Εισαγωγή στην Πληροφορική

Εισαγωγή στην Πληροφορική Εισαγωγή στους Υπολογιστές και την Πληροφορική ΤΕΙ Ιονίων Νήσων Τμήμα Τεχνολόγων Περιβάλλοντος Κατεύθυνση Συντήρησης Πολιτισμικής Κληρονομιάς

Περίγραμμα Μαθήματος Εισαγωγή στους Υπολογιστές και την Πληροφορική Οργάνωση Υπολογιστών Αριθμητικά Συστήματα Λειτουργικά Συστήματα Λογισμικό & Ανάπτυξη Λογισμικού Δίκτυα Υπολογιστών & Διαδίκτυο Βάσεις Δεδομένων Μεταδεδομένα Εφαρμογές στον Πολιτισμό

Η επιστήμη της Πληροφορικής Πληροφορική: Η επιστήμη και η τεχνολογία με αντικείμενο τη συλλογή, αποθήκευση, επεξεργασία και διανομή πληροφοριών με τη χρήση υπολογιστικών συστημάτων. Εμφανίστηκε τη δεκαετία του 60. Αγγλία Η.Π.Α.: Informatics / Computer science Γερμανία : Informatik Γαλλία: Informatique

Βασικές Έννοιες Δεδομένα (Data), από το λατινικό datum που σημαίνει γεγονός είναι το ακατέργαστο πληροφοριακό υλικό, δηλαδή πρωτογενή γεγονότα του φυσικού περιβάλλοντος πριν αυτά οργανωθούν και διευθετηθούν σε μορφή κατανοητή και χρήσιμη για τους ανθρώπους. Πληροφορία (Information) είναι η σχετική γνώση που παίρνουμε σαν αποτέλεσμα της επεξεργασίας κάποιων δεδομένων. Έχει σκοπό την επίτευξη κάποιου αποτελέσματος ή την αύξηση γνώσης και εν τέλει τη λήψη αποφάσεων.

Βασικές Έννοιες Δεδομένα Λέξεις: Γιώργος, αυτοκίνητο, δώρο, γυναίκα Αριθμοί: 4.500.000, 34, -7, 234, 11000110011 Ημερομηνίες: 05/10/2011, 00:00:09.56, Πέμπτη 6 Οκτωβρίου Συµβολοσειρές: ZAB2979, OA573, P!!! Χρώματα: Μαύρο, Άσπρο, Κόκκινο, Μπλε, Πράσινο Πληροφορία (Information) Η σημασία που δίνει ο άνθρωπος σε ένα σύνολο δεδομένων, τα οποία επεξεργάζεται με τη βοήθεια προκαθορισμένων συμφωνιών που έχουν θεσπιστεί από τον ίδιο.

Αναπαράσταση Δεδομένων Στον πραγματικό κόσμο Αλφάβητο: είναι ένα σύνολο συμβόλων {α, β, γ,, ω, Α, Β, Γ,, Ω, 0, 1,, 9, +, -,,!, } Δεδομένα: σχηματίζονται με συνδυασμούς συμβόλων ενός αλφαβήτου. Άλογο Μουσική Έρωτας

Αναπαράσταση Δεδομένων Στην Πληροφορική Αλφάβητο: { 0, 1 } [είναι το απλούστερο αλφάβητο] 0 : αριθμός μηδέν, Ψευδής (false) κατάσταση, Off 1 : αριθμός ένα, Αληθής (true) κατάσταση, On Τα σύμβολα 0 και 1 καλούνται bits [Binary digit : bit (δυαδικό ψηφίο)]

Αναπαράσταση Δεδομένων Δεδομένα του πραγματικού κόσμου Δεδομένα στον υπολογιστή Κωδικοποίηση (ψηφιοποίηση)

Αναπαράσταση Δεδομένων Κώδικας ASCII

Επεξεργασία Δεδομένων ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΕΙΣΟΔΟΥ ΕΙΣΟΔΟΣ (INPUT) ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ (PROCESS) ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΕΞΟΔΟΥ ΕΞΟΔΟΣ (OUTPUT) Είσοδος (Input): Η σύλληψη ή συλλογή πρωτογενών δεδομένων με σκοπό την επεξεργασία τους. Επεξεργασία (Process): Η μετατροπή, η κατάλληλη διαχείριση και η ανάλυση της πρωτογενούς εισόδου σε μορφή πιο κατανοητή από τους ανθρώπους. Έξοδος (Output): Η διανομή των επεξεργασμένων πληροφοριών στους ανθρώπους.

