22Y103 Εισαγωγή Υπολογιστές Ι

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "22Y103 Εισαγωγή Υπολογιστές Ι"

Ἄδαμος Δραγούμης
8 χρόνια πριν
Προβολές:

1 22Y103 Εισαγωγή Υπολογιστές Ι 1ο Εξάµηνο Ν. Αβούρης - Ο. Κουφοπαύλου. Σερπάνος ΕΒ ΟΜΑ ΙΑΙΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑ: ώρες Θ + 1 ώρα Φρ + 2 ώρα Ε (Θ:Πέµπτη ΒΑ, Φρ: ευτέρα ΒΑ) Ν. Αβούρης Εισαγωγή Υπολογιστές Ι 1

Σερπάνος ΕΒ ΟΜΑ ΙΑΙΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑ: 2002-2003 2 ώρες Θ + 1

2 Επιστήµη υπολογιστών : Ορισµός Η Επιστήµη των υπολογιστών, / πληροφορική (informatique, information science, computer science) και τεχνολογία των υπολογιστών, computer engineering) έχει ως αντικείµενο την µελέτη και εφαρµογή επιστηµονικών αρχών που αφορούν το σχεδιασµό, υλοποίηση και συντήρηση συστηµάτων που περιλαµβάνουν υπολογιστές, δηλαδή ηλεκτρονικών συσκευών που δέχονται σαν είσοδο πληροφορία σε ψηφιακή µορφή, την οποία µπορούν να επεξεργαστούν, να αποθηκεύσουν και να µετασχηµατίσουν ώστε να παράγουν χρήσιµη νέα πληροφορία στην έξοδο τους Ν. Αβούρης Εισαγωγή Υπολογιστές Ι 2

συντήρηση συστηµάτων που περιλαµβάνουν υπολογιστές, δηλαδή ηλεκτρονικών συσκευών που δέχονται σαν είσοδο πληροφορία σε ψηφιακή µορφή, την οποία

3 Βασικά στοιχεία υπολογιστή µε βάση τον ορισµό της επιστηµονικής περιοχής Πληροφορίες εισόδου συσκευές εισόδου επεξεργαστής (KME) Μνήµη (RAM) συσκευές εξόδου Πληροφορίες εξόδου Ν. Αβούρης Εισαγωγή Υπολογιστές Ι 3

εισόδου επεξεργαστής (KME) Μνήµη (RAM) συσκευές

4 Υπολογιστές : Μηχανές Von Neumann αρχή του αποθηκευµένου προγράµµατος (stored program). σειριακή εκτέλεση του προγράµµατος. θεµελίωση της αρχιτεκτονικής του υπολογιστή στην δυαδική ψηφιακή λογική (binary arithmetic) Ν. Αβούρης Εισαγωγή Υπολογιστές Ι 4

5 Desktop computer Ν. Αβούρης Εισαγωγή Υπολογιστές Ι 5

6 Ο πανταχού παρών υπολογιστής... (β) Φορητός υπολογιστής (Pagewriter2000 της εταιρίας Motorolla) (α) φορητή συσκευή πρόσβασης στο διαδίκτυο (Webpad της εταιρίας Cyrix) (γ) κινητό τηλέφωνο που ενσωµατώνει µικρό προσωπικό υπολογιστή (της εταιρίας Nokia, σειρά 9000) Ν. Αβούρης Εισαγωγή Υπολογιστές Ι 6

φορητή συσκευή πρόσβασης στο διαδίκτυο (Webpad της εταιρίας Cyrix) (γ)

