INFORMATYKA W SZKOLE - fis.agh.edu.pl · INFORMATYKA W SZKOLE Podyplomowe Studia Pedagogiczne Dr...

INFORMATYKA W SZKOLE

Podyplomowe Studia Pedagogiczne

Dr inż. Grażyna KRUPIŃSKA

[email protected] D-10 pokój 227

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

Sprawy organizacyjne

Sprawy formalne

• płatności

• dokumenty

Dziekanat – p. Grażyna Waluś

Sprawy organizacyjne

Podstawy zaliczenia • oceny z egzaminów i zaliczeń

• Technologie internetowe

• Wybrane zagadnienia z informatyki i programowania

• Grafika komputerowa

• oceny z pracy dyplomowej i egzaminu końcowego

• PRAKTYKA

• obecność na zajęciach • zajęcia są obowiązkowe;

• ewentualne nieobecności na zajęciach informatycznych usprawiedliwiamy u prowadzącego zajęcia;

• nieobecności na wspólnych zajęciach i zajęciach prof. Wolnego są trudne do usprawiedliwienia;

Praca dyplomowa

Główny nacisk położony ma być na wykorzystanie zdobytej wiedzy w pracy w szkole – kurs e-learningowy;

Metodyka nauczania nie ma być tematem pracy;

Praca ma być bindowana, z przeźroczystą okładką;

Strona tytułowa według wzorca;

Plan zajęć

• piątek:

• wykład (II piętro sala 225) 3 godz. (3 x 45 min) 14:00 – 16:15

• laboratorium (II piętro sala 204) 4 godz. (4 x 45 min) 16:30 – 19:45

• sobota:

• wykład (II piętro sala 225) 2 godz. (2 x 45 min) 09:00 – 10:30

• laboratorium (II piętro sala 204) 6 godz. (6 x 45 min) 10:45 – 16:15

Dawno temu …

„Nie jest bowiem rzeczą godną wykształconego człowieka, by tracić godziny pracując jak niewolnik nad obliczeniami, które wykonać mógłby każdy, gdyby użyto w tym celu maszyny”.

Blaise Pascal

Dawno temu …

1642 - Blaise Pascal (1623-1662) tworzy ”Pascaline”- maszynę do dodawania, uznaną za pierwszą maszynę liczącą.

Dawno temu …

1822 - Charles Babbage (1791-1871) rozpoczął budowę maszyny różnicowej do obliczeń nawigacyjnych i tablic matematycznych (pierwszy projekt naukowy wspomagany finansowo przez rząd).

Dawno temu …

Historia komputerów przyspiesza

W Ameryce w 1943 roku zostaje zbudowany komputer elektronowy ENIAC (ang. Electronic Numerical Integrator And

Computer – Elektroniczny, Numeryczny Integrator i Komputer).

Oficjalnym celem budowy komputera ENIAC były obliczenia artyleryjskie, jednak wiadomo, że wykorzystywano go również do obliczeń przy projekcie bomby wodorowej.

ENIAC niesłusznie jest uznawany za pierwszy komputer elektronowy, ponieważ przed nim były komputery Colossus.

Historia komputerów przyspiesza

Coraz bliżej …

Coraz bliżej …

UNIVAC 1950

Coraz bliżej …

IBM 1970

Coraz bliżej …

2013

Informatyka

Informatyka jest dziedziną wiedzy zajmującą się :

• gromadzeniem

• przesyłaniem

• przetwarzaniem

• wyszukiwaniem informacji

za pomocą • komputerów

• urządzeń współpracujących

• odpowiedniego oprogramowania (algorytmy)

Informacja

Początek informatyki to początek rozwoju myśli ludzkiej związanej z obliczaniem jak i próbami automatyzacji procesów obliczeniowych.

Początkowy rozwój informatyki będzie pokrywał się z jednej strony z początkami pierwszych algorytmów (czyli procedur przetwarzania informacji), z drugiej zaś z rozwojem przyrządów oraz urządzeń wspomagających obliczenia.

Informacja

Procedura tworzenia systemu kodowania informacji?

1. Tworzymy zbiór informacji, które zamierzamy kodować.

2. Każdej informacji przypisujemy odpowiedni symbol –

czyli określamy znaczenia słów.

3. Określamy zasady stosowania tych symboli – czyli

definiujemy gramatykę.

4. System ten upowszechniamy u tych, którzy będą z niego

korzystać.