Επεξεργασία Δεδομένων ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΕΙΣΟΔΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗΣ ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΕΞΟΔΟΥ Πρόγραμμα (program) είναι ένα σύνολο οδηγιών/εντολών οι οποίες λένε στον υπολογιστή τι να κάνει με τα δεδομένα. Τα προγράμματα αποτελούνται από σειρά εντολών οι οποίες είναι γραμμένες σε μια γλώσσα προγραμματισμού. Τα δεδομένα εξόδου εξαρτώνται από το συνδυασμό δύο παραγόντων: των δεδομένων εισόδου και του προγράμματος.

Εξέλιξη Υπολογιστικών Συστημάτων Η σημερινή μορφή των υπολογιστικών συστημάτων είναι αποτέλεσμα μιας εξέλιξης. Κατά τη διάρκεια αυτής της εξέλιξης ορισμένα γεγονότα αποτέλεσαν σταθμούς.

Εξέλιξη Υπολογιστικών Συστημάτων Άβακας Επινοήθηκε από τους Σουμέριους στη Μεσοποταμία (3500-3000 π.χ.) Είναι το πρώτο σύστημα που διευκολύνει τις αριθμητικές πράξεις. Επιτυγχάνει αυτοματοποίηση στοιχειωδών πράξεων με μετακίνηση των χαντρών.

Εξέλιξη Υπολογιστικών Συστημάτων Μηχανισμός των Αντικυθήρων Ο πρώτος μηχανικός υπολογιστής (150-100 π.χ.) Τεχνολογία αντίστοιχης πολυπλοκότητας ξαναεμφανίζεται μόλις τον 14ο αιώνα. Μπορούσε να υπολογίζει με ακρίβεια αστρονομικές πληροφορίες για τον ήλιο, τη σελήνη και τις θέσεις των πλανητών.

Εξέλιξη Υπολογιστικών Συστημάτων Μηχανικές Υπολογιστικές Μηχανές 1617 John Napier: βαθμολογημένες ράβδοι για την επιτέλεση πολλαπλασιασμών και διαιρέσεων. Οδήγησε στη δημιουργία του λογαριθμικού κανόνα. 1642 Blaise Pascal: κατασκευή πρώτης υπολογιστικής μηχανής (Pascalin) [για να βοηθήσει τον πατέρα του που ήταν εφοριακός!]. 1672 Gottfried von Leibniz: κατασκευή υπολογιστικής μηχανής (ο Τροχός του Leibnitz). Αρχές 19ου αιώνα Αργαλειός του Jacquard: χρήση διάτρητων καρτών για αποθήκευση. 1823 Charles Babbage: κατασκευή Διαφορικής και Αναλυτικής Μηχανής (με χρήση διάτρητων καρτών).

Εξέλιξη Υπολογιστικών Συστημάτων 20ος αιώνας Μηχανή Von Neumann: κατασκευή πρώτης ηλεκτρονικής υπολογιστικής μηχανής. Βασικά χαρακτηριστικά : Δέχονταν τα προγράμματα από τα σημεία εισόδου. Αποθήκευε και εκτελούσε το πρόγραμμα (οδηγίες εκτέλεσης). Μετάβαση από μηχανικά σε ηλεκτρικά στοιχεία. Οι σημερινές υπολογιστικές μηχανές ανήκουν στην κλάση των von Neumann μηχανών.

Εξέλιξη Υπολογιστικών Συστημάτων Από μηχανικά σε ηλεκτρικά στοιχεία Mark I (1944): πολλαπλασιασμός 2 αριθμών σε 3 δευτερόλεπτα (!) ENIAC (1946): πολλαπλασιασμός < 3 χιλιοστά του δευτερολέπτου. Ο πρώτος πλήρως ηλεκτρονικός υπολογιστής γενικής χρήσης (18.000 λυχνίες, 1.500 relays, ισχύς 140.000 Watts, μήκος 30 μέτρα, ύψος 3 μέτρα, ζύγιζε 30 τόνους). EDVAC (1950): προγράμματα σε ψηφιακή μορφή που συνυπάρχουν με τα δεδομένα => Μνήμη. Οδήγησε στους μαγνητικούς δακτυλίους.

