TECHNOLOGIA INFORMACYJNA

1. TECHNOLOGIAINFORMACYJNA Wydział Transportu PW dr inż. Ewa Ochmańska http://www.it.pw.edu.pl/~och

2. 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 zewnętrzne III. Oprogramowanie (software) • Klasyfikacja oprogramowania; • System operacyjny; interfejs graficzny i multimedia • Oprogramowanie użytkowe czyli aplikacyjne

3. Technologia informacyjna: Środki wszechstronnego wykorzystania informacji, łączące zastosowania informatyki z innymi technikami pokrewnymi. I.1.1Przedmiot i źródłosłów TI Technologia: Wiedza o przetwarzaniu surowców, wytwarzaniu półwyrobów i wyrobów. *) Także metoda ich wytwarzania. **) ? Informacjainform. obiekt abstrakcyjny, który w postaci zakodowanej (tzw. danych) może być przechowywany, przesyłany, przetwarzany i użyty do sterowania *) 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”

4. 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.

5. znaczenieinformacji + rozwój IT I.1.3Geneza 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”

6. I.1.4Definicja informatyki Informatyka*): dziedzina nauki i techniki zajmująca się metodami przedstawiania, przechowywania, przesyłania i przetwarzania informacjioraz środkami technicznymi służącymi temu celowi **). *) ang. computer science **) - komputery ze sprzętem i oprogramowaniem - sieci i systemy informatyczne  teleinformatyka

7. I.2 Rys historyczny informatyki • PREHISTORIA INFORMATYKI1679G.W.Leibniz arytmetyka binarna1854G.Boole dwuwartościowa algebra logiki System dwójkowy Algebra Boole'a • PIERWSZE PRÓBY1941KonradZuse Z3 komputery na przekaźnikach1944Howard Aiken ASCC(Harvard MARKI) 1owUSA, elektromechaniczny, wymiary 162,5m, ~5 ton • 1943-7Eckert,Mauchly ENIAC 1oelektroniczny18000 lamp Od mechaniki do elektroniki • ROZWÓJ TECHNOLOGII, SERYJNA PRODUKCJA1948IBM (Eckert) SSECprogramy i dane w pamięci1951Eckert&Mauchly C.C. UNIVAC I lampowy, seryjny1959IBM7090 komputery tranzystorowe

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

9. II.2.1Generacje komputerów 2007 IBM BlueGene/P System 1 Pflop/s (petaflop/s to biliard czyli1015 obliczeń na sekundę) • 1945 lampowe(1906 trioda /1919 przerzutnik) • 1955 tranzystorowe(1949 tranzystor) • 1962 hybrydowe(układy scalone + minitranzystory) • 1969 układy scaloneLSI (1971 procesor) ? Układy/systemywieloprocesorowe 1998IBM/390 1000 MIPS typ *)SSI MSI LSI VLSIl.tranzystorów 100 1000 10000 >100000 l.operacji/s50 500 5000 >50000 *) small-, middle-, large-, very large scale integration milionów instrukcji na sekundę

10. 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 • MinikomputeryDEC (Digital Equipment Corporation) (seria PDP) serwery i stacje robocze SUN, HP, IBM..., • Mikrokomputery komputery osobistePC (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

11. Komputer urządzenia zewnętrzne II.3.1Komputery autonomiczne i systemy wielodostępne • Praca autonomiczna • samodzielne urządzenia • kiedyś pierwsze komputery • Wielodostęp • wykorzystanie mocy obliczeniowej • dostęp do zasobów: oprogramowania, danych, urządzeń zewnętrznych • teraz : niektóre PC-ty (?) • rozproszone stanowiska pracy Terminale lokalne Terminale zdalne

12. serwer sieć rozległa sieciowy duże komputery sieć lokalna terminale II.3.2Sieci komputerowe • Problemy transmisji danych i komunikacji

13. SZYNA STERUJĄCA SZYNA ADRESOWA ROM PROCESOR ZEGAR UKŁADY WE/WY PAMIĘĆ m CPU OPERACYJNA RAM Central Processing Unit SZYNA DANYCH II.4.1Schemat podstawowych częścikomputera z magistralą systemową Pamięci zewnętrzne Inne urządzenia zewnętrzne

14. II.4.2Procesory • Mikroprocesory – rozwój na przykładzie produktów Intela • Procesory wielordzeniowe: dwu-, czterordzeniowe (Intel Core i7)

15. II.5.1 Jednostki informacji binarnej przetwarzanie pamięć

16. 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

17. 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

18. II.6.1Pamięci 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

19. II.6.2 Hierarchiczna organizacja pamięci • 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) PROCESOR

20. II.6.3Pamięci 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

21. II.7Urządzenia 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 • ...

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

23. III.2.1Funkcje 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 użytkownikieminteraktywne wspomaganie go w wykonywaniu programów oraz w użytkowaniu zasobów

24. III.2.2System operacyjny Windows Rozwój: (odMS 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”

25. III.3Graficzny interfejs użytkownika • Graficzne środowisko interaktywnej komunikacjiużytkownika z systemem operacyjnym lub aplikacją • GUI (od ang. Graphical User Interface) • Firma Applepionierem 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.)

26. III.4Multimedia • 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

27. III.5.1Rodzaje 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

28. 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 Przegranakonkurencja (ostre współzawodnictwow 2000 r) • Lotus Development Lotus Smart Suite • CorelWordPerfect Office

29. 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 Web Zaliczenie – testy z materiału wykładów

30. 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