Informacja

• Przetwarzanie maszynowe wymaga prostych symboli,

łatwych w interpretacji, aby wyeliminować (ograniczyć do

minimum) błędy

• Sygnał dwustanowy, czyli bit. Prosty sygnał może być

przetwarzany przez proste układy.

• W informatyce stany bitów oznaczamy zwyczajowo cyframi

0 i 1.

Informacja

Zgodnie ze podejściem ścisłym, które wywodzi się z fizyki i matematyki, informacja oznacza pewną własność fizyczną lub strukturalną obiektów.

Własność ta stanowi wyróżnienie tego obiektu ze zbioru innych obiektów.

Wzór na „ilość” informacji (w bitach) to

p – prawdopodobieństwo zdarzenia

I – liczba bitów

Na początku była ciemność…

W takim „układzie” jest tylko jeden stan. Nic się nie dzieje. Niczego nie trzeba opisywać. Układ nie niesie ze sobą żadnych informacji.

I stało się światło…:)

0 1 Aby się upewnić ile bitów potrzebujemy, podstawmy do wzoru: p=0,5, mamy log2(1/0,5) = log22 Do jakiej potęgi należy podnieść 2 aby mieć 2? 1 Mamy więc jeden bit informacji.

W kontekście tego „układu” wartość 0 lub 1 stanowi informację o jego stanie. Jednostkę taką nazywamy bit.

Ponumerujmy

4 stany

00 01

10 11 .

Bo albo mu się będzie chciało pić, albo nie…

Dlaczego informatyk, gdy kładzie się spać, kładzie obok siebie jedną szklankę pełną, a drugą pustą?

Informacja

Dalej jest analogicznie

1 bit → 2 stany

2 bity → 4 stany

3 bity → 8 stanów

4 bity → 16 stanów

5 bitów → 32 stany

6 bitów → 64 stany

7 bitów → 128 stanów


... ...


... ...

32 bity → 4 mld stanów

... ...

n bitów → 2n stanów itd….

Kodowanie grafiki

Obraz cyfrowy jest zbudowany z siatki punktów, które nazywamy pikselami (ang. pixel = picture element). Są to niepodzielne fragmenty obrazu o jednolitym kolorze

Czarno - białe

stan 0 stan 1

jeden piksel

Trochę koloru

stan 00 stan 01 stan 10 stan 11

jeden piksel

Obrazki i filmy

GIF (ang. Graphics Interchange Format) – 8 bitów na piksel – 256 kolorów

JPG/JPEG (ang. Joint Photographic Experts Group) 24 bity - 16 milionów kolorów.

Kodowanie znaków

33

Dane wprowadzane za pomocą klawiatury, czyli znaki alfabetu, cyfry i znaki takie jak ! , ?, itd. nazywane są znakami alfanumerycznymi. Proces zamiany znaku wpisanego z klawiatury na jego reprezentację cyfrową nazywamy kodowaniem. Kod ASCII (ang. American Standard Code for Information Interchange) – 7-bitowy kod przyporządkowujący liczby z zakresu 0−127:

literom alfabetu angielskiego, cyfrom, znakom przestankowym |i innym symbolom oraz poleceniom sterującym. litera „a” jest kodowana jako liczba 97, a znak spacji jest kodowany jako 32.

Kodowanie znaków

34

Kodowanie znaków

35

liczby z zakresu 128−255: służą do zapisu znaków tworzenia tabel lub ramek oraz do zapisu znaków narodowych. Strony kodowe to wersje kodu ASCII różniące się interpretacją symboli od 128 do 255..

Kodowanie znaków

36

Tekst zapisany w standardzie ISO 8859-2

Tekst zapisany w standardzie Windows 1250

Kodowanie znaków

37

256 znaków alfanumerycznych nie dawało możliwości zakodowania znaków diakrytycznych wielu języków np.: japońskiego, arabskiego, hebrajskiego itp. kod UNICODE o dłlugości16 bitów dla każdego znaku, a to daje już możliwość

zakodowania 216, czyli 65536 znaków

UNICODE jest jednoznaczny i uniwersalny, jest standardem dla XML,

UNICODE mówi jakim znakom odpowiadają kody, a nie jak te znaki mają wyglądać

Za sposób wypisywania znaków odpowiada kodowanie

UTF-8, UTF-16 i UTF-32.

Z Windows do Unix …..