Εξέλιξη Υπολογιστικών Συστημάτων Mark I

Εξέλιξη Υπολογιστικών Συστημάτων ENIAC

Εξέλιξη Υπολογιστικών Συστημάτων Η εξέλιξη των σύγχρονων υπολογιστών χωρίζεται σε γενεές (generations). Πρώτη Γενιά (1950-1958): λυχνίες κενού στα κυκλώματα, μαγνητικά τύμπανα και ταινίες ως κεντρική και δευτερεύουσα μνήμη, διάτρητες κάρτες / χαρτοταινίες για είσοδο/έξοδο

Εξέλιξη Υπολογιστικών Συστημάτων Δεύτερη Γενιά (1959-1964): χρήση της τριόδου ηλεκτρονικής λυχνίας (τρανζίστορ) (βραβείο Nobel 1956), το τρανζίστορ αντικατέστησε τους μαγνητικούς δακτυλίους της κύριας/δευτερεύουσας μνήμης, Βήμα προς την βιομηχανοποίηση κατασκευής Η/Υ, Υλοποιήσεις: PDP 1 (120.000 δολάρια).

Εξέλιξη Υπολογιστικών Συστημάτων Τρίτη Γενιά (1965-1970): χρήση ολοκληρωμένων κυκλωμάτων μεγάλης ολοκλήρωσης [τσιπ] (LSI Large Scale Integration) (Texas Instruments 1958), χρήση μαγνητικών δακτυλίων για την κατασκευή μνήμης, μαγνητικοί δίσκοι αντικαθιστούν τις ταινίες, εμφανίζονται: οθόνη, γραφική απεικόνιση, πληκτρολόγιο και ποντίκι.

Εξέλιξη Υπολογιστικών Συστημάτων Τέταρτη Γενιά (1971-Σήμερα): χρησιμοποίηση κυκλωμάτων πολύ μεγάλης ολοκλήρωσης (VLSI Very Large Scale Integration), κατασκευή μονάδων επεξεργασίας με μονολιθικά κυκλώματα πυριτίου (μικροεπεξεργαστές), χρήση κυκλωμάτων ημιαγωγών (Flip-Flops) για την κατασκευή κεντρικής μνήμης.

Εξέλιξη Υπολογιστικών Συστημάτων Steve Jobs και Steve Wozniak Ιδρυτές της Apple Paul Allen και Bill Gates Ιδρυτές της Microsoft Brian Kernighan και David Ritchie Δημιουργοί του UNIX και της γλώσσας C

Εξέλιξη Υπολογιστικών Συστημάτων Προβλέψεις που έπεσαν μέσα : "Computers in the future may weigh no more than 1.5 tons" - Popular Mechanics, forecasting the relentless march of science, 1949. "I think there is a world market for maybe five Computers" - Thomas Watson, Chairman of IBM, 1943. "There is no reason anyone would want a computer in their home" - Ken Olson, president, chairman and founder of Digital Equipment Corp., 1977. "640K ought to be enough for anybody" - Bill Gates, 1981.

Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Μη Εμπορική Χρήση Παρόμοια Διανομή 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό. Οι όροι χρήσης των έργων τρίτων επεξηγούνται στη διαφάνεια «Επεξήγηση όρων χρήσης έργων τρίτων». Τα έργα για τα οποία έχει ζητηθεί άδεια αναφέρονται στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [1] http://creativecommons.org/licenses/από-nc-sa/4.0/ Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί.

Επεξήγηση όρων χρήσης έργων τρίτων διαθέσιμο με άδεια CC-BY διαθέσιμο με άδεια CC-BY-SA διαθέσιμο με άδεια CC-BY-ND διαθέσιμο με άδεια CC-BY-NC διαθέσιμο με άδεια CC-BY-NC-SA διαθέσιμο με άδεια CC-BY-NC-ND διαθέσιμο με άδεια CC0 Public Domain διαθέσιμο ως κοινό κτήμα χωρίς σήμανση Δεν επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου, παρά μόνο εάν ζητηθεί εκ νέου άδεια από το δημιουργό. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου και η δημιουργία παραγώγων αυτού με απλή αναφορά του δημιουργού. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού, και διάθεση του έργου ή του παράγωγου αυτού με την ίδια άδεια. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού. Δεν επιτρέπεται η δημιουργία παραγώγων του έργου. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού. Δεν επιτρέπεται η εμπορική χρήση του έργου. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού και διάθεση του έργου ή του παράγωγου αυτού με την ίδια άδεια. Δεν επιτρέπεται η εμπορική χρήση του έργου. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού. Δεν επιτρέπεται η εμπορική χρήση του έργου και η δημιουργία παραγώγων του. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου, η δημιουργία παραγώγων αυτού και η εμπορική του χρήση, χωρίς αναφορά του δημιουργού. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου, η δημιουργία παραγώγων αυτού και η εμπορική του χρήση, χωρίς αναφορά του δημιουργού. Συνήθως δεν επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου.

Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς το Σημείωμα Αδειοδότησης τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει) μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους.

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ιονίων Νήσων» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.