Zasady pracy z komputerem. Autor prezentacji: prof. dr hab. Maria Hilczer

Transkrypt

1 Zasady pracy z komputerem Autor prezentacji: prof. dr hab. Maria Hilczer

2 Bezpieczeństwo i higiena pracy pamiętaj aby odległość oczu od monitora była większa niż 40 cm (najlepiej 70 cm) górny brzeg monitora powinien znajdować się poniżej poziomu oczu wyregulować jasność ekranu monitora stosownie do potrzeb i aktualnych warunków otoczenia od monitora nie odbijało się światło monitor nie był ustawiony na tle okna ani innych jaskrawych obiektów

3 Bezpieczeństwo i higiena pracy pamiętaj aby podczas długotrwałej pracy co pewien czas odwracać wzrok od monitora, aby dać odpocząć oczom robić od czasu do czasu ćwiczenia rozluźniające mięśnie karku, dłoni, nadgarstków i nóg używać wyłącznie sprawnego sprzętu urządzenia były podłączone do gniazdek z uziemieniem zapoznać się z instrukcją obsługi nowego urządzenia przed jego włączeniem wszelkie nieprawidłowości i awarie zgłaszać osobie prowadzącej

4 normy prawne dotyczące rozpowszechniania programów komputerowych i ochrony praw autorskich Ustawa o prawie autorskim i prawach pokrewnych z 1994 r. (zmiany wprowadzone później zostały ujęte w jednolitym tekście tej ustawy ogłoszonym 2 kwietnia 2016 r.) wprowadza ochronę oprogramowania komputerowego i gwarantuje twórcy programu autorskie prawa osobiste i autorskie prawa majątkowe twórca programu ma wyłączne prawo do korzystania z niego oraz do rozporządzania nim program jest chroniony od etapu powstania jego projektu autorskie prawa majątkowe obejmują m.in. wynagrodzenie oraz prawa osobiste określające związek twórcy z programem

5 Licencja na oprogramowanie to umowa na korzystanie z programu zawierana między podmiotem, któremu przysługują prawa autorskie a osobą, która zamierza z tego programu korzystać. Licencja określa warunki, na jakich użytkownik może korzystać z programu, np. liczbę komputerów na których program może być zainstalowany oraz sposoby jego rozpowszechniania.

6 Znaczna część oprogramowania wymaga uiszczenia opłat na rzecz producenta. Programy takie kupowane są: jako osobny produkt (tradycyjna dystrybucja pudełkowa ) z nowym sprzętem komputerowym (OEM od Original Equipment Manufacturer ). W tym przypadku oprogramowanie jest nierozerwalnie połączone z komputerem (lub jego częścią), na którym je zainstalowano nie wolno go przenosić na inne urządzenia ani odsprzedawać

7 najpopularniejsze rodzaje Licencji Freeware program może być używany bezpłatnie, można go rozpowszechniać w niezmienionej formie bez ujawniania kodu źródłowego; zabrania się czerpania korzyści finansowych z dystrybucji programu przez osoby trzecie Shareware program udostępniany za darmo ale tylko na czas testowania przed zakupem. Można go rozpowszechniać w niezmienionej formie Public Domain program oddany za darmowo na użytek ogółu (tzw. dobro publiczne), dozwolona jest dalsza dystrybucja bez zgody autora

8 najpopularniejsze rodzaje Licencji Licencja GPL (General Public License) program jest rozpowszechniany wraz z kodami źródłowymi i może być zmieniany Trialware pozwala na korzystanie z programu przez pewien czas (określona liczba dni lub liczba uruchomień), po którym funkcje programu zostają ograniczone lub przestaje on działać Adware obejmuje programy rozpowszechniane bezpłatnie, ale zawierają funkcję wyświetlania reklam Beerware pozwala na dowolne korzystanie z programu pod warunkiem, że w przypadku spotkania autora użytkownik postawi mu piwo (albo wypije piwo za zdrowie autora)

