Wprowadzenie do informatyki

dr inż. Anna Kobusińska

Anna.Kobusinska@cs.put.poznan.plwww.cs.put.poznan.pl/akobusinska

Czym jest informatyka?

„Informatyka zajmuje się całokształtem przechowywania, przesyłania, przetwarzania iinterpretowania informacji. Wyróżnia się w niejdwa działy, dotyczące sprzętu i oprogramowania”.

/Encyklopedia/

Informatyka to systematyczne badanie procesów algorytmicznych, które charakteryzująi przetwarzają informację, teoria, analiza, projektowanie, badanie efektywności, implementacja i zastosowania procesów algorytmicznych. Podstawowe pytanie informatyki to: ”co można (efektywnie) zalgorytmizować”.

/ACM 1989/

Zarys historii informatyki

Proste, prymitywne maszyny do liczenia:nacięcia (35 – 20 tys. lat p.n.e) – stosowane jeszcze w XIX wieku w Angliipalce u rąk i nóg, inne części ciałaliczby na sznurkach – najbardziej znane kipu (quipu) Inków – wiązanie węzełków na sznurkach, umożliwia już odliczanie w systemie pozycyjnym, do dzisiaj używają jej Indianie boliwijscy i peruwiańscy

Pierwsze „maszyny” do obliczeń

Pierwsze „maszyny” do obliczeń

Chińczycy liczyli do 100 tysna jednej ręce i do 10 mldna obu!

W X wieku p.n.e. do obliczania wyników stosowano układy kamieni.Później nawlekanie kamieni na pręty doprowadziło do stworzenia pierwszego liczydła zwanego abakusem.

Calculus (łac.) → kamykAbakus (grecki) → tabliczka, deska

Czasy prehistoryczne

SUAN-PAN – chińskie liczydło X-XIw, we współczesnej postaci – na każdym pręcie znajduje się 7 żetonów, 5 dolnych odpowiada jednościom, a każdy dolny liczbie 5. Kolejne pręty odpowiadają kolejnym pozycjom w systemie dziesiętnym

Współczesne liczydła

109 10905 1090587

SOROBAN – Japońskie liczydło, XIXw; Cztery guziki na dole w każdym rzędzie służą do odkładania kolejnych jedności l, 2, 3 i 4 przez przesuwanie ich w kierunku środka. Przejście od 4 do 5 polega na cofnięciu czterech jedności na pozycje początkowe i przesunięcie górnego guzika do środka

SZCZOTY – rosyjskie liczydło wynalezione w XVIIw, jego budowa jest dostosowana do budowy pary rąk – dwa żetony w innym kolorze na środku każdego rzędu odpowiadają kciukom, pozostałe palcom; rzędy liczące 4 żetony służą do odznaczania czwartych części rubla i kopiejki

SUAN-PAN obok PC

Soroban w japońskiej szkole

Szczoty na targu w Kijowie

Współczesne liczydła

Euklides w IV w. p.n.e. określił metodęwyznaczania największego wspólnego dzielnika dwóch liczb - znaną jako tzw. algorytm Euklidesa.Algorytmika to nauka o tworzeniu algorytmów.Za jej prekursora możemy uznać Euklidesa.

Pierwszy algorytm Muhammad al-Khwarizmi w IX w. opisałpozycyjny system kodowania dziesiętnego i sztukę liczenia w tym systemie.

Stanowiło to początek sztuki wykonywania obliczeń „pisanych”.algorytmiści - zwolennicy obliczeń pisanych,kalkulatorzy - wykonujący obliczenia na kamykach,abacyści - posługujący się liczydłami.

Wieki średnie

John Napier, matematyk szkocki, wynalazł tzw. Pałeczki Napiera, służące do szybkiego mnożenia, później wykorzystane przy konstrukcji kalkulatorów Dla uproszczenia złożonych obliczeń w astronomii i geodezji wprowadziłlogarytmy Jest autorem pierwszych tablic logarytmicznych

Pierwsze, proste maszyny do obliczeń

1624 – H. Briggs wydał tablice logarytmów liczb 1..20000 i 90000..10000 z dokładnością do 14 miejsc.Tablice Briggsa zawierały 1161 błędów, 0.04%, zwykle na ostatnim miejscuPotrzebne były obliczenia na dużych liczbach

