Komputer-urzadzenie do automatycznego przetwarzania informacji dyskretnej przez wykonaywanie na niej operacji o charakt.dyskretnym według zadanych algorytmów.operacjami tymi są najczęściej działania arytmetyczne na liczbach i(lub)podstawowe działania logiczne. <Dane wejsciowe=>ukł.przetwarzający(algorytm)=>wyniki> Algorytm-uporządkowany zbiór reguł postepowania za dnaymi,w celu rozwiązania zadania w skończonej liczbie kroków(ustala jakie operacje i w jakiej kolejności należy wykonac, aby uzyskać okrelsony wynik). Jest zapsiany w jezyku zrozumiałym dla komputera w postaci uporządkowanego zbioru rozkazów(tzw.program). Dla komputera:-procesor(przetwarza informacje,-ukł.pamięci(przekazuj informacje),-ukł.sprzegąjce urz.zewn.
Magistrala-służy do rzodziału oraz `transportu'informacji na i między urządzeniami zewn. Hardware komputera:-płyta główna,-procesor,-pamięci(ROM,RAM,zewn.),-karta grafiki,-obudowa,-urz.perfyferyjne(zewn,np.klawiatura,myszka, monitor,itp.)
Procesor-uruchamianie programów,przetwarzanie danych Pamięć (Random Acces Memory)-komputer ładuje do niej dane i progrmay z którymi własnie pracuje,jest to pamieć tymczasowa. Cykl pracy procesora:1)odczytanie z pamięci rozkazu wskazywanego przez licznik rozkazów i umieszczenie go w rejestrze,2)zmiana zawartości licznika rozkazów,tak by wskazywał nast.rozkaz,3)dekodowanie rozkazu(określenie jego typu i liczby argumentów),4)wyznaczenie adresów i pobranie potrzebnych argumentów,5)wykonanie wymaganych czynności wskazanych w treści rozkazu-zapamietanie wyniku,6)przejście do kroku 1. Software komputera-BIOS,system operacyjny,programy obsługi urządzeń,programy użytkowe BIOS-(Basic Input Output System)zapsiany w pamieci Flash ROM(read only memory),jest to ukł.nadzorujący wspóldziałanie wszystkich komponentów komputera(tłumaczy wysyłane sygnały),znajduję się wnim procedury odpowiedzialne za urchomoenie komputera,ładuje system z pamięci zewn. Pamięć masowa-dyski elastyczne,twarde,płyty cd,dvd itp. Dysk twardy-informacja zapisywania jest w sposób trwały na magnetycznej powierzchni. Histora(rozwój maszyn liczących)-Abak(abakus),dwudziałaniowa maszyna Pascala(+i-),czterodziałaniowa makszyna Schickharda,maszyna licząca Leibnitza(czterodziałaniowa),karty perforowane(maszyna Jacquarda),maszyna licząca Babbagea,komputer Mark 1,komputer Eniac,komputer Univac Etapy pracy komputera:1)wporwadzanie danych,2)przetwarzanie danych,3)wyprowadzanie wyników Realizacja wielkosci binarnej-stan linii: niski(0)<0,8V,wysoki(1)>2,4V Liczby zmiennoprzecinkowe-x=M·Nw,M-mantysa liczby x,w-wykładnik części potęgowej,N-podstawa(2,8,16…210). Liczbę rzeczywistą reprezentują dwie grupy bitów:a)M-mantysa liczby(1/2≤M≤1),b)W-wykładnik(l.całkowita) Podst.informacje dla użytkownika maszyny cyforwej-zakres liczb dopuszcalanych podczas obliczeń,-dokładnosc wykonania podst.działań arytmetycznych System szesnastkowy(hexadecymalny)-24 symboli{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F}
