Technologia Informacyjna - podstawy

SAVE OFFLINE

Podstawowe pojęcia

Technologia informacyjna dr inż. Ziemowit Nowak wykładowca PWSZ w Nysie [email protected]

• Informatyka jest dyscypliną zajmującą się danymi, informacjami oraz ich przetwarzaniem, zarówno za pomocą sprzętu, jak i oprogramowania. • Przesyłanie, udostępnianie i otrzymywanie informacji nazywamy komunikacją. • Technologia informacyjna (TI) stanowi połączenie informatyki i komunikacji.

Komputer • Komputer jako urządzenie, które wykorzystujemy do wykonania określonych zadań (np. wykonania prezentacji, wysłania e-maila) składa się z dwóch odmiennych elementów. • Jednym z nich jest sprzęt określany jako HARDWARE. • Drugim jest nie materialny, ale niezbędny do pracy SOFTWARE, czyli oprogramowanie.

Jednostki pochodne • W praktyce posługujemy się następującymi wielokrotnościami bajta: – 1kB = 1024 B; – 1MB = 1024 kB; – 1GB = 1024 MB; – 1TB = 1024 GB.

• Mnożniki 1024, a nie 1000, jak w układzie dziesiętnym wynikają z faktu, że komputery pracują z liczbami w systemie dwójkowym.

Podstawowe jednostki •

•

• • •

Podstawową jednostką informacji jest bit (b), określający jedną z dwóch możliwości, podobnie jak wynik rzutu monetą – orzeł lub reszka. Jednostką większą jest bajt (B), składający się z ośmiu bitów, który umożliwia opisanie 28= 256 możliwości. 1B = 8b W pewnym uproszczeniu można przyjąć, że 1B to jedna litera w pliku tekstowym. Jednostką szybkości przesyłu danych są bity na sekundę oznaczane jako bps (b/s).

System dwójkowy • W systemie dwójkowym są tylko dwie cyfry zero (0) oraz jeden (1). • Przykładowo, może to oznaczać obecność napięcia elektrycznego lub jego brak. • W systemie dwójkowym wielokrotnością najbliższą tysiąca jest 210, czyli 1024.

1

Klasyfikacja komputerów •

•

•

Generacje komputerów I-III

Wraz z rozwojem komputerów pojawiały się klasyfikacje i określenia służące do wyróżniania nowych kategorii sprzętu. Znany jest podział komputerów w zależności od stosowanych technologii na tzw. generacje, czyli epoki technologiczne. Stosuje się też inne klasyfikacje.

• •

•

I generacja – komputery lampowoprzekaźnikowe z końca lat 40. XX w.; II generacja – komputery tranzystorowolampowe z przełomu lat 1950-1960, wyposażone w pamięć rdzeniową oraz taśmy i bębny magnetyczne; III generacja – komputery produkowane w latach 1960-1970 z układów o małym i średnim stopniu scalenia;

Superkomputery

Generacje komputerów IV-V • •

•

IV generacja – komputery produkowane od lat 70. XX w. z układów LSI i VLSI (układy dużej i bardzo dużej skali integracji) – mikrokomputery. V generacja – komputery projektowane i budowane współcześnie w ośrodkach badawczo-rozwojowych, o eksperymentalnych architekturach, np. neurokomputery.

Mainframe •

•

Mainframe, komputery o większych możliwościach obliczeniowych od mikrokomputerów, pozwalające na pracę kilkudziesięciu aplikacji równocześnie. Przeznaczone są zwykle do pracy w roli serwerów obsługujących równocześnie tysiące stacji roboczych.

•

•

Superkomputery (ang. supercomputer), komputery o największych w danym okresie mocach obliczeniowych, mogące wykonywać biliony operacji na sekundę, wyposażone w pamięci operacyjne rzędu terabajtów. Wykorzystywane są one do zadań wymagających ogromnych ilości obliczeń np. do symulowania zjawisk pogodowych Do nielicznych firm produkujących komputery takiej klasy należą Cray, HP, Silicon Graphics, IBM.

Stacja robocza •

Stacja robocza (ang. workstation), jest to komputer: – – – –

•

pracujący zwykle w sieci, o możliwościach większych niż komputer osobisty, przygotowany do pracy 24 godziny na dobę, dobrze wyposażony w urządzenia audiowizualne.

Stacje robocze dzielimy na bezdyskowe oraz dyskowe: – w bezdyskowych stacjach roboczych oprogramowanie znajduje się na serwerze, a lokalnie zapisywane są tylko procedury startowe komputera; – w dyskowych stacjach roboczych system operacyjny oraz część aplikacji zapisywana jest na dysku lokalnym.

2

Komputer osobisty •

•

PC, Personal Computer, komputer osobisty, to rodzaj komputera, przy którym może pracować jeden użytkownik. Notebook, laptop, (ang. lap - kolano, top na wierzchu) komputer przenośny o parametrach technicznych zbliżonych do komputerów stacjonarnych, wyposażony w monitor ciekłokrystaliczny oraz baterie.

PDA •

•

•

PDA (ang. Personal Digital Assistant), pomocnik cyfrowy wyposażony w program o charakterze arkusza kalkulacyjnego. Zwykle nie posiada klawiatury, obsługuje się go za pomocą specjalnego rysika pełniącego funkcję wskaźnika. Niektóre modele rozbudowane są o telefon komórkowy.

Elementy komputera – podejście klasyczne • procesor – układ podzielony na część arytmetyczno-logiczną (wykonuje wszystkie konieczne obliczenia) oraz część sterującą • pamięć - układ, który przechowuje program oraz bieżące wyniki obliczeń procesora i na bieżąco wymienia dane z procesorem • sterownik urządzeń we/wy – układ, który jest odpowiedzialny za komunikacje komputera ze światem zewnętrznym

Palmtop •

•

•

Palmtop, (ang. palm - dłoń, top - na wierzchu) to komputer o niewielkich wymiarach (rzędu kilku, kilkunastu centymetrów) i wyposażony w klawiaturę. Posiada wbudowane oprogramowanie (arkusz kalkulacyjny, edytor tekstu, bazę danych, terminarz). Nie posiada urządzeń zawierających mechaniczne części ruchome typu napęd HDD, napęd CD itp.

