Software - hvordan vi gør en computer nyttig

1. Software- hvordan vi gør en computer nyttig

2. Hardware og software • For at kunne lave noget fornuftigt med en computer, skal man bruge både hardware og software • Hardware: Engelsk, betyder ”isenkram” – de fysiske dele, en computer består af (skærm, tastatur, mus, og alt det inden i kassen) • Software: De programmer (Word, Messenger, Counterstrike, Internet Explorer,…) vi bruger for at lave noget med computeren RHS - Informationsteknologi

3. Hvad er software egentlig? • Software er jo det, der ”forvandler” vores computer fra en død bunke metal til et nyttigt redskab • Computerens funktion defineres helt af den software der anvendes • For en DVD-afspiller er den enkelte film en slags software – vi er ikke specielt interesserede i selve DVD-afspilleren RHS - Informationsteknologi

4. Hvad er software egentlig? • Lidt mere teknisk: Meget præcise instruktioner til computeren, om hvordan den skal reagere på forskellige typer input • Hvad kan input være? • Et klik med en mus • Tastetryk • Noget data i en fil • Noget data fra Internettet • Og så videre, og så videre… RHS - Informationsteknologi

5. Hvordan laves software? • Første trin er – naturligvis – at have en idé om, hvad softwaren (programmet) skal kunne • En vigtig – og svært – trin i den forbindelse er præcist at specificere, hvordan programmet skal virke • En specifikation vil være en samling af regler for programmets opførsel • Det er ikke lige let at formulere regler for alle problemer… RHS - Informationsteknologi

6. Hvordan laves software? • Eksempel: Multiplikation • At gange to (store) tal kan være svært for et menneske, men reglerne er helt præcise • Meget let at lave et program, der kan gange to tal korrekt • En computer er langt hurtigere til multiplikation end et menneske RHS - Informationsteknologi

7. Hvordan laves software? • Eksempel: Skak • Skak er svært, selv om reglerne er præcise! • Hvad er svært i skak? At vurdere, om din stilling bilver bedre af at foretage et bestemt træk • Hvis man kan sætte et tal på ”kvaliteten” af din stilling, er det ”bare” at prøve en masse mulig-heder af • De bedste skakprogrammer er på højde med de bedste menneskelige spillere RHS - Informationsteknologi

8. Hvordan laves software? • Eksempel: Opfattelse af andres følelser • Mennesker kan let (sådan da…) aflæse en anden persons følelser ud fra ansigtsudtryk, kropssprog, med videre • Dette er svært at formulere præcise regler for! • De bedste programmer er meget dårligere end mennesker til at opfatte andres følelser RHS - Informationsteknologi

9. Hvordan laves software? • Hvis vi kan beskrive et program ved et sæt af regler, hvordan beskriver vi så disse regler for en computer? • Hvilket sprog skal reglerne beskrives med? • Husk at computeren ikke kan meget andet end at plusse 0’er og 1’er • Hvordan kan vi overhovedet beskrive reglerne på en form, computeren kan forstå??? RHS - Informationsteknologi

10. Den lange vej… Idé Pro- gram Menneske- sprog Program- merings- sprog CPU- sprog Mikro- sprog 0’er og 1’er Mennesker Program Computer RHS - Informationsteknologi

11. Menneskesprog • Første trin er at formulere reglerne for programmmet i ”almindeligt sprog” • Skal være så præcist beskrevet som muligt • Eksempel: • Hvis din konge står i skak, skal du • Flytte kongen til et felt, hvor den ikke står i skak, eller • Flytte en anden brik til et felt, så kongen ikke er skak • Findes sådan et felt ikke, har du tabt • Problem: almindeligt sprog er ikke altid præcist RHS - Informationsteknologi