9 przestępstwa komputerowe czyli te, do których użyto komputera lub innego urządzenia elektronicznego: przestępstwa przeciwko ochronie informacji włamania do systemów komputerowych i sieci (hacking), podsłuch komputerowy, bezprawne niszczenie danych, sabotaż przestępstwa przeciwko mieniu piractwo komputerowe, paserstwo programu komputerowego, oszustwa komputerowe i telekomunikacyjne, kradzież karty bankomatowej przestępstwa przeciwko bezpieczeństwu powszechnemu np. zakłócanie pracy systemów komputerowych w środkach komunikacji przestępstwa przeciwko wiarygodności dokumentów fałszerstwo komputerowe

10 przestępcy komputerowi to np. hacker osoba włamująca się do systemów komputerowych (wg. społeczności hakerskiej zabezpieczenia łamane są w szlachetnych celach, np. w celu sprawdzenia ich niezawodności) cracker osoba łamiąca zabezpieczenia oprogramowania oraz serwerów (wg. społeczności hakerskiej zabezpieczenia łamane są dla zarobku lub w celu zniszczenia systemu) pirat komputerowy osoba bezprawnie kopiująca i nielegalnie wykorzystująca oprogramowanie komputerowe. Także osoba handlująca nielegalnym oprogramowaniem

11 Rodzaje komputerów

12 Mikroprocesory wbudowane w różne urządzenia, np. samochody, pralki, maszyny do szycia, układy monitorujące pracę organizmu, rozruszniki serca, bioprotezy... Komputery przenośne notesy menedżerskie, PDA (Personal Digital Assistants, osobisty asystent cyfrowy) smartfony, smartbooki, palmtopy, fablety laptopy, notebooki tablety (podobne do notebooków, z dotykowym ekranem)

13 Tablet duży ekran dotykowy z technologią Multi-Touch wbudowane karty do łączności bezprzewodowej wbudowana kamera Lenovo Yoga 3 Pro 2-in-1 Mogą posiadać niezintegrowaną klawiaturę Samsung Galaxy Tab Asus Transformer Pad hybrid tablet

14 Fablet (ang. phablet, połączenie słów phone i tablet) ekran dotykowy o przekątnej 5 do 7 cali łączy funkcje smartfona i małego tableta Samsung Galaxy Note (original, 2, 3)

15 Smartfon telefon komórkowy + komputer kieszonkowy poczta elektroniczna przeglądarka sieciowa pager GPS cyfrowy aparat fotograficzny kamera wideo funkcje typowe dla PDA (np. zarządzanie informacją osobistą ) itd., itd. Smartfon APPLE iphone 7 Smartfon SAMSUNG Galaxy S8

16 główni producenci smartfonów: Apple, HTC, Samsung, LG, Nokia, Huawei, Lenovo, Sony światowy udział sprzedaży smartfonów wg systemu operacyjnego

17 Komputery przenośne Portable computers - pierwsze komputery przenośne, ciężkie! potem waga uległa zmniejszeniu i nazwano je laptopami (podołkowce) Panel computer - komputer panelowy Cały komputer mieści się w panelu LCD. Notebook (mniejsze od laptopów) - wielkością zbliżone do kartki formatu A4, waga 1-4 kg. Firmy: Apple, Compaq, HP, Lenovo, Toshiba, Fujitsu, Dell, Samsung, Dell, Asus, Acer

18 NOTEBOOK DELL Inspiron 15 Procesor i5 7200U przekątna ekranu 15,6 cm Pamięć operacyjna 4 GB Dysk twardy SSD 120 TG Karta graficzna AMD Radeon R7 M445 Waga 2,45 kg, cena ok zł.

