Technologie informatyczne Czyli komputery i nie tylko….

1. Technologie informatyczne Czyli komputery i nie tylko…. Leszek P. Błaszkiewicz

2. Sprawy formalne związane z przedmiotem

3. Plan wykładu: • Ogólna charakterystyka przedmiotu • Historia informatyki i podstawowe pojęcia czyli jak to się zaczęło • i co wiedzieć warto • Architektura komputera czyli z czego się składa i jak działa komputer • na naszym biurku • Oprogramowanie – systemy operacyjne czyli bez czego nie ruszymy z miejsca • Dane w komputerze – jak to wygląda i jak przechowywać • Oprogramowanie – programy użytkowe i języki programowania czyli • ułatwianie i uprzyjemnianie życia

4. Plan wykładu: „Informatyka czyli komputery i nie tylko…” c.d • Sieci komputerowe i komunikacja w sieci czyli o tym, że nie trzeba wychodzić z domu żeby aktywnie żyć między ludźmi • Informatyka wokół nas czyli nie tylko komputery • Przestępstwa komputerowe oraz bezpieczeństwo pracy z komputerem czyli komputer to czasami też kłopoty • BHP pracy z komputerem czyli jak bezstresowo współpracować z naszym • „blaszakiem”

5. Informatyka(ang. Computer Science, Computing Science, Information technology, Informatics) to dziedzina nauki i techniki zajmująca się przetwarzaniem informacji - w tym technologiami przetwarzania informacji oraz technologiami wytwarzania systemów przetwarzających informacje. Informatykę można podzielić na dwie główne dziedziny. Pierwsza z nich obejmuje analizowanie informacji przepływających w świecie rzeczywistym - analiza, druga zajmuje się tworzeniem oraz używaniem systemów służących do przetwarzania informacji - obejmuje projektowanie systemów informatycznych, programowanie oraz korzystanie z systemów informatycznych. Obecnie systemy informatyczne tworzone są głównie z wykorzystaniem komputerów jako narzędzi do przetwarzania informacji… Ale nie tylko!

8. Piwnice/k Torunia Centrum Astronomii

9. Historia rozwoju informatyki: Odłamek kości datowany na około 8500 lat p.n.e. odkryty w Afryce, który prawdopodobnie ma wyryte karby przedstawiające liczby pierwsze 11, 13, 17 i 19 Pierwszym znanym nam mechanizmem obliczeniowym był abakus, wynaleziony prawdopodobnie przez Babilończyków w latach pomiędzy 1000 a 500 p.n.e., chociaż niektórzy mędrcy sądzą, iż w rzeczywistości wynaleźli go Chińczycy

10. Historia najnowsza 1975 1976

11. The HPCx Supercomputer Facility at Daresbury

13. Historia rozwoju informatyki: Odłamek kości datowany na około 8500 lat p.n.e. odkryty w Afryce, który prawdopodobnie ma wyryte karby przedstawiające liczby pierwsze 11, 13, 17 i 19 Pierwszym znanym nam mechanizmem obliczeniowym był abakus, wynaleziony prawdopodobnie przez Babilończyków w latach pomiędzy 1000 a 500 p.n.e., chociaż niektórzy sądzą, iż w rzeczywistości wynaleźli go Chińczycy

14. Historia Mechanizm Antikythera 100-150 p.n.e Mechanizm zawierał około 30 kół z brązu zawierający inskrypcje astronomiczne. Urządzenie mogło liczyć położenie kilku gwiazd, Słońca i Księżyca oraz pomagać przewidywać pewne zjawiska (zaćmienia)

15. Notatniki te, datujące się na rok około 1500 n.e. zawierały rysunki mechanicznego kalkulatora i na ich podstawie zbudowano działający model urządzenia da Vinci. Wiele źródeł podaje francuskiego matematyka, fizyka i teologa, Błażeja Pascala jako wynalazcę pierwszej mechanicznej maszyny liczącej, zwanej Maszyną Arytmetyczną. Jednakże, obecnie wygląda na to, iż pierwszy mechaniczny kalkulator mógł być obmyślony przez Leonarda da Vinci na sto pięćdziesiąt lat przed maszyną Pascala.

