από τις σημερινές δημοφιλείς γλώσσες είναι:– C

– C++

– Pascal

– Java

– ActiveX

Γλώσσες Τρίτης Γενιάς

• Οι γλώσσες τέταρτης γενιάς είναι ευκολότερες στη χρήση από τιςγλώσσες τρίτης γενιάς. Χρησιμοποιούν είτε ένα περιβάλλονκειμένου (σαν μια γλώσσα 3GL), είτε ένα οπτικό περιβάλλον.

• Στο περιβάλλον κειμένου ο προγραμματιστής χρησιμοποιεί κατάτην παραγωγή πηγαίου κώδικα λέξεις που μοιάζουν με τα αγγλικά.

• Στο οπτικό περιβάλλον ο προγραμματιστής χρησιμοποιεί μιαγραμμή εργαλείων για να σέρνει κα να αφήνει διάφορααντικείμενα όπως κουμπιά, ετικέτες και πλαίσια κειμένου για τηδημιουργία ενός οπτικού ορισμού μια εφαρμογής.

• Στις γλώσσες τέταρτης γενιάς περιλαμβάνονται:– .ΝΕΤ– Περιβάλλοντα Συγγραφής– Sun Studio One– SQL

Γλώσσες Τέταρτης Γενιάς 

Η επικοινωνία μεταξύ ανθρώπου και μηχανής γίνεται με τηβοήθεια φυσικής γλώσσας

Οι γλώσσες πέμπτης γενιάς χρησιμοποιούν λέξεις καισυντακτικούς κανόνες της φυσικής γλώσσας

Αναπτύσσονται τεχνικές αναγνώρισης φωνής

Έχουν μεγάλες υπολογιστικές απαιτήσεις

Δεν έχουν αναπτυχθεί ακόμη πρότυπα με ευρεία αποδοχή

Κυρίως γλώσσες δηλωτικές που αφορούν την ΤεχνητήΝοημοσύνη, πχ. Prolog, Lisp

Γλώσσες Πέμπτης Γενιάς 

Hypertext Markup Language (HTML)

•Η Hypertext Markup Language είναι η γλώσσα προγραμματισμούπου χρησιμοποιείται για τη δημιουργία εγγράφων για το παγκόσμιοιστό.

•Χρησιμοποιώντας την HTML ορίζεται η δομή ενός εγγράφου ιστούχρησιμοποιώντας στοιχεία όπως ιδιότητες και ετικέτες,

•Επειδή η HTML δεν έχει πολλά κρίσιμα χαρακτηριστικά των τυπικώνγλωσσών προγραμματισμού, οι περισσότεροι προγραμματιστές δεντην θεωρούν αληθινή γλώσσα.

Γλώσσες Ανάπτυξης Εφαρμογών για τον Παγκόσμιο Ιστό (1/8)

Extensive Markup Language (ΧML)

•Είναι μια γλώσσα ανάπτυξης περιεχομένου για τον παγκόσμιο ιστόεπόμενης γενιάς.

•Aναφέρεται συνήθως σε μια νέα γλώσσα σήμανσης που επιτρέπειστους προγραμματιστές να περιγράφουν μια σελίδα με τέτοιο τρόποώστε ένα πηγαίο έγγραφο να μπορεί να παρουσιαστεί σε πολλέςδιαφορετικές μορφοποιήσεις όπως είναι μια ιστοσελίδα, έναεκτυπώσιμο έγγραφο και ένα αρχείο PDF.

Γλώσσες Ανάπτυξης Εφαρμογών για τον Παγκόσμιο Ιστό (2/8)

Extensible XTML (XHTML)

•Η XHTML είναι η νεότερη έκδοση της HTML. Είναι πολύ παρόμοια σε όλες τις πτυχές με την HTML όμως έχει πιο αυστηρούς κανόνες. 

•Η HTML επιτρέπει πολύ χαλαρή κωδικοποίηση ενώ η XHTML απαιτεί όλα τα στοιχεία να είναι καλά μορφοποιημένα, αυτό σημαίνει ότι ο προγραμματιστής πρέπει να γράφει σωστά τον κώδικα XHTML. 

Γλώσσες Ανάπτυξης Εφαρμογών για τον Παγκόσμιο Ιστό (3/8)

Extensible Style Sheet Language (XSL)

•Eίναι μια από τις τεχνολογίες XML.

•Σκοπός της είναι η προβολή και η μορφοποίηση εγγράφων XML γιατα προγράμματα περιήγησης HTML όπως ο Internet Explorer. Τοέγγραφο XSL αποτελείται από πολλούς κανόνες που υπαγορεύουνπως θα πρέπει να μορφοποιηθεί το έγγραφο

•Χρησιμοποιώντας XSL είναι σχετικά απλό να έχουμε ένα έγγραφοXML με αρκετές διαφορετικές απόψεις.

Γλώσσες Ανάπτυξης Εφαρμογών για τον Παγκόσμιο Ιστό (4/8)

Extensive Markup Language Mobile Profile (XHTML MP)

•Όλο και περισσότεροι άνθρωποι έχουν αρχίσει να χρησιμοποιούνμικροσκοπικές συσκευές (όπως τα PDA) για να συνδέονται στοΔιαδίκτυο με τη χρήση ασύρματης τεχνολογίας όπως τα μόντεμ για τακινητά.

•Καθώς το υλικό μικρού μεγέθους βελτιώνεται σε ποιότητααπεικόνισης και σε δυνατότητες επεξεργασίας εύρους ζώνης, η χρήσηγλωσσών όπως η XHTML MP θα αρχίσει να γίνεται συνηθισμένη.

Γλώσσες Ανάπτυξης Εφαρμογών για τον Παγκόσμιο Ιστό (5/8)

Dreamweaver

•Είναι συντάκτης HTML που επιτρέπει στον προγραμματιστή ναγράφει ιστοσελίδες οπτικά.

•Υπερβαίνει τους τυπικούς συντάκτες HTML με τη χρήση DynamicHTML (DHTML) για την προσθήκη λειτουργιών, όπωςχρονοδιάγραμμα κινουμένων σχεδίων και απόλυτη τοποθέτησηπεριεχομένων

Γλώσσες Ανάπτυξης Εφαρμογών για τον Παγκόσμιο Ιστό (6/8)

Flash

•Εργαλείο ανάπτυξης για τη δημιουργία πολύ εξελιγμένων σελίδων οιοποίες περιλαμβάνουν κινούμενα γραφικά, κινούμενα σχέδια, ήχο καιδιαδραστικότητα.

Γλώσσες Ανάπτυξης Εφαρμογών για τον Παγκόσμιο Ιστό (7/8)

Director

•Δίνει στα πολυμεσικά προγράμματα και στους δημιουργούςεφαρμογών ιστού να δημιουργούν τρισδιάστατα και διαδραστικάστοιχεία αξιοποιώντας βίντεο πλήρους κίνησης, κινούμενα σχέδια,εργαλεία περιήγησης και πολλά άλλα.

•Χρησιμοποιείται κυρίως για τη δημιουργία εκπαιδευτικών εργαλείωνπλούσιων σε γραφικά και δοκιμαστικών εκδόσεων προϊόντων.

Γλώσσες Ανάπτυξης Εφαρμογών για τον Παγκόσμιο Ιστό (8/8)

Κοινό χαρακτηριστικών των Γλωσσών Δέσμης Ενεργειών είναι ηδυνατότητα που έχουν να δημιουργούν μια δυναμική ιστοσελίδα(αλλαγή ιστοσελίδας ανάλογα με τον χρήστη).

Υπάρχουν πολλές γλώσσες δεσμών ενέργειας για τον ιστό: JavaScript

Ενεργές σελίδες διακομιστή (ASP)

Γλώσσα Πρακτικής Εξαγωγής και Αναφορών (Practical Extraction andReporting Language ‐ PERL)

Προεπεξεργαστής υπερκειμένου (Hypertext Preprocessor ‐ PHP)

Γλώσσα Δέσμης Ενεργειών

Ο κύκλος ζωής προγράμματος αναλύεται σε 6 βασικά βήματα:

1.Περιγραφή προβλήματος  ‐ Καθορισμός Απαιτήσεων2.Ανάλυση προβλήματος – Προσδιορισμός Λύσης3.Σχεδίαση Λύσης Προβλήματος

– Ανάπτυξη Αλγορίθμου

– Σχεδιασμός Διαγράμματος Ροής

– Δημιουργία Ψευδοκώδικα

4.Κωδικοποίηση σε Γλώσσα Προγραμματισμού5.Έλεγχος – Διόρθωση λαθών6.Συντήρηση Προγράμματος

Κύκλος Ζωής προγράμματος

1. Περιγραφή προβλήματος  ‐ Καθορισμός Απαιτήσεων

•Απομόνωση και καταγραφή των πραγματικών συνιστωσών του προβλήματος

•Αποσαφήνιση των στόχων που πρέπει να υλοποιηθούν2. Ανάλυση προβλήματος – Προσδιορισμός Λύσης

