Χειµερινό εξάµηνο

Χειµερινό εξάµηνο 2014-2015

! Διδάσκοντες: Λευτέρης Μαµάτας και Σταύρος Σουραβλάς! E-mails: emamatas@uom.gr και sourstav@uom.gr! Υλικό Μαθήµατος: G. Βeekman & M.J. Quinn (2009), Εισαγωγη στην πληροφορικη, εκδόσεις M. Γκιούρδας ή Α. Τσαδήρας (2010), Εργαστηριακές ασκήσεις πληροφορικής για οικονοµολόγους, εκδόσεις Α. Τσαδήρας. Διαφάνειες + Σηµειώσεις από το Compus! Θεωρία: Πέµπτη 12-2 µ.µ. (Τµ. Α-Μα) στο Αµφ. 14 - Σουραβλάς Πέµπτη 8-10 µ.µ. (Τµ. Με-Ω) στο Αµφ. 3 Μαµάτας! Εργαστήρια: Θα σας ενηµερώσουµε για το διαχωρισµό των τµηµάτων και την ηµεροµηνία έναρξης των εργαστηρίων µέσω του compus 2

1. Εισαγωγή ιστορικά στοιχεία 2. Υλικό υπολογιστή 3. Περιφερειακά υπολογιστή 4. Λογισµικό και εργαλεία δουλειάς 5. Γραφικά, ψηφιακά µέσα και πολυµέσα 6. Βάσεις δεδοµένων 7. Δίκτυα υπολογιστών και το Διαδίκτυο 8. Ασφάλεια υπολογιστών 3

! Για να περάσετε το µάθηµα πρέπει να συγκεντρώσετε τουλάχιστον: 2.5 από 5 µονάδες στη θεωρία και 2.5 από 5 µονάδες στα εργαστήρια. 4

! Διεύθυνση http://compus.uom.gr/eco115/index.php 5

1. Τι είναι ένας υπολογιστής 2. Περιγραφή των βασικών τύπων υπολογιστών 3. Βασικά στοιχεία της ιστορίας των υπολογιστών 7

! Ένας γενικής χρήσης προγραµµατιζόµενος επεξεργαστής πληροφοριών µε είσοδο και έξοδο.

! Οι σηµερινοί υπολογιστές είναι βασικά εργαλεία για τους σηµαντικότερους τοµείς της δραστηριότητας µας! Προσωπικοί υπολογιστές (σταθεροί και φορητοί) συγγραφή εργασιών, διασκέδαση, ενηµέρωση,...! Υπολογιστές στην δουλειά οικονοµική διαχείριση, εξυπηρέτηση πελατών, διαχείριση δεδοµένων,...! Ενσωµατωµένοι υπολογιστές χρησιµοποιούνται σε αµάξια, τηλέφωνα, έξυπνα κτήρια,...! Υπερυπολογιστές χρησιµοποιούνται για επίλυση πολύπλοκων προβληµάτων στην επιστηµονική έρευνα και αλλού παράλληλη επεξεργασία! πολλοί υπολογιστές και επεξεργαστές εργάζονται ταυτόχρονα για το ίδιο πρόβληµα

! Προσωπικοί υπολογιστές ή σταθµοί εργασίας Τα PC εξυπηρετούν ένα χρήστη κάθε φορά! Τα PC είναι εργαλεία για:! Βελτίωση της παραγωγικότητας! Δηµιουργικότητα! Επικοινωνία! Τα PC ταξινοµούνται ως:! Σταθεροί ή σταθµοί εργασίας! Φορητοί 10

Σταθερός υπολογιστής! Ένα PC που τοποθετείται πάνω σε γραφείο ή τραπέζι! Κοινά στοιχεία:! Πύργος µε εσωτερικά στοιχεία! Οθόνη! Πληκτρολόγιο! Ποντίκι! Ηχεία Έχει ένα ή περισσότερα καλώδια τροφοδοσίας που το συνδέουν σε πρίζα 11