Komputery wbudowane • Inna nazwa: osadzone (ang. embedded), to specjalizowane komputery służące do sterowania – urządzeniami automatyki przemysłowej, – urządzeniami elektroniki użytkowej, np. telefony komórkowe – poszczególnymi komponentami wchodzącymi w skład komputerów.

Elementy komputera osobistego • Popularny podział: Jednostka centralna Urz. zewnętrzne • Wewnątrz jednostki centralnej: – płyta główna, do której podłączone są wszystkie podzespoły – procesor – pamięć – dysk twardy – stacja CD/DVD/BD – zasilacz

3

Płyta główna • Pełni funkcję stelażu, łącznika, do którego montowane są pozostałe podzespoły komputera. • Jakość płyty w głównej mierze decyduje o możliwościach komputera i jego sprawnym działaniu. • Elementy zamknięte we wspólnej obudowie z płytą główną stanowią tzw. jednostkę centralną (systemową). Występuje tu nieścisłość, gdyż w języku polskim tak samo rozszyfrowuje się skrót CPU – Central Processing Unit

• Urządzenia peryferyjne są podłączane zewnętrznie i kontrolowane przez komputer (procesor).

Czym jest procesor? • Procesor, nazywany często CPU (ang. Central Processing Unit), jest sekwencyjnym urządzeniem cyfrowym potrafiącym – pobierać dane z pamięci, – interpretować je, – wykonywać jako rozkazy, – zapisywać wyniki do pamięci.

Jak wykonany jest procesor? • Procesor (zwany mikroprocesorem) wykonany jest jako tzw. układ scalony (hermetyczna obudowa, złocone wyprowadzenia). • Wewnątrz układu jest monokryształ krzemu, na który nanosi się techniką fotolitografii warstwy półprzewodnikowe tworzące sieć do kilkudziesięciu milionów tranzystorów

Logiczne składowe procesora • Jednostka sterująca – sterowanie działaniem procesora (komputera); • Jednostka arytmetyczno-logiczna (ALU) – realizacja funkcji przetwarzania danych przez komputer; • Rejestry – realizacja wewnętrznego przechowywania danych w procesorze; • Połączenia wewnętrzne procesora – zapewnienie łączności między jednostką sterującą, ALU i rejestrami;

4

Urządzenia wejścia Rodzaje pamięci wewnętrznej • Pamięć ROM (ang. Read Only Memory) – jej zawartość jest stała i nie może być zmieniania (w PC pamięcią taką jest BIOS),

• Pamięć RAM (ang. Random Access Memory) – w każdej chwili można z niej coś odczytać i zapisać,

Urządzenia wyjścia (przedstawianie danych)

• Monitor – CRT (Cathode-Ray Tube) – LCD (Liquid Crystal Display)

• Drukarka • Ploter • Głośniki • Słuchawki

Pamięci masowe

(wprowadzanie danych) • • • • • • • • •

Klawiatura Mysz Czytnik płyt CD, DVD, BD Mikrofon Skaner Aparat cyfrowy Kamera wideo Kamera internetowa Karta TV (w niektórych rozwiązaniach może pełnić funkcję urządzenia wyjścia) • Ekran dotykowy

Urządzenia łączące funkcje wejścia i wyjścia • Stacja dysków elastycznych FDD (floppy disk drive) • Nagrywarka CD lub CD-R • Nagrywarka DVD – LightScribe

• Karta dźwiękowa • Streamer (napęd taśmowy realizujący zapis i odczyt)

(przechowywanie informacji)

Czym jest twardy dysk?

• Pendrive (USB Flash Drive, Flash Disk, FlashDrive, Finger Disk) – elektroniczna pamięć Flash, pojemność: 128 MB - 64 GB < • Twardy dysk – pojemność typowego dysku 100 GB – 1 TB (szybko rośnie) • Taśmy magnetyczne – najczęściej w kasecie, pojemność do kilkuset GB (dodatkowo kompresja) • CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) – pojemność 700 MB; tylko do odczytu • CD-R/RW (Compact Disk Recordable/ReWritable) – możliwy jednokrotny/wielokrotny zapis w nagrywarce • DVD-ROM (Digital Versatile Disk) – pojemność 4.7 GB, dwuwarstwowo 8.5 GB, dwustronnie 9,4 GB, razem 17 GB • DVD±R/RW – możliwy jednokrotny/wielokrotny zapis w nagrywarce • BD-ROM (Blue-ray Disk) – 1 warstwa 25 GB, 2 – 50 GB, … 8 – 200 GB; są też BD-R/RE (jednokrotny/wielokrotny zapis)

• Jest to jeden z typów urządzeń pamięci masowej, wykorzystujący nośnik magnetyczny do przechowywania danych. • Nazwa twardy dysk (HDD hard disk drive) powstała w celu odróżnienia tego typu urządzeń od tzw. miękkich dysków, czyli dyskietek (FDD floppy disk drive), w których nośnik magnetyczny naniesiono na elastyczne podłoże, a nie jak w dysku twardym na sztywne podłoże(np. blacha aluminiowa). • Następcą twardego dysku będzie pamięć typu FLASH (układ scalony).

5

Wnętrze twardego dysku

Urządzenia sieciowe (wymiana danych pomiędzy komputerami) • Karty sieciowe przewodowe (10, 100, 1000 Mbps) • Modemy – telefoniczne 56 kbps – ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)

• Karty bezprzewodowe WiFi (Wireless Fidelity) • Bluetooth (siny ząb, wymowa: blu-tuf)

Wydajność komputera • Planując zakup komputera wydajność należy oceniać na podstawie funkcji, jaką będzie pełnił(np. serwer, czy stacja robocza) • Znaczny wpływ na funkcjonowanie komputera ma liczba uruchomionych programów: – każdy uruchomiony program zajmuje część pamięci operacyjnej, generuje przepływ danych, – gdy zabraknie pamięci operacyjnej, wykorzystywany jest twardy dysk.

• Im więcej programów jest uruchomionych, tym więcej zadań komputer musi wykonywać, mając jednocześnie coraz mniej zasobów (dlatego zaczyna działać wolniej!)