•Πλαίσιο επίλυσης προβλήματος•Πιθανότητα ύπαρξης περισσότερων λύσεων•Επιλογή βέλτιστης λύσης

Διαδικασία Ανάπτυξης Προγράμματος (1/3)

3. Σχεδίαση Λύσης Προβλήματος

•Ανάπτυξη αλγορίθμου επίλυσης προβλήματος– Δημιουργία ταξινομημένης ακολουθίας μη διφορούμενων 

βημάτων που οδηγούν στη Λύση

•Σχεδιασμός Διαγράμματος Ροής– Σχηματικός τρόπος αναπαράστασης αλγορίθμου

•Δημιουργία Ψευδοκώδικα

– Αναπαράσταση αλγορίθμου με μείγμα λέξεων της αγγλικής γλώσσας και κοινών σε πολλές γλώσσες προγραμματισμού εντολών

Διαδικασία Ανάπτυξης Προγράμματος (2/3)

4. Κωδικοποίηση σε Γλώσσα Προγραμματισμού

•Συγγραφή προγράμματος σε γλώσσα προγραμματισμού5. Έλεγχος – Διόρθωση λαθών

•Συνεχείς δοκιμές •Διόρθωση πιθανών λογικών σφαλμάτων6. Συντήρηση Προγράμματος

•Συγγραφή τεκμηρίωσης•Συνεχής παρακολούθηση του προγράμματος και τροποποίηση του ανάλογα με τις ανάγκες των χρηστών

Διαδικασία Ανάπτυξης Προγράμματος (3/3)

• Με την πάροδο των χρόνων και την αντιμετώπιση ολοένα και πιοσύνθετων προβλημάτων, παρουσιάστηκαν διάφορες ανάγκες πουδεν καλύπτονταν από τις κλασικές προγραμματιστικές τεχνικές.

• Η αύξηση του μεγέθους των προγραμμάτων κατέστησε ιδιαίτερασημαντικές τις ανάγκες της μείωσης του χρόνου ανάπτυξης, τηςαύξησης της αποδοτικότητας των προγραμματιστών, τηςσυντήρησης και της επέκτασης του κώδικα μεγάλου εφαρμογώνκαι της αποτελεσματικής χρήσης του διατιθέμενου υλικού.

• Για να εκπληρωθούν οι προαναφερθείσες ανάγκεςδημιουργηθήκαν διάφορα μοντέλα προγραμματισμού. Με τον όρομοντέλο προγραμματισμού εννοούμε μεθοδολογίες και τεχνικέςπου ικανοποιούν μία ή περισσότερες ανάγκες.

Μοντέλα Προγραμματισμού (1/2)

Οι τύποι Μοντέλων προγραμματισμού είναι:

•Προστακτικός (imperative programming)

•Αντικειμενοστραφής (object – oriented programming)

•Συναρτησιακός (functional programming)

•Λογικός (logic programming)

•Παράλληλος / Ταυτόχρονος / Κατανεμημένος (parallel / concurrent / distributed programming)

Μοντέλα προγραμματισμού (2/2)

• Ο Προστακτικός προγραμματισμός είναι ένα προγραμματιστικόυπόδειγμα (programming paradigm) στο οποίο τα προγράμματααποτελούνται από μία αρχική κατάσταση και από εντολές(commands) ή προσταγές (imperatives) που αλλάζουν αυτή τηνκατάσταση.

• Αυτό μπορεί να γίνει αντιληπτό και από την ίδια τη λέξη"προστακτικός", η οποία σημαίνει ότι προστάζουμε, δίνουμεδηλαδή εντολές στον υπολογιστή και αυτός στη συνέχεια υπακούεικαι τις εκτελεί.

• Οι εντολές που περιέχονται είναι:

– Εντολές ανάθεσης

– Εντολές συνθήκης

– Εντολές επανάληψης

– Εντολές για είσοδο και έξοδο των στοιχείων

Προστακτικός Προγραμματισμός

• Ο αντικειμενοστραφής προγραμματισμός βασίζεται στην έννοιατου αντικειμένου. Τα αντικείμενα δημιουργούνται από τις κλάσεις.Μία κλάση ορίζει τα χαρακτηριστικά και τη συμπεριφορά ενός τύπουαντικειμένου, λειτουργεί δηλαδή ως πρότυπο. Ένα αντικείμενο είναιμια στιγμιαία δομή δεδομένων η οποία περιέχει τόσο τα δεδομένα(χαρακτηριστικά που την περιγράφουν) όσο και τις διαδικασίες(μεθόδους) που επενεργούν σε αυτά.

• Τα βασικά χαρακτηριστικά του αντικειμενοστραφούςπρογραμματισμού είναι:– Απόκρυψη πληροφορίας και ενθυλάκωση, μέσω δηλώσεων πρόσβασης στον

ορισμό την κάθε μεταβλητής κλάσης συνάρτησης κ.λ.π.

– Κληρονομικότητα, αφορά την δυνατότητα μεταβίβασης ιδιοτήτων από μιαοντότητα σε μια άλλη.

– Πολυμορφισμός, αφορά την επέκταση του τύπου των δεδομένων επί τωνοποίων ενεργεί ένας τελεστής.

Αντικειμενοστραφής Προγραμματισμός

Το μοντέλο του συναρτησιακού προγραμματισμού βασίζεται στηνέννοια της μαθηματικής συνάρτησης η οποία είναι μια απεικόνισηή αντιστοίχιση των μελών χ ενός συνόλου Χ που καλείται σύνολο ήπεδίο ορισμού σε ένα μέλος y ενός συνόλου Y που αποτελεί τοεύρος ή το πεδίο των τιμών: f: X‐>Y, y=f(x).

Στο συναρτησιακό μοντέλο ένα πρόγραμμα συντάσσεται σαν μιασυλλογή από ορισμούς συναρτήσεων και εφαρμογέςσυναρτήσεων.

Ο ορισμός μιας συνάρτησης περιγράφει τον τρόπο με τον οποίουπολογίζεται η εικόνα που αντιστοιχεί σε ένα όρισμα.

Συναρτησιακός Προγραμματισμός

Το μοντέλο του λογικού προγραμματισμού βασίζεται στο ότι ταπρογράμματα είναι γραμμένα ως ένα σύνολο από προτάσεις σεμορφή λογικών εκφράσεων

Ένα πρόγραμμα αποτελείται από ένα σύνολο αξιωμάτων και κανόνων. 

Τα συστήματα του λογικού προγραμματισμού (Prolog), υπολογίζουν τις συνέπειες των αξιωμάτων και των κανόνων, προκειμένου να απαντήσουν σε ένα ερώτημα. 

Λογικός Προγραμματισμός

Το μοντέλο του Παράλληλου / Ταυτόχρονου / Κατανεμημένουπρογραμματισμού βασίζεται στο ότι τα προγράμματαεκμεταλλεύονται την ύπαρξη υπολογιστών που διαθέτουνπερισσότερους από έναν επεξεργαστές. Έτσι επιτυγχάνεται ημείωση του χρόνου εκτέλεσης της εφαρμογής.

Πρέπει όμως το πρόβλημα προς επίλυση να διαιρεθεί σε τμήματαπου μπορούν να επιλυθούν παράλληλα.

Παράλληλος / Ταυτόχρονος / Κατανεμημένος Προγραμματισμός

Ενότητα 5. Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι

• Ο προγραμματισμός στους υπολογιστές είναι η διαδικασία με την οποία ο χρήστης ορίζει στον υπολογιστή τον τρόπο με τον οποίο θέλει να επιλύσει ένα συγκεκριμένο πρόβλημα ή κατάσταση

• Στόχος είναι η επίλυση ενός προβλήματος από τον χρήστη με τέτοιο τρόπο ώστε να μπορεί στη συνέχεια να εκτελέσει τα βήματα επίλυσης ο υπολογιστής. 

Σύνδεση με την προηγούμενη ενότητα (1/3)

Η επίλυση ενός προβλήματος απαιτεί 3 στάδια: 1.Τον σαφή ορισμό του προβλήματος. 2.Την λύση του προβλήματος μέσω μίας ακριβούς ακολουθίας βημάτων 

3.Την εισαγωγή της επίλυσης του προβλήματος (βημάτων) στον υπολογιστή και την επίλυση του (προγραμματισμός)

Σύνδεση με την προηγούμενη ενότητα (2/3)

Κανόνες – Βήματα για την επίλυση ενός προβλήματος:

•Κατανόηση του προβλήματοςΣωστή ερμηνεία και διατύπωση από τον χρήστη

•Αποτύπωση δομής του προβλήματοςΑνάλυση συστατικών μερών του προβλήματος

•Καθορισμός απαιτήσεωνΠροσδιορισμός δεδομένων προβλήματος

Σύνδεση με την προηγούμενη ενότητα (3/3)

Γιατί είναι σημαντικοί οι αλγόριθμοι;

Αλγόριθμος...

