Technologia informacyjna

Podstawowe pojęcia informatyki: podstawowe elementy komputera, struktura danych na nośnikach pamięci.
Podstawowe operacje logiczne wykonywane przez procesor. Budowa i zasada działania procesora
Budowa i zasada działania komputera klasy PC. Urządzenia peryferyjne.
Dysk twardy - budowa i zasada działania
System operacyjny: obsługa systemu Windows, konfiguracja podstawowych funkcji systemu, zasady bezpieczeństwa.
Program

Systemy operacyjne - od DOSa do Windowsa XP. Systemy Unikowe.
Architektura systemów komputerowych.
Wirusy komputerowe. Historia, rodzaje wirusów, zasada działania
Sieci komputerowe i aplikacje sieciowe
Rodzaje sieci, topologie, zasada działania.

Test składający się z około30 pytań jednokrotnego wyboru w równych proporcjach z:
Urządzeń techniki komputerowej (15 pytań)
Systemów operacyjnych (15 pytań)
Zaliczenie na ocenę

Literatura
STANISŁAW WRYCZA
INFORMATYKA EKONOMICZNA
Wydawnictwo: PWE
Rok wydania: 2010

Urządzenia Techniki Komputerowej część 1 i 2 - Jak działa komputer?
Krzysztof Wojtuszkiewicz
Rok wydania 2007

Podstawy informatyki dla inżynierów,
pod red. Witolda Dzwinela,
Wydawnictwo WSEiP, Kielce 2008
Krzysztof Pytel, Maria Osetek,
Systemy operacyjne i sieci komputerowe, Wydawnictwo: WSIP

Liczenie jest jednym z podstawowych umiejętności warunkujących rozwój wiedzy i nauki. Stymulowało to wyszukiwanie mechanicznych i elektronicznych urządzeń automatyzujących liczenie. Urządzenia te wykorzystywały różne systemy liczbowe:
jedynkowe;
addytywne;
pozycyjne.
Dane, informacja

1. W systemie jedynkowym występuje tylko jedna cyfra, a kolejne cyfry tworzy się przez kolejne powtórzenie tej cyfry.
2. Systemem do dziś posługują się Pigmeje
3.Najprostrza koncepcja komputera została opracowana przez A. Turinga (maszyna Turinga) – udowodnił, że dysponując taśmami o nieskończonej długości poprzez ich cięcie i sklejanie można wykonać dowolna operację arytmetyczną (np. 11111 to liczba 5)
System jedynkowy

Alan Mathison Turing (1912-1954) – angielski matematyk

System sześćdziesiętny – używany w Babilonie, a opracowany przez Sumerów. Dzisiejsza pozostałość to minuta składająca się z 60 sekund oraz godzina składająca się z 60 minut;
System rzymski – w systemie tym występuje 7 liter reprezentujących liczby (np. I=1, V=5, X=10) MMIX to 2009.
Systemy addytywne

W systemie pozycyjnym istotne jest określenie jest podstawy systemu cyfrowego oraz symbol cyfr.
Dowolną liczbę w dowolnym pozycyjnym systemie liczbowym można zapisać jako:
L=Cn*pn +Cn-1*pn-1+…+C1*p1 +C0*p0
L- dowolna liczba
C – cyfra systemu liczbowego
p- podstawa systemu liczbowego
n – potęga podstawy systemu liczbowego
Systemy pozycyjne

Do najpopularniejszych pozycyjnych systemów liczbowych zaliczamy:
- system dwójkowy (binarny) - występują cyfry 0 i 1 np. 101011
- system dziesiętny (decymalny) – występują cyfry od 0 do 9 np. 45, 123
- system szesnastkowy (heksadecymalny) – występują cyfry od 0 do 9 oraz litery od A do F np. 2D, FF

Dzielenie Reszta Kierunek czytania
37:2 1
18:2 0
9:2 1
4:2 0
2:2 0
1:2 1
3710 =1001012
Konwersja dziesiętno binarna

Dzielenie Reszta Kierunek czytania
45:2 1
22:2 0
11:2 1
5:2 1
2:2 0
1:2 1
4510 =1011012

