TECHNOLOGIA INFORMACYJNA Wydzia Transportu PW dr in Ewa

TECHNOLOGIA INFORMACYJNA Wydział Transportu PW dr inż. Ewa Ochmańska http: //www. it. pw. edu. pl/~bjo

Wykład 1. Wprowadzenie do przedmiotu TI I. Technologia informacyjna a informatyka ä Definicje; rys historyczny II. Sprzęt komputerowy (hardware) ä Podstawowy schemat komputera; klasyfikacja komputerów; systemy komputerowe ä Schemat podstawowych części komputera; procesory, pamięci i urządzenia zewnętrzne III. Oprogramowanie (software) ä Klasyfikacja oprogramowania; ä System operacyjny; interfejs graficzny i multimedia ä Oprogramowanie użytkowe czyli aplikacyjne

I. 1. 1 Przedmiot i źródłosłów TI Technologia informacyjna: Środki wszechstronnego wykorzystania informacji, łączące zastosowania informatyki z innymi technikami pokrewnymi. Technologia: Wiedza o przetwarzaniu surowców, wytwarzaniu półwyrobów i wyrobów. *) Także metoda ich wytwarzania. **) *) 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” ? 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 znaczenie informacji q Świat globalnej informacji i komunikacji q Społeczeństwo informacyjne q rozwój IT Nowe formy i źródła informacji – postęp w elektronice, telekomunikacji i informatyce Ø Elektronika: techniczne możliwości tworzenia, zapisu, + przechowywania, przesyłania i przetwarzania informacji Ø Telekomunikacja: zdalny, powszechny dostęp do informacji Ø Informatyka: środki i metody pracy z informacją w postaci „elektronicznej”

I. 1. 4 Definicja informatyki Informatyka*): dziedzina nauki i techniki zajmująca się metodami przedstawiania, przechowywania, przesyłania i przetwarzania informacji oraz środkami technicznymi służącymi temu celowi **). *) ang. computer science **) - komputery ze sprzętem i oprogramowaniem - sieci i systemy informatyczne teleinformatyka

I. 2 Rys historyczny informatyki X PREHISTORIA INFORMATYKI 1679 G. W. Leibniz arytmetyka binarna 1854 G. Boole dwuwartościowa algebra logiki X X X PIERWSZE PRÓBY 1941 Konrad Zuse Z 3 komputery na przekaźnikach 1944 Howard Aiken ASCC (Harvard MARK I) 1 ow USA, elektromechaniczny, wymiary 16 2, 5 m, ~5 ton 1943 -7 Eckert, Mauchly ENIAC 1 oelektroniczny 18000 lamp 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

II. 1 Komputer*). Podstawowy schemat wg „architektury von Neumanna” Urządzenie automatyczne**) do przechowywania, odszukiwania i przetwarzania danych ***). DANE PROGRAM ALU WE CU WY ALU (Arithmetic Logic Unit) *) maszyna matematyczna, obliczeniowa, cyfrowa jednostka arytmetyczno**) zespół urządzeń logiczna ***)dane: informacja zapisana na fizycznym nośniku CU (Control Unit) -

II. 2. 1 Generacje komputerów 2007 IBM 1945 lampowe 1962 hybrydowe (1906 trioda /1919 przerzutnik) 1955 tranzystorowe (1949 tranzystor) Blue. Gene/P System 1 Pflop/s (petaflop/s to biliard czyli 1015 obliczeń na sekundę) (układy scalone + minitranzystory) 1969 układy scalone LSI (1971 procesor) typ *) SSI l. tranzystorów 100 l. operacji/s 50 *) small-, MSI 1000 500 LSI VLSI 10000 >100000 5000 >50000 middle-, large-, very large scale integration ? Układy/systemy wieloprocesorowe 1998 IBM/390 1000 MIPS milionów instrukcji na sekundę

II. 2. 2 Rodzaje komputerów ä ä 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 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 ä Praca autonomiczna ä ä ä samodzielne urządzenia kiedyś pierwsze komputery teraz : niektóre PC-ty (? ) ä Wielodostęp ä ä ä wykorzystanie mocy obliczeniowej dostęp do zasobów: oprogramowania, danych, urządzeń zewnętrznych rozproszone stanowiska pracy