•Η περιγραφή της επίλυσης ενός προβλήματος π.χ., εύρεση των ριζών ενός πολυώνυμου  (x2‐6x‐4) 

•Η περιγραφή είναι κατανοητή από τους ανθρώπους (όχι από τους Η/Υ) 

Στην πληροφορική... 

•Ένας αλγόριθμος αποτελεί την περιγραφή της μεθόδου επίλυσης ενός προβλήματος, η οποία μπορεί να υλοποιηθεί σε έναν Η/Υ 

Ορισμός αλγορίθμου (1/2)

Ένας αλγόριθμος περιλαμβάνει

• Δεδομένα και Υπολογισμούς Οι περισσότεροι αλγόριθμοι

• Εμπλέκουν μεθόδους οργάνωσης των δεδομένων που εμπλέκονται στους υπολογισμούς

• Οι μέθοδοι αυτές καλούνται Δομές Δεδομένων Εξαιτίας της παραπάνω σχέσης οι Αλγόριθμοι και οι  Δομές 

Δεδομένων δρουν παράλληλα

Ορισμός αλγορίθμου (2/2)

Σε έναν έντυπο τηλεφωνικό κατάλογο συνδρομητών ΟΤΕ ζητάμε ένα αλγόριθμο αναζήτησης τηλεφώνου ενός συνδρομητή •Τα δεδομένα (ονόματα, τηλέφωνα συνδρομητών) δομούνται 

• Είτε τυχαία / Είτε αλφαβητικά•Αν δομούνται τυχαία

• Πρέπει να ξεκινήσουμε από την πρώτη σελίδα και να ψάξουμε τα ονόματα ένα προς ένα μέχρι να βρούμε αυτό που ζητάμε

•Αν δομούνται αλφαβητικά – ταξινομημένα• Μπορούμε να εφαρμόσουμε πιο έξυπνη αναζήτηση 

(αλγόριθμο), π.χ., να ανοίξουμε τη μεσαία σελίδα του καταλόγου και να περιορίσουμε την αναζήτηση στο μισό κατάλογο, κοκ. 

Παράδειγμα Αλγόριθμου

1. Είσοδος (input)

• Απεικονίζει τις τιμές των δεδομένων του προβλήματος που δίνονται από την αρχή ή παράγονται από ενδιάμεσα τμήματα του και αποτελούν είσοδο για τα επόμενα (στιγμιότυπα).

• Όταν τα δεδομένα εισόδου καλύπτουν κάθε φορά τις προδιαγραφές του συστήματος τότε η είσοδος του αλγορίθμου καλείται νόμιμη

2. Έξοδος (output)

• Η Έξοδος του Αλγόριθμου είναι η μερική ή τελική λύση του προβλήματος

Στοιχεία Αλγόριθμου (1/2)

3. Πεπερασμένα βήματα

• Κάθε αλγόριθμος πρέπει να αποτελείται από συγκεκριμένα βήματα και να ολοκληρώνεται μετά την εκτέλεση τους

4. Σαφή Απόδοση

• Ο χρήστης – προγραμματιστής πρέπει να γνωρίζει την ταχύτητα εκτέλεσης του αλγόριθμου του (το πλήθος των πράξεων που εκτελεί για την επίλυση του προβλήματος ώστε να μπορεί να τον αξιολογήσει σε σύγκριση με άλλους αντίστοιχους για το ίδιο πρόβλημα)

Στοιχεία Αλγόριθμου (2/2)

1. Κεφαλή

• Όνομα και κατάλογο δεδομένων (Εισόδου –Εξόδου)

2. Τμήμα δηλώσεων των μεταβλητών

• Περιγραφή των Δεδομένων του Αλγόριθμου (εσωτερικών μεταβλητών)

3. Κυρίως Τμήμα

• Περιγραφή των υπολογισμών (πράξεων) που εκτελούνται πάνω στα δεδομένα

Δομή Αλγόριθμου 

1. Με λεκτική περιγραφή

• Ψευδοκώδικας

• Πλησιάζει τη φυσική γλώσσα και είναι κατανοητός από μη προγραμματιστές

• Γλώσσα Προγραμματισμού

• Τυποποιημένη γλώσσα, κατανοητή από προγραμματιστές και Η/Υ

2. Διαγραμματικά

• Διάγραμμα Ροής

• Εφαρμόζει γραφικά δομικά στοιχεία, οπτικοποίηση της ροής του αλγόριθμου

Περιγραφή Αλγόριθμου 

• Κάθε αλγόριθμος πρέπει να έχει πεπερασμένο αριθμό βημάτων και μετρήσιμη απόδοση

• Η απόδοση ενός αλγόριθμου εξαρτάται από τους πόρους που απαιτεί ο αλγόριθμος από το υπολογιστικό σύστημα και αυτοί μπορεί να είναι ο χώρος της μνήμης που χρησιμοποιείται για την αποθήκευση των δεδομένων καθώς και ο χρόνος που χρειάζεται ο αλγόριθμος για την εκτέλεση των εντολών του αλγορίθμου. 

• Από αυτές τις μονάδες μέτρησης ορίζεται η πολυπλοκότητα χρόνου (time complexity) και χώρου (space complexity) ως δείκτες απόδοσης του αλγόριθμου. 

Ανάλυση Αλγόριθμων

Ο τρόπος με τον οποίο δομούνται οι εντολές ενός αλγορίθμου και ορίζονται οι αντίστοιχες ακολουθίες τους βασίζονται σε συγκεκριμένες τεχνικές είτε άπλες, είτε πολύπλοκες 

Μορφή ακολουθιών εντολών στους αλγορίθμους (1/2)

Οι εντολές μπορούν να δομηθούν με τους παρακάτω τρόπους: 

1.Σειριακή ακολουθία εντολών  ‐ Χρησιμοποιείται για την επίλυση απλών προβλημάτων 

2.Επιλογή εντολών – Εκτέλεση μιας εντολής ανάλογα με κάποια δεδομένα εισόδου τα οποία καλούνται κριτήρια. 

3.Πολλαπλές επιλογές  ‐ Με βάση μια τιμή ενός δεδομένου ο έλεγχος‐ εκτέλεση του αλγόριθμου επιλέγεται να προχωρήσει από μία λίστα συγκεκριμένων περιπτώσεων. 

4.Εμφωλιασμένες εντολές – Εντολές που ανήκουν σε μια ομάδα και καλούνται να εκτελεστούν σε ένα επίπεδο πιο χαμηλά σε σχέση με ένα άλλο επίπεδο ομάδας εντολών. 

5.Επανάληψη εντολών – Όταν απαιτείται η εκτέλεση μιας ή περισσότερων εντολών περισσότερες από μια φορά. 

Μορφή ακολουθιών εντολών στους αλγορίθμους (2/2)

Οι αλγόριθμοι μπορούν να ταξινομηθούν σε πολλές κατηγορίες ανάλογα την απόδοση της λύσης, των τεχνικών υλοποίησης που χρησιμοποιούν αλλά και της θεματικής περιοχής των προβλημάτων που καλούνται να επιλύσουν. 

1.Βέλτιστος (optimal) όταν επιτυγχάνει βέλτιστη λύση πολυπλοκότητας επίλυσης του προβλήματος

2.Προσεγγιστικός ή ευριστικός (Approximation ή Heuristic) όταν αυτοί προσεγγίζουν την άριστη λύση του προβλήματος για κάθε στιγμιότυπο του. 

3.Αναδρομικός (recursive). Στην περίπτωση αυτή ορίζεται μια αναδρομική σχέση και μια βάση. 

Π.χ. το παραγοντικό ενός αριθμού n δίνεται από την αναδρομική σχέση n! = n(n‐1)! για n≥1 ενώ η βάση είναι 0! = 1. 

Είδη αλγορίθμων

• Τα δεδομένα δομούνται σε ομάδες που ονομάζονται δομές δεδομένων 

• Κάθε μια δομή δεδομένων έχει ιδιαίτερα της χαρακτηριστικά ανάλογα με τον τρόπο που είναι αποθηκευμένα τα δεδομένα ή τον τρόπο προγραμματισμού των λειτουργιών σ ́ αυτά

Δομές Δεδομένων (1/2)

Οι δομές δεδομένων χωρίζονται ανάλογα με τον τρόπο δέσμευσης της μνήμης που απαιτείται για την αποθήκευση των δεδομένων:

•Στατικές δομές δεδομένων, γνωρίζουν το ακριβές μέγεθος των δεδομένων τους και δεσμεύουν εξ αρχής τον απαιτούμενο χώρο μνήμης γι’ αυτά. Τα δεδομένα αποθηκεύονται σε συνεχόμενες θέσεις μνήμης. 

