Technologie informacyjne

1. Informacja – dane o otaczającej nas rzeczywistości

2. Informatyka – dziedzina wiedzy zajmująca się gromadzeniem, przetwarzaniem i wykorzystaniem informacji. Nauka o przetwarzaniu informacji za pomocą automatycznych środków technicznych.

3. Komputery – urządzenia, które mogą przetwarzać informacje zgodnie z zadanym zestawem instrukcji

4. Generacje komputerów:

   • Zerowa (1939) – przekaźniki elektryczno – magnetyczne, Mark I,

   • Pierwsza (1946-1958) – lampy elektronowe, ENIAC,

   • Druga (1959-1964) – tranzystory,

   • Trzecia (1963-1970) – układy scalone, ODRA 1300

   • Czwarta (1971 – dziś) – układy scalone o wysokiej skali integracji,

   • Czwarta Plus – superkomputery,

   • Piąta i dalsze – technika sztucznej inteligencji, komputery biologiczne, kwantowe.

5. Budowa komputera:

Dane wejściowe (input) → algorytm → dane wyjściowe (output)

• Procesor – CPU, układ elektroniczny realizujący przetwarzanie informacji,

• Pamięć – przechowywanie informacji, pamięć ROM stałą, RAM operacyjna,

• Układ wejścia/wyjścia (I/O) – komunikacja z otoczeniem

1. Komputery są zdolne do: składania tekstu, wykonywania obliczeń, konstruowania baz danych, budowa modeli,

2. Komputery nie są w stanie: np. określić wieku osoby ze zdjęcia, przygotować kawy

3. Zastosowania komputerów:

   • nauka i rozrywka – programy edukacyjne – multimedialne – wykorzystują różne formy przekazu informacji: tekst, grafika, obraz (animacje, film), dźwięk (słowa, muzyka;

   • wspomaganie pracy biurowej – programy użytkowe – edytor tekstu, edytor graficzny, arkusz kalkulacyjny, baza danych, programy komunikacyjne;

   • wspomaganie pracy twórczej – projektowanie (architektura), konstruowanie (budowa maszyn), zarządzanie, systemy ekspertowe (medycyna)

4. Kodowanie informacji – sposób reprezentacji informacji

5. Słowo cyfrowe – dowolny ciąg składający się z symboli 0 i/lub 1

6. Informacja cyfrowa – informacja przedstawiona w postaci słów cyfrowych

7. Jednostki informacji: b – bit, B – bajt, 1B = 8b, 1kB =1024B, 1MB = 1024 kB, 1GB = 1024 MB

8. Dlaczego komputery korzystają z systemu dwójkowego ? ponieważ łatwo modelować stan fizyczny np. płynie prąd lub nie płynie prąd

9. Systemy pozycyjne – dwójkowy, decymalny, heksadecymalny

10. Konwersje liczb z systemu decymalnego na dwójkowy i odwrotnie. Np. 20_D = 10100_B

11. ile znaków liczbowych mamy odpowiednio w systemach dwójkowym, decymalnym, heksadecymalnym ? 2, 10, 16

12. ASCII – system kodowania znaków

13. Kodowanie obrazu, dźwięku ? np.: funkcja sinusoidalna może być zapisana za pomocą szeregu Tylora. Np. obrazek czarno biały może być zakodowany że 0 = kolor biały, 1 = kolor czarny. Dźwięk można rozwinąć w szeregi sinusów i za pomocą współczynników zakodować.

14. Algorytm – metoda umożliwiająca rozwiązanie problemu w skończonej liczbie kroków. Skanując algorytm do danych wejściowych otrzymuje się dane wyjściowe.

Dane we → algorytm → dane wy

1. Sposób opisu algorytmu:

• Słownie

• Za pomocą schematu blokowego

• Za pomocą pseudokodu

• Za pomocą programu w wybranym języku programowania

1. Przykłady algorytmów: przepis pieczenia ciasta, algorytm Euklidesa obliczania NWD dla dwóch danych liczb

2. Własności algorytmów: poprawność, skończoność, złożoność, uniwersalność

3. Program – sposób zapisu algorytmu w celu jego realizacji przez komputer. Program składa się ze zbioru instrukcji i struktur danych. Instrukcja – opis operacji, które mają być wykonane. Struktury danych – Różne postacie danych, na których wykonywane są operacje

Program = algorytm + struktury danych

1. Podział języków programowania:

   • Języki niskiego poziomu (język maszynowy, asembler)

   • Języki wysokiego poziomu (języki proceduralne (FORTRAN, BASIC, PASCAL – starsze wersje, C), języki obiektowe (C, C++, JAVA, VISUAL BASIC).