Pierwsze, proste maszyny do obliczeń

1620 – Edmund Gunter – linijka (skala) logarytmiczna1632 – William Oughtred – suwak logarytmiczny w postaci kolistejSuwak logarytmiczny – przykład analogowego przyrządu rachunkowego, wynaleziony przez Oughtreda; używany w obliczeniach inżynierskich nie wymagających zbyt dużej dokładności Suwak logarytmiczny został wyparty w roku 1972 przez kalkulator inżynierski

Suwak logarytmicznyW. Schickard – zegar liczący – 4 działania. Wykorzystał pomysłpałeczek Napiera. Istnieją tylko repliki, na podstawie szkiców z listów, odnalezionych w latach 50 XX w.

B. Pascal – Pascalina – zbudował w wieku 20 lat – tylko dodawanie i odejmowanie

G.W. Leibniz – Żywa ława do obliczeń. 4 działania. Fascynował sięjęzykiem zapisu myśli, systemem binarnym (z Chin).

Kalkulatory mechaniczne

Kalkulatory mechaniczne

Maszyny Schickarda, Pascala, i Leibniza wymagały od użytkownika manualnej pomocy w wielu czynnościach związanych z kolejnymi krokami obliczeń. Za ich pomocą nie było jeszcze można w pełni automatycznie i w całości wykonaćprostego działania na dwóch liczbach.

był najwybitniejszym twórcąmechanicznych maszyn liczących przed erą elektroniczną. W XIX wieku, doszedł tak blisko do rozwiązań stosowanych w komputerach, że dziś znany jest jako "ojciec" komputerów.

Charles Babbage

Rewolucja przemysłowa wiązała się z ekspansją na inne rynki – podboje, podróże, finanse, ubezpieczeniaPotrzebne były dokładne tablice logarytmów i innych funkcji Istniejące tablice zawierały olbrzymią ilośćbłędów – w 40 tomach tablic znaleziono blisko 4000 błędów (John Herschel)

Motywacja Babbage

Pierwsze urządzenie - maszyna różnicowa, zbudowane według jego projektu technicznego napędzane było przez silnik parowy. Obliczała ona tablice logarytmów metodą różnic skończonych i zapisywała wynik na metalowej blaszce.

po ustawieniu początkowych parametrów nie wymagała żadnych ingerencji użytkownika poza kręceniem korbą (prakomputernapędzany maszyną parową!)

Maszyna różnicowa

Cała maszyna: 25 000 części: 15 ton, 2m x 1m x 2.5mPoważne wyzwanie techniczne – liczba elementów, ich dokładność wykonania i połączeniaZatarg z Josephem Clementem głównym wykonawcą

Maszyna różnicowa

Trudności związane z budową maszyny różnicowej i zatargi z Clementem spowodowały, że Babbage:

przemyślał projekt maszyny różnicowej1834-36 – opracował zasady maszyny analitycznej

Maszyna różnicowa vs. analityczna

ogólnego przeznaczenia, 4 działania: +, –, *, /pamięć – magazyn, skład (store); procesor –młyn (mill),program (zewnętrzny) na kartach perforowanychinstrukcje: powtarzanie, warunkowe rozgałęzieniaporuszana parą (steam engine)

Eksperymentalny model w momencie śmierci: 1871

Maszyna analitycznanigdy jej nie skonstruowano, jednak w 1871, zmontowano fragment złożony z części młyna (procesora) oraz urządzenia drukującego.maszyna miała być programowana za pomocą kart perforowanych, wynalezionych przez Jacquarda i pozwalających wytwarzać wzorzyste tkaniny.

Maszyna analityczna

Joseph Jacquard w 1801 zastosowałkarty perforowane w maszynie tkackiejPierwsze programowane sterowanie w dziejach techniki Krosno Jacquardaumożliwiało wielobarwne tkanie wzorzyste

Maszyna Jacquarda

Programowanie – trzy typy kart perforowanych:karty „operacyjne”karty zmienne – przekazywały adres w magazynie

(w pamięci)karty liczbowe – zawierały stałe i służyły do zapisywania zawartości pamięci, np. przekazywanej do następnego etapu obliczeń.