….i z powrotem

38

Znaki końca linii to \r (return) oraz \n (new line), które mogą pojawiać się

pojedynczo lub razem. W zależności od systemu operacyjnego ich użycie jest inne :

CR – wykorzystuje tylko \r, carriage return (powrót karetki) (^M)

LF – wykorzystuje tylko \n, line feed (w wolnym tłumaczeniu: nowa linia)

CRLF – połączenie obu powyższych, wykorzystuje \r\n (Windows)

Plik Unix’owy czytany pod Windows’ami – brak przejścia do nowej linii

Organizacja informacji

IOIOOOIOIIOIOIOIOIIIOIOIIIIOIOIIOIIOIOOOIOOIIIOOOIIIOIOIOIIOIOOOOOOIIIIOOIIOIOIIOIOIIOIIIIOOIIIIOIOIOIOOOIOOIOOIOIOIOIOIOOIOIOIIIIIOIOIIIOOOOIIOIOOOIOIIOIOIOIOIIIOIOIIIIOIOIIOIIOIOOOIOOIIIOOOIIIOIOIOIIOIOOOOOIIOOIOIOIIIIOOIIOIOIIOIOIIOIIIIOOIIOOOOOIOIIIOOOIIIIIOOOOIIIIOIOIOIOOOIOOIOOIOIOIOIOIOOIOIOIIIIIOIOIIIOOOOIIOIOOOIOIIOIOIOIOIIIOIOIIIIOIOIIOIIOIOOOIOOIIIOOOIIIOIOIOIIOIOOOOOOIIIIOOIIOIOIIOIOIIOIIIIOOIIIIOIOIOIOOOIOOIOOIOIOIOIOIOOIOIOIIIIIOIOIIIOOOOIIOIOOOIOIIOIOIOIOIIIOIOIIIIOIOIIOIIOIOOOIOOIIIOOOIIIOIOIOIIOIOOOOOOIIIIOOIIOIOIIOIOIIOIIIIOOIIIIOIOIOIOOOIOOIOOIOIOIOIOIOOIOIOIIIIIOIOIIIOOOOIIOIOOOIOIIOIOIOIOIIIOIOIIIIOIOIIOIIOIOOOIOOIIIOOOIIIOIOIOIIOIOOOOOOIIIIOOIIOIOIIOIOIIOIIIIOOIIIIOIOIOIOOOIOOIOOIOIOIOIOIOOIOIOIIIIIOIOIIIOOOOIIOIOOOIOIIOIOIOIOIIIOIOIIIIOIOIIOIIOIOOOIOOIIIOOOIIIOIOIOIIOIOOOOOIIOOIOIOIIIIOOIIOIOIIOIOIIOIIIIOOIIOOOOOIOIIIOOOIIIIIOOOOIIIIOIOIOIOOOIOOIOOIOIOIOIOIOOIOIOIIIIIOIOIIIOOOOIIOIOOOIOIIOIOIOIOIIIOIOIIIIOIOIIOIIOIOOOIOOIIIOOOIIIOIOIOIIOIOOOOOOIIIIOOIIOIOIIOIOIIOIIIIOOIIIIOIOIOIOOOIOOIOOIOIOIOIOIOOIOIOIIIIIOIOIIIOOOOIIOIOOOIOIIOIOIOIOIIIOIOIIIIOIOIIIIOIOOOIOOIIIOOOIIIOIOIOIIOIOOOOOOIIIIOOIIOIOIIOIOIIOIIIIOOIIIIOIOIOIOOOIOOIOOIOIOIOIOIOOIOIOIIIIIOIOIIIOOOOIIOIOOOIOIIOIOIOIOIIIOIOIIIIOIOIIOIIOIOOOIOOIIIOOOIIIOIOIOIIOIOOOOOOIIIIOOIIOIOIIOIOIIOIIIIOOIIIIOIOIOIOOOIOOIOOIOIOIOIOIOOIOIOIIIIIOIOIIIOOOOIIOIOOOIOIIOIOIOIOIIIOIOIIIIOIOIIOIIOIOOOIOOIIIOOOIIIOIOIOIIOIOOOOOIIOOIOIOIIIIOOIIOIOIIOIOIIOIIIIOOIIOOOOOIOIIIOOOIIIIIOOOOIIIIOIOIOIOOOIOOIOOIOIOIOIOIOOIOIOIIIIIOIOIIIOOOOIIOIOOOIOIIOIOIOIOIIIOIOIIIIOIOIIOIIOIOOOIOOIIIOOOIIIOIOIOIIOIOOOOOOIIIIOOIIOIOIIOIOIIOIIIIOOIIIIOIOIOIOOOIOOIOOIOIOIOIOIOOIOIOIIIIIOIOIIIOOOOIIOIOOOIOIIOIOIOIOIIIOIOIIIIOIOIIOIIOIOOOIOOIIIOOOIIIOIOIOIIOIOOOOOOIIIIOOIIOIOIIOIOIIOIIIIOOIIIIOIOIOIOOOIOOIOOIOIOIOIOIOOIOIOIIIIIOIOIIIOOOOIIOIOOOIOIIOIOIOIOIIIOIOIIIIOIOIIOIIOIOOOIOOIIIOOOIIIOIOIOIIOIOOOOOOIIIIOOIIOIOIIOIOIIOIIIIOOIIIIOIOIOIOOOIOOIOOIOIOIOIOIOOIOIOIIIIIOIOIIIOOOOIIOIOOOIOIIOIOIOIOIIIOIOIIIIOIOIIOIIOIOOOIOOIIIOOOIIIOIOIOIIOIOOOOOIIOOIOIOIIIIOOIIOIOIIOIOIIOIIIIOOIIOOOOOIOIIIOOOIIIIIOOOOIIIIOIOIOIOOOIOOIOOIOIOIOIOIOOIOIOIIIIIOIOIIIOOOOIIOIOOOIOIIOIOIOIOIIIOIOIIIIOIOIIOIIOIOOOIOOIIIOOOIIIOIOIOIIOIOOOOOOIIIIOOIIOIOIIOIOIIOIIIIOOIIIIOIOIOIOOOIOOIOOIOIOIOIOIOOIOIOIIIIIOIOIIIOOOOIIOIOOOIOIIOIOIOIOIIIOIOIIIIOIOIIIIOIOOOIOOIIIOOOIIIOIOIOIIOIOOOOOOIIIIOOIIOIOIIOIOIIOIIIIOOIIIIOIOIOIOOOIOOIOOIOIOIOIOIOOIOIOIIIIIOIOIIIOOOOIIOIOOOIOIIOIOIOIOIIIOIOIIIIOIOIIOIIOIOOOIOOIIIOOOIIIOIOIOIIOIOOOOOOIIIIOOIIOIOIIOIOIIOIIIIOOIIIIOIOIOIOOOIOOIOOIOIOIOIOIOOIOIOIIIIIOIOIIIOOOOIIOIOOOIOIIOIOIOIOIIIOIOIIIIOIOIIOIIOIOOOIOOIIIOOOIIIOIOIOIIOIOOOOOIIOOIOIOIIIIOOIIOIOIIOIOIIOIIIIOOIIOOOOOIOIIIOOOIIIIIOOOOIIIIOIOIOIOOOIOOIOOIOIOIOIOIOOIOIOIIIIIOIOIIIOOOOIIOIOOOIOIIOIOIOIOIIIOIOIIIIOIOIIOIIOIOOOIOOIIIOOOIIIOIOIOIIOIOOOOOOIIIIOOIIOIOIIOIOIIOIIIIOOIIIIOIOIOIOOOIOOIOOIOIOIOIOIOOIOIOIIIIIOIOIIIOOOOIIOIOOOIOIIOIOIOIOIIIOIOIIIIOIOIIIOIOIOIIOIOIOIOIOIOIOIIIIOIOIOIOIO …