Czynniki wydajnościowe - 1/2 (niezależnie od przeznaczenia komputera) • szybkość procesora wyrażana w częstotliwości taktowania (np. 2,26 GHz); • długość słowa (rozkazu) procesora (np. 32 lub 64 bity); • wielkość pamięci podręcznej (cache) procesora (np. 3 MB); • częstotliwość taktowania magistrali na płycie głównej (np. 1066 MHz).

Czynniki wydajnościowe - 2/2) (niezależnie od przeznaczenia komputera) • wielkość pamięci operacyjnej RAM (np. 2048 MB); • częstotliwość taktowania pamięci operacyjnej (np. 1066 MHz); • parametry kontrolera grafiki (wielkość pamięci obrazu, typ procesora, rodzaje złącz); • typ i szybkość pracy kontrolera HDD; • wielkość HDD; • szybkość i niezawodność pracy urządzeń typu CD, DVD, BD;

SYSTEM OPERACYJNY

6

System operacyjny - podstawy • System operacyjny jest programem, który działa jako pośrednik pomiędzy użytkownikiem komputera a sprzętem komputerowym. • Zadaniem systemu operacyjnego jest tworzenie środowiska w którym użytkownik może wykonywać programy. • Głównym celem systemu operacyjnego jest to, aby system komputerowy był wygodny w użyciu. • Drugim celem jest wydajna eksploatacja sprzętu komputerowego.

Budowa systemu operacyjnego • W systemie operacyjnym można wydzielić trzy główne elementy składowe: – jądro - odpowiedzialne za wykonywanie wszystkich zadań SO. – powłoka - specjalny program komunikujący użytkownika z systemem operacyjnym (wykorzystuje interfejs tekstowy lub graficzny), – system plików - sposób zapisu struktury danych na nośniku pamięci masowej

System operacyjny- schemat Użytkownicy U1

U2

U3

U4

Un

Programy użytkowe kompilator

System operacyjny

Edytor tekstu

Baza danych

Sprzęt komputerowy

Graficzny interfejs użytkownika (GUI) jako uzupełnienie powłoki • GUI (ang. Graphical User Interface) • Alternatywna nazwa: środowisko graficzne • Ogólne określenie sposobu prezentacji informacji przez komputer oraz interakcji z użytkownikiem polegającego na rysowaniu i obsługiwaniu elementów kontrolnych (kontrolek, widgetów). • Grupa wzajemnie współpracujących programów, zapewniająca możliwość wykonywania podstawowych operacji na komputerze (takich jak uruchamianie programów, poruszanie się po katalogach, dokonywanie ustawień itp.)

Inne zastosowania systemów operacyjnych

Podział SO ze względu na sposób przetwarzania

• jako serwery lub zapory sieciowe -> systemy z tzw. jądrem monolitycznym, np. systemy uniksowe, • tam, gdzie należy spełnić duże wymagania czasowe (np. telekomunikacja) -> systemy operacyjne czasu rzeczywistego, np. QNX, • w specjalizowanych urządzeniach -> systemy embedded (osadzone) charakteryzujące się wysoką skalowalnością.

• Systemy przetwarzania bezpośredniego – systemy interakcyjne, gdzie występuje bezpośrednia interakcja pomiędzy użytkownikiem a systemem i wykonywanie zadania użytkownika rozpoczyna się zaraz po przedłożeniu, • Systemy przetwarzania pośredniego – systemy wsadowe gdzie występuje znacząca zwłoka czasowa między przedłożeniem a rozpoczęciem wykonywania zadania i niemożliwa jest ingerencja użytkownika w wykonywanie zadania.

7

Podział SO ze względu na dopuszczalną liczbę zadań

Podział SO ze względu na liczbę użytkowników • Systemy dla jednego użytkownika, gdzie zasoby przeznaczone są dla jednego użytkownika i nie ma mechanizmów autoryzacji dostępu, a mechanizmy ochrony informacji są ograniczone, • Systemy wielodostępne, gdzie wielu użytkowników może korzystać z zasobów systemu komputerowego, a system operacyjny gwarantuje ich ochronę przed niepowołaną ingerencją.

• Systemy jednozadaniowe, gdzie niedopuszczalne jest rozpoczęcie wykonywania następnego zadania użytkownika przed zakończeniem poprzedniego, • Systemy wielozadaniowe, gdzie dopuszczalne jest istnienie jednocześnie wielu zadań (procesów), którym zgodnie z pewną strategią przydzielany jest procesor. – Zwolnienie procesora następuje w wyniku: • żądania przydziału dodatkowego zasobu, • zainicjowania operacji wejścia/wyjścia, • przekroczenia ustalonego limitu czasu (kwantu czasu).

System plików • Metoda przechowywania plików, zarządzania plikami, informacjami o tych plikach, tak by dostęp do plików i danych w nich zgromadzonych był łatwy dla użytkownika systemu • Stosuje się dla różnych nośników danych, takich jak dyski, dyskietki, a także w strumieniach danych, sieciach komputerowych, pamięciach. • Aplikacje mają dostęp tylko do operacji na plikach dostarczanych przez system operacyjny i mają zabroniony bezpośredni dostęp do nośnika danych.

Oprogramowanie – podział ze względu na przeznaczenie • oprogramowanie systemowe - realizuje funkcje konieczne dla działania systemu komputerowego • oprogramowanie do tworzenia oprogramowania • biblioteki programistyczne - oprogramowanie do wykorzystania przez inne programy • oprogramowanie użytkowe - aplikacje

Wielość systemów plików • Większość systemów operacyjnych posiada własny (macierzysty) system plików, np. FAT (File Allocation Table) w DOS-ie, NTFS (New Technology File System) w Microsoft Windows) • Niektóre nośniki danych mają własne systemy plików (np. ISO 9660 na CD-ROM i UDF na DVD), jednak sam system plików jest niezależny od nich. • Większość SO (w szczególności Unix i jego pochodne) potrafią obsługiwać wiele systemów plików.

