technologia informacyjna
DESCRIPTION
TECHNOLOGIA INFORMACYJNA. Wydział Transportu PW dr inż. Ewa Ochmańska http://www.it.pw.edu.pl/~och. Wykład 1. Wprowadzenie do przedmiotu TI. I. Technologia informacyjna a informatyka Definicje; rys historyczny II. Sprzęt komputerowy ( hardware ) - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
TECHNOLOGIAINFORMACYJNA
Wydział Transportu PW
dr inż. Ewa Ochmańska
http://www.it.pw.edu.pl/~och
Wykład 1. Wprowadzenie do przedmiotu TI
I. Technologia informacyjna a informatyka Definicje; rys historyczny
II. Sprzęt komputerowy (hardware) Podstawowy schemat komputera;
klasyfikacja komputerów; systemy komputerowe Schemat podstawowych części komputera;
procesory, pamięci i urządzenia zewnętrzneIII. Oprogramowanie (software)
Klasyfikacja oprogramowania; System operacyjny; interfejs graficzny i multimedia Oprogramowanie użytkowe czyli aplikacyjne
Technologia: Wiedza o przetwarzaniu surowców, wytwarzaniu półwyrobów i wyrobów. *) Także metoda ich wytwarzania. **)
I.1.1 Przedmiot i źródłosłów TI
*) Wyrobem (a także jednym z surowców i półwyrobów) jest tu INFORMACJA
**) W tym znaczeniu często w liczbie mnogiej jako zbiór metod, czyli tu „technologie informacyjne”
Technologia informacyjna: Środki wszechstronnego wykorzystania informacji, łączące zastosowania informatyki z innymi technikami pokrewnymi.
? Informacja inform. obiekt abstrakcyjny, który w postaci zakodowanej (tzw. danych) może być przechowywany, przesyłany, przetwarzany i użyty do sterowania
I.1.2 Definicja IT: http://pl.wikipedia.org/
Technologia informacyjna (TI), (ang. IT)(akronim od ang. Information Technology) dziedzina wiedzy obejmująca informatykę (włącznie ze sprzętem komputerowym oraz oprogramowaniem używanym do tworzenia, przesyłania, prezentowania i zabezpieczania informacji), telekomunikację i inne technologie związane z informacją.
Dostarcza ona użytkownikowi narzędzi, za pomocą których może on pozyskiwać informacje, selekcjonować je, analizować, przetwarzać, zarządzać i przekazywać innym ludziom.
I.1.3 Geneza dziedziny IT
Świat globalnej informacji i komunikacji Społeczeństwo informacyjne Nowe formy i źródła informacji – postęp w elektronice, telekomunikacji i informatyce
Elektronika: techniczne możliwości tworzenia, zapisu, przechowywania, przesyłania i przetwarzania informacji
Telekomunikacja: zdalny, powszechny dostęp do informacji Informatyka: środki i metody pracy z informacją
w postaci „elektronicznej”
znaczenieinformacji
rozwój IT+
Informatyka*): dziedzina nauki i techniki zajmująca się metodami przedstawiania, przechowywania, przesyłania i przetwarzania informacji oraz środkami technicznymi służącymi temu celowi **).
I.1.4 Definicja informatyki
*) ang. computer science
**) - komputery ze sprzętem i oprogramowaniem - sieci i systemy informatyczne teleinformatyka
I.2 Rys historyczny informatyki
PREHISTORIA INFORMATYKI 1679 G.W.Leibniz arytmetyka binarna 1854 G.Boole dwuwartościowa algebra logiki
ROZWÓJ TECHNOLOGII, SERYJNA PRODUKCJA 1948 IBM (Eckert) SSEC programy i dane w pamięci 1951 Eckert&Mauchly C.C. UNIVAC I lampowy, seryjny 1959 IBM 7090 komputery tranzystorowe
PIERWSZE PRÓBY 1941 Konrad Zuse Z3 komputery na przekaźnikach 1944 Howard Aiken ASCC (Harvard MARK I) 1ow USA, elektromechaniczny, wymiary 162,5 m, ~5 ton 1943-7 Eckert, Mauchly ENIAC 1oelektroniczny 18000 lamp
Urządzenie automatyczne**) do przechowywania, odszukiwania i przetwarzania danych ***).