Informacja „wewnątrz” systemów informatycznych zapisana jest w postaci binarnej. Jak nadać jej wartość „użyteczną”???

Należy wprowadzić „jakiś porządek”


OIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOIOIIOIOOOIIOOIIIOOI…

Można dokonać podziału na fragmenty stałej wielkości (np. 8-bitowe) ale…

„Jak bardzo” różni się OIIO od IIOO od OIOI …?



Ważne są: - wartość bitu (O lub I) - pozycja bitu

OOOI - jedynka na prawej pozycji IOOO - jedynka na lewej pozycji



Musimy przyjąć, która strona jest ważniejsza Bity z ważniejszej strony nazywamy bardziej znaczącymi Bity z mniej ważnej strony nazywamy mniej znaczącymi

OOOI - jedynka na prawej pozycji IOOO - jedynka na lewej pozycji



Jaką sumę wolelibyście mieć na koncie: 11000011010100000 $ czy 00000001111101000 $

Najczęściej przyjmuje się lewą stronę jako ważniejszą

Jaką sumę wolelibyście mieć na koncie: 100 000 $ czy 1000 $

System pozycyjny

W systemie pozycyjnym liczbę przedstawia się jako ciąg cyfr, przy czym wartość tej liczby zależy zarówno od cyfr jak i miejsca, na którym się one znajduje w tym ciągu. System dziesiętny:

1 3 2 6 5 4 8

106 = 1000000 105 = 100000 104 = 10000 103 = 1000 102 = 100 101 = 10 100 = 1

1* 106 + 3* 105 + 2* 104 + 6* 103 +5* 102 + 4*10 + 8*1

Zapis binarny

Zapis binarny jest ściśle związany z potęgami liczby dwa Wartości bitów na poszczególnych pozycjach w zapisie binarnym odpowiadają kolejnym potęgom liczby 2:

…0 1 1 0 1 0

…

25 = 32 24 = 16 23 = 8 22 = 4 21 = 2 20 = 1

0*32 + 1*16+ 1*8 + 0*4 +1*2 + 0*1 = 26

Ciągi bitów

00 0

01 1

10 2

11 3

100 4

101 5

110 6

111 7

1000 8

1001 9

1010 10

1011 11

1100 12

1101 13

1110 14

1111 15

10000 16

10001 17

10010 18

10011 19

10100 20

10101 21

10110 22

10111 23

11000 24

11001 25

11010 26

11011 27

11100 28

11101 29

11110 30

11111 31

Zapis binarny

Algorytm zamiany liczby zapisanej w systemie dziesiętnym na zapis binarny.

Liczbę dziesiętną dzielimy systematycznie przez 2. Zapamiętujemy resztę z dzielenia.

Reszty te zapisane w odwrotnej kolejności tworzą zapis binarny liczby.

Zapis binarny

2436 : 2 = 1218 reszta 0

1218 : 2 = 609 reszta 0

609 : 2 = 304 reszta 1

304 : 2 = 152 reszta 0

152 : 2 = 76 reszta 0

76 : 2 = 38 reszta 0

38 : 2 = 19 reszta 0

19 : 2 = 9 reszta 1

9 : 2 = 4 reszta 1

4 : 2 = 2 reszta 0

2 : 2 = 1 reszta 0

1 : 2 = 0 reszta 1

100110000100

(2436)10

Dodawanie binarne

Dodawanie liczb binarnych wykonuje się tak samo jak w

systemie dziesiątkowym, to znaczy rząd po rzędzie, zaczynając od najniższego.

0 + 0 = 0

0 + 1 = 1

1 + 0 = 1

1 + 1 = 10

1 0 1 1 0 1 - pierwszy składnik + 1 0 1 0 0 - drugi składnik 1 0 0 0 0 0 1 - suma

Jeszcze inny zapis

Zapis heksadecymalny – pozycyjny o podstawie 16

Do zapisu dowolnej liczby system wykorzystuje szesnaście symboli

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F

Zapis heksadecymanly

Dowolną liczbę w systemie heksadecymalnym możemy przedstawić jako następująca sumę:

(an-1...a1a0)H = an-1*16(n-1) +...+ a1*161 + a0*160

1n

0i

i

i 16a )a...a(a H011-n

Zapis heksadecymalny

Zapis heksadecymalny jest związany z potęgami

liczby 16

…0 E 1 A 1 0

…

165 = 1048576 164 = 65536 163 = 4096 162 = 256 161 = 16 160 = 1

0*165 + E*164+ 1*163 + A*162 +1*161 + 0*160 0*165 + 14*164+ 1*163 + 10*162 +1*161 + 0*160 = 924176

Bit, bajt, kilobajt, megabajt…

BAJT - najmniejsza adresowalna jednostka informacji pamięci komputerowej.

W praktyce przyjmuje się, że jeden bajt to 8 bitów

Bajt przyjmuje wartości od 00000000 do 11111111 czyli od 0 do 255 dziesiętnie.

Np. 10101100 odpowiada wartości 172

Jednostki 4, 8, 16, 32 i więcej bajtów nazywa się często SŁOWAMI


Co można zapamiętać w jednym bajcie?