12. Software – Opgave 1 • Engang i fremtiden har du købt den menneske-lignende husholdnings-robot Robert. Robert kan udføre simple ting som f.eks at skrue en skrue i, men lidt mere komplicerede opgaver skal den ”oplæres” i. • Robert skal have tingene ret præcist og detaljeret at vide, men heldigvis kan man oplære den bare ved at fortælle den reglerne for at løse en opgave, ved brug af alminde-ligt menneskesprog • Opgave: Prøv at lave en beskrivelse af, hvordan man lapper en cykel. Brug almin-deligt sprog, men husk at beskrivelsen skal være detaljeret og præcis! RHS - Informationsteknologi

13. Programmerings-sprog • Nu skal reglerne skrives i et sprog, som et andet program kan oversætte til et sprog, som computeren kan forstå • Dette sprog er bindeleddet mellem menneske og computer • Et kompromis mellem at være helt logisk præcist, og være forståeligt for mennesker RHS - Informationsteknologi

14. Programmerings-sprog if (myPieces.King.Status == Check) then { if (board.noCheck(myPieces.King).exists ==true) then (myPieces.King.move()) else if (myPieces.avoidCheck().exists ==true) then (myPieces.avoidCheck().move()) else myGame.status = lost; } RHS - Informationsteknologi

15. CPU-sprog • Det program, der kan oversætte programmeringssprog til CPU-sprog, kaldes en oversætter (logisk nok…) • Med nogen øvelse kan vi mennesker godt læse programmeringssprog • At læse CPU-sprog kræver megen øvelse… RHS - Informationsteknologi

16. CPU-sprog MOV AH, 08 INT 21 CMP, AL 42 JZ 0116 MOV BH, 12 INT 32 NJZ 0100 RHS - Informationsteknologi

17. Mikro-sprog • CPU-sprog er nærmest umuligt for mennesker at forstå – men CPU’en kan forstå det! • Dog laver CPU’en selv yderligere en oversættelse, til mikro-sprog • Dette sprog er det som selve regne-delen af CPU’en kan forstå • Så godt som umuligt at læse… RHS - Informationsteknologi

18. Mikro-sprog 0A B1 23 41 88 6C 12 92 CB 9A 88 2E 11 07 AE …eller bare 0010010101001001010 0101001101111011010 1001001010101111110 RHS - Informationsteknologi

19. 0’er og 1’er • Instruktioner skrevet i mikro-sprog kan CPU’en regne på ”direkte” – og meget hurtigt • Nu tager transistorerne over! • Sprogligt har vi rejst en meget lang vej, hvor mennesker, andre programmer, samt computeren selv har været i gang • Stadig ret besværligt at lave software, men meget nemmere end da de første computere blev lavet RHS - Informationsteknologi

20. Software – opgave 2 • En anden måde at beskrive en metode på kan være et diagram, som beskriver de handlinger og beslutninger, man må udføre for at løse en opgave. Et simpelt diagram kan have disse elementer: • Handling: Noget vi skal gøre • Beslutning: Et spørgsmål vi må besvare, før vi udfører den næste handling • Pil: Viser hen til den næste Handling eller Beslutning, som vi skal udføre • På det følgende diagram har vi lavet et diagram for opgaven ”Find det største tal i en række af tal”. For at løse denne opgave har vi også brug for ”kasser”. I denne sammenhæng er en ”kasse” et sted vi kan lægge et enkelt tal, for at bruge det igen senere. Handling Beslutning Pil Kasse RHS - Informationsteknologi

21. Software – opgave 2 Start: Læg det første tal i rækken i kassen ”Størst” Størst Næste Har jeg undersøgt alle tal i rækken? Er tallet i ”Næste” større end tallet i ”Størst”? Læg det næste tal i rækken ned i kassen ”Næste” Ja Ja Slut: Nu rummer kassen ”Størst” det største tal i rækken Nej Nej Læg tallet i kassen ”Næste” ned i kassen ”Størst” RHS - Informationsteknologi

22. Software – opgave 2 • Prøv at finde det største tal i rækken ”5 7 3 8 6” ved at bruge den metode som diagrammet viser • Prøv at lave en metode til at finde ud af, om der er flest lige eller ulige tal i en række af tal – beskriv metoden i form af et diagram • Prøv din metode for disse rækker af tal: • 3 7 2 1 8 • 2 5 4 8 • 2 1 9 6 RHS - Informationsteknologi