*) maszyna matematyczna, obliczeniowa, cyfrowa **) zespół urządzeń***)dane: informacja zapisana na fizycznym nośniku
II.1 Komputer*). Podstawowy schemat wg „architektury von Neumanna”
WE
WYPROGRAM
DANE ALU
CU
ALU (Arithmetic Logic Unit) -jednostka arytmetyczno-logicznaCU (Control Unit) -
jednostka sterująca
II.2.1 Generacje komputerów
1945 lampowe (1906 trioda /1919 przerzutnik)
1955 tranzystorowe (1949 tranzystor) 1962 hybrydowe (układy scalone + minitranzystory)
1969 układy scalone LSI (1971 procesor)
milionów instrukcji na sekundę
typ *) SSI MSI LSI VLSIl.tranzystorów 100 1000 10000 >100000 l.operacji/s 50 500 5000 >50000
2007 IBM BlueGene/P System
1 Pflop/s (petaflop/s to biliard czyli1015 obliczeń na sekundę)
? Układy/systemywieloprocesorowe
1998 IBM/390 1000 MIPS
*) small-, middle-, large-, very large scale integration
II.2.2 Rodzaje komputerów
Superkomputery (tysiące procesorów, biliony Flop/s)IBM, Sun, Cray Research, Silicon Graphics Inc., HP, …
Komputery centralne, mainframe IBM(90%), Hitachi, HP… dla dużych firm i administracji publicznej
Minikomputery DEC (Digital Equipment Corporation) (seria PDP) serwery i stacje robocze SUN, HP, IBM...,
Mikrokomputery
komputery osobiste PC (Personal Computer) - IBM, Apple, Dell, HP, Compaq,... biurkowe (desktop) przenośne czyli mobilne (laptop, notebook, netbook) PDA – personal digital assistant: palmtop, palmfon, smartfon itp.) specjalizowane wg przeznaczenia, wbudowane np.w pojazdach
II.3.1 Komputery autonomiczne i systemy wielodostępne
Wielodostęp wykorzystanie mocy obliczeniowej dostęp do zasobów: oprogramowania, danych, urządzeń zewnętrznych
Praca autonomiczna samodzielne urządzenia kiedyś pierwsze komputery teraz : niektóre PC-ty (?)
rozproszone stanowiska pracy
Problemy transmisji danych i komunikacji
II.3.2 Sieci komputerowe
II.4.1 Schemat podstawowych części komputera z magistralą systemową
SZYNA ADRESOWA
SZYNA STERUJĄCA
SZYNA DANYCH
CPUCentral
Processing Unit
ROM
RAM
II.4.2 Procesory
Mikroprocesory – rozwój na przykładzie produktów IntelaSymbol ‘
rok wprowadzeniaCzęstość zegara
Długośćsłowa
Liczba / rozmiar [m] tranzystorów
Maks.pam.operacyjna
8008 ‘72 500 KHz 8 bitów 3,5 tysiąca / 10-5 16 KB
8086 ‘78 10 MHz 16 bitów 29 tysięcy / 310-6 1 MB
80486DX ‘89 50 MHz 32 bity 1,2 miliona / 10-6 4 GB
Pentium Pro‘95 200 MHz 32 bity 5,5 miliona / 4 GB
Pentium III ‘99 600 MHz 32 bity 9,5 miliona / 2,510-
7 4 GB
Pentium D ‘05 3,6 GHz 64 bity / 6,510-8 64 GB Procesory wielordzeniowe: dwu-, czterordzeniowe (Intel Core i7)
II.5.1 Jednostki informacji binarnejl. bitów l. różnych wartości jednostka skrót
1 2 (0/1) 1 bit b 8 256 1 bajt B
16 32 64
65.536 4.294.967.296
1,844674407371e+19
słowo maszynowe -
rozmiar (bajty) jednostka skrót
210 1024 103 1 kilobajt KB 220 1.048.576 106 1 megabajt MB 230 1.073.741.824 109 1 gigabajt GB 240 1.099.511.627.7761012 1 terabajt TB 250 1.125.899.906.842.6201015 1 petabajt PB
II.5.2 Binarna reprezentacja liczb całkowitych w komputerze
Słowo maszynowe ma N pozycji binarnych (bitów) Liczbę reprezentuje ciąg N zer i jedynek, zależny od kodu
liczby naturalne w kodzie NKB (naturalny kod binarny), zakres <0, 2N-1> np. 00101011(NKB) = 43