•Δυναμικές δομές δεδομένων, δεν έχουν σταθερό μέγεθος. Σε κάθε νέα έγγραφη – δεδομένο δεσμεύεται στην μνήμη ο απαραίτητος χώρος. Η δέσμευση της μνήμης επομένως γίνεται με την τεχνικής της δυναμικής παραχώρησης μνήμης. Τα δεδομένα δεν βρίσκονται επομένως σε συνεχόμενες θέσεις μνήμης.

Δομές Δεδομένων (2/2)

Δομές Δεδομένων είναι οι τρόποι οργάνωσης των δεδομένων για επεξεργασία από προγράμματα Η/Υ

•Πίνακες (Arrays)•Εγγραφές (Records)•Συνδεδεμένες Λίστες (Linked Lists)•Ουρές (Queues)•Στοίβες (Stacks)•Δένδρα (Trees)

Παραδείγματα Δομών Δεδομένων

• Ο πίνακας είναι η πιο απλή και χρησιμοποιούμενη δομήδεδομένων.

• Είναι συνήθως στατική δομή αφού κατά τον ορισμό του σεένα πρόγραμμα ορίζεται και το μέγεθος του.

• Ένας πίνακας μπορεί να είναι μιας διάστασης ήπερισσότερων.

• Σε ένα πίνακα μπορεί να περιέχονται δεδομένα του ίδιουτύπου.

Πίνακες (Arrays)

Εγγραφή είναι μια συλλογή ενός καθορισμένου πλήθους αλληλοσυσχετιζόμενων στοιχειών (πεδίων) διαφορετικού τύπου 

• π.χ., η εγγραφή ενός συνδρομητή του ΟΤΕ

Εγγραφές (Records)

• Συνδεδεμένη Λίστα είναι μια πεπερασμένη ακολουθία στοιχείων του ίδιου τύπου (όμοια με τους πίνακες) 

• Κάθε στοιχείο αποτελεί τμήμα ενός κόμβου, ο οποίος διαθέτει ένα δείκτη σε επόμενο κόμβο 

• Βασικό στοιχείο ορισμού της λίστας είναι ο δείκτης στον πρώτο κόμβο (κεφαλή)

• Σε αντίθεση με τους πίνακες οι κόμβοι μιας λίστας αποθηκεύονται σε τυχαίες θέσεις στη μνήμη 

Συνδεδεμένες Λίστες (Linked Lists) (1/3)

• Πλεονεκτήματα σε σχέση με τους πίνακες 

• Μη προκαθορισμένο μέγιστο μέγεθος 

• Ανάγκες σε χωρητικότητα ανάλογα με το πλήθος των στοιχείων 

• Επέκταση της λίστας ανάλογα με το διαθέσιμο χώρο (αποφυγή overflow) 

• Εύκολη (γρήγορη) ενημέρωση της λίστας 

• Απλή αναδιάταξη των στοιχείων με αναδιάταξη των δεικτών 

• Απλή εισαγωγή / διαγραφή στοιχείων (αποφυγή των πολλαπλών μεταθέσεων στοιχείων) 

Συνδεδεμένες Λίστες (Linked Lists) (2/3)

Μειονεκτήματα σε σχέση με τους πίνακες 

1.Η πρόσβαση σε ένα στοιχείο της λίστας γίνεται σειριακά ξεκινώντας από την κεφαλή και ακολουθώντας τους κόμβους μέσω των δεικτών 

Συνδεδεμένες Λίστες (Linked Lists) (2/3)

• Η στοίβα είναι μία δομή δεδομένων στην οποία τα δεδομένα εισάγονται το ένα μετά το άλλο ενώ ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να προσπελάσει μόνο το τελευταίο που έχει εισαχθεί ενώ το πρώτο στοιχείο που εισήχθη θα προσπελαστεί τελευταίο. Είναι μία δομή LIFO (Last In First Out). 

• Η υλοποίηση μίας στοίβας μπορεί να γίνει με απλό τρόπο χρησιμοποιώντας έναν μονοδιάστατο πίνακα χρησιμοποιώντας πάντοτε έναν δείκτη που να δείχνει το πρώτο στοιχείο της στοίβας που είναι και το τελευταίο που εισήχθη σ’ αυτήν. 

Στοίβες (Stacks)

• Η ουρά είναι μία δομή δεδομένων στην οποία τα δεδομένα εισάγονται το ένα μετά το άλλο ενώ ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να προσπελάσει τα δεδομένα με την αντίστοιχη φορά που τα έχει εισάγει. Αποτελεί ένα τυπικό παράδειγμα μιας ουράς ανθρώπων σε μια τράπεζα. 

• Είναι μία δομή FIFO (First In First Out). 

Ουρές (Queues)

• Αντίθετα με τις λίστες, στα δέντρα από κάθε κόμβο δεν ξεκινά ένας μόνο δείκτης που να δείχνει μόνο σε ένα κόμβο αλλά περισσότεροι οι οποίοι δείχνουν σε κόμβους που ονομάζονται απόγονοι του αρχικού.

• Ο πρώτος κόμβος στο δέντρο ονομάζεται ρίζα ενώ οι κόμβοι που δεν δείχνουν σε απόγονους ονομάζονται φύλλα. 

Τα δέντρα διακρίνονται σε 3 κατηγορίες: 

• Στατικά δέντρα: όταν δεν επιδέχονται καμιά αλλαγή στην μορφή τους 

• Ημι‐δυναμικά: παρέχουν κάποιες λειτουργίες τροποποίησης

• Δυναμικά που δίνουν τη δυνατότητα μέσω των πράξεων σ’ αυτά να μεταβάλλονται οι κόμβοι του δέντρου. 

Δένδρα (Trees)

Ενότητα 6. Οργάνωση και διαχείριση Περιβαλλοντικών δεδομένων σε 

Πληροφοριακά Συστήματα

Η σύγχρονη τεχνολογική ανάπτυξη και πρόοδος μετέβαλανριζικά το φυσικό περιβάλλον και οδήγησαν στην εξάντλησηφυσικών πόρων, σε ρύπανση κ.ά.

Δημιουργήθηκε έτσι η αναγκαιότητα καταγραφής τωνπεριβαλλοντικών δεδομένων με ένα ευρύ φάσμασυστημάτων επεξεργασίας περιβαλλοντικών πληροφοριώνπου διαφοροποιούνται ανάλογα με τη φύση τωνεπεξεργαζόμενων πληροφοριών.

Τα περιβαλλοντικά πληροφοριακά συστήματα αξιοποιούνταιστη λήψη περιβαλλοντικών αποφάσεων

Γενικά 1/2

Μεγάλα προβλήματα έχουν δημιουργηθεί στους φυσικούς πόρους από αλλαγές:

•Δημογραφικές•Θεσμικές•Οικονομικές•Πολιτιστικές•Τεχνολογικές

– Που συνολικά οδήγησαν στην έντονη και πολλαπλή χρήση των φυσικών πόρων

Γενικά 2/2

• Οι σύγχρονες εφαρμογές και τα εργαλεία πληροφορικής παίζουν σημαντικό ρόλο στην οργάνωση και διαχείριση της περιβαλλοντικής πληροφορίας.

• Περιβαλλοντική πληροφορία είναι κάθε πληροφορία που αφορά το περιβάλλον.

Ορισμός και Στόχοι 1/5

Η περιβαλλοντική πληροφορία αποτελεί δεδομένα διαφόρων μορφών:

•Αριθμητικές μετρήσεις, αριθμητικά δεδομένα, ποσοτικά δεδομένα

•Ποιοτικές καταγραφές, ποιοτικά δεδομένα•Κείμενα•Φωτογραφίες, σκίτσα και βίντεο

•Γραφήματα•Ήχους, αφηγήσεις, συνεντεύξεις•Χάρτες

Ορισμός και Στόχοι 2/5

• Το πληροφοριακό σύστημα περιλαμβάνει οργανωτικές δομές και αναπτύσσει μια σειρά δραστηριότητες και λειτουργίες.

• Έχει εισερχόμενα (input) στο εσωτερικό του συστήματος και αποδίδει εξερχόμενα (output) ύστερα από την ανάπτυξη (processes) των πληροφοριών του.

Ορισμός και Στόχοι 3/5

Η αποτελεσματική οργάνωση και διαχείριση της περιβαλλοντικής πληροφορίας σε πληροφοριακά συστήματα στηρίζεται στην ολοκληρωμένη και αναλυτική καταχώρηση:

•Πρωτογενών δεδομένων•Μεταδεδομένων

•Κάθε είδους πληροφοριών που αφορούν το περιβάλλον

Ορισμός και Στόχοι 4/5

Επιμέρους στόχοι της οργάνωσης και διαχείρισης περιβαλλοντικών δεδομένων σε πληροφοριακά συστήματα είναι:

•Η παρουσίασή τους (data presentation)•Η περιβαλλοντική προσομοίωση (environmental simulation)

•Η αποθήκευσή τους (data storage)•Η μετάδοσή τους (data transmission)

•Η ανάλυση και η επεξεργασία τους (data analysis)

Ορισμός και Στόχοι 5/5

Τα συστήματα καταγραφής των περιβαλλοντικών πληροφοριών (Περιβαλλοντικά Πληροφοριακά Συστήματα) αποθηκεύουν, διαχειρίζονται, διασφαλίζουν και επεξεργάζονται τις πληροφορίες αυτές.