DOS (system sterowany rozkazami) -zestaw programów zarządzajacych komputerem oraz informacją zawartą w pamieci zewn.i wewn.,-za pośrednictwem SO wydobywa i przetwarza się dane i steruje urz.zewn.,-tworzy środowisko pracy innych programów Elementy składowe:(programy):a)program kodujący(boot loader),umieszczony na scieżce format na ściezce zerowej,b)plik IO.SYS-zawiera wbudowane programy obługi standardowych urządzeń,współpracujące z urzadzeniami wejścia/wyjścia programu BIOS umieszczonego w pamięci stałej mikroprocesora,c)plik MSDOS.SYS-zawiera procedury realizujące zadania właściwego systemu operacyjnego,d)plik COMMAND.COM-interpreter polecen SO Polecenia:a)wewn.(stale rezydujące w pamięci operacyjnej-zawsze dost.),b)zewn.(samodzielne programy umieszczone w plikach z rozszerzeniem nazwy .com lub .exe ->programy systemowe) Pliki w systemie:(nazwy plików-max.12 znaków(8-3),znaki zabronione:|,/,,,<,>,?,:,;,”,[,],(,).*,+,= Nazwy urządzeń w DOS:NUL,CON,PRN,LPTx,COMx,AUX,CLOK$ Rozpoznawanie typów plików wg rozszerzenia nazwy:ASM,BAT,COM,EXE,LIB,OBJ,MAP,SYS Zalecane rozszerzenia nazw plików:TXT,DOC,MSG,HLP,TMP,DAT,BAK PRZYKŁADY POLECEŃ: dir(katalog) +/p(wyświetlenie plików stronami, /w(wyświetlenie nazw plików w kolumnach, copy źródo miejsce_docelowe, move (przenosi zawartość jednego pliku do drugiego), rmdir +nazwa (usuwanie katalogu) Mechanizmy przekierowania: > -kieruje wyjscie polecenia do zbioru lub urzadzniea, < -skierowanie strumienia danych dla polecenia ze zbioru,a nie z klawiatury, >> -daje wyjście z polecnie do instniejacego zbioru bez usuwania zawartej w nim informacji, | (pipeliny)-przetwarzanie potokowe(poprzez)
WINDOWS (system sterrowania zdarzeniami)->zaistnienie zdarzenia powoduje wygenerowanie przez windows komunikatu rozsyłanego do poszczególnych elementów,które wychwutyją te które mają zwiazek z ich działanoscia,a nastepnie odpwiednio na nie reagują(windows definiuje około 175 komunikatów) Typowe polecenia menu start:Programy,Dokumenty,Ustawienia,Znajdź,Pomoc,Uruchom,Zamknij
SYSTEMY UNIXOWE: UNIX:-wieloprogramowość(wykonaywanie się wielu programów naraz),-wielodostepność(`1 komputer stanowi wiele komputerów u zytkowników'),-pamięć wirtualna,-hierarchiczny system plików(drzewo),-oprogramowanie sieciowe CECHY:-elegancja,uniwersalność,ochrona informacji,-kączenie procesów,-jednakowe traktowanie wejścia/wyjścia,-normalizacja systemu,-darmowe
UNIX:interfejs graficzny oparty na X-Windows złożony z 3 elementów:-X-Windows(program graficzny wyświtlający okna i obrazy),-menedźery okien,0-menedżery programów/plików(umożliwiajacy operacje na plikach oraz programach) Przykałdowe poleceni UNIX: ls(katalog),cp(kopiowanie),print(drukowanie),mkdir(tworzenie katalogu),cd(wejscie do katalogu).