II. 3. 2 Sieci komputerowe Ø Problemy transmisji danych i komunikacji

II. 4. 1 Schemat podstawowych części komputera z magistralą systemową SZYNA STERUJĄCA SZYNA ADRESOWA ROM RAM CPU Central Processing Unit SZYNA DANYCH

II. 4. 2 Procesory ä Mikroprocesory – rozwój na przykładzie produktów Intela Symbol ‘ rok wprowadzenia 8008 Częstość zegara ‘ 72 500 KHz 8086 ‘ 78 10 MHz 80486 DX ‘ 89 50 MHz Pentium Pro‘ 95 200 MHz Pentium III ‘ 99 600 MHz Pentium D ‘ 05 3, 6 GHz ä Długość słowa Liczba / rozmiar [m] tranzystorów 8 bitów 3, 5 tysiąca / 10 -5 16 bitów 32 bity 64 bity 29 tysięcy / 3 10 -6 1, 2 miliona / 10 -6 5, 5 miliona / 9, 5 miliona / 2, 5 10 -7 / 6, 5 10 -8 Maks. pam. operacyjna 16 KB 1 MB 4 GB 64 GB Procesory wielordzeniowe: dwu-, czterordzeniowe (Intel Core i 7)

II. 5. 1 Jednostki informacji binarnej

II. 5. 2 Binarna reprezentacja liczb całkowitych w komputerze Słowo maszynowe ma N pozycji binarnych (bitów) ä Liczbę reprezentuje ciąg N zer i jedynek, zależny od kodu ä ä liczby naturalne w kodzie NKB (naturalny kod binarny), zakres <0, 2 N-1> np. 00101011(NKB) = 43 * dla N=8 (bajt) największa liczba to 1111 czyli 28 -1 czyli 255 * dla N=32 (słowo maszynowe) odpowiednio 232 -1 tj. 4. 294. 967. 295 ä liczby całkowite ze znakiem (format stałoprzecinkowy) ä kod ZM (znak-moduł), zakres < -(2 N-1 -1), 2 N-1 -1 > np. 10101011(ZM) = -43 ä kod U 2 (uzupełnienie do dwójki: X(U 2) + (-X(U 2)) = 2 N ), zakres < -2 N-1, 2 N-1 -1 > np. 11010101(U 2) = -43

II. 5. 3 Binarna reprezentacja liczb rzeczywistych w komputerze ä Binarna liczba rzeczywista jest przedstawiana ze skończoną dokładnością w postaci m*2 c , gdzie m jest mantysą, c jest cechą Mantysa zawiera cyfry znaczące, cecha jest wykładnikiem potęgi äW słowie maszynowym o długości N mantysa i cecha zajmują odpowiednio M i C pozycji binarnych, przy czym M+C=N ä Taki zapis nazywa się zmiennoprzecinkowym, ang. floating-point ä 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) ä RAM (Random Access Memory) - pamięć o dostępie swobodnym ä operacyjna, do odczytu i zapisu, przechowuje dane i programy ä jest ulotna: zapomina po wyłączeniu zasilania ä dwie podstawowe grupy technologii: ä DRAM (Dynamic RAM): wolniejsze, pojemniejsze, tańsze ä SRAM (Static RAM): szybsze, mniej pojemne, droższe ä ROM (Read Only Memory) - pamięć tylko do odczytu ä jest nieulotna: pamięta po wyłączeniu zasilania ä przechowuje programy inicjujące pracę komputera ä technologie programowalnych pamięci ROM, np. EEPROM

II. 6. 2 Hierarchiczna organizacja pamięci archiwalne (dyski magnetyczne i optyczne, taśmy. . . ): zewnętrzne zasoby programów i danych ì pamięci magazynujące o dostępie cyklicznym / bezpośrednim ì pamięci bezpośrednio adresowalne (półprzewodnikowe) ì główna pamięć operacyjna RAM (+ pamięć stała ROM z bazowym programem obsługi wejścia/wyjścia BIOS (Basic Input-Output System )) ì pamięć podręczna (cache memory) ì poziomy L 2, L 3 (między procesorem a RAM) ì poziom L 1 (wewnętrzna, w układzie mikroprocesora) ì rejestry procesora (im bliżej procesora tym mniejsza pojemność i szybszy dostęp, droższe) ì