- Liczby dziesiętne w małym przedziale, np. -100 do 200, czy 0 do 255;

- Pojedynczy znak z klawiatury (zgodnie z tzw. tabelą ASCII) np.: ‘a’, ‘4’, ‘*’;

Składając bajty w dłuższe ciągi można zapamiętywać dowolne liczby czy teksty, np.:

„Ala ma kota” da się zapisać w 11 bajtach.


Bajty grupowane są w większe jednostki.

1024 bajty to kilobajt [kb]

1024 kb to megabajt [Mb]

1024 Mb to gigabajt [Gb]

1024 Gb to terrabajt [Tb]

dlaczego 1024 a nie 1000 jak w układzie SI ?

W informatyce kilo oznacza 210=1024

W układzie SI kilo oznacza 103=1000


Ile zmieści się w kilobajcie?

Ala ma kota a kot ma Alę. To jest tekst testowy. W tej perspektywie, informacja jest indywidualną lub grupową interpretacją otrzymanego ciągu sygnałów (np. dźwiękowych czy optycznych) i musi zawsze opisywać stan jakiejś dziedziny. Podejście kognitywistyczno-systemowe w meta-teorii TOGA)[1] daje nam ścisłe definicje rozróżniające dane, informacje, wiedzę i preferencje jako podstawowe funkcjonalne elementy procesów myślowych naturalnych i sztucznych (zobacz też: Sztuczna inteligencja). W tej systemowej interpretacji, informacja jest przetwarzana przez naszą wiedzę i w wyniku daje inną informację lub nową wiedzę. W zależności od tzw. indywidualnego systemu konceptualizacji, ten sam ciąg sygnałów/znaków (danych) może być źródłem różnych informacji dla różnych osób lub robotów. Jeśli grupa ludzi lub społeczeństwo ma w pewnej dziedzinie ten sam system konceptualizacyjny (np. teorie, zbiory poglądów, definicje), to te same sygnały komunikacyjne odbierają w ten sam sposób, to znaczy dostarczają im one tą samą informację do przetwarzania.

Ten tekst zajmuje około 1kb.

Architektura von Neumanna

• EDVAC (1945 r.) - Electronic Discrete Variable Automatic Computer

• IAS – komputer skonstruowany w Princeton Institute for Advanced Studies przez von Neumanna

Pamięć główna

ALU

Programowa jednostka sterująca

Wejście- wyjście

Jednostka centralna CPU

Maszyna von Neumann’a

Pamięć główna

Jednostka arytmetyczno – logiczna ALU

Programowa jednostka sterująca

Wejście- wyjście

Pamięc główna służy do przechowywania zarówno danych jak i rozkazów programów

Jednostka sterująca pobiera rozkazy z pamięci i powoduje ich wykonanie

ALU może wykonać działania na liczbach binarnych

Pracą urządzeń wejście-wyjście kieruje jednostka sterująca

Budowa komputera

• Magistrala (ang. Bus) ścieżki, po których przesyłane są informacje pomiędzy elementami płyty głównej; ze względu na rodzaj przesyłanych informacji możemy wyróżnić magistralę adresową, magistralę danych i magistralę sterującą.

• RAM (ang. Random Access Memory) pamięć operacyjna przechowująca uruchomione programy oraz dane i wyniki programów; jej zawartość jest tracona w momencie wyłączenia komputera.

• CPU (ang. Central Processing Unit) centralna jednostka przetwarzająca, której zadaniem jest wykonywanie rozkazów (składających się na program komputerowy) oraz sterowanie pracą pozostałych układów systemu komputerowego.

• I/O (ang. Input/Output) układ wejścia/wyjścia (interfejs, kontroler) dopasowujący format informacji, poziom sygnału elektrycznego oraz szybkość transmisji urządzenia zewnętrznego do parametrów systemu komputerowego.

• ROM (ang. Read Only Memory) pamięć stała przechowująca tzw. BIOS (ang. Basic Input

Output System) zawierający m. in. programy testujące podstawowe układy systemu oraz umożliwiające załadowanie do pamięci operacyjnej dalszego oprogramowania.

Architektura magistralowa

...

URZ.

ZEWN.

PROCESOR PAMIĘC UKŁADY

WE/WY ZEGAR

SZYNA DANYCH

SZYNA ADRESOWA

SZYNA STEROWANIA

UŻYTKOWNIK

DANE

PROGRAMY

WYNIKI

MONITORY, DRUKARKI,

KLAWIATURA …..