Περιβαλλοντικά Πληροφοριακά Συστήματα 1/4

• Συσσώρευση των περιβαλλοντικών δεδομένων → προβλήματα οργάνωσης και διαχείρισης → αναγκαιότητα εύχρηστων και λειτουργικών εργαλείων οργάνωσης, διαχείρισης των περιβαλλοντικών πληροφοριών → καθορισμός της περιβαλλοντικής  πολιτικής.

• Ο παραδοσιακός τρόπος της έντυπης καταγραφής των περιβαλλοντικών πληροφοριών (χρονοβόρος, δύσχρηστος και εξαντλητικός για το χρήστη) αντικαταστάθηκε από συστήματα που βασίζονται σε ηλεκτρονικούς υπολογιστές

• Οι διαθέσιμες εφαρμογές περιλαμβάνουν έλεγχο και παρακολούθηση, διαχείριση πληροφοριών, ανάλυση δεδομένων, σχεδιασμό και υποστήριξη λήψης αποφάσεων. 

Περιβαλλοντικά Πληροφοριακά Συστήματα 2/4

Η οργάνωση των δεδομένων μπορεί να πραγματοποιηθεί μέσω διάφορων στατιστικών πακέτων, ανάλογα με τους στόχους του φορέα, του ερευνητικού κέντρου, του Πανεπιστημίου που τα διαχειρίζεται. 

Ο χρήστης έχει τη δυνατότητα επιλογής μεταξύ μίας μεγάλης ποικιλίας γραφημάτων, θεμάτων στατιστικής μοντελοποίησης → οργάνωση και διαχείριση περιβαλλοντικών δεδομένων. 

Περιβαλλοντικά Πληροφοριακά Συστήματα 3/4

Στα περιβαλλοντικά Πληροφοριακά συστήματα περιλαμβάνονται: συστήματα παρακολούθησης και ελέγχου  συμβατικά συστήματα πληροφοριών συστήματα υπολογισμού και ανάλυσης συστήματα υποστήριξης απόφασης και προγραμματισμού  ολοκληρωμένα συστήματα περιβαλλοντικών πληροφοριών.

Περιβαλλοντικά Πληροφοριακά Συστήματα 4/4

Αρχεία καταγραφής δεδομένων/database

Distributed database/web database

Διαχείριση δεδομένων (δασικών/περιβαλλοντικών)

Ανάλυση των δεδομένων

Δημιουργία Μοντέλων /simulation

Πρόβλεψη περιβαλλοντικών σεναρίων

Εναλλακτικά σενάρια ‐ αξιολόγηση

Λήψη αποφάσεων

Ορθολογική διαχείριση Περιβάλλοντος & δασών

Βήματα αξιοποίησης περιβαλλοντικών συστημάτων

• Ένα Ασύρματο Δίκτυο Αισθητήρων (Wireless Sensor Network)είναι ένα ασύρματο δίκτυο, το οποίο αποτελείται από δεκάδες ή χιλιάδες κόμβους (sensor nodes), οι οποίοι είναι διασκορπισμένοι σε έναν χώρο με σκοπό να ελέγχουν τις φυσικές ή περιβαλλοντικές συνθήκες.

• Οι κόμβοι είναι μικροί σε μέγεθος, έχουν χαμηλό κόστος και χαμηλή κατανάλωση ενέργειας.

• Ένα Ασύρματο Δίκτυο Αισθητήρων αποτελείται από έναν ή περισσότερους σταθμούς βάσης (base station), όπου συγκεντρώνονται οι πληροφορίες που συλλέγονται κι έπειτα επεξεργάζονται.

Δίκτυα Αισθητήρων 1/4

Ένα Ασύρματο Δίκτυο Αισθητήρων αποτελεί συνήθως ένα ασύρματο ad‐hoc δίκτυο Δηλαδή, κάθε αισθητήρας υποστηρίζει έναν αλγόριθμο 

δρομολόγησης πολλαπλών βημάτων (multi‐hop) και οι ενδιάμεσοι κόμβοι προωθούν πληροφορίες στους γειτονικούς.

Η επικοινωνία στα δίκτυα αισθητήρων είναι επικοινωνία εκπομπής (broadcast).  Δηλαδή, κάθε κόμβος εκπέμπει προς όλους τους γειτονικούς και το 

σήμα του λαμβάνεται υπόψη μόνο από όσους «ενδιαφέρονται». Έπειτα, τα δεδομένα αποστέλλονται στους σταθμούς βάσης, οι οποίοι έχουν απεριόριστο αποθηκευτικό χώρο. 

Δίκτυα Αισθητήρων 2/4

Οι κόμβοι έχουν επίσης την δυνατότητα να συνδέονται με τοΔιαδίκτυο.

Το μεγάλο πλεονέκτημα που προκύπτει από την εγκατάστασηενός τέτοιου δικτύου, είναι ότι δεν είναι απαραίτητη η εκ τωνπροτέρων γνώση της τοπολογίας του. Η δυνατότητα αυτήεπιτρέπει την ταχεία ανάπτυξη δικτύων αυτού του τύπου σεδύσβατες περιοχές.

Δίκτυα Αισθητήρων 3/4

Είναι δυνατόν να τοποθετηθούν:

Στην επιφάνεια ή στο βάθος ενός ωκεανού

Σε ένα σπίτι ή σε ένα μεγάλο κτίριο

Στο εσωτερικό ενός μεγάλου μηχανήματος

Σε κινούμενα οχήματα

Σε μια περιοχή

Εμφυτευμένοι σε ζώα

Δίκτυα Αισθητήρων 4/4

Η ύπαρξη πολλών κόμβων σε ένα δίκτυο προσφέρει υψηλήσυχνότητα δειγματοληψίας και ταυτόχρονα, υψηλή ανάλυσηαφού λαμβάνονται περισσότερες μετρήσεις.

Το κόστος παραμένει χαμηλό κυρίως λόγω έλλειψηςκαλωδίωσης.

Η κατανάλωση ενέργειας είναι χαμηλή.

Υπάρχει δυνατότητα αυτοοργάνωσής τους χωρίς τηνανθρώπινη παρέμβαση.

Ιδιότητες ασύρματων δικτύων αισθητήρων 1/2

Η χωρική πυκνότητα της διάταξής τους είναι αυξημένη καιπαρέχει μεγαλύτερη ανοχή σε σφάλματα.

Λειτουργούν σε ακραίες καιρικές συνθήκες λόγω της εξέλιξηςτων μικροηλεκτρικών συστημάτων.

Υπάρχει μεγάλη ποικιλία των τύπων των αισθητήρων(θερμικοί, μαγνητικοί, σεισμικοί, οπτικοί αισθητήρες,αισθητήρες ακουστικών συχνοτήτων κ.α.)

Η επικοινωνία είναι περιορισμένου βεληνεκούς και multi‐hopδρομολόγηση.

Η τοπολογία μεταβάλλεται συχνά εξαιτίας της εξασθένισηςτου σήματος και της αστοχίας των κόμβων.

Ιδιότητες ασύρματων δικτύων αισθητήρων 2/2

Βασικά μέρη ασύρματου κόμβου:

Μικροεπεξεργαστής

Μνήμη

Πομποδέκτης

Αισθητήρες και ενεργοποιητές

Πηγή ενέργειας

Αρχιτεκτονική ασύρματου κόμβου

Για την αξιολόγηση μιας αρχιτεκτονικής δικτύων αισθητήρωνέχουν καθοριστεί δείκτες και χαρακτηριστικά, οι οποίοιαναφέρονται στην συνολική απόδοση του δικτύου:

•Χρόνος ζωής και δυνατότητα αίσθησης

•Δυνατότητα επεξεργασίας δεδομένων

•Κάλυψη και επεκτασιμότητα

•Είδος παράταξης•Συντήρηση και localization

•Ασφάλεια•Δυνατότητα επικοινωνίας

Δείκτες και χαρακτηριστικά

Μερικές περιβαλλοντικές εφαρμογές των δικτύων αισθητήρων περιλαμβάνουν την παρακολούθηση των κινήσεων των ζώων, 

πουλιών και εντόμων, την παρακολούθηση των περιβαλλοντικών συνθηκών που επηρεάζουν την πανίδα και χλωρίδα, την άρδευση, την γεωργία ακριβείας, την χημική και 

βιολογική ανίχνευση, την βιολογική και περιβαλλοντική παρακολούθηση της θάλασσας, του εδάφους και του αέρα.

Περιβαλλοντικές εφαρμογές των δικτύων αισθητήρων

Οι κόμβοι μπορούν να εγκατασταθούν είτε στρατηγικά, είτε τυχαία και πυκνά σε ένα δάσος και να αναμεταδώσουν την ακριβή προέλευση της φωτιάς στους άμεσα ενδιαφερόμενους πριν την εξάπλωσή της.