1001012 =1*25+0*24+0*23+1*22+0*21+1*20=
32+4+1=3710
Konwersja binarno dziesiętna

Konwersja dziesiętno heksadecymalna
Dzielenie Reszta Kierunek czytania
450:16 2
28:16 12=c
1:16 1
45010 =1c216

7cd5H =7*163+12*162+13*161+5*160=
28672+3072+208+5=31957
7cd5H =31957
Konwersja heksadecymalno dziesiętna

1 1 0 1
+1 0 1 1
1 1 0 0 0
1 0 1 0
0 1 1 1
+1 0 1 0
1 1 0 1 1
Operacja dodawania na liczbach binarnych

Odejmowanie binarne
Mnożenie i dzielenie binarne
Liczby stałoprzecinkowe i zmiennoprzecinkowe
Liczby ze znakiem (znak-moduł, U2)
Inne operacje

Termin „informacja” jest definiowany w literaturze przedmiotu na wiele zróżnicowanych sposobów. Zależy to od dyscypliny, którą reprezentują autorzy.
Informacja to treść komunikatu przekazywanego za pomocą danych [Sundgren, 1973]
Definicja informacji

Teoria informacji Shannona

Teoria informacji – dyscyplina zajmująca się problematyką informacji oraz metodami przetwarzania informacji, np. w celu transmisji lub kompresji. Naukowo, teoria informacji jest blisko powiązana z matematyką dyskretną, a z jej osiągnięć czerpią takie dyscypliny jak informatyka i telekomunikacja.

Kluczowym terminem w ilościowej teorii informacji Shannona jest Entropia.
Entropia to średnia ilość informacji przypadająca na wiadomość elementarną symbolizującą zajście zdarzenia z jakiegoś zbioru.
Entropia

urodzony 30 kwietnia 1916 - zmarł 24 lutego 2001 po długotrwałych zmaganiach z chorobą Alzheimera) - amerykański matematyk i inżynier, profesor MIT. Jeden z twórców teorii informacji. Jako jeden z pierwszych pojął doniosłość kodu binarnego i już jako młody człowiek proroczo twierdził, że ciągami zer i jedynek da się opisać tekst, obraz i dźwięk.
www.wikipedia.pl
Claude Elwood Shannon

Każda informacja przetwarzana przez komputer musi być reprezentowana za pomocą dwóch stanów 0 i 1 – wysokiego i niskiego. Wszelka informacja musi występować w komputerze w postaci binarnej.
Proces przekształcenia jednego rodzaju postaci informacji na inną postać nazywamy KODOWANIEM.
Kodowanie informacji

Poziomy logiczne
Poziom wysoki
Poziom niski
0V
0,4V
2,4V
5V

Do kodowania tekstu wykorzystuje się kod ASCII (ang. American Standard Code for Information Interchange). Kod ten koduje oprócz znaków alfanumerycznych także znaki sterujące. Kodowanie ASCII pierwotnie odbywało się na 7 bitach, a ostatecznie wykorzystano 8 bitów. W dalszej ewolucji wykorzystywano 16 bitów, co pozwalało na kodowanie także znaków narodowych (do 65536 znaków).
Kodowanie tekstu

http://www.staff.amu.edu.pl/~psi/informatyka/kluczew/I1_TextData.htm

Proces kodowania informacji ciągłej (np. dźwięk), na informacje cyfrową wymaga kilka etapów:
Próbkowanie – cykliczne sprawdzanie i zapamiętywanie wartości przebiegu analogowego.
Kwantyzacja – podział obszaru zmienności na określoną liczbę przedziałów i stwierdzeniu w którym przedziale znajduje się dana próbka.
Kodowanie – przyporządkowanie każdemu przedziałowi zmienności kombinacji zerojedynkowej.
Kodowanie informacji ciągłej (analogowej)

rys
http://edu.pjwstk.edu.pl

Idea funkcjonowania układów cyfrowych oparta jest na założeniu, że wszelka informacja przetwarzana przez układy reprezentowana jest przez dwa stany poziom wysoki (1) i niski (0).
Układy cyfrowe

W technice cyfrowej działania logiczne wykonywane są przez układy cyfrowe zwane bramkami. Są to podstawowe układy będące „cegiełkami” z których buduje się bardziej skomplikowane układy logiczne.
http://poradniki.frix.pl/temat/4462/utk/1

Z wykorzystaniem bramek można zbudować bardziej skomplikowane funkcjonalne układy cyfrowe takie jak:
Sumatory,
Jednostki arytmetyczno-logiczne (ALU),
Przerzutniki,
Kodery,
Multipleksery,
Rejestry,
Itd..