7 Υπολογιστική Ισχύ: Ένα πρόβληµα Έστω ενας προσωπικός υπολογιστής έχει επεξεργαστή µε δυνατότητα 1 MFLOPS (1 εκατοµµυρίου πράξεων µεταξύ πραγµατικών αριθµών το δευτερόλεπτο) Έστω ότι ένας ενήλικας χρειάζεται κατά µέσο όρο 10 sec να εκτελέσει µια πράξη µεταξύ δύο δεκαδικών αριθµών Zητείται να ευρεθεί πόσοι άνθρωποι θα πρέπει να εργάζονται συγχρόνως για να έχουν ως οµάδα την ίδια υπολογιστική ισχύ µε τον υπολογιστή του παραδείγµατος Ν. Αβούρης Εισαγωγή Υπολογιστές Ι 7

sec να εκτελέσει µια πράξη µεταξύ δύο δεκαδικών αριθµών Zητείται να ευρεθεί πόσοι άνθρωποι θα πρέπει να εργάζονται

8 Χωρητικότητα ΗΥ: ένα πρόβληµα Έστω ότι ένας οπτικός δίσκος αποθήκευσης (CD ROM) χωράει περίπου 600 εκατοµµύρια χαρακτήρες (γράµµατα, σύµβολα, κλπ) ένα µέσο µυθιστόρηµα αποτελείται κατά µέσο όρο από 6 εκατοµµύρια χαρακτήρες. Επίσης υποθέτουµε ότι ένας ενήλικας που του αρέσει το διάβασµα, κατά µέσον όρο διαβάζει 10 µυθιστορήµατα το χρόνο. Ζητείται να ευρεθεί πόσων χρόνων διάβασµα του αναγνώστη αυτού µπορεί να χωρέσει ένα CD Ν. Αβούρης Εισαγωγή Υπολογιστές Ι 8

Επίσης υποθέτουµε ότι ένας ενήλικας που του αρέσει το διάβασµα, κατά µέσον όρο διαβάζει 10 µυθιστορήµατα το χρόνο.

9 Ιστορικό σηµείωµα Γενιές αρχιτεκτονικής υπολογιστών: Λυχνίες ( ) Τρανζίστορ ( ) Ολοκληρωµένα κυκλώµατα ( ) Μεγάλη ολοκλήρωση VLSI (1971- Νόµος του Moore Ν. Αβούρης Εισαγωγή Υπολογιστές Ι 9

Ολοκληρωµένα κυκλώµατα (1964-1971) Μεγάλη ολοκλήρωση

10 Νόµος του Moore Ν. Αβούρης Εισαγωγή Υπολογιστές Ι 10

11 Αριθµός τρανζίστορ ανά επεξεργαστή , , , , , processor , DX processor ,180,000 Pentium processor ,100,000 Pentium II processor ,500,000 Pentium III processor ,000,000 Pentium 4 processor ,000,000 Ν. Αβούρης Εισαγωγή Υπολογιστές Ι 11

Pentium processor 1993 3,100,000 Pentium II processor 1997 7,500,000 Pentium III

12 Ιστορικό σηµείωµα: Εξέλιξη µε βάση τη χρήση υπολογιστών Μηχανές υπολογισµών ( 50) Μηχανές αποθήκευσης πληροφορίας ( 60) Μηχανές προσωπικής παραγωγικότητας ( 70-80) Μηχανές επικοινωνίας και διασκέδασης ( 90-00) Ν. Αβούρης Εισαγωγή Υπολογιστές Ι 12

60) Μηχανές προσωπικής παραγωγικότητας ( 70-80) Μηχανές

13 Ψηφιοποίηση πληροφορίας: πλεονεκτήµατα (α) δυνατότητα επεξεργασίας της, όπως για παράδειγµα συµπίεσης της µε κατάλληλους αλγορίθµους (β) δυνατότητα ελέγχου ορθότητας της (γ) δυνατότητα συσχέτισης τής ψηφιακής πληροφορίας µε δείκτες ή περιγραφείς του περιεχοµένου της. Ν. Αβούρης Εισαγωγή Υπολογιστές Ι 13