Potrzebny był mechanizm do odczytu ustawienia kół z liczbami – bez obrotu do pozycji 0Potrzebny był mechanizm zliczania kroków, zewnętrzny

Programowanie maszyny analitycznej

Charles Babbage pracował nad projektem Maszyny Analitycznej przez 30 lat, ale w żadnym momencie projekt tej maszyny nie był na tyle gotowy, by można było zbudować na jego podstawie tę maszynęw całości

Maszyna analityczna

Ada Augusta Lovelace, córka Byrona, zafascynowana niezrealizowanym projektem maszyny analitycznej zajęła sięsporządzaniem opisów jej działania w konkretnych zadaniach, czyli pisaniem programów.

Ada Augusta i Turing… maszyna analityczna tka wzory algebraiczne, tak jak krosno Jacquarda tka kwiaty i liście … –programowanieZwróciła uwagę na znaczenie, jakie może miećwykonywanie różnych instrukcji w zależności od spełnienia określonych warunków – instrukcja warunkowaPisała o korzyściach płynących ze zdolności maszyny analitycznej do wielokrotnego wykonywania tych samych obliczeń - instrukcja iteracyjnaRachunek symboliczny (algebra) – komponowanie muzykiJednak: nie należy w żadnym razie uważać , że maszyna analityczna może cokolwiek sama z siebie stworzyć

Notatki Ady Augusty

XVIII-XIX w. – najważniejszym obszarem przetwarzania danych w USA spis powszechny: dane niezbędne do określenia składu Izby Reprezentantówpopulacja – 1790: 3.9 mln; 1840: 17.1 mln;

1860: 31.4 mlnObliczanie spisu z 1880 roku trwało 8 lat, przewidywano, że spisu z 1890 roku nie policzy się przed następnym spisem!!!Technika tabulacyjna: w 1890, wielkośćpopulacji USA – ponad 62 milionów! – była znana po 6 tyg.

Początki przetwarzania danych

Herman Hollerith w 1890 wynalazłmaszynę tabulacyjną. Służyła ona do wprowadzania, sortowania i podliczania danychWzorując się na konduktorach kolei i krosnach Jacquarda:

Dane każdej osoby na karcie perforowanejAutomatyczny odczyt z kart: układu i dziurek

Hollerith założył firmę Tabulating MachineCompany (przekształcona później w firmęIBM)

Maszyna tabulacyjna

Maszyna tabulacyjnaAlan Turing w 1936 opisał tok myślenia prowadzący od obliczeń wykonywanych ręcznie do obliczeń wykonywanych przez prostą abstrakcyjną maszynę, która była w stanie wykonywać zaprogramowanąmatematyczną operację czyli tak zwany algorytm. Maszyna mogła wykonać jednak tylko jeden, określony algorytmliczby miały być podawane maszynie za

pomocą papierowej taśmy

Maszyny ogólnego przeznaczenia

Obliczenia ręczne Pokratkowana dwuwymiarowa kartka wypełniona skończonąliczbą symboli działań i cyfr.Obliczenia zależą od:

danych na kartce,"stanu naszego umysłu".

Maszyna Turinga

Obliczenia maszynoweZapis na jednowymiarowej taśmie podzielonej na komórki (kratki).Wykonanie instrukcji zależy od stanu fizycznego urządzenia, tzw. „głowicy porusza sięona po taśmie, rozpoznaje symbole i zmienia wartości”.

Maszyna Turinga jest uniwersalnym modelem wszelkich obliczeńPosiada ona obecnie olbrzymie znaczenie teoretyczne, ponieważ wszystkie współczesne komputery dają się do niej sprowadzić. Problem jest rozwiązalny na komputerze, jeśli da się zdefiniować rozwiązującą go maszynę Turinga.