II. 6. 3 Pamięci zewnętrzne Grupa urządzeń zewnętrznych służących do przechowywania zasobów informacji (pamięci masowe) ä na nośnikach magnetycznych (do odczytu i zapisu) ä pamięci dyskowe: dyski twarde (hard) i dyskietki (floppy) ä pamięci taśmowe (streamery), archiwacja danych ä pamięci optyczne, różne technologie: CD ROM, CD-R, CDRW; DVD-RAM, DVD-R, DVD+R, DVD-RW, HD DVD, Blu-ray ä pamięci półprzewodnikowe typu flash, np. popularny pen-drive Parametry pamięci ä ä pojemność (kilo-, mega-, giga-, tera-, petabajty. . . ) czas dostępu (mili-, mikro-, nano-, pikosekundy. . . )

II. 7 Urządzenia wejścia/wyjścia ä Urządzenia wejściowe ä ä ä 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 ä ä ä 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. . .

III. 1 Kategorie oprogramowania ä Oprogramowanie systemowe Systemy operacyjne ä Sterowniki urządzeń ä Programy narzędziowe Narzędzia programowania ä Sprzęt ä ä Oprogramowanie użytkowe (aplikacje) ä Aplikacje WWW ä ä Protokoły sieciowe Oprogramowanie pośredniczące (middleware)

III. 2. 1 Funkcje systemu operacyjnego ä Przydział zasobów obliczeniowych komputera czasu procesora i pamięci operacyjnej do wykonywanych zadań (programów, wątków, procesów) ä Zarządzanie zasobami danych i programów przechowywanych w systemach plików pamięci masowych ä Udostępnianie urządzeń zewnętrznych dla potrzeb wykonywanych programów ä 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) ä ä ä 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 ä GUI (od ang. Graphical User Interface) ä Firma Apple pionierem GUI (wynalazcą Xerox ‘ 73) Mac OS od 1984 w mikrokomputerach Macintosh; nowatorskie rozwiązania ä Microsoft bystrym naśladowcą GUI w systemie MS Windows i pakiecie MS Office; ujednolicona postać graficzna elementów interakcyjnych (ikon, dialogów itp. ) ä

III. 4 Multimedia ä ä 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): Media. Wiki: oprogramowanie Open Source do tworzenia multimedialnych zbiorów informacji w Internecie

III. 5. 1 Rodzaje programów użytkowych ä Aplikacje ogólnego przeznaczenia , np. : Arkusze kalkulacyjne, bazy danych Edytory tekstów, popularna grafika komputerowa Programy do tworzenia prezentacji Komunikacja informacyjna - e-mail, przeglądarki WWW ä Aplikacje specjalizowane, np. : ä DTP, profesjonalna grafika wydawnicza ä programy inżynierskie: projektowanie, modelowanie ä GIS, systemy informacji geograficznej. . . ä ä ä Systemy informatyczne, np. : zarządzania, bankowe, rezerwacji, sprzedaży, . . . ä Inne zastosowania - specjalistyczne i popularne

III. 5. 2 Pakiety ogólnego przeznaczenia ä Popularne, zintegrowane pakiety „biurowe” : ä edytor tekstu + arkusz kalkulacyjny ä + program prezentacyjny + baza danych +. . . (organizacja pracy, integracja z Internetem, multimedia. . . ) ä ä Nr 1 - Microsoft Office Star. Office (Sun)/Linux Przegrana konkurencja (ostre współzawodnictwo w 2000 r) Lotus Development ä Corel ä Lotus Smart Suite Word. Perfect Office

Program wykładów 1. 2. 3. 4. Wprowadzenie do przedmiotu; Sprzęt i oprogramowanie komputerów Edycja tekstu i praca z dokumentami; Grafika i tworzenie prezentacji Obliczenia i arkusze kalkulacyjne; Aplikacje z bazami danych Sieci komputerowe i Internet; Środowisko Web Zaliczenie – testy z materiału wykładów

Literatura Seria „ECDL” Europejski Certyfikat Umiejętności Informatycznych Wydanie III zmienione. l l l l 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