Komputer to urządzenie zbudowane z elementów elektronicznych którego głównym zadaniem jest zgodne z zestawem instrukcji przetwarzanie danych w postaci cyfrowej [Wrycza 2010]
Sprzęt komputerowy

Generacje komputerów
[Null,Lobur, 2004]

Ustawione w prostokącie 12 na 6 m w kształcie litery U czterdzieści dwie pomalowane na czarno szafy z blachy stalowej – każda miała 3 m wysokości, 60 cm szerokości i 30 cm głębokości – mieściły 18 800 lamp elektronowych szesnastu rodzajów; zawierały ponadto 6000 komutatorów, 1500 przekaźników, 50 000 oporników
ENIAC (1946)

XYZ (1958)

Podzespoły stanowiące podstawę komputera każdej generacji są zorganizowane w logiczną spójną całość zwaną architekturą komputera.
W ciągu wielu lat ukształtował się podział na następujące architektury komputerów:
von Neumanna/Princeton,
Harwardzka,
Mieszana.
Architektura komputera

W architekturze tej zarówno dane jak i programy są przechowywane w tym samym bloku pamięci z którym procesor komunikuje się jedną i tą samą magistralą.
Architektura von Neumanna/Princeton

W tej architekturze pamięć jest tworzona z dwóch bloków pamięci zwanych pamięcią programu i pamięcią danych
Architektura harwardzka

W komputerach klasy PC dla pamięci operacyjnej stosowane jest pierwsze rozwiązanie. Zadaniem systemu operacyjnego jest zapewnienie poprawności wykorzystania informacji i braku błędów.
Architektura harwardzka ma zastosowanie w pamięci Cache procesorów Pentium, powodując szybszą pracę procesora.

Modułowa budowa komputera

Budowa płyty głównej

Mostek północny i południowy

Zadaniem mikroprocesora jest przetwarzanie informacji, a także sterowanie praca pozostałych układów systemu. Nie steruje on bezpośrednio pozostałymi elementami systemu, lecz korzysta z pomocy specjalizowanych układów w postaci chipsetów, jak sterownik pamięci DRAM czy sterownik magistrali PCI.
Mikroprocesor (CPU -Central Processing Unit)

Schemat blokowy mikroprocesora
http://microprocek.prv.pl/budowamicroprocesora.html

Pamięć operacyjna ma postać ulotnej pamięci o dostępie swobodnym RAM oraz nieulotnej pamięci ROM. Zadaniem pamięci RAM jest przechowywanie programów podczas ich wykonywania.
Obecnie pamięci RAM budowane są w oparciu o model pamięci DRAM. Pamięci SRAM stosowane są w pamięciach Cache.
Pamięć operacyjna

DDR
DDR2
DDR3

Pamięć ROM zawiera stałe dane niezbędne do pracy komputera. W pamięci ROM zapisany jest BIOS (Basic Input Output System). Jest to podstawowy system wejścia/wyjścia, który kontroluje działanie płyty głównej oraz jej podzespołów.
Pamięć ROM

www.tion.pl

Karta graficzna – urządzenie odpowiedzialne za konwersję grafiki na sygnał zrozumiały dla wyświetlacza.
Pierwsze karty graficzne potrafiły jedynie wyświetlać znaki alfabetu łacińskiego ze zdefiniowanego w pamięci karty generatora znaków – tryb tekstowy.
Kolejna generacja kart graficznych potrafiła już wyświetlać w odpowiednim kolorze poszczególne punkty (piksele) – tryb graficzny.
Większość kart na rynku posiada również wbudowane funkcje ułatwiające tworzenie obrazu przestrzeni trójwymiarowej, tzw. akceleracja 3D. Niektóre posiadają zaawansowane algorytmy potrafiące na przykład wybrać tylko widoczne na ekranie elementy z przestrzeni.
Karty graficzne

www.pclab.pl

Wprowadzanie danych, a dokładniej interakcja między użytkownikiem, a interfejsem systemu operacyjnego może się odbywać za pomocą urządzeń wejścia:
klawiatura
Urządzenia wejścia