Turing i jego teza

Maszyna von Neumanna to konkretyzacja maszyny Turinga, pozwalająca na zaprojektowanie rzeczywistego komputeraMaszyna von Neumanna składa się z procesora (CPU) oraz pamięci, w której przechowywane sądane oraz rozkazy

Maszyna von Neumanna

Model działania maszyny von Neumanna:1. pobieranie rozkazu z pamięci2. pobieranie danych z pamięci wskazanych w

rozkazie3. wykonywanie rozkazu (przetwarzanie

danych)4. zapisywanie wyniku w pamięci5. powrót do punktu (1)

Model działania

O komputerze…

Komputer to urządzenie które przetwarza dane pod kontrolą programu

DANEKOMPUTER WYNIKI

PROGRAM

komputery w których zasadniczym elementem był przekaźnik elektromagnetycznykomputer MARK I, praca w systemie dziesiętnym

Generacja 0

komputery zbudowane na lampach elektronowych

Współczesną ewolucję maszyn cyfrowych sterowanych programem zapoczątkował niemiecki matematyk Konrad ZuseW 1932 skonstruował on maszynę o nazwie Z-1, będącą rozwiązaniem czysto mechanicznymKolejny model Z-2 był na przekaźnikach, lecz z powodu mechanicznego przenoszenia programu działał zbyt wolnoModel Z-3, wykonany na zlecenie lotnictwa byłpierwszą na świecie funkcjonalną maszyną cyfrowąsterowaną programem, zbudowaną na 2600 przekaźnikach

Generacja IZastosowanie zamiast przekaźników lamp elektronowych spowodowało 1000-krotne zwiększenie prędkości działaniaW czasie II Wojny Światowej prace w USA były prowadzone przez dwa ośrodki:

Bell Telephone, gdzie wybudowano model V oparty na 9000 przekaźnikach,IBM gdzie skonstruowano w 1944 pod kierunkiem Aikenamodel MARK-1

Generacja I - USA

komputer ENIAC, serie maszyn- dane do komputera wprowadza się z taśm, kart perforowanych lub dalekopisów,realizowały jeden program napisany w języku wewnętrznym (kod 0,1 ), nie posiadały systemu operacyjnego, głównie do obliczeń naukowo-technicznych, duża awaryjność.

Generacja Izbudowane są na tranzystorachTranzystor wynaleziony w 1947 został zastosowany w komputerach dopiero 11 lat później, w 1958 roku.Już rok później firma TexasInstruments rozpoczęła prace nad stworzeniem układu scalonego, który miał swoją światowąpremierę w 1960 roku.

Generacja II

pojawienie się pamięci zewnętrznych (dyski magnetyczne, taśmy magnetyczne, bębny)wprowadzenie wieloprogramowości komputerówkomputery wyposażone w system operacyjnywprowadzenie języków symbolicznych (języki pisane kodem 0, 1zostały zastąpione symbolem)zwiększenie szybkości przetwarzania do 100 tysięcy operacji na sekundę

Generacja II

oparte są na układach scalonychPierwszy komputer na układach scalonych powstał w 1968 roku Już w roku 1969 firma Intel wykonała prototyp mikroprocesora, co było zwrotnym momentem w historii komputerów.

Generacja III

układy scalone: SSI- mała skala integracji, MSI- średnia skala Integracji, polski produkt- ODRA 1300.wieloprogramowośćwieloprocesowośćrozpowszechnienie pamięci dyskowychstosunkowo ,,bogaty’’ zestaw oprogramowania systemowegomożliwość pisania programów w językach wyższego rzędu (symbole zastępuje się komendami w języku angielskim)tworzenie sieci komputerowychrozwój urządzeń zewnętrznych (peryferyjnych- do wprowadzania i wyprowadzania danych)szybkość wykonywania operacji wzrasta do 10 milionów działań na sekundę.

Generacja III

oparte są na mikroprocesorachW 1976 roku Steve Woźniak i Steve Jobbszałożyli firmę Apple Computers i rozpoczęli produkcję mikrokomputera Apple I.Od roku 1977 datuje się fantastyczny, żywiołowy rozwój mikrokomputerów.

Generacja IV

układy scalone VLSI- bardzo duża skala integracji; ULSI (ultra); technika mikroprocesorowa, różnorodne oprogramowanie użytkowe, początek lat 80Generacja IV plus – superkomputery o bardzo dużej mocy obliczeniowej: japoński NEC, amerykański CRAYCray – synonim komputera; rodzina superkomputerów

Generacja IV

Rewolucja komputerowa ostatnich lat to przede wszystkim:

miniaturyzacja sprzętu (mikrokomputery),zwiększanie możliwości obliczeniowych sprzętu (superkomputery),przetwarzanie równoległe.