23. Typer af software • Der findes tusinder og atter tusinder af programmer, men de kan inddeles i relativt få kategorier • Helt overordnet bruger vi to kategorier: • System-programmer • Anvendelses-programmer RHS - Informationsteknologi

24. System-programmer • System-programmer kan beskrives som programmer, der gør det muligt for andre programmer at udføre deres opgave • Andre programmer = anvendelses-programmer • Med andre ord sidder vi sjældent og arbejder med et system-program som sådan • Det vigtigste system-program er operativ-systemet RHS - Informationsteknologi

25. System-programmer • Andre vigtige typer system-software er: • Database-programmer – kan forsyne andre programmer med data • Udviklings-programmer – bruges til at udvikle andre programmer med (oversætter) • Kommunikations-programmer – gør det muligt at kommunikere med andre computere, f.eks via et netværk (kan godt være en del af operativ-systemet) RHS - Informationsteknologi

26. Database-programmer • En database er en organiseret samling af data, hvor data hurtigt kan gemmes og findes frem igen • Mange programmer – specielt i virksomheder – har brug for at benytte en database • Ofte benytter mange programmer den samme database – brug for program til at ”styre” databasen RHS - Informationsteknologi

27. Database-programmer • Database-programmer bruges til at administrere databaser, således at • Mange andre programmer kan bruge databasen på samme tid, uden at den ”går i kludder” • Databasen kan ændres eller udvides, hvis der er behov for det • Brugere af databasen får kun lov at gøre de ting, de har ret til at gøre • I Microsoft Office pakken er Access et database-program RHS - Informationsteknologi

28. Udviklings-programmer • Programmer kommer jo ikke ud af den blå luft – hvordan laves de? • Programmer laves ved hjælp af andre programmer, kaldet udviklingsprogrammer • Et udviklingsprogram gør det muligt at beskrive en metode for at løse et problem, i et sprog der er nogen-lunde forståeligt for mennesker RHS - Informationsteknologi

29. Udviklings-programmer • Findes mange udviklings-programmer • Selv om det sprog vi benytter er ”næsten” menneskesprog, er det stadig svært at skrive andre programmer • Computere tåler meget dårligt fejl eller upræcise beskrivelser… • Hvordan laver man så udviklings-programmer? Med andre udviklings-programmer  RHS - Informationsteknologi

30. Kommunikations-programmer • Disse programmer håndterer kommunikation mellem flere computere (netværk) • Var før i tiden separate programmer - nu er de oftest en integreret del af operativ-systemet • Varetager opgaver som: • Adgang til andre computere • Adgang til f.eks en netværks-printer • Håndtering af rettigheder RHS - Informationsteknologi

31. Anvendelses-programmer • Dette er de programmer, vi rent faktisk bruger for at få computeren til at lave noget nyttigt • Dette er en meget stor mængde af programmer, og man kan dele op på mange måder • En måde at dele op på: • Administrative programmer • Generelle anvendelses-programmer • Andre programmer (rodekasse…) RHS - Informationsteknologi

32. Administrative programmer • Primært formål: løse administrative opgaver i virksomheder (hvad er så det…?) • Regnskab og bogføring • Lagerstyring • Produktionsstyring • Kunderelationer • …med videre • Naturligvis et meget stort marked for sådanne systemer – alle virksomheder bruger IT i dag RHS - Informationsteknologi

33. Administrative programmer • Yderligere opdeling: • Standardprogrammer • Til den ”almindelige” virksomhed • Kan ikke tilpasses virksomheden, men ret billigt • Brancheprogrammer • Til den almindelige virksomhed i en specifik branche • Nogen tilpasning, dyrere end standard-programmer • Specialudviklede programmer • Til den specielle/unikke virksomhed • Skræddersyet, og derfor ganske dyrt… RHS - Informationsteknologi

34. Hvor specielle er vi? almindelig virksomhed speciel virksomhed Unikt Standard specialudviklet software standard software RHS - Informationsteknologi