Reprezentacja informacji-komputer-znaki w postaci liczb dziesiętnych zamienia na system binarny,każdy znak zakodowany jest za pomocą jednostki o większej pojemnosci niż bit,najczęsciej w postaci 8 bitów(1B-byte),np.litera A=>1000001(1B)->Standrad ISO-7Bit Code-(27znaków),jego amerykańska odmiana to ASCII(-z 1B możemy zakodować 28różnych znaków-litery,cyfry,operatory mat.lub znaki specjalne,-system przyjety powrzechnie,gdzie każdemu znakowi przyporządkowano odp.liczbę binarną,-ASCII to kod liczbowy opierajacy się na dziesietnym iszesnastkowym systemie kodowania znaków). System komputerowy:-Zasoby(hardware),-przechowywane informacje(Software-sys.operacyjny+oprogramowanie) SYSTEM OPERACYJNY:zbiór progarmów zarzadzajacyh pracą komputera i ułatwajacych tworzenie i wykonywanie programów użytkowych.Jest pośrenidkiem między programistą,a komputerem. Zadania systemu operacyjnego:-optymalizacja wykorzystania zasobów komputera,-ochrona programów i danych przed uszkodzeniem,-maksymalne uniezależnienie programów użytkowych od ewentualnych zmian w konfiguracji komputera Zasadznicze el.SO umożliwiają wykonanie:-inicjalizacji systemu,-interpetację poleceń,-obsugę błędów,-obługe pamieci masowych,-definicję funkcji oraz obszarów roboczych,które mogą być wykorzystane przez programy użytkowe,-programów obsługi urządzeń Podział systemów operacyjnych:-jednozadaniowe,-wielozadaniowe,-wielozadaniowe i wieldostępne, Cechy wspólne:-zarządzanie plikami i programami,-wspódziałanie z użytkownikiem EMC Różnice:-organizacja komunikacji z użytkownikiem,-sposoby zapisu plików,-organizacja dostępu do zasobów komp.i pogramów,-rodzaje plików Oprogramowanie:-systemowe(DOS,Unix,Widnows,…),-wspomagające(nakładki,rozszerzenia),-obsługi sieci komp.,-użytkowe(edytory,translatory,prezentacje,archwizery,…),-sepcjalizowane(obsługi danych,pakiety progamów specjalizowanych róznego przeznaczenia:freeware,shareware,komercyjne,…) Schemat funcjonalny Systemu operacyjnego:-jądro(najczęściej stałe),-powłoka(z możliwościa programowania) Katalog-plik zawierajacy listę nazw plików z odp.informacjami o tych plikach. Każdy katalog wskazuje na samego siebie (.) oraz na katalog nadrzędny (..) Format pola katalogu plików:-nazwa pliku w znakach ASCII,-rozszerzenie nazwy pliku,-atrybuty pliku,-czas utworzenia,-numerpierwszej FAU Atrybuty plików:-s(systemowe),-h(ukryte),-d(katalogi),-a(archwiziwane),-r(tylko do odczutu) Znaki zastępujące:-?(zast.1 znak),-*(zast.wszystkie znaki) Ścieżka dost.pliku(path):droga poszukiwania pliku w hierarchii katalogów poczynajac od korzenia
SIECI KOMPUTEROWE:-umożliwiają zdalny dostep do informacji oraz wykonanie opercji na innych komputerach lub urządzeniach Podział:-uucp(unix to unix copy),-lokalne(w ramach budynku),-rozległe(miedzy miastami,państwami itp.) Usługi sieciowe:-poczta elektr.,-zdalne sesje na innych komputerach,-ściąganie plików z innych komputerów,-www,-listy dyskusyjne,-wyszuikwarki informacji. INTERNET:zbiór dobrze zdefiniowanych protokołów(wykorzystuje infrasrukturę sieciową) -Adresy sieciowe:np. 293.39.24.43,wel.pg.gda.pl -zarządzanie adresami przez DNS:największa baza danych adresowych,możliwe zaadresowanie ~4mld użytkowników
PROBLEM OBLICZENIOWY:1)sformułowanie problemu,2)budowa modelu logiczno-matematycznego,3)określenie warunków istnienia rozwiązania oraz jego jednoznaczności,4)opracowanie numerycznej metody rozwiązania,5)budowa algorytmu obliczeniowego-wykonanie schematu operacyjnego,6)kodowanie algorytmu w wybranym języku programowania,7)wykonanie obliczeń na maszynie cyfrowej