19 ULTRABOOK odmiana notebooka klasa urządzeń zdefiniowana przez firmę INTEL, premiera w 2011 r : niewielka waga (max. 1,2 kg netto) niewielka grubość (max mm) umożliwiają przekręcenie ekranu w tryb tabletu lub całkowite jego zdjęcie czas pracy akumulatora (5 do 9 godz.) może mieć dotykowy ekran przeważnie wydajniejsze od laptopów o takiej samej Asus ZenBook przekątnej (porządne podzespoły) umożliwiają szybkie uruchamianie

20 NETBOOK to mały, przenośny komputer osobisty, zazwyczaj tańszy i lżejszy od tradycyjnego notebooka, przeznaczony do przeglądania Internetu, wideorozmów, aplikacji online oraz prac biurowych w podróży. HP 2133 Mini-Note PC Pracują zwykle pod Linux, Windows Mobile, Windows XP lub Windows 7 Zazwyczaj mają: energooszczędne procesory, mały ekran, dysk typu SSD, zmniejszoną klawiaturę, porty USB, czytniki kart pamięci, Wi-Fi oraz Bluetooth Zazwyczaj nie mają: napędów optycznych

21 Komputery osobiste - IBM PC (obecnie Lenovo), Apple-MAC Znane firmy: HP, Dell, Apple, Asus, Fujitsu, Acer

22 Stacje robocze Workstations duża moc obliczeniowa, system wielodostępny, wbudowane możliwości komunikacji Najważniejsze firmy: DEC, Hewlett-Packard, IBM (R6000), Silicon Graphics, Sun Mainframes - komputery centralne często o większych rozmiarach, stosowane do przetwarzanie dużych ilości danych na potrzeby różnego rodzaju instytucji oraz jako serwery. Firmy: IBM, Cray, DEC, Sun, Silicon Graphics

23 Superkomputery przykłady zastosowań: Modelowanie reaktorów atomowych Symulacje procesów nuklearnych zachodzących wewnątrz reaktora jak i towarzyszących im procesów hydro- i termodynamicznych Meteorologia Prognozowanie pogody, zarówno krótko-, średnio- jak i długoterminowe, obejmujące potencjalne zagrożenia klimatyczne (huragany, powodzie, susze, rozprzestrzenianie się skażeń atmosferycznych). Modelowanie pogody opiera się na rozwiązywaniu równań dynamiki płynów opisujących cyrkulacje powietrza; stan atmosfery jest reprezentowany przez ciśnienie, prędkość wiatru, temperaturę i wilgotność

24 Superkomputery przykłady zastosowań: Militaria projektowanie wielogłowicowych rakiet jądrowych, symulacji skutków wybuchu jądrowego, obserwacja powierzchni Ziemi i przestrzeni powietrznej oraz nasłuch głębiny morskiej itd.

25 Chmura obliczeniowa czyli rozproszone obliczenia i bazy danych na tysiącach serwerów, które są udostępniane np. przez Google, Microsoft i inne firmy. Klienci płacą za usługi związane z przetwarzaniem informacji, a nie za programy; Oznacza to eliminację konieczności: zakupu drogiego sprzętu i licencji, instalowania i administracji oprogramowaniem. Wystarczy zalogować się do serwera z jakiegokolwiek komputera z dostępem do Internetu by zacząć korzystać z dobrodziejstw chmury obliczeniowej Korzyści dla firm wykorzystanie chmury obliczeniowej daje oszczędności w wysokości 20% wydatków na IT

26 Porównanie wydajności komputerów Testy - benchmarks MIPS = milion of instructions per second Mflops = milions of floating point operations per second obecnie: 1 Teraflop (Tflop) = floating point operations per second 1 Petaflop (Pflop) = floating point operations per second Whetstones operacje zmiennoprzecinkowe Dhrystones instrukcje sterujące i arytmetyka na liczbach całkowitych SPEC-marks średnia z wielu programów, dobry test dla stacji roboczych, zastosowania naukowe i inżynierskie Aplikacje do testowania wydajności procesora np. Cinebench