2. Translator – program narzędziowy służący do tłumaczenia z jednego języka programowania na inny. W szczególności program, aby był wykonywalny, musi być przetłumaczony na język maszynowy

3. Kompilator – program tłumaczący z języka wysokiego poziomu (źródłowy) na język maszynowy (wynikowy)

4. Interpreter – translator, w którym w czasie translacji jednocześnie wykonywany jest program

5. Sieć komputerowa – to komputery połączone ze sobą i zdolne do wymiany danych. Serwery – komputery udostępniające zasoby. Klienci – komputery korzystające z zasobów sieci.

6. Podstawowe typy połączeń sieciowych: klient-serwer, klient-klient

7. Podział sieci:

   • Sieci lokalne (ang. LAN – Local Area Networks). Obejmują małe obszary

   • Sieci miejskie (ang. MAN – Metropolitan Area Networks). Obejmują zasięgiem miasto.

   • Sieci rozległe (ang. WAN – Wide Area Networks). Obejmują zasięgiem duży obszar. Są połączeniem wielu sieci lokalnych.

8. Topologie sieci – sposób połączenia komputerów ze sobą:

   • gwiazda

   • pierścień

   • szyna

9. Model OSI (ang. Open System Interconnection) – 7-mio warstwowy model pracy sieci. Każda warstwa realizuje pewne zadania dla warstwy wyższej korzystając z usług.

7. Aplikacji
6. Prezentacji
5. Sesji
4. Transportowa
3. Sieciowa
2. Liniowa
1. Fizyczna

1. Funkcje warstw modelu OSI:

   • Warstwa aplikacji (7) – sposób korzystania z sieci przez programy użytkowe

   • Warstwa prezentacji (6) – kodowanie/dekodowanie, kompresja/dekompresja danych

   • Warstwa sesji (5) – zestawianie połączenia użytkownika z Serwerem

   • Warstwa transportu (4) – kontrola i sterowanie kolejnością pakietów,

   • Warstwa sieciowa (3) – budowa, wysyłanie i odbieranie pakietów, adresacja

   • Warstwa liniowa (2) – organizacja bitów w ramki, nawiązywanie i zamykanie połączeń liniowych

   • Warstwa fizyczna (1) – definicja fizycznego nośnika, transmisja bitów

2. Internet – ogólnoświatowa sieć komputerowa połączona w jednorodną sieć adresową opartą na protokole IP (ang. Internet Protocol). Podstawą Internetu są: hipertekst i komunikacja pakietowa. Hipertekst tworzony jest np.: za pomocą języka HTML. Pakiet – zaadresowana porcja informacji. Szybkość łącza internetowego podajemy w Mb/s. Upload (wysyłanie), download (pobieranie). Szybkość dla downloadu i uploadu są na ogół różne.

3. Przyłączenie komputera do sieci możliwe jest z wykorzystaniem wielu technologii, które pozwalają komunikować się z pobliską bramką posiadającą stałe połączenie z systemami w Internecie. Typowe rozwiązania wykorzystują linie telefoniczne (modemy, cyfrowe linie ISDN), inne technologie przewodowe (sieć energetyczna, telewizja kablowa) oraz sieci bezprzewodowe GPRS, łącza satelitarne, Wi-Fi)

4. Aby komputer mógł pracować w Internecie musi być w stanie komunikować się z innymi systemami za pomocą protokołów TCP/IP a także posiadać oprogramowanie pozwalające na wykorzystanie usług oferowanych przez innych użytkowników. TCP (ang. Transmission Control Protocol)

5. Sprzęt sieciowy:

   • Bierny – okablowanie (skrętki, światłowody)

   • Czynny – karty sieciowe, modemy, wzmacniaki, koncentratory, przełączniki, routery

6. Adres IP to unikatowy numer przyporządkowany urządzeniom sieci komputerowych. Adres IP zapisywany jest w postaci czterech oktetów w postaci dziesiętnej oddzielonych od siebie kropkami. Zakres adresów: 0.0.0.0 do 255.255.255.255. Przykładowy adres 155.158.0.16 z domeny us.edy.pl (Uniwersytet Śląski). Użytkownicy Internetu nie muszą znać adresów IP. Tekstowa nazwa np.: us.edu.pl tłumaczona jest na adres IP za pomocą protokołu DSN. Adres IP jest przyznawany przez dostawcę Internetu.