Φορητοί υπολογιστές! προσωπικοί υπολογιστές που σχεδιάζονται µε βασικό γνώµονα τη δυνατότητα εύκολης µεταφοράς.! Ορισµένα στοιχεία δεν προστίθενται, ώστε το µέγεθος και το βάρος να συµπιεστούν. 12

! Συσκευές χειρός Οι συσκευές χειρός είναι µικρές ώστε να χωρούν σε τσέπες εξυπηρετούν τις ανάγκες χρηστών που προτιµούν την εύκολη µεταφορά! PDA (personal digital assistant)! Palm! Pocket PC! Smart phones! π.χ. µε Android 13

! Διακοµιστές ή Εξυπηρετητές (Servers) Υπολογιστές που σχεδιάζονται ώστε να παρέχουν λογισµικό και άλλους πόρους σε άλλους υπολογιστές µέσω δικτύου 14

! Κέντρα δεδοµένων (data centres) 15

! Να επιλέξουν το καλύτερο πανεπιστήµιο για εµάς βασίζεται σε πολλές µη µετρήσιµες παραµέτρους δεν «υπολογίζεται» εύκολα µια προσπάθεια λύσης είναι να δώσεις συντελεστές βαρύτητας σε κάθε παράµετρο 16

! Την τέλεια παρτίδα σκάκι φαίνεται εύκολο για έναν υπολογιστή να κερδίσει µια παρτίδα σκάκι! δεν είναι πολύ δύσκολο να γραφτεί πρόγραµµα που υπολογίζει όλες τις πιθανές κινήσεις Όµως οι πιθανές κινήσεις είναι πάρα πολλές! Οι πιθανές εκδοχές παιχνιδιών είναι περίπου 10 43 Ένας υπερυπολογιστής που ελέγχει 10 12 σκακιέρες/δευτερόλεπτο θα χρειαστεί 10 21 χρόνια Άρα υπάρχουν πρακτικά όρια! στην πράξη ούτε οι άνθρωποι µπορούν να λύσουν αυτό το πρόβληµα 17

! Τη δηµιουργία προγράµµατος που αντιλαµβάνεται αν κάποιο άλλο πρόγραµµα θα ολοκληρωθεί ή θα «κολλήσει»! Υπάρχει λογικό παράδοξο! Υπάρχουν πολλά αντίστοιχα άλυτα προβλήµατα 18

! Κάποια προβλήµατα που είναι σήµερα αδύνατα να λυθούν από τους υπολογιστές, είναι αδύνατα και για τους ανθρώπους! Η δυσκολία είναι στη φύση του προβλήµατος! Είδαµε τις εξής περιπτώσεις άλυτων προβληµάτων από ανθρώπους ή υπολογιστές: έχει µη υπολογίσιµες πλευρές (ποιότητα ζωής στο πανεπιστήµιο) είναι µη πρακτικά (σκάκι) είναι πέρα από τα όρια της σηµερινής θεωρίας ή πράξης (έλεγχος αν ένα πρόγραµµα «κολλήσει»)! Κάποια προβλήµατα που οι άνθρωποι µπορούν να λύσουν, αλλά όχι οι υπολογιστές έχουν να κάνουν µε τη «νοηµοσύνη» επεξεργασία φυσικής γλώσσας, σχεδιασµός,... πολύ δραστήρια περιοχή έρευνας: Τεχνητή Νοηµοσύνη

! Αρχικά οι υπολογιστές ονοµαζόταν από το κοινό «ηλεκτρονικοί εγκέφαλοι» ήταν τεράστιοι, ακριβοί και µυστηριακοί εµφανιζόταν µόνο στις µεγάλες επιχειρήσεις, την κυβέρνηση ή τα πανεπιστήµια. οι ταινίες φαντασίας εκµεταλλεύτηκαν αυτήν την οπτική! Γιατί όµως εγκέφαλοι και όχι κάτι άλλο; αναλάµβαναν υπολογισµούς που µπορούσαν να πραγµατοποιηθούν µόνο από υψηλά εξειδικευµένο προσωπικό! µέχρι το 1940 οι «υπολογιστές» ήταν επάγγελµα πραγµατικών ανθρώπων