Oprogramowanie biurowe przykłady • Microsoft Office (Basic): – – – –

Microsoft Word (procesor tekstu) Microsoft Excel (arkusz kalkulacyjny) Microsoft PowerPoint (tworzenie i wyświetlanie prezentacji) Microsoft Office Picture Menager (przeglądarka obrazów, umożliwia również prostą edycję zdjęć)

• OpenOffice.org (potocznie: OpenOffice, OOo): – – – – – – – –

Procesor tekstu - Writer Arkusz kalkulacyjny - Calc Edytor grafiki - Draw Edytor prezentacji - Impress Program do tworzenia baz danych - Base Edytor wzorów matematycznych - Math Wizualny edytor HTML Rejestrator i edytor makr w języku StarOffice Basic

8

Oprogramowanie do zarządzania informacją osobistą • Zarządca informacji osobistej (ang. Personal Information Manager) – Typowe informacje: • • • •

Kontakty Zadania do wykonania (terminowe i nieterminowe) Wydarzenia Notatki

– Typowe funkcje: • Kalendarz • Przypominanie (incydentalne lub cykliczne) • Dowiązywanie innych rekordów, dokumentów i adresów internetowych. • Wyszukiwanie danych

Oprogramowanie biznesowe przykłady • Komputerowe wspomaganie wytwarzania (ang. Computer Aided Manufacturing CAM) – oprogramowanie integrujące fazy projektowania i wytwarzania. • Zarządzanie łańcuchem dostaw (ang. Supply Chain Management SCM) – ogramowanie umożliwiające synchronizację przepływu materiałów pomiędzy poszczególnymi kooperantami. • Zarządzanie relacjami z klientami (ang. Customer Relationship Management CRM) – oprogramowane wspomagające zarządzanie kontaktami z klientami.

Powodzenia projektów oprogramowania

Cechy dobrego oprogramowania • • • • •

zgodność z wymaganiami użytkownika, niezawodność, efektywność, łatwość w konserwacji, ergonomiczność Wyniki 30 000 projektów aplikacyjnych w dużych, średnich i małych przedsiębiorstwach przemysłowych USA testowanych przez The Standish Group.

Etapy wytwarzania oprogramowania • Wprowadza się modele cyklu życia oprogramowania, które pozwalają uporządkować przebieg prac, ułatwiają planowanie zadań oraz monitorowanie przebiegu ich realizacji. Określenie wymagań Faza strategiczna

Projektowanie

Implementacja

Analiza

Testowanie

Sieci komputerowe

Konserwacja

Instalacja Dokumentacja

Przykładowy model cyklu życia oprogramowania

9

Podstawowe pojęcia • sieć komputerowa – zbiór wzajemnie połączonych, autonomicznych komputerów zwanych stacjami roboczymi • centralny serwer i połączone z nim terminale (mogą nimi być np. pozbawione dysków twardych komputery PC) to nie sieć, tylko system wielodostępny • stacje robocze często mogą pełnić jednocześnie funkcje terminali

Rodzaje sieci komputerowych podział ze względu na model komunikacji • asymetryczne/dedykowane, w których jeden z komputerów (tzw. serwer sieciowy) odgrywa rolę nadrzędną i nadzoruje pracę sieci (architektura klient-serwer) • symetryczne/równorzędne "peer to peer" (skrót P2P), w których wszystkie komputery mają jednakowe uprawnienia.

Części składowe sieci lokalnych • komputery i inne zasoby sprzętowe (drukarki, plotery, dyski, modemy) • karty sieciowe (obecnie najczęściej typu Ethernet) • przewody (koncentryczny, skrętka, światłowód) i złącza • urządzenia specjalistyczne (np. koncentratory przewodów, przełączniki pakietów) • oprogramowanie sieciowe (współczesne systemy operacyjne zawierają „w sobie” oprogramowanie sieciowe)

Rodzaje sieci komputerowych podział ze względu na zasięg • LAN (Local Area Network) lokalna sieć komputerowa, zawiera do kilkuset stacji, rozmieszczonych na niewielkim obszarze, np. budynku (np. sieć w bud. A) • MAN (Metropolitan Area Network) miejska sieć komputerowa, obejmuje większy obszar np. osiedla, miasta (w Polsce: PozMan, LodMan, WarMan itp.) • WAN (Wide Area Network) rozległa sieć komputerowa, obejmuje obszar kraju, kontynentu, cały świat (np. Internet)

Korzyści ze stosowania sieci LAN • centralizacja danych i programów • dzielenie zasobów sprzętowych komputerów (dyski twarde, drukarki, plotery, czytniki CD-ROM, DVD, napędy taśm magnetycznych mogą być wykorzystywane przez wszystkie komputery w sieci) • komunikacja między użytkownikami komputerów, np. przy pomocy poczty elektronicznej • zarządzanie komputerami (zdalna administracja) • dzielenie mocy obliczeniowej komputerów...

Sieci lokalne w technologii przewodowej: Standard Ethernet –skrętka (nie mylić ze skrętem) złącza typu RJ-45

• Patchcord – przewód do przyłączania komputera do sieci. • Uwaga! Aby połączyć ze sobą dwa komputery stosuje się patchcord

krzyżowy

10

Lokalne sieci bezprzewodowe • Fale radiowe – WiFi (ang. Wireless Fidelity), czyli bezprzewodowy Ethernet – Bluetooth (od Haralda Sinozębego) - „jednoczy” komputery, komórki, aparaty cyfrowe itp. Uwaga! Kuchenki mikrofalowe i stacjonarne telefony bezprzewodowe mogą zakłócać pracę radiowych sieci bezprzewodowych.

Internet

• Fale podczerwone – IrDA (ang. Infrared Data Association) • • • •

połączenie urządzeń przenośnych transfer plików między urządzeniami drukowanie sterowanie bezprzewodowe urządzeniami

Internet podstawowe informacje • Internet to sieć typu WAN o zasięgu światowym, która działa w oparciu o protokół TCP/IP (ang. Transfer Control Protocol/Internet Protocol) • Jest siecią sieci, gdyż łączy różne sieci LAN i MAN, pozwalając im się komunikować dzięki standardowi TCP/IP • Wewnątrz, sieci lokalne i metropolitalne mogą używać innych protokołów zamiast IP, np. AppleTalk (protokół komputerów Mcintosh firmy Apple) lub IPX (protokół sieci Netware firmy Novell) • Internet powstał na bazie sieci ARPANET (ang. Advanced Research Project Agency NETwork), wykorzystywanej przez amerykańskie uczelnie oraz Departament Obrony USA.