* dla N=8 (bajt) największa liczba to 11111111 czyli 28-1 czyli 255 * dla N=32 (słowo maszynowe) odpowiednio 232-1 tj. 4.294.967.295 liczby całkowite ze znakiem (format stałoprzecinkowy)
kod ZM (znak-moduł), zakres < -(2N-1-1), 2N-1-1 >
np. 10101011(ZM) = -43 kod U2 (uzupełnienie do dwójki: X(U2) + (-X(U2)) = 2N ), zakres < -2N-1, 2N-1-1 > np. 11010101(U2) = -43
II.5.3 Binarna reprezentacja liczb rzeczywistych w komputerze
Binarna liczba rzeczywista jest przedstawiana ze skończoną dokładnością w postaci m*2c , gdzie m jest mantysą, c jest cechą
Mantysa zawiera cyfry znaczące, cecha jest wykładnikiem potęgi W słowie maszynowym o długości N mantysa i cecha zajmują
odpowiednio M i C pozycji binarnych, przy czym M+C=N Taki zapis nazywa się zmiennoprzecinkowym,
ang. floating-point Według standardu IEEE 754 wartości M i C wynoszą :
24 i 8 dla słów 32-bitowych oraz 53 i 11 dla słów 64-bitowych
II.6.1 Pamięci operacyjne
Pamięci robocze w postaci układów scalonych, o bezpośrednim dostępie (czas dostępu nie zależy od miejsca informacji w pamięci) RAM (Random Access Memory) - pamięć o dostępie swobodnym
operacyjna, do odczytu i zapisu, przechowuje dane i programy jest ulotna: zapomina po wyłączeniu zasilania dwie podstawowe grupy technologii:
DRAM (Dynamic RAM): wolniejsze, pojemniejsze, tańsze SRAM (Static RAM): szybsze, mniej pojemne, droższe
ROM (Read Only Memory) - pamięć tylko do odczytu jest nieulotna: pamięta po wyłączeniu zasilania przechowuje programy inicjujące pracę komputera technologie programowalnych pamięci ROM, np. EEPROM
pamięci archiwalne (dyski magnetyczne i optyczne, taśmy...): zewnętrzne zasoby programów i danych
pamięci magazynujące o dostępie cyklicznym / bezpośrednim pamięci bezpośrednio adresowalne (półprzewodnikowe)
główna pamięć operacyjna RAM (+ pamięć stała ROM z bazowym programem obsługi
wejścia/wyjścia BIOS (Basic Input-Output System )) pamięć podręczna (cache memory)
poziomy L2, L3 (między procesorem a RAM) poziom L1 (wewnętrzna, w układzie mikroprocesora)rejestry procesora
(im bliżej procesora tym mniejsza pojemność i szybszy dostęp, droższe)
II.6.2 Hierarchiczna organizacja pamięci
II.6.3 Pamięci zewnętrzne
Grupa urządzeń zewnętrznych służących do przechowywania zasobów informacji (pamięci masowe) na nośnikach magnetycznych (do odczytu i zapisu)
pamięci dyskowe: dyski twarde (hard) i dyskietki (floppy) pamięci taśmowe (streamery), archiwacja danych
pamięci optyczne, różne technologie: CD ROM, CD-R, CD-RW; DVD-RAM, DVD-R, DVD+R, DVD-RW, HD DVD, Blu-ray pamięci półprzewodnikowe typu flash, np. popularny pen-drive Parametry pamięci
pojemność (kilo-, mega-, giga-, tera-, petabajty...) czas dostępu (mili-, mikro-, nano-, pikosekundy...) szybkość transmisji
II.7 Urządzenia wejścia/wyjścia
Urządzenia wejściowe klawiaturowe – standardowe i specjalizowane wskazujące – myszy, joystiki, ekrany dotykowe, pióra świetlne przetwarzające obraz na zapis binarny – skanery, kamery cyfrowe rozpoznające kody i znaki ... pismo odręczne ... mowę inne – digitajzery, karty magnetyczne, ...
Urządzenia wyjściowe monitory: CRT – kineskopowe (Cathode Ray Tube) do 21 cali;
LCD – ciekłokrystaliczne (Liquid Crystal Display) > 42 cali drukarki: mechaniczne (igłowe, znakowe, wierszowe);
laserowe; atramentowe plotery – urządzenia kreślarskie i tnące urządzenia odtwarzające i syntetyzujące głos ...