! Μηχανικές Υπολογιστικές Μηχανές (17 ος 19 ος αιώνας) Pascal: Pascaline 1 η µηχανική αριθµοµηχανή (πρόσθεση, αφαίρεση) Leibnitz: Τροχός (πολλαπλασιασµός, διαίρεση) Jacquard: Αργαλειός (αποθήκευση, προγραµµατισµός) Babbage: Διαφορική µηχανή (πολυωνυµικές εξισώσεις), Αναλυτική µηχανή (πρόδροµος Η/Υ) Hollerith: Προγραµµατιζόµενη µηχανή 21

! Μηχανικές Υπολογιστικές Μηχανές (17 ος 19 ος αιώνας) Pascal: Pascaline 1 η µηχανική αριθµοµηχανή (πρόσθεση, αφαίρεση) 22

! Μηχανικές Υπολογιστικές Μηχανές (17 ος 19 ος αιώνας) Leibniz: Τροχός (πολλαπλασιασµός, διαίρεση) 23

! Μηχανικές Υπολογιστικές Μηχανές (17 ος 19 ος αιώνας) Jacquard: Αργαλειός (αποθήκευση, προγραµµατισµός) 24

! Μηχανικές Υπολογιστικές Μηχανές (17 ος 19 ος αιώνας) Babbage: Διαφορική µηχανή (πολυωνυµικές εξισώσεις), Αναλυτική µηχανή (πρόδροµος Η/Υ) 25

! Μηχανικές Υπολογιστικές Μηχανές (17 ος 19 ος αιώνας) Hollerith: Προγραµµατιζόµενη µηχανή 26

! Μηχανικές Υπολογιστικές Μηχανές (17 ος 19 ος αιώνας) Hollerith: Προγραµµατιζόµενη µηχανή 27

! ABC (Atanasoff Berry Computer), για επίλυση συστηµάτων γραµµικών εξισώσεων! Konrad Zuse, µηχάνηµα γενικής χρήσης Z1! Howard Aiken, κατασκευή του υπολογιστή Mark I! Alan Turing, πρότεινε τον υπολογιστή Colossus για το Enigma των γερµανών! Maughly & Eckert: ENIAC πρώτος πλήρως ηλεκτρονικός υπολογιστής γενικής χρήσης (1946) χρησιµοποιούσε 18.000 λυχνίες κενού, είχε µήκος 30 µέτρα και ύψος 3, ζύγιζε 30 τόνους 28

! ABC (Atanasoff Berry Computer), για επίλυση συστηµάτων γραµµικών εξισώσεων 29

! Konrad Zuse, µηχάνηµα γενικής χρήσης Z1 30

! Howard Aiken, κατασκευή του υπολογιστή Mark I 31

! Alan Turing, πρότεινε τον υπολογιστή Colossus για το Enigma των Γερµανών 32

! Maughly & Eckert: ENIAC πρώτος πλήρως ηλεκτρονικός υπολογιστής γενικής χρήσης (1946) χρησιµοποιούσε 18.000 λυχνίες κενού, είχε µήκος 30 µέτρα, ύψος 3 και ζύγιζε 30 τόνους 33

! Οι σύγχρονοι υπολογιστές είναι ουσιαστικά µια συλλογή από διακόπτες χρησιµοποιούνται στην επεξεργασία, την αποθήκευση και την µετάδοση της πληροφορίας.! Καταλαβαίνουν 0 και 1 (π.χ. µη ρεύµα ή ρεύµα)! Υπάρχει η ανάγκη για αποδοτικούς ηλεκτρονικούς διακόπτες που βρίσκονται σε λειτουργία ανοίγµατοςκλεισίµατος (on-off). 34