Adresowanie w Internecie • Protokół IP (IPv4) działa w oparciu o 32-bitowe adresy (8,42 adresów/km² powierzchni Ziemi) • Obecnie wdrażany jest protokół IPv6, gdzie adresy są 128-bitowe (6,7×1017 adresów/mm² powierzchni Ziemi)

• Przykładowy 32-bitowy adres: 10010110 11111110 1000010 00111100 • Aby ułatwić zapamiętywanie adresów, przedstawia się je w postaci 4 liczb dziesiętnych (z których każda odpowiada jednemu bajtowi), np.:150.254.66.60

Adresy domenowe • w celu łatwiejszego zapamiętania adresów, wprowadzono adresy domenowe (symboliczne), np. www.polska.pl • zamianą adresów symbolicznych na cyfrowe (i odwrotnie) zajmują sie wyznaczone komputery, będące serwerami nazw (DNS – ang. Domain Name Server)

Odnośniki URI • URI – ang. Uniform Resource Identyfier jednolity identyfikator zasobów, adres internetowy, adres URI. • http://www.polska.pl/miasta/polaniec/index.htm identyfikator protokołu

nazwa serwera

ścieżka dostępu

nazwa pliku

• Gdy pomija się którąś część URI – mówi się, że jest on relatywny (względny).

11

Rodzaje połączeń z Internetem za pośrednictwem kabla telefonicznego • Komutowane, dodzwaniane (ang. dial-up access) – połączenie zestawiane na żądanie użytkownika (tak jak podczas rozmowy telefonicznej): – analogowe – za pośrednictwem modemu z wykorzystaniem analogowej linii telefonicznej, – cyfrowe – z wykorzystaniem sieci ISDN (ang. Integrated Services Digital Network), czyli cyfrowej sieci z integracją usług.

• Stałe, cyfrowe – ADSL (ang. Asymmetric Digital Subscriber Line), czyli asymetryczna cyfrowa linia abonencka – obecnie do 15 Mb/s

Usługi Internetu Usługodawca - kolokwialnie: prowajder od ISP – Internet Service Provider • • • • •

przeglądanie stron: WWW (World Wide Web); transfer plików: FTP (File Transfer Protocol); poczta elektroniczna: e-mail (electronic mail); grupy dyskusyjne: Usenet News, e-mail, WWW; wymiana informacji tekstowej w czasie rzeczywistym – IRC, ICQ, Gadu-Gadu, Tlen; Skype • transmisje multimedialne: radio internetowe, telewizja internetowa ; • wymiana informacji multimedialnej w czasie rzeczywistym: telefonia internetowa, wideotelefonia internetowa, (VoIP – Voice over IP, Skype)

World Wide Web

czyli światowa rozległa pajęczyna • Hipertekstowy, multimedialny, sieciowy system informacyjny oparty na publicznie dostępnych standardach. • Pierwotnym i wciąż podstawowym zadaniem WWW jest publikowanie informacji. • Aby uzyskać dostęp do WWW trzeba posłużyć się przeglądarką internetową (program). • Przeglądarka łączy się z serwerem internetowym (program), skąd pobiera pewien zbiór informacji określany jako strona internetowa. • Zawartość strony internetowej jest hipertekstem.

Inne sposoby dostępu do Internetu • dedykowane cyfrowe połączenie kablowe, często za pośrednictwem światłowodu (linia dzierżawiona) bardzo duża przepływność; • stałe połączenie radiowe; za pośrednictwem modemów, np. WiMAX - średnia i duża przepływność; • cyfrowe połączenie radiowe GSM – Global System for Mobile Communications (na żądanie), np. GPRS; mała lub średnia przepływność; • infrastruktura telewizji kablowej - średnia lub duża przepływność; • połączenie satelitarne dwukierunkowe, np. VSAT lub jednokierunkowe (wówczas połączenie do Internetu np. przez linię telefoniczną) - duża przepływność z Internetu;

Netykieta • Zbiór zasad przyzwoitego zachowania się w Internecie. • Nie jest dokładnie skodyfikowana, ani nikt nie zajmuje się systematycznym karaniem osób łamiących te zasady. • Częste łamanie zasad netykiety może się wiązać konsekwencjami, np. odcięciem od określonej usługi internetowej przez administratora. • Większość zasad netykiety wynika z ogólnych zasad przyzwoitości, jest jednak sporo zasad specyficznych, wynikających z natury danej usługi Internetu.

Język HTML • Dokumenty WWW tworzy się przy pomocy języka HTML. • HTML (ang. HyperText Markup Language) to hipertekstowy język znakowania. • Wykorzystuje się w nim tzw. hiperłącza. • Hiperłącze (ang. hyperlink) to metoda poruszania się po dokumentach: – pewnym miejscom w dokumencie oraz samemu dokumentowi przypisuje się adres; – do adresu można odwoływać się z innych miejsc dokumentu oraz z innych dokumentów.

12

Idea hipertekstu • •

kotwica odnośnik: – do całego dokumentu – do konkretnego miejsca w dokumencie

Intranet • Sieć komputerowa ograniczająca się do komputerów np. w firmie lub organizacji. • O Intranecie można mówić, gdy wewnątrz organizacji działa serwer umożliwiający korzystanie w obrębie sieci LAN udostępniający typowo internetowe usługi (WWW, poczta elektroniczna etc.). • Do intranetu dostęp mają zazwyczaj tylko pracownicy danej firmy.

Extranet • Rozwiązanie sieciowe polegające na połączeniu dwóch lub większej liczby intranetów za pomocą protokołów sieciowych. • Celem tworzenia ekstranetów jest udostępnienie własnych zasobów wzajemnie między organizacjami (przedsiębiorstwami) lub między nimi i ich klientami, przy zabronieniu powszechnego dostępu z sieci Internet. • W ten sposób klienci mogą się lepiej i szybciej zapoznać z ofertą danej firmy, a firmy mogą między sobą lepiej współpracować.