16. Na początku lat 1600 szkocki matematyk John Napier wynalazł narzędzie nazwane Tabliczkami Napiera, które były tablicami mnożeń wyrytymi na pasach z drewna lub z kości. Napier wynalazł również logarytmy, bardzo przydatne przy obliczeniach arytmetycznych. W 1621 angielski matematyk i duchowny William Oughtred użył logarytmów Napiera jako podstawy działania suwaka logarytmicznego

17. 1625 - Mechaniczny Kalkulator Wilhelma Schickarda Do mnożenia użył on zbioru obracających się, cylindrycznych Kości Napiera. Dodawanie wykonywane było poprzez obracanie tarcz cyfrowych umieszczonych w dolnej części maszyny. Tarcze te połączone były z wewnętrznymi kołami za pomocą zębów umieszczonych na obwodzie i powodujących powstawanie przeniesień podczas przejścia tarczy z 9 na 0. Odejmowanie wykonywało się obracając tarcze wstecz.

18. 1640 - Maszyna Arytmetyczna Błażeja Pascala W roku 1640 Pascal rozpoczął projektowanie urządzenia, które miało pomóc jego ojcu w dodawaniu kwot pieniężnych. Pierwszy działający model, Maszyna Arytmetyczna, został przedstawiony w roku1642, a przez następne dziesięć lat Pascal wykonał jeszcze piętnaście takich urządzeń Urządzenie Pascala mogło jedynie dodawać i odejmować, natomiast operacje mnożenia oraz dzielenia były realizowane za pomocą serii dodawań lub odejmowań. W 1658 Pascal wywołał skandal, gdy pod pseudonimem Amos Dettonville wyzwał na pojedynek innych matematyków, a następnie nagrodę przyznał sobie samemu!

19. 1670 - Rachmistrz Krokowy Gottfrieda von Leibniza Leibniz rozwinął pomysły Pascala i w roku 1671 przedstawił Rachmistrza Krokowego, urządzenie, które oprócz dodawania i odejmowania mogło mnożyć, dzielić oraz obliczać pierwiastki kwadratowe przy pomocy serii dodawań. Urządzenia Pascala i Leibniza były protoplastami dzisiejszych komputerów biurowych i na ich podstawie opierano wytwarzanie arytmometrów mechanicznych aż do początku lat 1970 gdy pojawiły się w końcu ich elektroniczne odpowiedniki o przystępnej cenie.

20. 1800 - Perforowane Karty Jacquarda Na początku 1800 roku Joseph-Marie Jacquard wynalazł metodę automatycznego sterowania układem wątku i osnowy nici na krosnach jedwabnych, która polegała na zapisie wzorów dziurek na zestawie specjalnych kart z wybitymi otworami.. Format 80 kolumnowej karty perforowanej systemu IBM.

21. 1714 - Patent Na Pierwszą Angielską Maszynę do Pisania Henry Mill Właściwie trudno opisać nam okoliczności wyboru układu klawiszy na klawiaturze, a przyglądnąwszy się mu bliżej, dochodzimy do wniosku, iż ten, który go dokonał, musiał być kompletnym idiotą. Więc dlaczego urządzenie tak często przez nas wykorzystywane na co dzień zostało skonstruowane w sposób doprowadzający do szału każdego nowicjusza, który tylko położy na nim swoje palce? Jest to jedno z tych pytań, na które odpowiedzi spowite są mgłą czasu. 1822 - Maszyna Różnicowa Charlesa Babbage'a Pierwsze urządzenie, które można nazwać komputerem we współczesnym znaczeniu tego słowa, zostało obmyślone w 1822 roku przez ekscentrycznego, angielskiego matematyka i wynalazcę, Charlesa Babbage'a.

22. 1822 - Maszyna Różnicowa Charlesa Babbage'a Pierwsze urządzenie, które można nazwać komputerem we współczesnym znaczeniu tego słowa, zostało obmyślone w 1822 roku przez ekscentrycznego, angielskiego matematyka i wynalazcę, Charlesa Babbage'a.