Mysz http://matrix.jasna.tarnow.pl/~jahu/hw-galaxy/mysz/wnetrze.html
Trackball(kot) http://www.pctechguide.com/input-devices/trackballs

Ekran dotykowy
Panel dotykowy
(touchpad)

Klawiatura wirtualna
Manipulator wskazujący
Kamera internetowa
Joystick

Tablet graficzny
www.proline.pl
Technologia rozpoznawania mowy
Skaner

Elektroencefalograf
Kinect

Zgodnie z definicją komputer powinien przetwarzać dane według dowolnego algorytmu i dostarczać wyniki na urządzenie wyjścia. Standardowe urządzenia wyjścia to:
Monitory
Drukarki
Głośniki
Słuchawki
Projektory multimedialne
Urządzenia wyjścia

Monitory dzielimy na:
Kineskopowe (CRT)
Monitory
www.ctr.pl

Ciekłokrystaliczne (LCD)

Plazmowe
www.telewizoryfull3d.pl

Elektroluminescencyjne OLED – wykorzystują organiczne diody świecące, które uzyskują światło z organicznych polimerów.

Wielkość plamki (piksel) to element wyświetlający konkretny kolor na ekranie (np. 0,22 mm).
Rozdzielczość ekranu to liczba pikseli w pionie i w poziomie
Częstotliwość odświeżania to szybkość wyświetlania obrazu na ekranie w ciągu sekundy w Hz
Parametry monitorów

Drukarki dzielimy na:
Igłowe
Atramentowe
Laserowe
Drukarki

Plotery
Trójwymiarowe3 D

Dysk twardy (HDD)- rodzaj pamięci wykorzystujący nośnik magnetyczny do przechowywania danych. Nazwa "dysk twardy" wynika z zastosowania twardego materiału jako podłoża dla właściwego nośnika, w odróżnieniu od dyskietek (FDD), w których nośnik magnetyczny naniesiono na podłoże elastyczne.
Urządzenia pamięci masowej

www.wikipedia.pl
Schemat dysku twardego

wdict.net
Struktura powierzchni dysku twardego

Dyski coraz częściej łączy się w pewne funkcjonalne grupy zwane macierzami dyskowymi lub macierzami RAID. Do podstawowych macierzy RAID zaliczamy:
RAID 0
RAID 1
Macierze RAID

Dyski optyczne CD/DVD/Blue Ray

Pamięć EEPROM/Flash pozwala na kasowanie danych za pomocą prądu elektrycznego w przeciwieństwie do pamięci EPROM kasowanej światłem ultrafioletowym.
Dyski przenośne (pendrive)

Technologię flash wykorzystują także karty pamięci:
Multimedia Media Card (MMC) – opracowana przez SanDisk i Siemens w 1997 r.
Secure Digital (SD) – opracowana przez Panasonic, SanDisk i Toshiba w 2000 r. Odmiany: Mini SD, Micro SD.
Karty pamięci

Memory Stick (MS) – opracowana przez Sony dla potrzeb własnego sprzętu

Dyski Flash stanowią odmianę dysków wykorzystywanych do trwałego przechowywania danych pamięci półprzewodnikowe EEPROM.
Dyski Flash

Poprzez instalację w jednostce centralnej kart rozszerzeń można osiągnąć dodatkowe możliwości komputera w zakresie grafiki, muzyki, dostępu do sieci oraz możliwości rozszerzenia dostępu do urządzeń peryferyjnych.
Do podstawowych kart rozszerzeń należą:
Karty graficzne,
Karty dźwiękowe,
Karty sieciowe,
Karty kontrolerów.
Karty rozszerzeń

Proces konwergencji polega na łączeniu funkcjonalności wielu urządzeń w jednej postaci. Przykładem są inteligentne telefony komórkowe (muzyka, film, dyktafon, aparat cyfrowy, kamera).
Multimedialne urządzenia konwergentne

Cyfrowi asystenci PDA (Personal Digital Asystent) – możliwości jak komputer stacjonarny, GPS, telefon.

iPhony i iPady