! Ηλεκτρονικές λυχνίες χρησιµοποιήθηκαν στους πρώτους υπολογιστές.! Τρανζίστορ αντικατέστησαν τις ηλεκτρονικές λυχνίες από το 1956.! Μέχρι τα µέσα της δεκαετίας του 1960, τα τρανζίστορ αντικαταστάθηκαν από ολοκληρωµένα κυκλώµατα. 35

36

! Τα ολοκληρωµένα κυκλώµατα έφεραν: Αυξηµένη αξιοπιστία Μικρότερο µέγεθος Υψηλότερη ταχύτητα Υψηλότερη αποτελεσµατικότητα Χαµηλότερο κόστος 37

! Γενιές των υπολογιστών (1950-σήµερα) Πρώτη γενιά (1950-1959), ογκώδεις υπολογιστές που χρησιµοποιούσαν ως ηλεκτρονικούς διακόπτες τις λυχνίες κενού. Δεύτερη γενιά (1959 1965) τρανζίστορ Τρίτη γενιά (1956 1975) ολοκληρωµένο κύκλωµα Τέταρτη γενιά (1975 1985) µικροϋπολογιστές Πέµπτη γενιά (σήµερα) φορητοί υπολογιστές, υπολογιστές χειρός, βελτιώσεις στα δευτερεύοντα µέσα αποθήκευσης (CD-ROM, DVD), πολυµέσα, εικονική πραγµατικότητα (virtual reality) 38

! Ο πρώτος µικροεπεξεργαστής εφευρέθηκε από µηχανικούς της Intel το 1971.! Η επανάσταση του PC ξεκίνησε το 1970: Apple Commodore Tandy IBM συµβατά PC 39

Δίκτυο είναι ένας συνδυασµός από συσκευές, λογισµικό και καλωδιώσεις, που επιτρέπει την επικοινωνία µεταξύ υπολογιστών. 40

41

! To Διαδίκτυο είναι ένα δηµόσιο, παγκόσµιο δίκτυο υπολογιστών.! Διασυνδέει δισεκατοµµύρια χρηστών. Για παράδειγµα: Επιχειρήσεις Πολίτες Κυβερνήσεις Ακαδηµαϊκά Ινστιτούτα Ερευνητικά κέντρα Βιβλιοθήκες κτλ.! Παρέχει ένα κοινό επικοινωνιακό σύστηµα πάνω από διαφορετικά υπολογιστικά και δικτυακά περιβάλλοντα! Εξαπλώνεται γρήγορα! Περιλαµβάνει πολλές τεχνολογίες 42

43

! Tim Berners-Lee, CERN (Switzerland)! Πρώτος διακοµιστής/πλοηγητής ιστού, 1990! Ορίζει κοινή γλώσσα για διαµοιρασµό πληροφοριών µεταξύ των υπολογιστών 44

1996 Σήµερα 45

46

! Οι υπολογιστές έχουν εξελιχθεί µε απίστευτο ρυθµό από το σχέδιο του Charles Babbage για µία Αναλυτική µηχανή! Οι υπολογιστές σήµερα έχουν πολλά σχήµατα και µεγέθη συγκεκριµένοι τύποι ταιριάζουν σε συγκεκριµένες εργασίες.! Η σύνδεση σε ένα δίκτυο ενισχύει την αξία και την ισχύ ενός υπολογιστή: Internet WWW Ηλεκτρονικό ταχυδροµείο 47

! Υλικό υπολογιστή! Περιφερειακά υπολογιστή! Λογισµικό και εργαλεία δουλειάς! Γραφικά, ψηφιακά µέσα και πολυµέσα! Βάσεις δεδοµένων! Δίκτυα υπολογιστών και το Διαδίκτυο! Ασφάλεια υπολογιστών 48