23. Interesujące jest to, iż po ponad 150 latach od narodzin tej koncepcji zespół naukowców z Londyńskiego Muzeum Nauki w końcu zbudował według oryginalnych planów jedną z pierwszych Maszyn Różnicowych Babbage'a. Ostateczna maszyna, zbudowana z kutego żelaza, brązu i stali, składała się z 4000 komponentów, ważyła trzy tony oraz miała 10 stóp szerokości i 6 wysokości. Urządzenie to wykonało pierwszą serię obliczeń na początku lat 1990 i dało wyniki z dokładnością do 31 cyfr, co daleko wykracza poza dokładność zwykłego, kieszonkowego kalkulatora. Jednakże każde obliczenie wymaga, aby użytkownik kręcił korbą kilkaset razy, czasem nawet kilka tysięcy razy, więc osoba używająca tego urządzenia do czegokolwiek poza podstawowymi obliczeniami, stałaby się najbardziej wysportowanym operatorem komputera na powierzchni naszej planety. Z Babbage'em współpracowała Augusta Ada Lovelace, córka angielskiego poety, Lorda Byrona. Ada, będąc doskonałą matematyczką oraz jedną z niewielu osób w pełni rozumiejących wizję Babbage'a, napisała program dla Maszyny Analitycznej Babbage’a (Maszyna Analityczna miała używać pętli utworzonych z serii kart perforowanych Jacquard'a w celu sterowania automatycznym kalkulatorem, który mógł podejmować decyzje na podstawie wyników poprzednich obliczeń). Gdyby Maszyna Analityczna kiedykolwiek w rzeczywistości działała, program Ady mógłby obliczyć matematyczny ciąg, znany jako liczby Bernoulli'ego. Z uwagi na to dzieło, Ada jest obecnie uważana za pierwszą programistkę komputerów i w roku 1979 jej imieniem został nazwany nowoczesny język programowania - ADA.

24. 1847 do 1854 - George Boole wymyśla Algebrę Boole'a 1857 – Wheatstone używa taśmy papierowej do przechowywania danych Do roku 1858 nadajnik wykorzystujący papierową taśmę Morse'a mógł pracować z szybkością do 100 słów na minutę.

25. 1883 do 1906 - Wynalezienie lampy próżniowej W roku 1879 legendarny amerykański wynalazca Thomas Alva Edison publicznie przedstawił po raz pierwszy swoją jasno świecącą żarówkęelektryczną. W roku 1906 amerykański wynalazca, Lee de Forest, wprowadził do lampy próżniowej trzecią elektrodę zwaną siatką. W wyniku powstała trioda, której można było używać zarówno jako wzmacniacza, jak i przełącznika, a de Forest zbudował wiele wczesnych nadajników radiowych wykorzystując właśnie te triody Triody De Foresta zrewolucjonizowały nadawanie audycji radiowych, lecz przeznaczone były do jeszcze wyższych celów, ponieważ ich zdolność do odgrywania roli przełączników miała ogromny wpływ na cyfrowe obliczenia.

26. 1844 – Samuel Morse przesyła informację z Waszyngtonu do Baltimore 1858 – poprowadzono linie telegraficzną przez Ocean Atlantycki 1876 – patent na telefon dla Grahama Bella 1895 – transmisja sygnałów radiowych przez Gugliemo Marconi’ego 1924 – firma Tabulating Machine Company zmienia nazwę na IBM 1927 – pierwsza transmisja obrazu TV 1929 – powstają pierwsze telewizory kolorowe 1938 – William Hewlett i David Packard zakładają firmę HP

27. 1939 do 1944 - Harvard Mark 1 Howarda Aikena (IBM ASCC) Automatyczny, Sterowany Sekwencyjnie Kalkulator IBM (the IBM automatic sequence controlled calculator - ASCC), częściej spotyka się określenie Harvard Mark 1. Mark I został zbudowany z przełączników, przekaźników, obracających się wałków i sprzęgieł, a opisano go, iż wydaje dźwięki jak "cały pokój szydełkujących kobiet". Mark I zawierał ponad 750000 elementów, miała długość 50 stóp, wysokość 8 stóp i ważyła ok. 5 ton! Maszyna ta była oparta na liczbach o długości 23 cyfr – kalkulator mógł dodać lub odjąć dwie takie liczby w ciągu trzech dziesiątych sekundy, pomnożyć je w ciągu czterech sekund i podzielić w dziesięć sekund.