ελέγχου ορθότητας της (γ) δυνατότητα συσχέτισης τής ψηφιακής πληροφορίας µε

14 Ψηφιοποίηση χαρακτήρων πληκτρολόγιο Ν. Αβούρης Εισαγωγή Υπολογιστές Ι 14

15 Κωδικοποίηση χαρακτήρων ASCII (American Standard code for Information Interchange) -αρχικά 7 bit (2 7 = 128 χαρακτήρες) ASCII στη συνέχεια 8 bit (2 8 = 256 χαρακτήρες) οι πρώτες 128 (από 00-7F) για λατινικούς χαρακτήρες, οι υπόλοιπες (από 80-FF) για άλλα αλφάβητα UNICODE (πρότυπο από 1993) 16 bit (2 16 = χαρακτήρες, πολλές γλώσσες και σύµβολα συνειπάρχουν Ν. Αβούρης Εισαγωγή Υπολογιστές Ι 15

λατινικούς χαρακτήρες, οι υπόλοιπες (από 80-FF) για άλλα αλφάβητα UNICODE (πρότυπο από 1993) 16 bit

16 Πίνακας ASCII (από 40-7F) κωδικός χαρ. κωδικός χαρ. κωδικός χαρ. κωδικός χαρ P p A Q a q B R b r C S c s D T d t E U e u F V f v G W g w H X h x I Y i y 74 4A J 90 5A Z 106 6A j 122 7A z 75 4B K 91 5B [ 107 6B k 123 7B { 76 4C L 92 5C \ 108 6C l 124 7C 77 4D M 93 5D ] 109 6D m 125 7D } 78 4E N 94 5E ^ 110 6E n 126 7E ~ 79 4F O 95 5F _ 111 6F o 127 7F Ν. Αβούρης Εισαγωγή Υπολογιστές Ι 16

17 Άσκηση Χρησιµοποιήστε τον πίνακα ASCII για να παράγετε την αναπαράσταση της φράσης "Hello World" ως δεκαεξαδικό αριθµό σε ένα υπολογιστή Πόσα bytes καταλαµβάνει η φράση αυτή?. Ν. Αβούρης Εισαγωγή Υπολογιστές Ι 17

ως δεκαεξαδικό αριθµό σε ένα υπολογιστή Πόσα bytes

18 Ψηφιοποίηση εικόνας 30 * 28 pixels = 840 pixels εικονοστοιχείο =pixel Ν. Αβούρης Εισαγωγή Υπολογιστές Ι 18

19 άσκηση Έστω εικόνα µεγέθους 300 * 500 εικονοστοιχείων. Να βρεθεί πόσο χώρο καταλαµβάνει αυτή η εικόνα αν ψηφιοποιηθεί µε 8 διαφορετικές αποχρώσεις του γκρίζου Ν. Αβούρης Εισαγωγή Υπολογιστές Ι 19

20 Φροντιστήριο άσκηση Φ1. 1 Να βρείτε τις διαφορές µεταξύ των προτύπων συµπίεσης εικόνων JPEG NPG και GIF Ν. Αβούρης Εισαγωγή Υπολογιστές Ι 20

21 Ψηφιοποίηση ήχου τιµή πλάτους δείγµατος αριθµός δείγµατος ( χρόνος) Ν. Αβούρης Εισαγωγή Υπολογιστές Ι 21

22 Άσκηση Να υπολογισθεί το µέγεθος του αρχείου που θα απαιτηθεί για την ψηφιοποίηση µονοφωνικού ήχου, διάρκειας 5 λεπτών µε δειγµατοληψία 22 ΚΗz και κβάντιση 8 bit. Ν. Αβούρης Εισαγωγή Υπολογιστές Ι 22

23 Άσκηση Φ1.2 Να υπολογίσετε το χώρο που απαιτείται για την αποθήκευση ενός τραγουδιού διάρκειας 3 λεπτών που έχει η ηχογραφηθεί στερεοφωνικά µε συχνότητα δειγµατοληψίας 44,1 ΚΗz και στάθµες κβάντισης Ν. Αβούρης Εισαγωγή Υπολογιστές Ι 23