27 Najszybsze komputery świata (czerwiec 2017) 1. Sunway TaihuLight firmy NRCPC (National Research Center of Parallel Computer Engineering &) z 2016 r rdzeni Moc obliczeniowa 93,01 Pflops National Supercomputing Center w Wuxi Chiny

28 Najszybsze komputery świata (czerwiec 2017) 2. Tianhe 2 (Droga Mleczna 2) firmy NUDT (National University of Defense Technology we współpracy z chińską firmą Inspur) z 2013 r rdzeni Moc obliczeniowa 33,86 Pflops National Super Computer Center w Guangzhou Chiny

29 Najszybsze komputery świata (czerwiec 2017) 3. Piz Daint firmy Cray Inc. uruchomiony w czerwcu 2017 r rdzeni moc obliczeniowa 19,59 Pflops Swiss National Supercomputing Centre (CSCS) Lugano, Szwajcaria

30 Najszybsze komputery świata (czerwiec 2017) 4. Titan firmy Cray Inc. uruchomiony w październiku 2012 r rdzeni moc obliczeniowa 17,59 Pflops Oak Ridge National Laboratory, U.S. Dept. of Energy USA

31 Najszybsze komputery świata (czerwiec 2017) 5. Sequoia firmy IBM z 2013 r rdzeni wydajność 17,17 Pflops Lawrence Livermore National Laboratory (Livermore w stanie Kalifornia), USA

32 Najszybsze komputery świata (czerwiec 2017) 6. Cori firmy Cray Inc. z 2016 r rdzeni wydajność 14,01 Pflops National Energy Research Scientific Computing Center, Berkeley, USA

33 Suma mocy obliczeniowej 500 najszybszych superkomputerów Najszybszy superkomputer na świecie Superkomputer na 500 miejscu Wykładniczy wzrost mocy obliczeniowej superkomputerów w latach na podstawie strony top500.org. Na osi pionowej podana jest moc obliczeniowa w GFLOPS.

34 Podział superkomputerów z listy TOP500 wg kraju listopad 2015

35 Najszybsze komputery w Polsce 1. Prometheus zbudowany z serwerów platformy HP Apollo 8000 firmy Hewlett-Packard, 27 kwietnia 2015 r rdzeni wydajność 1,67 Pflops Akademickie Centrum Komputerowe Cyfronet Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie 71 miejsce na liście TOP500

36 Najszybsze komputery w Polsce 2. Hetman (Orzeł/Eagle?) producent Huawei Technology Company Ltd., styczeń 2016 r rdzeni wydajność Pflops Poznańskie Centrum Superkomputerowo-Sieciowe Poznań 131 miejsce na liście TOP500

37 Najszybsze komputery w Polsce 3. Tryton producent Megatel/Action, marzec 2015 r rdzeni wydajność 1,01 Pflops Centrum Informatyczne Trójmiejskiej Akademickiej Sieci Komputerowej (CI TASK). 135 miejsce na liście TOP500

38 Najszybsze komputery w Polsce 4. Okeanos producent Cray Inc., lipiec 2016 r rdzeni wydajność 909,6 Tflops Interdyscyplinarne Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego Uniwersytetu Warszawskiego (ICM) 161 miejsce na liście TOP500

39 Najszybsze komputery w Polsce 5. Bem producent Action, czerwiec 2015 r rdzeni wydajność 695,6 Tflops Wrocławskie Centrum Sieciowo-Superkomputerowe (WCSS), Politechnika Wrocławska 274 miejsce na liście TOP500

40 Najszybsze komputery w Polsce 6. Enigma klaster, producent Huawei Technology Company Ltd., 2016 r rdzeni wydajność 439,1 Tflops Interdyscyplinarne Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego Uniwersytetu Warszawskiego (ICM) 489 miejsce na liście TOP500

41 Komputery kwantowe W tradycyjnym komputerze każdą wartość reprezentującą przetwarzane przez komputer dane można zapisać za pomocą dwóch cyfr: 0 i 1. Jest to binarny sposób kodowania informacji. W praktyce zeru i jedynce odpowiadają rozróżnialne wartości napięcia na tranzystorach tworzących bramki logiczne wchodzące w skład układu scalonego. Proces obliczeniowy polega na takiej manipulacji stanami tranzystorów, aby w efekcie otrzymać zakodowany w sposób zero-jedynkowy wynik obliczeń. Kolejność i zasady, według których prowadzone są te manipulacje, to nic innego jak program realizowany przez procesor.