Bazy danych

Definicja i historia bazy danych

Baza danych dzisiaj (1/2)

• BD, to zorganizowany zbiór informacji na określony temat. • Pojęcie znane było zanim pojawiły się komputery: Dwudziestotomowe tomowe dzieło „Etymologia” św. Izydora z Sewilli (ok. 560636) teologa i historiografa, zawierające całość ówczesnej wiedzy świeckiej oraz duchowej było największą na owe czasy bazą danych.

• Pod pojęciem BD rozumie się zbiory informacji przetwarzane przez komputery i przechowywane na różnych nośnikach informacji. • Dane osobowe każdego Polaka znajdują się w przynajmniej kilku bazach, np.: – spisie ludności w urzędzie miasta czy gminy, – bazach PESEL, NIP oraz bazach numerów dowodów osobistych lub innych dokumentów, – spisach klientów operatów telekomunikacyjnych (książki telefoniczne) – listach klientów firm wysyłkowych, agencji reklamowych, telewizji kablowej, warsztatów napraw samochodów, zakładów fotograficznych, sklepów itp., – rejestrach pracowników, uczniów (księga główna), członków stowarzyszeń, partii politycznych itp.

13

Baza danych dzisiaj (2/2) • Inne bazy danych: – katalog biblioteczny, – rejestr samochodów, – spis zawartości magazynu lub książka inwentarzowa, – dziennik lekcyjny, – rejestr systemu operacyjnego Windows, – ...i wiele innych.

Cechy komputerowej BD • BD są popularne dzięki: – szybkości wyszukiwania i modyfikacji danych, – zajmowaniu niewielkiej ilości miejsca, łatwości przesyłania, powielania i uaktualniania, – wprowadzaniu informacji jeden raz – brak potrzeby powtarzania (redundancji) danych, – zapobieganiu niespójności danych, – możliwości wyboru standardu, – wbudowanym mechanizmom zabezpieczania danych, – wielodostępności, czyli możliwości pracy wielu użytkowników na jednym zbiorze danych, – funkcjonalności – łatwemu tworzeniu raportów, zestawień, analiz.

BD hierarchiczne Rodzaje baz danych • Ze względu na sposób organizacji danych wyróżniamy bazy: – hierarchiczne, – relacyjne, – obiektowe, – inne.

BD relacyjne • W modelu relacyjnym dane gromadzone są w tabelach identyfikowanych poprzez ich nazwy. • Tabela składa się z wierszy, zawierających informacje dotyczące pojedynczego obiektu i kolumn, które odpowiadają informacjom szczegółowym o obiekcie. • Przecięcie wiersza i kolumny to pole – część rekordu zawierająca informację najbardziej szczegółową bazy danych.

• W modelu hierarchicznym dane zorganizowane są podobnie jak foldery (katalogi) w systemach operacyjnych. • Dotarcie do informacji w celu jej odczytania lub modyfikacji wymaga podania "ścieżki dostępu", np. Pojazdy_samochodowe/Samochody_osobowe/ Służbowe/SC 01234.

BD relacyjne – c.d. • W relacyjnych modelach baz danych można posługiwać się dowolną liczbą tabel. • Przykład: BIBLIOTEKA – Pierwsza tabela: informacje o zgromadzonych książkach (autor, tytuł, wydanie, cena, numer katalogowy). – Druga tabela: informacje o czytelnikach (dane osobowe oraz jego numer identyfikacyjny). – Trzecia tabela (powiązana z dwoma poprzednimi): rejestr wypożyczonych książek.

14

System zarządzania BD

Access – przykład SZBD (1/3) • MS Access umożliwia tworzenie:

• System zarządzania bazą danych (SZBD), to zestaw programów lub języków programowania, przygotowanych do przechowywania i przetwarzania informacji oraz zapisu związków występujących pomiędzy nimi.

Access – przykład SZBD (2/3) • MS Access umożliwia tworzenie: – Kwerend (zapytań) – obiektów bazy, dokonujących wybranie danych spełniających określone kryteria i dokonania na wyselekcjonowanych wartościach pewnych operacji, – Raportów – obiektów bazy, umożliwiających wydruki informacji sumarycznych takich jak podsumowania, wartości średnie, maksymalne itd.,

Inne systemy zarządzania bazą danych (przykłady)

– Wolnodostępne: • MySQL, • PostgreSQL, • FireBird,

– Komercyjne: • Oracle, • DB2, • Informix,

– Historyczne: • dBASE (.dbf), • Visual FoxPro.

– Tabel – obiektów bazy, w których przechowywane są dane, – Relacji – powiązań pomiędzy tabelami, – Formularzy – obiektów bazy, pokazujących zawartość rekordu z możliwością obliczeń, umieszczenia komentarza i elementów graficznych. Formularze umożliwiają przeglądanie danych, ich modyfikację lub dodawanie nowych rekordów.

Access – przykład SZBD (3/3) • MS Access umożliwia tworzenie: – Stron dostępu do danych – strony WWW, umożliwiające analizowanie i modyfikowanie danych poprzez Internet, – Makropoleceń – obiektów bazy, pomagających zautomatyzować często wykonywane czynności. Makropolecenie, to pojedyncza instrukcja lub ich zestaw, powodująca wykonanie takich operacji, jak np. wydruk raportu, otwarcie formularza czy też kwerendy.

Typy danych pól w tabelach • Typ danych ogranicza i określa rodzaj informacji, które można wprowadzać w danym polu, np.: – – – –

liczba, tekst, waluta (pieniądz), data/godzina.

• Typ danych określa także czynności, jakie można wykonywać w danym polu, oraz ilość pamięci wykorzystywanej przez dane.

15

Klucz podstawowy (1/2)

Właściwości pól w tabelach

• Każdy rekord w każdej tabeli powinien być unikatowy. • Aby rozróżnić dwa rekordy, można wstawiać w tabele pola będące tzw. kluczem podstawowym. • Klucz podstawowy – jest identyfikatorem, takim jak numer katalogowy, kod produktu czy identyfikator klienta (jest unikatowy dla każdego rekordu).

• Pola mają także właściwości, które określają szczegóły przechowywanych w nich informacji, np.: – liczbę znaków, – wartość domyślną – regułę sprawdzania, zgodnie z którą dane muszą spełniać określone kryteria.