Centralna jednostka

przetwarzająca (CPU)

Liczba linii wyznacza

możliwości adresowania np.

liczba linii 20 to można

zaadresować 220 komórek

Liczba linii określa długość

słowa procesora (8, 16, 32, ....

(+bit detekcji i korekcji

błędów)

Kilkanaście (kilkadziesiąt) linii

Uniwersalny układ

przetwarzający

informację i sterujący

pracą pozostałych

elementów systemu

Systemy operacyjne

System operacyjny jest programem, który działa jako pośrednik między użytkownikiem komputera a sprzętem komputerowym.

Zadaniem systemu operacyjnego jest tworzenie środowiska, w którym użytkownik może wykonywać programy w sposób wygodny i wydajny.

Abraham Silberschatz

Systemy operacyjne

Użytkownik

1

Użytkownik

2

Użytkownik

3

Użytkownik

n …

Kompilator Edytor

tekstu Asembler

Baza

danych

Sprzęt komputerowy

SYSTEM OPERACYJNY

Programy systemowe i użytkowe

Zadania systemu

operacyjnego

Definicja interfejsu użytkownika

Udostępnianie systemu plików

Udostępnianie środowiska do wykonywania programów użytkownika

• mechanizm ładowania i uruchamiania programów

• mechanizmy synchronizacji i komunikacji procesów

Sterowanie urządzeniami wejścia-wyjścia

Obsługa podstawowej klasy błędów Zar

ząd

zan

ie z

aso

bam

i

Pojęcie pliku

• Plik (ang. file), jest to nazwany ciąg danych (inaczej zbiór danych), o skończonej długości, posiadający szereg atrybutów i stanowiący dla systemu operacyjnego całość.

• Atrybuty plików: • Nazwa pliku • Rozmiar • Właściciel • Prawa dostępu • Czasy (utworzenia/ostatniego dostępu/ostatniej modyfikacji). • Hasło • Inne informacje, z reguły niedostępne dla programu

użytkownika.

Pojęcie pliku

Typowe operacje na plikach:

• Utworzenie (ang. create)

• Usunięcie (ang. delete)

• Otwarcie (ang. open) – przygotowanie pliku do dostępu.

• Zamknięcie (ang. close) – wskazanie, że dostęp do pliku nie będzie dalej potrzebny.

• Odczyt (ang. read) (do bufora w pamięci procesu)

• Zapis (ang. write) (z bufora w pamięci procesu)

Pliki, katalogi

W przypadku tysięcy plików na dysku proste nadawanie nazw nie wystarcza (np. wiele plików o identycznej nazwie, różne wersje tego samego programu).

Ludzie mają tendencję do grupowania informacji związanych ze sobą.

Systemy informatyczne umożliwiają to przy pomocy katalogów (ang. directory), zwanych także folderami.

Pliki, katalogi

Grupowanie pozwala na.

• Łatwiejsze znalezienie plików.

• Określenie, które pliki są ze sobą związane.

Operacje na katalogach:

• Głównie odczyt i przeszukiwanie katalogu.

Pliki, katalogi

• Plik (wartość fizyczna) - fizyczne miejsce na dysku

• Katalog (wartość logiczna) - grupowanie plików według różnych kryteriów • Pliki przechowywane są w hierarchicznej

strukturze katalogowej (drzewo katalogów) utworzonej na nośnikach danych

Pliki, katalogi

Każda z partycji dyskowych (woluminów) posiada w

systemie operacyjnym unikatowe oznaczenie • Windows – poszczególne partycje (woluminy)

oznaczane są identyfikatorami literowymi wraz z etykietą, np. C - System, D – Dane, E – CDROM, itp..

Pliki, katalogi

• Ścieżki bezwzględna dostępu do pliku np.: C:\katalog_1\katalog_2\plik.txt

• Ścieżki względna dostępu do pliku np.: ..\katalog_2\plik.txt

nazwa dysku nazwy katalogów nazwa pliku

katalog nadrzędny

nazwa katalogu

nazwa pliku

Pliki, katalogi

• Ścieżki względna dostępu do pliku np.: ..\katalog_2\plik.txt

bieżący katalog

nadrzędny katalog

katalog docelowy

plik

Drzewo katalogów

Jeżeli bieżącym katalogiem będzie katalog_b ścieżki względna dostępu do pliku plik.txt będzie taka sama: ..\katalog_1\katalog_2\plik.txt