Komputery V generacji połącząolbrzymią integrację układów z zaawansowanym przetwarzaniem,włącznie ze sztuczną inteligencją i rozproszonym przetwarzaniem danych.

Generacja V

nowe architektury, neurokomputery, biokomputery, obliczenia przy pomocy DNA, komputery kwantowe.technika sztucznej inteligencji, zmiany w

architekturze systemu możliwość posługiwania się językiem aturalnymumiejętność wnioskowania i uczenia się przez maszynę poprzez wykorzystanie sieci neuronowychautomatyczne pozyskiwanie wiedzybudowa komputerów oparta na trójwymiarowej konfiguracji struktur białkowych.

Generacja VI

Zastosowanie i przyszłość

Nauka

Matematyka

Fizyka

Chamia

Biologia

Nauki o poznaniu

Ekonomia

Nauki humanistyczne

Historia

Archeologia

Geografia

Matematyka komputerowa

Dowody przeprowadzone przy pomocy komputera są często znacznie pewniejsze niż dowody klasyczne. Np. w tablicach całek programy do algebry symbolicznej znajdowały od 10 do 25% błędów lub przeoczeń. Teoria liczb naturalnych - poszukiwania największych liczb pierwszych na komputerach osobistych rozproszonych po całym świecie.

Matematyka komputerowaMetody sztucznej inteligencji w dowodzeniu twierdzeń i wysuwaniu hipotez matematycznych. Np. hipoteza Robbinsa -po 60 latach prób matematyków udowodnił jąprogram EQP! Projekt QED (od ,,Quod ErantDemonstratum”) zmierza on do zbudowania komputerowego systemu, w którym zgromadzona zostanie cała wiedza ludzkości o matematyce!

Matematyka komputerowa

Obrazki fraktalne

Wystarczy iterować Z<= Z2 + C, gdzie C jest punktem i Z też; kolory związane są z szybkością oddalania siępunktu Z od początku układu. Powiększanie fragmentów:

Sztuka genetyczna - obrazki powstająz formuł matematycznych, parametry pełnią rolę genomu

Po wybraniu kilku najciekawszych obrazków tworzy się ich potomstwo krzyżując odpowiednie genomy

Fizyka komputerowa

1990 - „Fizyka komputerowa to fizyka teoretyczna studiowana metodami eksperymentalnymi”Astrofizyka, Geofizyka, Meteorologia - to działy fizyki, w który symulacje pełnia podstawową rolę.

Chemia komputerowa

Rozwój teorii i oprogramowania chemii kwantowej w latach 60. i 70.

Wiele gotowych pakietów programów, dokładności obliczeń własności małych (kilkuatomowych) cząsteczek są na poziomie danych doświadczalnych a można je uzyskać znacznie łatwiej.

Modelowanie molekularne, farmakologia kwantowapozwalają na projektowanie nowych leków.

Biologia i biocybernetykakomputerowa

Biologiczne bazy danych.

Symulacje na poziomie makroskopowym: ekologia, przepływ substancji i energii w przyrodzie, biologia populacyjna.

Symulacje na poziomie molekularnym, w genetyce i biologii molekularnej, w szczególności problemy powstania życia i kodu genetycznego.

Projekt mapowania ludzkiego genomu: 3 mld par, ogromne bazy danych, ich analiza może zająćkilkadziesiąt lat.

Próba rekonstrukcji drzewa ewolucji.

Biologia i biocybernetykakomputerowa

Symulacje działania komórek nerwowych i fragmentów układu nerwowego, funkcji mózgu. Biologia komputerowa przechodzi tu w komputerową medycynę. Opracowuje się symulacje działania całych narządów! Symulacje cykli biochemicznych pozwalająśledzić na komputerowym modelu co dzieje się w organizmie z podawanym lekiem czy innymi substancjami.

Nauki o poznaniu (cognitive sciences)

Cel: zrozumienie, w jaki sposób człowiek postrzega i poznaje świat, w jaki sposób reprezentowana jest w naszym umyśle informacja kształtująca nasz obraz świata.

Nauki o poznaniu (cognitivesciences)

Lingwistyka komputerowa: analiza i synteza mowy, tłumaczenie maszynowe, modele afazji i innych problemów z mową.

Psychologia i symboliczne modele umysłu oraz modele koneksjonistyczne.