• Właściwości ułatwiają wprowadzanie danych i zarządzanie nimi.

Klucz podstawowy (2/2) • Klucz podstawowy powinien być informacją, która nie zmienia się zbyt często. • Program Access może przypisać numeryczny klucz podstawowy, którego wartość zwiększa się o 1 za każdym razem, gdy do tabeli jest dodawany rekord. • Klucz podstawowy pozostaje skojarzony z danym rekordem, nawet jeżeli inne rekordy, wprowadzone przed rekordem bieżącym, są dodawane lub usuwane.

Relacje między tabelami, klucz obcy • •

•

Za pomocą klucza podstawowego tworzy się relację między tabelami. Gdy tabele są powiązane ze sobą, klucz podstawowy jednej z nich staje się kluczem obcym drugiej. W ten sposób dane z jednej tabeli są wykorzystywane w innej tabeli i można uniknąć powielania informacji w obu tych tabelach. 1. Klucz podstawowy 2. Klucz obcy

Indeksowanie (2/2) Indeksowanie (1/2) • Jeśli tabela jest często przeszukiwana lub jej rekordy są sortowane według pewnego pola, to można skrócić czas wykonywania tych operacji, tworząc indeks dla tego pola. • Indeksy w tabeli są wykorzystywane podobnie jak w książce: w celu znalezienia danych zagląda się do indeksu, aby zlokalizować faktyczne położenie potrzebnej informacji.

• Indeksować można pola typu: – – – –

liczba, tekst, waluta data/godzina.

• Indeks może być – unikatowy (bez duplikatów) – pole musi mieć różne wartości, – nieunikatowy (z duplikatami) – dopuszcza się występowanie w polu wielokrotnie tej samej wartości w różnych wierszach tabeli.

• Indeks unikatowy jest wprowadzany automatycznie, gdy pole jest kluczem podstawowym.

16

Kwerendy (1/2) • Dzięki kwerendom można uzyskać odpowiedzi na pytania, np.: – Którzy pracownicy mieszkają w Polsce? – W ilu regionach wartość sprzedaży przekroczyła

250 tys. dolarów? – W których szkołach poziom nieobecności jest najwyższy?

• Kwerendy filtrują, sortują, zbierają dane przechowywane w bazie danych lub wykonują obliczenia na danych w celu podania dalszych informacji. • Kwerendy potrafią łączyć dane z różnych tabel w jednym tzw. widoku.

Kwerendy (2/2) • Kwerenda może usuwać dane, np.: – Usuń nazwiska członków, którzy nie

zapłacili składek w ciągu ostatnich 24 miesięcy.

• Kwerend zmieniających dane należy używać ostrożnie, a przed ich użyciem należy utworzyć kopie zapasowe danych.

Wirus komputerowy

Złośliwe oprogramowanie

Robak komputerowy • Robak komputerowy – samoreplikujący się program komputerowy, podobny do wirusa komputerowego. • Robak nie potrzebuje nosiciela. • Robak rozprzestrzenia się w sieciach podłączonych do zarażonego komputera poprzez wykorzystanie luk w systemie operacyjnym lub naiwności użytkownika. • Oprócz replikacji, robak może mieć wbudowane procedury dodatkowe, takie jak niszczenie plików, wysyłanie poczty (z reguły spam) lub pełnienie roli konia trojańskiego.

• Wirus jest to najczęściej prosty program komputerowy, który w sposób celowy powiela się bez zgody użytkownika. • Wirus do swojej działalności wymaga nosiciela w postaci programu komputerowego, poczty elektronicznej itp. • Wirusy wykorzystują słabość zabezpieczeń systemów komputerowych lub właściwości systemów oraz niedoświadczenie i beztroskę użytkowników.

Koń trojański • Program, który nadużywa zaufania użytkownika, wykonując bez jego wiedzy dodatkowe, szkodliwe czynności. • Konie trojańskie często podszywają się pod pożyteczne programy (np. zapory sieciowe, wygaszacze ekranu) lub udają standardowe usługi systemowe (np. logowanie). • Koń trojański jest trudny do wykrycia i może być poważnym zagrożeniem dla bezpieczeństwa systemu.

17

Phishing • Oszukańcze pozyskanie poufnej informacji osobistej, jak hasła czy szczegóły karty kredytowej przez udawanie osoby lub strony WWW godnej zaufania, której te informacje są pilnie potrzebne. • Phishing wykorzystuje socjotechnikę (nie jest potrzebny wirus, robak, czy koń trojański)

Program antywirusowy (1/2) • Program komputerowy, którego celem jest wykrywanie, zwalczanie, usuwanie i zabezpieczanie systemu przed wirusami komputerowymi, a często także naprawianie w miarę możliwości uszkodzeń wywołanych infekcją wirusową. • Współcześnie, najczęściej jest to pakiet programów chroniących komputer przed różnego typu zagrożeniami.

Program antywirusowy (2/2) • Moduły: – skaner - bada pliki na żądanie lub co jakiś czas; służy do przeszukiwania zawartości dysku – monitor - bada pliki ciągle w sposób automatyczny; służy do kontroli bieżących operacji komputera

• Program antywirusowy powinien również mieć możliwość aktualizacji definicji nowo odkrytych wirusów, najlepiej na bieżąco, przez pobranie ich z Internetu, ponieważ dla niektórych systemów operacyjnych codziennie może pojawiać się nawet kilkadziesiąt nowych wirusów.

Uwierzytelnianie • Proces polegający na zweryfikowaniu zadeklarowanej tożsamości osoby, urządzenia lub usługi biorącej udział w wymianie danych • Najprostszym sposobem uwierzytelniania jest stosowanie hasła dostępu. • Cechy dobrego hasła: – – – –

ma minimalnie 8 znaków ma jednocześnie małe i wielkie litery czy liczby nie występuje w słowniku jest zmieniane przynajmniej raz w miesiącu

Wybrane zagadnienia bezpieczeństwa danych

Zastosowanie haseł • uruchomienie komputera • zalogowanie na uruchomionym komputerze. • dostęp do sieci komputerowej. • dostęp do pliku UWAGA! • Aby hasło było skuteczne – nie można go nikomu podawać, – nie można go zapisywać w łatwych do znalezienia miejscach.