Εκατομμύρια αισθητήριων κόμβων μπορούν να εγκατασταθούν και να δημιουργήσουν ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα χρησιμοποιώντας ασύρματες συχνότητες και οπτικά συστήματα.

Επίσης, μπορούν να εξοπλιστούν με αποτελεσματικές μεθόδους εκμετάλλευσης της ενέργειας (π.χ. ηλιακές κυψέλες) προκειμένου να λειτουργούν απρόσκοπτα χωρίς ανθρώπινη παρακολούθηση για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Ανίχνευση δασικών πυρκαγιών 1/2

Οι αισθητήριοι κόμβοι μπορούν να συνεργάζονται μεταξύ τους, προκειμένου να εκτελούν κατανεμημένη ανίχνευση και να υπερπηδούν εμπόδια (π.χ. βράχους και δέντρα) που παρεμποδίζουν το πεδίο ανίχνευσης.

Ανίχνευση δασικών πυρκαγιών 2/2

Μια τέτοιου είδους ανίχνευση απαιτεί εξεζητημένες προσεγγίσεις για τον συνδυασμό των πληροφοριών χρόνου και χώρου.

Οι αισθητήριοι κόμβοι έχουν την δυνατότητα να συνδέονταιμε το Διαδίκτυο, επιτρέποντας έτσι σε απομακρυσμένουςχρήστες να ελέγχουν, να παρακολουθούν και να παρατηρούντην βιοσυνθετικότητα του περιβάλλοντος.

Οι δορυφορικοί και αεροπορικοί αισθητήρες είναι χρήσιμοιστην παρακολούθηση μεγάλης κλίμακας βιοδιαφορών,ωστόσο δεν έχουν την δυνατότητα διαχωρισμού των μικρώνβιοδιαφορών, οι οποίες άλλωστε είναι και οι περισσότερεςσε ένα οικοσύστημα.

Ανίχνευση σύνθετων βιολογικών οργανισμών του περιβάλλοντος 1/2

Συνεπώς, είναι απαραίτητη η εγκατάσταση ενός δικτύου ασύρματων αισθητήρων στο έδαφος για την παρακολούθηση της βιοσυνθετικότητας. Ένα παράδειγμα απεικόνισης της βιοσυνθετικότητας του 

περιβάλλοντος έγινε στο καταφύγιο James στην Νότια Καλιφόρνια. Τρία παρακολουθούμενα πλέγματα, από τα οποία το καθένα είχε 25 ‐100 αισθητήριους κόμβους υλοποιήθηκαν για σταθερή πολυμεσική θέα και συγκέντρωση πληροφοριών σε ημερολόγια περιβαλλοντικής φύσης.

Ανίχνευση σύνθετων βιολογικών οργανισμών του περιβάλλοντος 2/2

Ένα παράδειγμα συστήματος ανίχνευσης πλημμυρών είναι το σύστημα ALERT, το οποίο αναπτύχθηκε στις ΗΠΑ.Αναπτύχθηκαν διάφοροι τύποι αισθητήρων, όπως αισθητήρες βροχόπτωσης, καιρού, μέτρησης επιπέδων του νερού. Αυτοί οι αισθητήρες παρέχουν πληροφορίες σε ένα κεντρικό Σύστημα Βάσης Δεδομένων με έναν προκαθορισμένο τρόπο.

Ανίχνευση πλημμυρών

Γεωργία ακριβείας ονομάζεται η μέθοδος γεωργικής πρακτικής, που χρησιμοποιεί πληροφορίες προσδιορισμένες ως προς τον χώρο ή και τον χρόνο, προκειμένου να μεγιστοποιηθεί η αποδοτικότητα των καλλιεργειών

Με την χρήση αισθητήρων μπορούμε να έχουμε άμεση μέτρηση και καταγραφή των κρίσιμων παραμέτρων, όπως η θερμοκρασία, η υγρασία, η οξύτητα του εδάφους, κλπ.

Μπορούμε να έχουμε ακριβή άρδευση και τοποθέτηση λιπάσματος με χρήση κόμβων που αισθάνονται την υγρασία και την σύνθεση του εδάφους.

Γεωργία ακριβείας 1/2

Επιπλέον, παρακολουθούν τα επίπεδα των εντομοκτόνων στο πόσιμο νερό, της διάβρωσης του εδάφους και της μόλυνσης του αέρα σε πραγματικό χρόνο.

Επίσης, είναι δυνατό να επωφεληθεί η κτηνοτροφία από την τοποθέτηση ενός αισθητήρα σε ένα ζώο, ο οποίος ελέγχει την κατάσταση υγείας του ζώου (π.χ. θερμοκρασία σώματος) και ειδοποιεί σε περίπτωση υπέρβασης των προκαθορισμένων τιμών.

Γεωργία ακριβείας 2/2

Τα ηχητικά κύματα είναι τα πλέον αξιόπιστα μέσα υποθαλάσσιας επικοινωνίας.

Δημιουργώντας ένα ασύρματο δίκτυο αισθητήρων που επικοινωνούν μέσω ηχητικών κυμάτων στον βυθό, οι επιστήμονες φιλοδοξούν να βοηθήσουν την υποβρύχια πλοήγηση, να προστατεύσουν την θαλάσσια ζωή και να προλαμβάνουν ατυχήματα σε πετρελαϊκούς αγωγούς.

Στην συσκευή υπάρχουν ενσωματωμένα ηλεκτρονικά όργανα με αισθητήρες και επεξεργαστές. Αυτό σημαίνει ότι μπορούμε να επεξεργαστούμε επί τόπου τα δεδομένα, για να εντοπίσουμε ένα πλοίο ή μία διαρροή σε αγωγό πετρελαίου.

Χαρτογράφηση βυθού 1/2

Οι πληροφορίες συγκεντρώνονται και τα σήματα αποστέλλονται στο κέντρο ελέγχου.

Σε περίπτωση διαρροής σε έναν αγωγό, δημιουργούνται αέριες φυσαλίδες. Οι αισθητήρες εντοπίζουν τον ήχο των φυσαλίδων και στην συνέχεια λειτουργώντας ως πομποί, στέλνουν το σήμα στο κέντρο ελέγχου, προειδοποιώντας τους υπεύθυνους.

Χαρτογράφηση βυθού 2/2

• Αυτόνομος Μετεωρολογικός Σταθμός (ΑΜΣ) ορίζεται ένας μετεωρολογικός σταθμός στον οποίο γίνονται λήψεις μετεωρολογικών δεδομένων με αυτοματοποιημένη διαδικασία και στην συνέχεια τοπικά ή σε κεντρικές μονάδες όπου αποστέλλονται, γίνεται η επεξεργασία των δεδομένων τους.

• Στους ΑΜΣ, οι μετρήσεις των οργάνων λαμβάνονται από μία κεντρική μονάδα δεδομένων. Οι αισθητήρες καταγραφής συνδέονται στις ψηφιακές και αναλογικές εισόδους της κεντρικής μονάδας, η οποία κάνοντας χρήση των κατάλληλων βιβλιοθηκών, διαβάζει τις τιμές τάσης στην είσοδό του και στην συνέχεια μετατρέπει την εισερχόμενη τάση σε τιμές τις οποίες μπορούμε να αξιοποιήσουμε.

Καταγραφή μετεωρολογικών δεδομένων

Ο βαθμός ρύπανσης του αέρα πρέπει να μετράται προκειμένου να προστατευθεί ο άνθρωπος και το περιβάλλον από κάθε είδους ζημιά που οφείλεται στην ατμοσφαιρική ρύπανση.•Εσωτερικός έλεγχος•Εξωτερικός έλεγχος

– Χρήση ακριβών ασύρματων αισθητήρων, ανθεκτικών στην βροχή και τον άνεμο.

– Εφαρμογή μεθόδων εξοικονόμησης ενέργειας για επάρκεια ενέργειας σε μηχανήματα που τυχόν θα έχουν δύσκολη πρόσβαση.

Παρακολούθηση ποιότητας αέρα

Υπάρχει η δυνατότητα συνεργίας παθητικών/οπτικών και ενεργητικών / μικροκυματικών (SAR) δορυφορικών δεδομένων, ώστε να παραχθεί πληροφόρηση για την εδαφική κάλυψη και την γεωμορφολογία των πρανών, προκειμένου να καταγραφεί και να αναδειχθεί το δυναμικό εμφάνισης κατολισθητικών φαινομένων, καθώς και να παρακολουθηθεί η κίνηση και να εκτιμηθούν τα μεγέθη και η κατανομή των κορημάτων.