Psychiatria komputerowa - modele syndromów neuropsychologicznych i chorób psychicznych, zrozumienie reakcji organizmu na leki psychotropowe.

Ekonomia komputerowa

Realistyczne modele w makroskali lub w skali całego globu wymagają złożonych modeli komputerowych.

Modele ekonometryczne pozwalają na dość dokładne przewidywania sytuacji ekonomicznej w wybranych dziedzinach na rok z góry.

Bogate kraje zyskują na możliwości przewidywania różnych tendencji, chociaż takie czynniki zewnętrzne jak np. pogoda czy konflikty regionalne są nie do przewidzenia.

Nauki humanistyczne

„Komputerowa humanistyka” to zastosowania w socjologii, historii, językoznawstwie, archeologii ...

"Humanistic informatics", czyli informatyka humanistyczna, to coraz częściej używany termin.

Historia

Kliometria - nauka zajmująca się ilościowymi (statystycznymi) metodami w historii. Wkrótce wszystkie informacje historyczne będąnatychmiast dostępne badaczom i zamiast szperać po starych dokumentach historycy będą spędzali całe dnie przed monitorem.

(komputerowy model podróży Kolumba – archipelag wysp Bahama, San Salvador)

Archeologia

Rekonstrukcje znanych zabytków, np. kompleksu Borobodur na Jawie, wymaga dopasowania setek tysięcy fragmentów kamiennych. Graficzne bazy danych obiektów archeologicznych rozproszonych po wielu muzeach.

Geografia

Geografia komputerowa: migracje, geografia społeczna. Kartografia, mapy cyfrowe. Wizualizacja danych systemów informacji geograficznej (GIS).

Komputery w badaniach literackich

Stylometria, czyli badanie stylu literackiego metodami ilościowymi.

Możliwa dzięki wprowadzeniu komputerowych metod klasyfikacji i dostępności tekstów w formie elektronicznej. Pozwala rozstrzygnąć sporne kwestie dotyczące autorstwa dzieł literackich

(„The two noble kinsmen” Szekspir czy Johnem Fletcher?)

Elektronika - projektowanie układów, wspomaganie obliczeń, analiza poprawności zaprojektowanych obwodów.Chemia i farmacja - modelowanie procesów laboratoryjnych, wspomaganie obliczeńBiologia, biochemia - bazy wiedzy, modelowanie cząsteczek, analiza DNA lub RNA.Aplikacje CAD/CAM - komputerowe wspomaganie projektowania i modelowania, wykorzystywane głównie przez inżynierów konstruktorów czy architektów, np. AutoCAD.

Przemysł

Modelowanie i przewidywanie zmian pogody czy prądów oceanicznych.Wspomaganie kierowania ruchem lotniczym, kolejowym czy morskim.Projektowanie dróg, mostów, tuneli, kolei żelaznych.

Zastosowania cywilne

Sterowanie systemem obrony.Zdalne naprowadzanie pocisków.I wiele innych, o których usłyszymy za kilka lat, objęte tajemnicą w większości przypadków,Wojsko jest 2 co do wysokości kwot sponsorem badań związanych z informatykąw USA (pierwsza jest Agencja Energetyki)

Zastosowania militarne

Aplikacje finansowe i ekonomiczne.Aplikacje biurowe.Systemy eksperckie i systemy wspomagania podejmowania decyzji.

Biznes

Kierunki współczesnej informatyki

Algorytmika

Bazy danych

Grafika komputerowa

Kryptografia

Programowanie

Inżynieria oprogramowania

Systemy operacyjne

Sieci komputerowe

Sztuczna inteligencja

Kierunki współczesnej informatyki

zagadnienia związane z teorią obliczalności, dzięki której można stwierdzić czy dany algorytm da się w ogóle zrealizować w praktyce, a jeśli tak, to w jakim czasie

Algorytmika

Baza danych - zbiór danych opisujący pewien wybrany fragment rzeczywistości Odzwierciedlają rzeczywistość w sposób z nią zgodny (prawidłowy) oraz są zorganizowane w specyficzny sposób, zgodnie z tzw. modelem danychBaza danych jest zarządzana przez tzw. system zarządzania bazą danych (SZBD)Z systemem bazy danych współpracują programy użytkowników, których zadaniem jest przetwarzanie danych, tj. wstawianie nowych danych, modyfikowanie danych już istniejących, usuwanie danych nieaktualnych, wyszukiwanie danych.