18

Silne hasło • Aby hasło było silne, ale jednocześnie łatwo było je zapamiętać można wykorzystać następujące sposoby tworzenia haseł: – można wybrać frazę lub fragment wiersza i wykorzystać z niego pierwsze litery wyrazów, na przykład: „iGpwwpn!” (idzie Grześ przez wieś worek piasku niesie!) – w systemie Windows można użyć jako hasła kilku wyrazów lub całej oczywistej tylko dla nas frazy np.: ”Najbardziej na świecie uwielbiam WAKACJE!”.

Kryptografia asymetryczna • W k.a. używa się zestawów dwu lub więcej powiązanych ze sobą kluczy, umożliwiających wykonywanie szyfrowania i podpisy cyfrowe • Zwykle zakłada się istnienie dwóch kluczy – prywatnego i publicznego, przy czym klucza prywatnego nie da się łatwo odtworzyć na podstawie publicznego. • Algorytmy mające zastosowanie w k.a. wykorzystują operacje, które da się łatwo przeprowadzić w jedną stronę a bardzo trudno w drugą.

Podpis cyfrowy (1/2) • Podpis cyfrowy (podpis elektroniczny) dodatkowa informacja dołączona do wiadomości służąca do weryfikacji jej źródła: – autentyczności, czyli pewności co do autorstwa dokumentu, – niezaprzeczalności nadania informacji, nadawca wiadomości nie może wyprzeć się wysłania wiadomości, gdyż podpis cyfrowy stanowi dowód jej wysłania, – integralności, czyli pewności, że wiadomość nie została zmodyfikowana po złożeniu podpisu przez autora.

Kryptografia, klucz • Kryptografia - to nauka zajmująca się poufnością przekazywanych informacji. • Obecnie należy ją traktować jako gałąź teorii informacji (dziedzina matematyki). • Klucz (ang. key) – informacja umożliwiająca wykonywanie pewnej czynności kryptograficznej – szyfrowania, deszyfrowania, podpisywania, weryfikacji podpisu itp.

Zasada działania kluczy • Alice przesyła do Boba swój klucz publiczny (zielony) • Bob szyfruje wiadomość kluczem publicznym Alice • Alice, otrzymuje wiadomość i rozszyfrowuje ją swoim kluczem prywatnym (czerwonym).

Podpis cyfrowy (2/2) • Do funkcjonowania podpisów cyfrowych potrzebne są trzy środki: – instrumenty techniczne - algorytmy, protokoły i formaty, które dzięki zastosowaniu technik kryptograficznych zapewnią integralność oraz będą wiązały klucz prywatny autora z dokumentem, zapewniając autentyczność i niezaprzeczalność, – instrumenty prawne - dyrektywy, ustawy i rozporządzenia, które osadzą ww. instrumenty techniczne w obowiązującym prawie, – instrumenty organizacyjne - centra certyfikacji, które występując jako zaufana trzecia strona poświadczą związek klucza prywatnego z konkretną osobą.

19

Kopie zapasowe (ang. backup) • Jest wiele sposobów wykonywania kopii zapasowych. • Wybór sposobu zależy od – – – –

ilości informacji, wagi informacji, szybkości ich przyrastania, maksymalnego czasu wymaganego na odtworzenie danych, – czasu, jaki można poświęcić na wykonywanie kopii zapasowych.

Bezpieczeństwo pracy przy komputerze

• W przypadku komputera domowego wystarczy wykonanie kopii najcenniejszych informacji na zwykłej płycie CD lub DVD i przechowywanie jej w bezpiecznym miejscu.

Uciążliwość pracy przy komputerze • intensywna praca wzrokowa może powodować dolegliwości wzroku, bóle głowy, zmęczenie i znużenie, • długotrwałe unieruchomienie może być przyczyną dolegliwości pleców, barków, kręgosłupa, spłycenia oddechu, spowolnienia krążenia (zwłaszcza w obrębie nóg), • zła organizacja pracy, szybkie tempo, presja terminów, odosobnienie podczas pracy, złe oprogramowanie, brak wsparcia w trudnych sytuacjach, mogą powodować stres prowadzący do zmęczenia, znużenia, frustracji, wypalenia zawodowego.

Przeciwdziałanie (2/3) W przypadku bólów pleców, kręgosłupa, drętwienia nóg, należy zwróć uwagę na swoje stanowisko pracy, zwłaszcza na: – wysokość siedziska, – odchylenie oparcia – podnóżek,

Przeciwdziałanie (1/3) • W przypadku bólów głowy, dolegliwości oczu (pieczenie, łzawienie itp.) należy zwróć szczególną uwagę na: – oświetlenie pomieszczenia i dokumentów, – kontrasty i odbicia na ekranie, – odległość i kąt, pod jakim obserwowany jest ekran komputera.

Przeciwdziałanie (3/3) • W przypadku odczuwania napięcia psychicznego, zmęczenia należy zwróć uwagę na: – organizację swojej pracy, – tempo, – presję czasu, – stosunki w zespole.

20

Ergonomiczne stanowisko pracy (1/2) Ergonomia - nauka o pracy, czyli dyscyplina naukowa zajmująca się dostosowaniem pracy do możliwości psychofizycznych człowieka

• wydzielone stanowisko komputerowe z przestrzenią na pracę bez komputera

Ergonomiczna klawiatura

Ergonomiczne stanowisko pracy (2/2) • Wariantowe układy pulpitów umożliwiające zachowanie kąta obserwacji i położenia klawiatury względem przedramienia

Przestrzeń dla nóg i regulacja siedziska

• Podczas używania klawiatury ergonomicznej dłonie i przedramiona znajdują się w tej samej linii. • Wyniki badań: osoby, które pisały dany tekst na klawiaturze dzielonej – pisały go o 20% krócej – popełniały o 30% mniej błędów

w stosunku do klawiatury klasycznej

Komfort wzrokowy, słuchowy i cieplny

Komfort psychiczny, relaks

• Praca w napięciu jest powodem popełniania większej liczby błędów i stresu • Należy regularnie wykonywać ćwiczenia relaksacyjne

21