Αναγνώριση‐Παρακολούθηση κατολισθήσεων

Ενότητα 7. Η συμβολή της Δασικής Πληροφορικής στον Δασοπονικό Τομέα

Ο όρος Πράσινη Πληροφορική (Green ICT ή Green Informatics) αναφέρεται 

• στα εργαλεία, στις υπηρεσίες και στις Τεχνολογίες Πληροφορικής και Επικοινωνιών,

oι οποίες σε συνδυασμό με 

• τις πράσινες πρακτικές και την πράσινη συμπεριφορά  είτε γενικά στον τομέα της βιομηχανίας των Τεχνολογιών Πληροφορικής 

και Επικοινωνιών, 

είτε στον κάθε πολίτη ξεχωριστά

μπορούν τελικά να συνεισφέρουν στην προστασία και την αποκατάσταση του φυσικού περιβάλλοντος.

Ορισμός

182

Οι Τεχνολογίες Πληροφορικής και Επικοινωνιών μπορούν να παίξουν σημαντικό ρόλο:

Στην προστασία και βελτίωση του περιβάλλοντος με τις πράσινες τεχνολογίες (Πράσινη Πληροφορική –Green informatics)

Στην αειφορική περιβαλλοντική διαχείριση (Sustainable environmental governance). 

Στην αειφορία και την ολοκληρωμένη βιώσιμη ανάπτυξη (Sustainable development). 

Τεχνολογίες Πληροφορικής και Επικοινωνιών

Η Δασική πληροφορική 

συμβάλλει σε διάφορους τομείς της δασοπονίας, της προστασίας του περιβάλλοντος 

και της περιβαλλοντικής αειφορίας

αξιοποιώντας κατάλληλα τις τεχνολογίες και τα εργαλεία της πληροφορικής

Δασική πληροφορική

Δασική Νομοθεσία Προστασία των Δασών και των Δασικών Εκτάσεων Βελτίωση και επέκταση των δασών Διαχείριση και ανάπτυξη των δασών Οργάνωση και διοίκηση των δασικών βιομηχανιών Δασοπονία περιβάλλοντος Απασχόληση εργατικού δυναμικού Οργάνωση και διοίκηση της δασικής υπηρεσίας Έρευνα και εκπαίδευση Χρηματοδοτήσεις και επενδύσεις Προγραμματισμός και ανάπτυξη

Τομείς Δασοπονίας που μπορούν να ευνοηθούν με την Δασική Πληροφορική (1/5)

Δασική ΝομοθεσίαΚαταγραφή, κωδικοποίηση και ανάλυση των δασικών νομοθετημάτωνΠροστασία των Δασών και των Δασικών ΕκτάσεωνΚαταγραφή των προστατευόμενων δασών Τήρηση αρχείων που αφορούν στη σύνθεση, στη χωροταξική κατανομή και στην αποτελεσματικότητα του προστατευτικού τους χαρακτήραΑντιμετώπιση χειμαρρικού προβλήματος με την καταγραφή και αρχειοθέτηση των λεκανών απορροής και της επικινδυνότητας τουςΠρόληψη των δασικών πυρκαγιών με καταγραφή και ταξινόμηση αυτών καθώς και με την εγκατάσταση τερματικών σταθμών τηλε‐ ανίχνευσηςΔιαχείριση και βελτίωση των Δασικών βοσκότοπωνΔιατήρηση και βελτίωση της πανίδας (θήρα ‐ αλιεία) 

Τομείς Δασοπονίας που μπορούν να ευνοηθούν με την Δασική Πληροφορική (2/5)

Βελτίωση και επέκταση των δασών

Κατάρτιση αρχείων που περιέχουν δεδομένα που αφορούν τη δασοπονική μορφή, δομή και σύνθεση των δασών

Διαχείριση και ανάπτυξη των δασών

Αρχεία που περιέχουν στοιχεία σχετικά με την κατάρτιση και τον τρόπο εφαρμογής διαχειριστικών σχεδίων δίνουν τη δυνατότητα χάραξης νέας στρατηγικής

Οργάνωση και διοίκηση των δασικών βιομηχανιών

Αρχεία ποιότητας παραγόμενης πρώτης ύλης

Τομείς Δασοπονίας που μπορούν να ευνοηθούν με την Δασική Πληροφορική (3/5)

Δασοπονία περιβάλλοντος

Διαχείριση φυσικών πόρων και των αποθεμάτων του

Απασχόληση εργατικού δυναμικού

Διαχείριση εργαζομένων στην δασοπονία

Οργάνωση και διοίκηση της δασικής υπηρεσίας

Αμφίδρομη υπηρεσιακή επικοινωνία (δίκτυο) μεταξύ της

Κεντρικής δασικής υπηρεσίας και τον περιφερειακών δασικών υπηρεσιών

Δασικών υπηρεσιών και ιδρυμάτων δασικής έρευνας και πανεπιστημιακών σχολών

Αποφυγή λαθών στο δημόσιο λογιστικό σύστημα

Τομείς Δασοπονίας που μπορούν να ευνοηθούν με την Δασική Πληροφορική (4/5)

Έρευνα και εκπαίδευσηΕξεύρεση και υιοθέτηση αποτελεσματικού εθνικού προγράμματος δασολογικής έρευνας και εκπαίδευσηςΧρηματοδοτήσεις και επενδύσειςΣυλλογή καταγραφή και αξιολόγηση στοιχείων για την πιο ευέλικτη κατανομή των χρηματικών πόρωνΠρογραμματισμός και ανάπτυξηΣτηρίζεται στη σωστή πληροφόρηση για την ορθολογική λήψη αποφάσεων Ορεινές περιοχές Απογραφή των δασών Ταξινόμηση των δασικών εδαφών Δασικό κτηματολόγιο Χαρτογράφηση των δασικών περιοχών Χωροταξική οργάνωση του δασικού δικτύου

Τομείς Δασοπονίας που μπορούν να ευνοηθούν με την Δασική Πληροφορική (5/5)

Η πιο χαρακτηριστική μορφή οργάνωσης και διαχείρισης περιβαλλοντικών δεδομένων γίνεται με την αξιοποίηση φύλλων 

επεξεργασίας (spreadsheet) ή υπολογιστικών φύλλων σε πινακοειδή μορφή.

Γενικά – Υπολογιστικά φύλλα

Δημοφιλή προγράμματα που χειρίζονται υπολογιστικά φύλλα είναι τα:

•Ms‐Excel

•Mathematica

•SPSS (Statistical Package for Social Sciences)•Minitab

•Matlab

•Sun•LindoΔιαθέσιμα από το Α.Π.Θ. μέσω του Κ.Υ.Τ.Π

Προγράμματα επεξεργασίας υπολογιστικών φύλλων

Βήματα για την αξιοποίηση των περιβαλλοντικών δεδομένων για την προστασία του περιβάλλοντος:

•Αρχεία καταγραφής δεδομένων•Διαχείριση δεδομένων (δασικών – περιβαλλοντικών)•Ανάλυση δεδομένων•Ανάπτυξη μοντέλων – Προσομοίωση περιβάλλοντος•Πρόβλεψη σεναρίων•Εναλλακτικά σενάρια•Λήψη αποφάσεων•Ορθολογική διαχείριση φυσικού περιβάλλοντος, δασών

Περιβαλλοντικά δεδομένα & Προστασία περιβάλλοντος

Η αξιοποίηση ενός φύλλου επεξεργασίας παρέχει τα εξής:

• Οργάνωση των δεδομένων σε πινακοειδή μορφή, σε γραμμές και στήλες, οπότε η κάθε καταγραφή καθορίζεται από τη γραμμή και στήλη, με αντίστοιχα χαρακτηριστικά.

• Επεξεργασία των δεδομένων και στατιστική ανάλυση τους με ενσωματωμένες συναρτήσεις για στατιστικές αναλύσεις.

• Ταχύτητα, ορθότητα, ακεραιότητα και ακρίβεια στην ανάλυση των δεδομένων.

• Δυνατότητα ανάλυσης και επεξεργασίας τεράστιου όγκου δεδομένων.

Χαρακτηριστικά των υπολογιστικών φύλλων 1/2

• Δυνατότητα εκτέλεσης αυτοματοποιημένων πράξεων μεταξύ των μεταβλητών, των γραμμών, των στηλών και των κελιών.

• Δημιουργία συγκεντρωτικών αναφορών για τα δεδομένα.

• Αναπαράσταση δεδομένων και οπτικοποιημένη παρουσίαση των πληροφοριών με τη δημιουργία γραφικών παραστάσεων, ιστογραμμάτων, πιτών, ραβδογραμμάτων.

• Δυνατότητα προγραμματισμού με την αξιοποίηση των μεταβλητών μέσα στο αρχείο και δημιουργία εντολών και συναρτήσεων.

Χαρακτηριστικά των υπολογιστικών φύλλων 2/2

Μέσα από το αντίστοιχο περιβάλλον ανάλυσης των δεδομένων, παράγονται εύκολα γραφικά διαφόρων τύπων (γραφικές παραστάσεις) και αυτό είναι το μεγάλο τους πλεονέκτημα, δηλαδή ότι οπτικοποιούν την περιβαλλοντική 

πληροφορία.