28. 1941 - Konrad Zuse i jego Z1, Z3 oraz Z4 Po zakończeniu II Wojny Światowej odkryto, iż w hitlerowskich Niemczech w roku 1941 ukończono budowę kalkulatora sterowanego programem o nazwie Z3, co oznacza, iż Z3 datuje się przed kalkulatorem Harvard Mark I Howarda Aikena. Z3 był bardzo wyrafinowany jak na swój okres, na przykład używał on do obliczeń systemu dwójkowego i mógł liczyć na liczbach zmiennoprzecinkowych W trakcie nalotu bombowego w 1944 oryginalny Z3 został zniszczony i dlatego nie przetrwał wojny (chociaż po wojnie w latach 1960 zrekonstruowano Z3 dla Deutsches Museum). Natomiast Z4 przetrwał okres wojny i do roku 1950 działał bezbłędnie w jednym z banków w Zurychu. Z3

29. ENIAC - 1946 John Presper Eckert Electronic Numerical Integrator And Computer John William Mauchly Miał on wysokość 10 stóp, zajmował obszar 1000 stóp kwadratowych podłogi i ważył w przybliżeniu 30 ton, zawierając ponad 70000 oporników, 10000 kondensatorów, 6000 przełączników i 18000 lamp elektronowych. Ostateczna maszyna zużywała 150 kilowatów energii elektrycznej, co wystarczało do oświetlenia małego miasteczka. Komputer ENIAC opracowany został na zlecenie Armii USA, która potrzebowała go do wykonywania żmudnych, tabelarycznych obliczeń dla nowo produkowanych dział. Dla każdego działa biegły rachmistrz musiał wykonać około 47000 rachunków, co zajmowało mu średnio trzy miesiące pracy. Po zastosowaniu ENIAC'a czas ten skrócił się do kilku minut.

30. rozmiar: 7.44 x 5.29 mm; 174,569 tranzystorów

31. 1944 n.e. do 1952 n.e. Pierwszy Komputer Przechowujący Program - EDVAC Electronic Discrete Variable Automatic Computer EDVAC zawierał ok.4000 lamp elektronowych i 10000 diod kryształkowych. Raport z roku 1956 pokazuje, iż bezawaryjny czas pracy komputera EDVAC wynosił około 8 godzin. Inna maszyna, zwana elektronicznym, automatycznym kalkulatorem z pamięcią opóźnioną (Electronic Delay Storage Automatic Calculator - EDSAC), wykonała swoje pierwsze obliczenia na Uniwersytecie Cambridge w Anglii w maju 1949 EDSAC zawierał 3000 lamp elektronowych i używał rtęciowych linii opóźniających jako pamięci. Programy wprowadzano przy pomocy taśmy papierowej a wyniki wyjściowe przekazywane były do dalekopisu

32. Pierwsze komputery a Astronomia ENIAC - Uniwersytet Pensylwanii Edward Teller badał możliwości budowy bomby wodorowej opartej na reakcjach podobnych do tych we wnętrzu Słońca. Badano też promienie kosmiczne. MANIAC I - Los Alamos 1952 - 57 0.01 MIPS, programowalny Teller i Stan Ulam prowadzili symulacje związane z budowa bomby wodorowej. Stirling Colgate, Richard White wraz z Archibaldem Wheelerem symulowali wybuchy supernowych i badali gwiazdy neutronowe i czarne dziury

33. Tranzystor i później wynaleziony układ scalony muszą być z pewnością zakwalifikowane jako dwa największe wynalazki XX wieku. Pierwszy ostrzowy tranzystor germanowy na stole w Bell Laboratories – rok 1947 Pod koniec lat 1950-tych zaczęto produkcję tranzystorów bipolarnych z krzemu zamiast z germanu W roku 1959 szwajcarski fizyk, Jean Hoerni, wynalazł proces planarny, w którym używano optycznych metod litograficznych do dyfuzji bazy do kolektora, a następnie do dyfuzji emitera do bazy. Procesy opracowane przez Hoerni'ego i Noyce'a prowadziły bezpośrednio do nowoczesnych układów scalonych.

