TECHNOLOGIE INFORMACYJNE 2018/2019 Prowadzący: dr Sebastian Tomczak
LITERATURA Podstawowa: Metzger P., Anatomia PC, Helion, Warszawa 2008. Anderson A., Benedetti R., Sieci komputerowe, Helion 2010. Jankowski M., Elementy grafiki komputerowej, Warszawa WNT 2006. Zabrodzki J., Grafika komputerowa, metody I narzędzia, WNT, Warszawa 1994. Lambert J., Frye C., Microsoft Office 2016 Step by Step, Microsoft Press 2015. Uzupełniająca: Shirley P., Fundamentals of Computer Graphics, 2009. Stevens W.R., Biblia TCP/IP Wydawnictwo RM, Warszawa 1998. 1
ZAGADNIENIA 1. Wprowadzenie, warunki zaliczenia. 2. Krótka historia komputera. 3. Elementy komputera. Typy komputerów. Urządzenia peryferyjne. 4. Systemy operacyjne i ich rola. 5. Narzędzia i metody edycji tekstów. 6. Arkusze kalkulacyjne. 7. Narzędzia i technika przygotowywania i prowadzenia prezentacji biznesowych. 8. Bazy danych idea, podstawowe elementy, struktura danych. 9. Telekomunikacja, sieci komputerowe i Internet. 10. Bezpieczeństwo i ochrona systemu, sieci i danych. 11. Ochrona własności intelektualnej. 12. Oprogramowanie typu CAD/CAM. 13. Systemy informacji geograficznej GIS. 14. Test. 15. Test poprawka. 2
Pojęcie PODSTAWOWE POJĘCIA definicja Informacja Informatyka [łac. informatio wyobrażenie, wizerunek, pomysł ] Algorytm Komputer [ang. < łac. computare rozważać, obliczyć ], Źródło: Encyklopedia PWN dane o otaczającej nas rzeczywistości dziedzina wiedzy zajmująca się przetwarzaniem informacji z użyciem komputerów zbiór zasad postępowania prowadzący do rozwiązania ustalonego problemu, określający ciąg czynności elementarnych, które należy w tym celu wykonać elektroniczna maszyna cyfrowa, urządzenie elektroniczne przeznaczone do przetwarzania informacji (danych) przedstawionych w postaci cyfrowej, sterowane programem zapisanym w pamięci 3
EWOLUCJA 4
ZNACZE CYTATY Myślę, że na rynku jest miejsce na jakieś pięć komputerów (Thomas J. Watson, prezes IBM, rok 1948) Nie ma żadnego powodu, aby ktokolwiek posiadał w domu komputer (K.Olsen - amerykański inżynier, założyciel w 1957 firmy Digital Equipment Corporation, 1977) 640 kilobajtów powinno wystarczyć każdemu (B. Gates amerykański informatyk, współzałożyciel firmy Microsoft, 1981) 5
KRÓTKA HISTORIA KOMPUTERA Abacus (liczydło) ok. 5000 lat temu w Azji Codex Madrid- ok. 1500 maszyna licząca zaprojektowana przez da Vinci 6
KRÓTKA HISTORIA KOMPUTERA 1642 Pascaline maszyna licząca (dodawanie, odejmowanie). 1694 Stepped rockoner maszyna licząca (dodawanie, odejmowanie, mnożenie, dzielenie) 7
KRÓTKA HISTORIA KOMPUTERA 1821 Difference engine (maszyna różnicowa) mogłaby rozwiązywać równania różniczkowe 1834 Analytical Engine (maszyna analityczna) karty perforowane, drukarka 8
KRÓTKA HISTORIA KOMPUTERA 1890 tabulating machine (maszyna tabulująca) sortowanie i sumowanie danych z kart perforowanych 1943 - Colossus, Mark 1 komputer wojskowy rozszyfrowujący tajne kody. 9
KRÓTKA HISTORIA KOMPUTERA 1946-58 pierwsza generacja komputerów lampy elektronowe, przekaźniki (ENIAC, EDVAC i UNIVAC) 10
KRÓTKA HISTORIA KOMPUTERA 1958 64: druga generacja komputerów tranzystory rdzenie i taśmy magnetyczne, języki programowania 11
KRÓTKA HISTORIA KOMPUTERA 1964 71: trzecia generacja komputerów układy scalone klawiatura, dyski, monitory, upowszechnienie 12