Γραφικά 1/2

Ένα πολύ γνωστό πρόγραμμα οργάνωσης δεδομένων που αξιοποιείται κυρίως για δεδομένα που προκύπτουν από ποσοτικές μετρήσεις, αριθμητικά δεδομένα  αλλά υποστηρίζει και ποιοτικά δεδομένα είναι το Ms‐Εxcel, από την πλατφόρμα της Microsoft.

Αντίστοιχα, το λογισμικό στατιστικής επεξεργασίας SPSS (Statistical Package for the Social Sciences) αξιοποιείται για την ανάλυση και μοντελοποίηση ποσοτικών και ποιοτικών δεδομένων, με μεγάλη δυνατότητα στατιστικών αναλύσεων και παραγωγής γραφημάτων. 

Γραφικά 2/2

Τα βήματα για την οργάνωση της περιβαλλοντικής πληροφορίας σε φύλλα επεξεργασίας είναι:

•Συλλογή των δεδομένων•Κατηγοριοποίηση των δεδομένων•Δημιουργία μεταβλητών•Εισαγωγή των δεδομένων στο φύλλο επεξεργασίας•Δημιουργία αναφορών και γραφικών για τα δεδομένα•Επιλογή μεταβλητών, επιλογή ανάλυσης και ανάλυση•Παρουσίαση των αποτελεσμάτων σε γραφικά

Βήματα οργάνωσης σε υπολογιστικό φύλλο

Νομος Δασολόγο ΔασοπόνοΕπιστ. προσωπικό Nomos ΔασοφύλακΜ.Ο.Καμένων

Ηα/ πυρκαγιά

Καμένη έκταση (ιδιωτική) σε Ηα

Καμένη έκταση (δημόσια) σε Ηα

Καμένες εκτάσεις σε Ηα

Εβρος 21 15 36 Εβρος 31 155,7344262 5044 42455 47499Ροδόπη 14 4 18 Ροδόπη 13 132,4375 17 8459 8476Ξάνθη 17 3 20 Ξάνθη 10 100,990991 1140 10070 11210καβάλα 19 4 23 καβάλα 11 1293,385852 144795 257448 402243Δράμα 23 10 33 Δράμα 33 400,4579832 1580 93729 95309σέρρες 22 4 26 σέρρες 41 188,7202797 10528 16459 26987Κιλκίς 14 4 18 Κιλκίς 14 303,0985915 8311 34729 43040χαλκιδική 31 7 38 χαλκιδική 26 569,0516432 70612 50596 121208θεσσαλονίκη 72 8 80 θεσσαλονίκη 23 434,9082969 12475 87119 99594Ημαθία 17 6 23 Ημαθία 17 240,3783784 17123 665 17788πιερία 16 7 23 πιερία 19 229,4868421 9189 25693 34882πέλλα 15 10 25 πέλλα 27 296,8018433 13395 51011 64406Γρεβενά 9 5 14 Γρεβενά 21 169,2268519 10830 25723 36553καστοριά 12 3 15 καστοριά 9 167,9527559 1641 41019 42660Κοζ'ανη 16 7 23 Κοζ'ανη 12 395,0659341 27673 80180 107853Φλώρινα 9 2 11 Φλώρινα 5 405,5798319 24620 23644 48264Αρτα 9 1 10 Αρτα 14 115,766129 5007 9348 14355θεσπρωτία 6 2 8 θεσπρωτία 6 269,8395062 10011 142988 152999Ιωάννινα 21 16 37 Ιωάννινα 28 134,918578 71189 46460 117649πρ'εβεζα 7 0 7 πρ'εβεζα 14 142,8016878 27956 5888 33844μαγνησία 26 13 39 μαγνησία 19 415,2684211 85618 72184 157802Λάρισα 40 36 76 Λάρισα 60 776,5580808 57535 249982 307517καρδίτσα 22 12 34 καρδίτσα 32 685,925 29902 24972 54874τρίκαλα 40 26 66 τρίκαλα 78 383,144 61626 34160 95786Κέρκυρα 9 3 12 Κέρκυρα 3 194,504902 6613 72745 79358κεφαλληνία 6 2 8 κεφαλληνία 5 150,5970549 7430 105066 112496Ζάκυνθος 5 3 8 Ζάκυνθος 7 213,0357143 2223 45497 47720λευκάδα 3 1 4 λευκάδα 9 96,16666667 1598 6480 8078Αιτωλ/νία 21 12 33 Αιτωλ/νία 38 415,5652921 22219 219640 241859Αχαία 15 12 27 Αχαία 27 363,3049096 24731 115868 140599Ευρυτανία 10 13 23 Ευρυτανία 39 39,14285714 28 1616 1644Ηλεία 14 10 24 Ηλεία 30 194,9599133 48600 131348 179948Αργολίδα 7 5 12 Αργολίδα 8 287,8902439 11371 59450 70821

Εικόνα 1. Πίνακας περιβαλλοντικών δεδομένων

(Πηγή: Andreopoulou and Iliadis, 2003)

Παράδειγμα υπολογιστικού φύλλου 1/4

Εικόνα 2. Εισαγωγή των δεδομένων σε υπολογιστικό φύλλο Ms‐EXCEL  

(Πηγή: Andreopoulou and Iliadis, 2003)

Παράδειγμα υπολογιστικού φύλλου 2/4

Εικόνα 3. Ραβδόγραμμα για την παρουσίαση των δεδομένων και στατιστική ανάλυση –οπτικοποίηση αποτελεσμάτων (Πηγή: Andreopoulou and Iliadis, 2003)

Παράδειγμα υπολογιστικού φύλλου 3/4

Σχέση Μ.Ο. καμενων εκτασεων και δασοφυλάκων

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

Αιτω

λ/νί

α

Αχαί

α

Ευρυ

τανί

α

Ηλε

ία

Αργο

λίδα

Αρκα

δία

Κορι

νθία

μεσσ

ηνία

λακω

νία

αττικ

ή

Ευβο

ια

Βοιω

τία

Φω

κίδα

Φθι

ώτιδ

α

Λέσβ

ος

Χίος

Σάμο

ς

Δωδε

κάνη

σα

Κυκλ

άδες

χανι

ά

ρέθυ

μνο

Ηρά

κλειο

33 27 23 24 12 30 22 23 22 133 35 20 14 44 19 11 15 22 22 15 9 20

νομοι

Δασοφύλακες Μ.Ο.Καμένων Ηα/ πυρκαγιά

Εικόνα 4. Γράφημα με γραμμή και σημείο για την παρουσίαση των δεδομένων και στατιστική ανάλυση – οπτικοποίηση αποτελεσμάτων (Πηγή: Andreopoulou and Iliadis,

2003)

Παράδειγμα υπολογιστικού φύλλου 4/4

• Ανδρεοπούλου, Ζ. (2008). Νέες Τεχνολογίες, Περιβαλλοντική Αειφορία και Βιώσιμη Ανάπτυξη. Κεφάλαιο 15 στο Βιβλίο «Φυσικοί Πόροι, Περιβάλλον και Ανάπτυξη». Αραμπατζής, Γ. και Πολύζος, Σ.. Εκδόσεις Τζιόλα. Θεσσαλονίκη. Σελίδες 385‐404. 

• Andreopoulou, Z.S. 2009. Adoption of Information and Communication Technologies (ICTs) in public forest service in Greece. Journal of Environmental Protection and Ecology. Vol. 10, No. 4, pp. 1194‐1204.

• Andreopoulou Z. 2013. Green Informatics: ICT for Green and Sustainability. Journal of Agricultural Informatics; 3(2); 1‐8

• Ανδρεοπούλου, Ζ.Σ. και Παπασταύρου, Α.Κ. 2005. Πληροφορική –Εφαρμογές Πολυμέσων. Πανεπιστημιακές παραδόσεις. Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Θεσσαλονίκη 2005.

• Andreopoulou, Z., Samathrakis V., Louca S. and Vlachopoulou M. (Editors) 2013. E‐innovation for sustainable development during global economic crisis. IGI Global. USA

Βιβλιογραφία 1/2

• Evans A., Martin K., Poatsy M. 2014, Εισαγωγή στην Πληροφορική,θεωρία και πράξη, 1η Έκδοση Κριτική ΑΕ.

• Μποζάνης Π. 2017, Εισαγωγή στην Πληροφορική και τουςΥπολογιστές, εκδόσεις Τζιόλα.

• Norton, P. 2012. Εισαγωγή στους Υπολογιστές. Επιμέλεια μετάφρασης: Μ.Γ. Δημόπουλος. 6η έκδοση. Εκδόσεις Τζιόλα. Θεσσαλονίκη 2012.

• Παπασταύρου, Α. 2001. Εισαγωγή στη Δασική Πληροφορική. Πανεπιστημιακές παραδόσεις.  Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Θεσσαλονίκη 2001. 

Βιβλιογραφία 2/2