Bazy danych

Zajmuje się wykorzystaniem komputerów do generowania obrazów oraz wizualizacjąrzeczywistych danych.Przykładowe zastosowania:

Kartografia,Wizualizacja danych pomiarowych (np. w formie wykresów dwu- i trójwymiarowych), Wizualizacja symulacji komputerowych, diagnostyka medyczna, Efekty specjalne w filmachGry komputerowe

Grafika komputerowa

Zajmuje się badaniem, tworzeniem i łamaniem szyfrów

Kryptografia

proces projektowania, tworzenia i poprawiania kodu źródłowego, programów komputerowych lub urządzeń mikroprocesorowych (mikrokontrolery) kod źródłowy pisze się z użyciem regułokreślanych przez wybrany język programowaniapozwala programiście na precyzyjne przekazanie maszynie, jakie dane mają ulec obróbce i jakie czynności należy podjąć w określonych warunkach

Programowanie

zajmuje się wszelkimi aspektami produkcji oprogramowania: od analizy i określenia wymagań, przez projektowanie i wdrożenie, ażdo ewolucji gotowego oprogramowania.

Inżynieria oprogramowania

Sieć komputerowa to medium umożliwiające połączenie dwóch lub więcej komputerów w celu wymiany danych lub współdzielenia różnych zasobów, na przykład:

korzystania ze wspólnych urządzeń, np. drukarek, skanerów,korzystania ze wspólnego oprogramowania, korzystania z centralnej bazy danych, przesyłania informacji między komputerami (komunikaty, listy, pliki).

Sieci komputerowe

System operacyjny jest wyspecjalizowanym programem, który zapewnia sprawne funkcjonowanie systemu komputerowego.Głównym zadaniem systemu operacyjnego jest dostarczanie podstawowych operacji dostępu do urządzeń i zasobów systemu komputerowego.

Systemy operacyjne

konstruowanie maszyn i programów komputerowych zdolnych do realizacji wybranych funkcji umysłu i ludzkich zmysłów.Problemy takie bywają nazywane AI-trudnymi i

zalicza się do nich między innymi:podejmowanie decyzji w warunkach braku wszystkich danych analiza i synteza języków naturalnych gry logiczne, jak np. szachy zarządzanie wiedzą, preferencjami i informacją w robotyceSystemy eksperckie i diagnostyczne

Sztuczna inteligencja

zajmuje się informacją, jej transmisją, kodowaniem danych w celu pewniejszego lub szybszego przesłania jej od nadawcy do odbiorcy.

Teoria informacji

Kierunki rozwoju informatyki:problem niezawodności oprogramowania, systemów komputerowych (inżynieria oprogramowania). zagadnienia związane z sieciami, z mobilnością fizyczną systemów oprogramowania. Z tym związane sąproblemy przekazywania danych, bezpieczeństwa, szyfrowania, kryptografiibogactwo danych i zarządzania nimi –wydobycie prawdziwie użytecznej wiedzy

Szczególność informatyki polega na tym, że podczas gdy inne dyscypliny naukowe takie jak fizyka, chemia, mechanika oraz energetyka badają prawa rządzące przetwarzaniem mas i energii, to dyscyplina naukowa informatyka zaczęła po raz pierwszy badać prawa rządzące przetwarzaniem informacji.

dziedzina wiedzy obejmująca informatykę(włącznie ze sprzętem komputerowym) oraz oprogramowaniem używanym do tworzenia, przesyłania, prezentowania i zabezpieczania informacji), telekomunikację, narzędzia i inne technologie związane z informacją. Dostarcza ona użytkownikowi narzędzi, za pomocą których może on pozyskiwaćinformacje, selekcjonować je, analizować, przetwarzać, zarządzać i przekazywać innym ludziom.

Technologia Informacyjna (IT)

terminem określa się społeczeństwo, w którym towarem staje się informacja traktowana jako szczególne dobro niematerialne, równoważne lub cenniejsze nawet od dóbr materialnych. przewiduje się rozwój usług związanych z 3P (przesyłanie, przetwarzanie, przechowywanie informacji).

Społeczeństwo informacyjne