Pliki, katalogi

• Każdy plik opatrzony jest nazwą

• Nazwa pliku musi być unikatowa w skali katalogu (folderu) • Standardy nazewnictwa

• Znaki zastrzeżone: / \ : * ? ” < > | • Nazwa właściwa:

• DOS – do 8 znaków alfanumerycznych bez znaków i 3 znaki rozszerzenia

• Windows – do 255 znaków wraz z rozszerzeniem, możliwość stosowania w nazwie spacji, kropek i polskich znaków

• Rozszerzenie – jest elementem nazwy pliku • Nie jest konieczne • Tworzone jest zwykle z 3 znaków alfanumerycznych • Znajduje się w końcu nazwy właściwej pliku, odseparowane jest

kropką np. tekst.txt, dane.doc, spakowane.tar.gz • Informuje system operacyjny i aplikacje o typie danych

przechowywanych w pliku

• Nazwy niektórych katalogów (folderów) są zastrzeżone i nie można ich zmieniać np. Windows, Document and Settings, System32 itp.

Pliki, katalogi

• Przykłady różnych typów plików • Pliki programów (wykonywalne) - exe, com, bat • Pliki systemowe – sys • Pliki bibliotek programowych – dll • Pliki tymczasowe – tmp • Pliki ustawień – ini, inf • Pliki logów systemowych – log • Pliki graficzne - bmp, jpg, gif, tif, eps, cdr, wmf, cmx • Pliki dźwiękowe – wav, mp3 • Pliki video – mpg, avi, • Pliki dokumentów – txt, doc, ppt, xls, mdb

Pliki, katalogi

• Odwołania do grupy plików – za pomocą wzorca

(maski) plików: • ? - zastępuje jeden dowolny znak,

• lis?.txt – • lisy.txt • list.txt • lis1.txt • lisq.txt

• * - zastępuje ciąg (sekwencję) znaków - także pusty • lis*.txt

• lisy.txt • list.txt • listonosz.txt • lis123abc.txt • lis.txt

Pliki, katalogi Nazwy dysków

Katalog bieżący

Katalog nadrzędny C:\Grazyna\nauczyciele

Katalog podrzędny C:\Grazyna\nauczyciele\podyplomowe\2010_2011

Pliki w katalogu bieżącym C:\Grazyna\nauczyciele\podyplomowe

C:\Grazyna\nauczyciele\podyplomowe\plan0.txt

Pliki, katalogi

Pliki tekstowe

• Pliki tekstowe są kodowane (ASCII) przez przypisanie liczby 0..255 każdemu spośród 256 znaków, np.

• Znaki standardowe to 0..127, znaki narodowe 128..255. Potrzebny 1bajt = 8 bitów do zapisu znaku. Tekst to ciąg znaków zakończonych specjalnym znakiem (zależnym od SO) zarezerwowanym na wskazanie końca tekstu. Pliki tekstowe są przeznaczone dla użytkownika.

• Każdy znak na monitorze to kopia z gotowej matrycy, typu rastra na polu (s × w) około (20 × 40) pikseli, co wystarcza na rozsądnie dobre odtworzenie znaku. Zazwyczaj mamy 80 kolumn × 25 linii, czyli około 1600 × 1000 pixeli na całym monitorze

Pliki binarne

• Pliki binarne nie są porcjowane po 8 bitów, ale są zapisywane bit po bicie jako ciąg znaków. Koniec pliku jest anonsowany przez jego długość rejestrowaną w części nagłówkowej pliku (gdzie zresztą umieszcza się inne istotne informacje jak nazwa pliku, jego atrybuty, data i czas utworzenia). Atrybut pliku to przede wszystkim informacja o tym, czy dany użytkownik może go modyfikować (RW) czy nie może (R).

• Pliki binarne są przeznaczone dla komputera (ściślej, dla mikroprocesora) i na podglądzie wyglądają jak „krzaczki”. Np. źródłowy plik programisty ara.pas jest plikiem tekstowym (bo takim musi być), ale po kompilacji =tłumaczeniu na język maszyny= staje się wykonywalnym plikiem binarnym ara.exe dla komputera

INFORMATYKA W SZKOLE - fis.agh.edu.pl · INFORMATYKA W SZKOLE Podyplomowe Studia Pedagogiczne Dr...

Documents

Transcript of INFORMATYKA W SZKOLE - fis.agh.edu.pl · INFORMATYKA W SZKOLE Podyplomowe Studia Pedagogiczne Dr...