KRÓTKA HISTORIA KOMPUTERA 1971 dziś: czwarta generacja komputerów mikroprocesory Intel 4004: 108 khz, 3x4mm, 2300 tranzystorów, moc jak ENIAC 13
SUPERKOMPUTERY - TOP500 LIST - JUNE 2018
SUMMIT IBM SUPERKOMPUTER 15
SUPERKOMPUTERY W POLSCE NA TOP500 LIST - JUNE 2018 Rank Site System Cores 103-2018 71-2017 59-2016 259-2018 131-2017 110-2016 263-2018 135-2017 114-2016 320-2018 161-2017 131-2016 500+ 2018 274-2017 205-2016 500+ 2018 489-2017 382-2016 Cyfronet Poland PCSS Poznan Poland Academic Computer Centre in Gdansk Poland Interdisciplinary Centre for Mathematical and Computational Modelling, University of Warsaw Poland Wroclaw Centre for Networking and Supercomputing Poland Interdisciplinary Centre for Mathematical and Computational Modelling Poland 400-2017 National Centre for Nuclear Research Poland Prometheus - HP Apollo 8000, Xeon E5-2680v3 12C 2.5GHz, Infiniband FDR, NVIDIA Tesla K40 HPE HETMAN - Huawei E9000 Blade Server, Xeon E5-2697v3 14C 2.6GHz, 56G Infiniband FDR Huawei Technology Company Ltd. Tryton - HP ProLiant XL230a Gen9/Huawei RH1288/SOLAR 820 S5, Xeon E5-2670v3 12C 2.3GHz, Infiniband Megatel/Action Rmax (TFlop/s) Rpeak (TFlop/s) Power (kw) 55,728 1,670.1 2,348.6 808 32,984 1,013.7 1,372.1 550 38,400 1,010.9 1,413.1 864 OKEANOS - Cray XC40, Xeon E5-2690v3 12C 2.6GHz, Aries interconnect Cray Inc. 26,016 909.6 1,082.3 585 BEM - Actina Solar 820 S6, Xeon E5-2670v3/E5-2697v3 14C/12C 2.6/2.3GHz, Infiniband FDR ACTION RH1288 V3 Cluster, Xeon E5-2680v3 12C 2.5GHz, Infiniband FDR Huawei Technology Company Ltd. Świerk Computing Centre - Supermicro TwinBlade SBI- 7227R/Bull DLC B720, Intel Xeon E5-2680v2/E5-2650 v3 10C 2.8GHz, Infiniband QDR/FDR Bull, Atos Group 22,656 695.6 859.5 353 14,540 439.1 591.2 395 17,960 423.2 490.4 334 16
PROMETHEUS SUPERKOMPUTER 17
IPAD 3 SUPERKOMPUTEREM? 18
PS 3 SUPERKOMPUTEREM? 19
20
21
DYNAMIKA ROZWOJU Jeśli samochody rozwijałyby się takim samym cyklem co komputery, Rolls-Royce kosztowałby dzisiaj sto dolarów, przejeżdżał milion mil na galonie benzyny i eksplodował raz do roku, zabijając każdego w środku (Robert X. Cringely) A jego każdy kolejny model byłby coraz mniejszy, aż obecnie najnowszy miałby wielkość pudełka zapałek. 22
INFORMACJA - JEDNOSTKA INFORMACJI: BIT Podstawową jednostką informacji jest bit (ang. kawałek), oznaczany też poprzez b, skrót od binary digit, czyli cyfra dwójkowa. Bit jest to elementarna jednostka informacji: wystarczająca do zakomunikowania jednego z co najwyżej dwóch jednakowo prawdopodobnych zdarzeń. Bit stanowi podstawę zapisu informacji w różnych typach pamięci komputera. Wszystkie inne jednostki składają się z jego wielokrotności. Bit przyjmuje jedną z dwóch wartości, które zwykle oznacza się jako 0 lub 1. Jest to oznaczenie stosowane w matematyce (wartość logiczna: 0 fałsz, 1 - prawda) oraz przy opisie informacji przechowywanej w pamięci komputera i opisie sposobów kodowania informacji. 23
INFORMACJA - JEDNOSTKA INFORMACJI: BAJT Jest to najmniejsza adresowalna jednostka informacji pamięci komputerowej, składająca się z bitów, w praktyce przyjmuje się że jeden bajt to 8 bitów (zostało to uznane za standard w 1964 r., po tym jak IBM wprowadził System/360). Bajt 2 3 bitów = 8 bitów (najmniejsza, adresowana jednostka informacji) Kilobajt 2 10 bajtów = 1 024 bajty Megabajt 2 20 bajtów = 1 048 576 bajty Gigabajt 2 30 bajtów = 1 073 741 824 bajty Terabajt - 2 40 bajtów = 1 099 511 627 776 bajty 24