24 Υπολογιστής ως εικονική µηχανή Λειτουργικό σύστηµα + εργαλεία Ν. Αβούρης Εισαγωγή Υπολογιστές Ι 24

25 Κοινωνική και ηθική διάσταση της πληροφορικής Επιπτώσεις στην εργασία και οικονοµία Προσωπικές ελευθερίες και ατοµικά δικαιώµατα Προστασία των δικαιωµάτων του δηµιουργού λογισµικού (software) Ευθύνες του δηµιουργού λογισµικού και υπολογιστικών συστηµάτων Ν. Αβούρης Εισαγωγή Υπολογιστές Ι 25

26 Προστασία πολιτών από επεξεργασία προσωπικών δεδοµένων Το υποκείµενο των δεδοµένων έχει δικαίωµα να ζητεί και να λαµβάνει τις ακόλουθες πληροφορίες: α) Όλα τα δεδοµένα προσωπικού χαρακτήρα που το αφορούν σε γλώσσα κατανοητή. β) Τους σκοπούς της επεξεργασίας, τους αποδέκτες ή τις κατηγορίες αποδεκτών. γ) Την εξέλιξη της επεξεργασίας από την προηγούµενη ενηµέρωση ή πληροφόρησή του. δ) Τη λογική της αυτοµατοποιηµένης επεξεργασίας. Ν. Αβούρης Εισαγωγή Υπολογιστές Ι 26

27 Προστασία δικαιωµάτων δηµιουργού λογισµικού ίπλωµα ευρεσιτεχνίας (patent) : το λογισµικό θεωρείται ως αντικειµενικός κώδικας και διεπιφάνεια χρήσης πνευµατικό δικαίωµα (copyright): το λογισµικό θεωρείται ως πηγαίος κώδικας (αλγόριθµος) και αντικειµενικός κώδικας άδεια χρήσης (license) προστασία εµπορικών σηµάτων (trademark) Ν. Αβούρης Εισαγωγή Υπολογιστές Ι 27

28 Ποιότητα λογισµικού Ευθύνη του δηµιουργού λογισµικού Μεταφερσιµότητα Συντήρηση Αξιοπιστία Ευχρηστία επίδραση στη ζωή υγεία κλπ των πολιτών - παραδείγµατα Ν. Αβούρης Εισαγωγή Υπολογιστές Ι 28

29 Ανακεφαλαίωση Στοιχεία της επιστήµης υπολογιστών -ορισµοί Ιστορικό σηµείωµα Η σηµασία της ψηφιακής πληροφορίας τρόποι ψηφιοποίησης πληροφορίας Εικονική µηχανή- ο υπολογιστής κρεµµύδι Κοινωνική και ηθική διάσταση πληροφορικής ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟΥ (2) Ν. Αβούρης Εισαγωγή Υπολογιστές Ι 29

Σχετικά έγγραφα

ΚΑΤΑΣΤΑΤΙΚΟ ΚΕΝΤΡΟΥ ΝΕΟΤΗΤΑΣ. ΙΔΡΥΣΗ Ιδρύεται Κέντρο Νεότητας µε την επωνυµία «Κέντρο Νεότητας... µε έδρα...

ΚΑΤΑΣΤΑΤΙΚΟ ΚΕΝΤΡΟΥ ΝΕΟΤΗΤΑΣ. ΙΔΡΥΣΗ Ιδρύεται Κέντρο Νεότητας µε την επωνυµία «Κέντρο Νεότητας... µε έδρα... ΚΑΤΑΣΤΑΤΙΚΟ ΚΕΝΤΡΟΥ ΝΕΟΤΗΤΑΣ ΑΡΘΡΟ 1 ΙΔΡΥΣΗ Ιδρύεται Κέντρο Νεότητας µε την επωνυµία «Κέντρο Νεότητας... µε έδρα... ΑΡΘΡΟ 2 Στο Καταστατικό αυτό «Κέντρο Νεότητας» σηµαίνει: «εθελοντική-κοινοτική οργάνωση