42 Komputery kwantowe W komputerach kwantowych mamy kwantowe bramki logiczne, operujące na bitach kwantowych nazywanych qubitami (od ang. quantum bit). Qubit nie ma ustalonej wartości 0 lub 1 ale znajduje się w stanie pośrednim pomiędzy 0 i 1 innymi słowy, jest superpozycją zera i jedynki. Oznacza to, że z pewnym prawdopodobieństwem znajduje się w stanie 0 i z pewnym prawdopodobieństwem w stanie 1. Jeden wynik obliczeń komputera kwantowego będzie zawsze niepewny. Należy więc wykonać całą serię obliczeń i dopiero średnia ich wartość z dużą dokładnością określi prawidłowy wynik działania. Mało tego wynik ten będzie tym dokładniejszy, im więcej komputer dokona obliczeń, a komputer kwantowy tak naprawdę określa prawdopodobieństwo że wynik danej operacji wynosi tyle a tyle.

43 Komputery kwantowe W czym tkwi siła komputera kwantowego? dwa klasyczne bity mogą przechowywać naraz jedną z czterech możliwych wartości natomiast dwa qubity przechowują nie jedną, a cztery wartości jednocześnie 8 qubitów może przechowywać 256 wartości naraz (a 16 qubitów aż wartości, itd.) Jeśli teraz na tych 8 qubitach wykonamy jakąś operację, to zostanie ona wykonana jednocześnie na wszystkich 256 wartościach.

44 Komputery kwantowe Jednym z podstawowych problemów w konstruowaniu komputerów kwantowych jest zjawisko dekoherencji, czyli spontanicznej utraty informacji z qubitu poprzez nieuniknione oddziaływanie z otoczeniem. Przeciwdziałanie temu zjawisku jest trudne i kosztowne. Prototyp komputera kwantowego zbudowano w 2005 r. na University of California w Santa Barbara. Amerykański producent D-Wave już od roku 2011 sprzedaje komputery kwantowe. Aktualny model pracuje na 512 qubitach i kosztuje około 11 milionów euro.

45 Komputery kwantowe Komputery kwantowe są świetne tylko w określonych operacjach obliczeniowych, szczególnie tam, gdzie potrzeba wielu operacji tego samego rodzaju w tym samym czasie. Oto trzy przykłady: Kryptografia: Komputery kwantowe są idealnymi narzędziami do łamania szyfrów. Szukanie: Szybkimi komputerami kwantowymi można błyskawicznie przeszukiwać olbrzymie ilości danych (nic dziwnego, że służby specjalne i firmy takie jak Google tak bardzo pragną tej technologii) Badania: Naukowcy marzą o tym, aby za pomocą komputerów kwantowych obliczać złożone symulacje. Komputery przyszłości stworzą bardziej precyzyjne i dłuższe prognozy pogody i innych zdarzeń.

46 Komputery kwantowe Typowe zadania: znacznie przyspieszenie rozwiązywania wybranych problemów, np. faktoryzacji liczb całkowitych szybka możliwość rozwiązywania zadań typu problem komiwojażera czyli znalezienie najkrótszej trasy jaką trzeba przebyć w drodze z punktu A z powrotem do punktu A poprzez wszystkie punkty znajdujące się na zadanym obszarze. Dla przykładu na obliczenie trasy komiwojażera po Szwecji (liczącej miejscowości) współczesny PC potrzebuje około 85 lat. Komputer kwantowy rozwiązuje ten problem w ułamku sekundy.