7. DSN (ang. Domain Name System, system nazw domenowych) to system serwerów oraz protokół komunikacyjny zapewniający zamianę adresów tekstowych na adresy zrozumiałe dla urządzeń tworzących sieć komputerową

8. Storna internetowa (strona WWW) – dokument utworzony np.: w HTML, pobierany z dysku komputera lokalnego bądź z serwera internetowego i interpretowany po stronie użytkownika za pomocą przeglądarki internetowej (Firefox, Internet Explorer)

9. Serwisy internetowe (informacyjny, reklamowy, społeczności owy, szkoleniowy), portal, wortal, blog. Serwisy społecznościowe są skierowane do konkretnej grupy społecznej o podobnych zainteresowania. Przykłady: Facebook, You Tube, Nasza Klasa, Twitter

10. Oprogramowanie:

    • Systemy operacyjne (Windows XP, Windows 7, Windows 8, Linux)

    • Narzędziowe (diagnostyczne, antywirusowe, do kompresji, odzyskiwania plików, naprawcze, internetowe)

    • Użytkowe (aplikacyjne)

11. Sprzęt – hardware, oprogramowanie – software

12. System operacyjny – zbiór programów zarządzających pracą komputera.

    • Podstawowe funkcje: zarządzanie zadaniami, zarządzanie pamięcią operacyjną, zarządzanie urządzeniami zewnętrznymi,

    • Cel: udostępnianie zasobów komputera i ich optymalne wykorzystanie

13. Relacje między sprzętem, systemem operacyjny, oprogramowaniem i użytkownikiem.

14. Interfejs (spolszczenie ang. Interface) – połączenie, pośrednik. W elektronice interfejs to urządzenie pośredniczące między dwoma różnymi częściami systemu.

15. Rodzaje interfejsów:

    • Interfejs (urządzenie) – urządzenie pozwalające na komunikację między dwoma innymi urządzeniami, których bezpośrednio nie da się ze sobą połączyć

    • Interfejs użytkownika – oprogramowanie pozwalające na interakcję między aplikacjami i użytkownikiem

16. Rodzaje interfejsów użytkownika:

    • Interfejs graficzny (GUI – Graphical User Interface) – interfejs użytkownika komunikujący stan programu w postaci graficznej na ekranie, który jako wejście wykorzystuje urządzenie wskazujące np.: myszkę i klawiaturę

    • Interfejs tekstowy – interfejs użytkownika komunikujący stan aplikacji w postaci znaków na ekranie wykorzystujący jako wejście klawiaturę.

17. Oprogramowanie użytkowe:

    • Edytory tekstu (Word)

    • Arkusze kalkulacyjne (Excel)

    • Bazy danych (Access)

    • Prezentacja danych (Power Point)

    • Do tworzenia grafiki 2D (Corel Draw), przetwarzania obrazów (Corel Paint, Photoshop, Gimp), modelowania 3d (Bender, 3D Studio Max, Pov Ray),

    • Do tworzenia multimediów (Windows movie Maker, Flash)

    • Do obliczeń matematycznych, symulacji (Matlab, Maple)

18. Word, Excell, Access, Power Point – charakterystyka programów

19. Bezpieczeństwo systemów komuterowych:

    • Zasoby: fizyczne (hardware), intelektualne (software), kadrowe (użytkownicy, projektanci, programiści, administratorzy), usługi (transakcje, operatorskie, administracji, rewizji)

    • Zagrożenia bezpieczeństwa: kradzież zasobów, utrata zasobów, niewłaściwe wykorzystanie, użycie zasobów niezgodnie z ich przeznaczeniem, bezprawne ujawnienie informacji nieuprawnionym, ataki hakerskie, ataki przez wirusy komputerowe,

    • Metody przeciwdziałania zagrożeniom: kontrole, szkolenia użytkowników, okresowe tworzenie kopii zapasowych, system haseł, szyfrowanie informacji, oprogramowanie antywirusowe,

    • Aspekty prawne związane z użytkowaniem komputerów: licencjonowanie oprogramowania, ochrona własności intelektualnej

20. Licencja na oprogramowanie to umowa na korzystanie z utworu jakim jest aplikacja komputerowa, zawierana pomiędzy podmiotem, któremu przysługują majątkowe prawa autorskie do utworu a osobą, która zamierza z danej aplikacji korzystać.

21. Rodzaje licencji oprogramowania:

    • Freeware – licencja oprogramowania umożliwiająca darmowe rozprowadzanie aplikacji bez ujawnienia kodu źródłowego. Czasami licencja freeware zawiera dodatkowe ograniczenia (np. część freeware jest całkowicie darmowa jedynie do użytku domowego)

    • Shareware – rodzaj licencji programu komputerowego, który jest rozpowszechniany bez opłat z pewnymi ograniczeniami lub z niewielkimi opłatami do wypróbowania przez użytkowników. Czasami po okresie próbnym (wersja trial) lub po określonej liczbie uruchomień (limit uruchomień) za taki program trzeba płacić lub zrezygnować z korzystania z niego.

    • Oprogramowanie open source (OSS) – program komputerowy z dostępem do kodu źródłowego, w którym można zmieniać kod, rozpowszechniać oprogramowanie i wykorzystywać w dowolnym celu.

22. Organizacja pracy komputera – systemy lokalne i zdalne, systemy wsadowe i konwersacyjne, systemy jednodostępne i wielodostępne, wieloprogramowość, przetwarzanie potokowe, przetwarzanie równoległe.