ALORYTM:opis obiektów łacznie z opsiem czynności,które należy wykonać z tymi obiektami,aby osiągnąć określony cel w skończonej liczbie kroków. Opisy obiektów-deklaracje,opisy czynności-instrukcje Algorytmy dokładne:wynikają z zast.metod,które teoretycznie prwadza do rozwiązania dokładnego(np.rozw.ukł.równań) Algorytmy przybliżone:wynikaja z zast.metody,w której rozwiazywany problem jest zastępowany problemem zbliżonym spełniającym kryterium narzuconej dokładności(np.obliczenie całki jako sumy skończonej)
`Algorytm->program':Algorytm:1)opis obiektów na których działa,2)opis czynności,które są wykonwyane na tych obiektach. Pełny opis algorytmu sformułowany zgodnie z zasadami składni i semantyki języka nazywamy PROGRAMEM. Procedury i funkcje:wyodrębnione,autonomiczne fragmenty programu(algorytmu)do ktoych można się odwołać. Opis danych:1)definicje stalych,2)definicje typów,3)deklaracje/definicje zmiennych Deklaracja:dotyczy miejsca,w którym określa się naturę zmiennej,lecz nie przydziela się pamięci Definicja:odnoso się do miesjca w którym zmienna jest faktycznie tworzona Typ zmiennej:zbiór wartości,które można przyjmować zmienna,z nim zwiazane są wykonywane na nim operacje MODEL MATEMATYCZNY:=>logiczna sieć działań wskazuje kolejnosc realizacji precesów w danym modelu =>sieć działań programu pokazuje jak te procesy zostaną wykonane na maszynie cyfrowej =>odwzorowanie sieci działań na EMC pownno być odwzrowane w stosunku 1:1 =>program na EMC
Metody opracowania sieci działań:a)syntetyczna(wstepująca)-realizacja konstruowania algorytmów zgodnie z zasadą”od szczegółu do ogólu” b)analityczna-konstruowanie algorytmów od postaci najbardziej ogólnej aż do poziomu rządenj szcsegółowości Produkt wejsciowy-najbardziej ogólna sieć działań”makro”z listą co dany algorytm ma realizować Produkt wyjściowy-sieć działań”mikro”-szczegóły realizacji i wzajemne powiązania wewn.),c)programowania obiektowego-obiekty(dane)+funkcje(metody dostepu)działajace na tych obiekatch. Dodatkowe cechy obiektów:dziedziczenie własności,hermetyzacja obiektów,polimorfizm.
TRANSLATOR(zadania):(technika kompilacyjna):-rozpoznanie w programie źródłowym poszczególnych jendostek składowych języka źródłowego,-analiza poprawności składni programu,-informowanie użytkownika o zaistniałych błedach składniowych w programie,-odpowiednie przyporządkowanie adresów PAO obiektom programu źródłowego,-łączenie przekładu programu źródłowego z podprogramami bibliotecznymi,-przekształcenie wyrażen arytmetycznych w ciąg rozkazów języka wewn.z uwzględnieniem zasad kolejności działań Jednostki leksykalne:-identyfikatory(nazwy),-słowa kluczowe,-stałe,-teksty,-operatory,-separatory,-komentarze Jednostki semantyczne:-zmienne,-typy,-instrukcje języka(proste,złożone),-podprogramy,-wymiana informacji z otoczeniem Translator<=>język programowania:1)składnia(zasady budowania słów i zdań języka),2)semantyka(zasady interpretacji słów języka) Zapis składni:a)notacja Backusa-Naura,b)diagram syntaktyczny METODY TRANSLACJI:a)Asemblery:jedna instrukcja jezyka asemblerowego zostaje zamieniona przez asembler na jedną instrukcję maszynową w jezyku wewn. b)Interpretery:tłumaczenie poszcz.jednostek składniowych programu źródłowego nast.wtedy,gdy przychodzi kolej ich wykonania c)Kompilatory:dokonują przekładu całego programu żródłowego na program zwany wynikowym.Dopeiro po zakońciu procesu kompilacji można przystąpić do wykonania programu.
Aby uruchomić PROGRAM musisz:-sporządzić tekst programu i umieścić go w komputerze,-pomyślnie przetłumaczyć na język maszynowy,-załadowac do P.P i uruchomić (zalezy wiedziec gdzie szukać wyniku)