Biblia Ilość słów w Starym Testamencie 592.439 Ilość słów w Nowym Testamencie 181.253 773.692 słów ~ 3.868.460 znaków (bajtów) ~ 30.947.680 bitów ~500 DVD CD Nawet 75 25
~ 2 metry ~ 0.1 tony 1 x CD Średnica = 120mm Grubość = 1.2 mm Waga ~ 15g 26
INFORMACJA SYSTEM LICZBOWY System liczbowy to inaczej zbiór reguł zapisu i nazewnictwa liczb. Do zapisu liczb zawsze używa się pewnego skończonego zbioru znaków, zwanych cyframi (np. arabskimi lub rzymskimi), które jednak można zestawiać ze sobą na różne sposoby otrzymując nieskończoną liczbę kombinacji. 27
INFORMACJA SYSTEM LICZBOWY Najbardziej prymitywnym systemem liczbowym jest jedynkowy system liczbowy, w którym występuje tylko jeden znak (np. 1). W systemie tym kolejne liczby są tworzone przez proste powtarzanie tego znaku. Przykład: 3 w tym systemie zapisujemy jako 111, 5 w tym systemie zapisujemy jako 11111. 7 w tym systemie zapisujemy jako 1111111. 28
INFORMACJA SYSTEM LICZBOWY W systemach addytywnych liczby tworzy się przez dodawanie kolejnych symboli. Przykładem addytywnego systemu jest dobrze znany i wciąż stosowany rzymski system liczbowy z podstawowymi wielokrotnościami 10 i 5. Jego cyfry to: I = 1, V = 5, X = 10, L = 50, C = 100, D = 500, M = 1000. W tym systemie w niektórych przypadkach występuje odejmowanie, a nie tylko dodawanie. Przykład: jeśli "X"=10,"V"=5,"I"=1 to XVI = 10+5+1 = 16 jeśli "X"=10,"V"=5,"I"=1 to XIV = 10+5-1 = 14 29
INFORMACJA SYSTEM LICZBOWY Zaletą systemów addytywnych jest możliwość zapisu nawet dużych liczb całkowitych (pod warunkiem że są okrągłe) za pomocą jednego znaku. Wadą jest złożoność, kłopoty interpretacyjne i zbyt wielka liczba cyfr przy mało okrągłych liczbach, oraz bardzo skomplikowany sposób dokonywania za ich pomocą prostych operacji arytmetycznych, wymagający zapamiętywania długich tabel. 30
INFORMACJA SYSTEM LICZBOWY Systemy pozycyjne są to systemy które posiadają symbole (cyfry) tylko dla kilku najmniejszych liczb naturalnych: 0, 1, 2,..., g 1, gdzie g to tzw. podstawa systemu, która może być dowolną liczbą naturalną większą niż 1. Przykład 5006,8 (podstawa systemu g = 10) Cyfry te są kolejno umieszczane w ściśle określonych pozycjach i są mnożone przez odpowiednią potęgę g. W sytuacji, gdy dana potęga nie jest potrzebna do zapisu danej liczby, zostawia się w zapisie puste miejsce, lub częściej specjalny symbol. Współcześnie jest to cyfra 0. 31
INFORMACJA SYSTEM LICZBOWY Na przykład liczbę 5006,8 w dziesiętnym systemie liczbowym (czyli systemie, którego podstawą jest 10) odczytuje się jako: 5*10 3 +0*10 2 +0*10 1 +6*10 0 +8*10-1 = 5*1000+6*1+8*0,1 = 5006,8 32
INFORMACJA SYSTEM LICZBOWY Zaletą systemów pozycyjnych jest ich: klarowność, łatwość dokonywania nawet złożonych operacji arytmetycznych, możliwość zapisu dowolnie dużej liczby, jednak do zapisu bardzo dużych liczb (nawet okrągłych) jest potrzebna duża liczba cyfr. Współcześnie powszechnie używany jest system dziesiątkowy. W informatyce często stosowany jest system dwójkowy (binarny), ósemkowy i szesnastkowy (heksadecymalny). 33