34. W lecie roku 1958 Jackowi Kilby'emu, pracującemu dla Texas Instruments, udało się wytworzyć kilka elementów elektronicznych na pojedynczym kawałku półprzewodnika. W roku 1961 firmy Fairchild i Texas Instruments ogłosiły dostępność pierwszych komercyjnych, planarnych układów scalonych zawierających proste funkcje logiczne W roku 1963 firma Fairchild wyprodukowała układ scalony pod nazwą 907, który zawierał dwie bramki logiczne złożone każda z czterech tranzystorów bipolarnych i czterech oporników. W roku 1967 firma Fairchild wprowadziła na rynek układ zwany Micromosaic, który zawierał kilkaset tranzystorów.

35. Komputer IBM 610 Auto-Point (z roku 1957) został opisany jako "pierwszy komputer osobisty firmy IBM" z uwagi na to, iż był on zaprojektowany do obsługi przez tylko jednego operatora, lecz maszyna ta nie była oparta na koncepcji pamięci programu i kosztowała 55000 $! W roku 1973 firma Scelbi Computer Consulting Company przedstawiła komputer oparty o układ 8008 o nazwie Scelbi-8H, który stał się pierwszym na rynku zestawem komputerowym do samodzielnego montażu zawierającym mikroprocesor Scelbi-8H reklamowano w cenie 565 $ i był on wyposażany w pamięć RAM o pojemności 1KB. Styczeń 1975 - system Altair 8800 oparty na nowo wypuszczonym mikroprocesorze 8080, Którego cena spadła do zadziwiająco niskiej kwoty 375$. Chociaż komputer zawierał marne 256 bajtów pamięci RAM i jedynym sposobem programowania było wprowadzanie poleceń z panelu przełączników

36. W kwietniu 1975 Bill Gates i Paul Allen założyli firmę Microsoft W marcu 1976 Steve Woźniak i Steve Jobs (którzy rozgorzeli entuzjazmem do komputera Altair 8800) skończyło pracę nad komputerem domowej roboty opartym o układ 6502, który nazwali Apple 1 (kilka tygodni później w dniu Prima Aprilis utworzyli oni firmę Apple Computer Company). Apple II, który jest przez wielu uważany za pierwszy komputer osobisty będący zarówno dostępny cenowo jak i użyteczny. Apple II, który pojawił się na rynku w kwietniu 1977 roku w cenie 1300$, zawierał 16 KB pamięci ROM, 4 KB RAM, klawiaturę oraz kolorowy monitor

37. W kwietniu 1977 firma Commodore Business Machines zaprezentowała swój komputer Commodore PET, oparty na mikroprocesorze 6502, zawierający 14 KB pamięci ROM, 4KB pamięci RAM, klawiaturę, monitor oraz pamięć kasetową Dla pierwszych mikrokomputerów nie było prawie wcale żadnych programów (oprócz programów napisanych przez samych użytkowników). Firmowe oprogramowanie zaczęło się pojawiać dopiero pod koniec roku 1978. Prawdopodobnie najbardziej znaczącym narzędziem w tamtych czasach był program arkusza kalkulacyjnego VisiCalc, napisany dla komputera Apple II przez studenta Harvard Business School i który pojawił się w roku 1979. W roku 1981 firma IBM wypuściła swojego pierwszego PC-ta w cenie 1365 $, co dało mocny sygnał całemu światu, iż komputery osobiste tak szybko nie odejdą.

38. Historia najnowsza 1976 - 1975 -

39. Współczesne maszyny liczące • Quintor - uruchomiony w lutym 2004 • System Operacyjny: Solaris 9 • 259 SunFire V210s, z których każdy posiada: • 2 x 1002 MHz UltraSPARC-IIIi procesory • 1 MByte cache na procesor • 2 GByte RAM (32 komputery mają 4 GByte RAM) • ~40 GByte wspólnej przestrzeni dyskowej • 2 Gbit łączność • Łącznie RAM : 582 GByte • Łącznie dyski:  ~9   TByte

42. Wykłady w Sieci http://wmii.uwm.edu.pl/~leszekb/studenci.html