Aplikacje WWW
III.1 Kategorie oprogramowania
Oprogramowanie systemowe
Protokoły sieciowe Oprogramowanie
pośredniczące (middleware)
Sprzęt
Oprogramowanie użytkowe (aplikacje)
Systemy operacyjne Sterowniki urządzeń Programy narzędziowe
Narzędzia programowania
III.2.1 Funkcje systemu operacyjnego
Przydział zasobów obliczeniowych komputera czasu procesora i pamięci operacyjnej do wykonywanych zadań (programów, wątków, procesów)
Zarządzanie zasobami danych i programów przechowywanych w systemach plików pamięci masowych
Udostępnianie urządzeń zewnętrznych dla potrzeb wykonywanych programów
Komunikacja z użytkownikiem interaktywne wspomaganie go w wykonywaniu programów oraz w użytkowaniu zasobów
III.2.2 System operacyjny Windows
Rozwój: (od MS DOS dla komputerów PC 1980) Nakładki na DOS: wersje latach 1985-1998;
ostatnia Windows ME (Millenium Edition) 2000 Linia Windows NT (New Technology) - od roku 1993; w niej
m.in. popularny Windows XP - od 2001, Windows Vista 2007; Windows Server 2008; Windows 7 22.X.2009
Wersje do systemów wbudowanych oraz urządzeń mobilnych: Windows CE, Windows Mobile
Cechy: + popularność (ponad 90% udziału w rynku systemów
operacyjnych), funkcjonalność, przyjazność, aktualność (bieżące nowości)
zasobożerność (duża zajętość pamięci i czasu procesora), niestabilność, „zamkniętość”
III.3 Graficzny interfejs użytkownika
Graficzne środowisko interaktywnej komunikacji użytkownika z systemem operacyjnym lub aplikacją
GUI (od ang. Graphical User Interface) Firma Apple pionierem GUI (wynalazcą Xerox ‘73) Mac OS od 1984 w mikrokomputerach Macintosh;
nowatorskie rozwiązania Microsoft bystrym naśladowcą
GUI w systemie MS Windows i pakiecie MS Office;ujednolicona postać graficzna elementów interakcyjnych (ikon, dialogów itp.)
III.4 Multimedia
Używanie i rozpowszechnianie tzw. mediów cyfrowych Multimedialne składniki w MS Windows od wersji ME:
np. Media Player, Movie Maker;rozwijane: Microsoft Windows XP Media Center Edition 2005
Konkurencja na rynku technik multimedialnych, np. Intel z AMD (nowe produkty 2005/2006):
MediaWiki: oprogramowanie Open Source do tworzenia multimedialnych zbiorów informacji w Internecie
III.5.1 Rodzaje programów użytkowych
Aplikacje ogólnego przeznaczenia , np.: Arkusze kalkulacyjne, bazy danych Edytory tekstów, popularna grafika komputerowa Programy do tworzenia prezentacji Komunikacja informacyjna - e-mail, przeglądarki WWW
Aplikacje specjalizowane, np.: DTP, profesjonalna grafika wydawnicza programy inżynierskie: projektowanie, modelowanie GIS, systemy informacji geograficznej .....
Systemy informatyczne, np.: zarządzania, bankowe, rezerwacji, sprzedaży,...
Inne zastosowania - specjalistyczne i popularne
III.5.2 Pakiety ogólnego przeznaczenia
Popularne, zintegrowane pakiety „biurowe” : edytor tekstu + arkusz kalkulacyjny + program prezentacyjny + baza danych + ... (organizacja pracy, integracja z Internetem, multimedia...)
Nr 1 - Microsoft Office StarOffice (Sun)/Linux Przegrana konkurencja (ostre współzawodnictwo w 2000 r)
Lotus Development Lotus Smart Suite Corel WordPerfect Office
Program wykładów
1. Wprowadzenie do przedmiotu; Sprzęt i oprogramowanie komputerów
2. Edycja tekstu i praca z dokumentami; Grafika i tworzenie prezentacji
3. Obliczenia i arkusze kalkulacyjne; Aplikacje z bazami danych
4. Sieci komputerowe i Internet; Środowisko WebZaliczenie – testy z materiału wykładów
Literatura
Seria „ECDL” Europejski Certyfikat Umiejętności Informatycznych Wydanie III zmienione.
Sikorski W. „Podstawy technik informatycznych” Nowakowski Z. „Użytkowanie komputerów” Kopertowska M. „Przetwarzanie tekstów” Kopertowska M. „Arkusze kalkulacyjne” Kopertowska M. „Bazy danych” Kopertowska M. „Grafika menedżerska i prezentacyjna” Wojciechowski A. „Usługi w sieciach informatycznych”
Wydawnictwo MIKOM. Warszawa 2006, 2007