35. Generelle anvendelses-programmer • Primært formål: løse opgaver, som er så almin-delige at ”alle” har behov for at få dem løst • Rettet både mod virksomheder og private • Typisk eksempel er en Office-pakke: • Tekstbehandling • Regneark • Præsentation • E-mail • Billedbehandling RHS - Informationsteknologi

36. Generelle anvendelses-programmer • Kan måske være svært at skille tingene ad... • Hvad er Notepad (simpelt program til tekstbehandling)? Er det… • Et generelt anvendelses-program? • En del af Windows? • På en måde begge dele – Windows er ikke ”bare” et operativsystem, men også en samling af forskellige generelle anvendelses-programmer RHS - Informationsteknologi

37. Andre programmer… • En rodekasse for det som er tilbage…og det er en hel del! • Hvad med f.eks spil? Er et gigantisk marked, Guitar Hero 3 har solgt for over 1 mia $ • Andre eksempler: • Undervisnings-programmer • Musik-programmer (synth, trommer, …) • Programmer til video-redigering • Programmer til slægtsforskning • …og så videre RHS - Informationsteknologi

38. Software – opgave 3 • Undersøg, hvilke programmer skolen stiller til rådighed gennem Citrix-systemet. Inddel dem i de grupper af software, vi har gennemgået • Microsoft Office pakken er relativt dyr at købe – omkring 1.000 kroner. Man kan også hente gratis Office-pakker på Nettet, f.eks Open Office (søg på Google for flere informationer). Hvilke fordele og ulemper kan der være ved at benytte en sådan gratis software-pakke? RHS - Informationsteknologi

39. Operativsystemet • Et operativ-system (ofte bare kaldet OS) er ”bare” et program, som holder styr på din computer • Men ”bare” dækker over et væld af opgaver, som operativ-systemet tager sig af! • I det daglige tænker vi ikke så meget over operativ-systemet, det ”er der bare” RHS - Informationsteknologi

40. Operativsystemet • Dette er blot nogle af opgaverne: • Administration af andre programmer • Administration af filer • Modtage input (fra mus, tastatur, m.v) fra brugeren, og give dette input videre til andre programmer • Modtage output fra andre programmer, og sende dette output videre til skærm, højttalere, m.v. • Sikre, at andre programmer deles pænt om brugen af for eksempel en printer, skærmen, m.v. • Holde styr på forskellige brugere af computeren RHS - Informationsteknologi

41. OS og computeren Bruger-grænseflade (tastatur, mus, skærm, …) Operativ-system Program Program Fil-system Program Intern computer hardware (CPU, indre lager, ydre lager, …) RHS - Informationsteknologi

42. Administration af programmer • I et moderne operativ-system (som Windows) kan du have flere programmer i gang på samme tid • Når et program startes, bliver det kopieret fra det ydre lager (harddisk) til det indre lager (RAM), hvorefter computeren begynder at udføre instruktionerne i programmet RHS - Informationsteknologi

43. Administration af programmer • Når mere end ét program er i gang, skal operativ-systemet sørge for, at program-merne ikke ”træder hinander over tæerne” • Hvordan ”træder man hinanden over tæerne”? RHS - Informationsteknologi

44. Administration af programmer • Selv om vi har mange pro-grammer i gang, er der jo stadig kun én CPU, én skærm, og så videre • Men det skal det enkelte program ikke tænke over – det er operativ-systemets ansvar! RHS - Informationsteknologi

45. Administration af programmer Operativ-system indre lager (RAM) Program Hvad nu hvis begge programmer gemmer et tal her…? Program Program RHS - Informationsteknologi

46. Administration generelt • Det indre lager er langfra det eneste, som operativ-systemet skal holde styr på • Det skal også holde styr på • Input fra brugeren • Output til brugeren • Brug af netværk • Brug af CPU’en • Brug af ydre lager • …og så videre; alt, som programmerne skal deles om RHS - Informationsteknologi

47. Administration generelt • Vi kan tænke på operativ-systemet som et slags ”kontrollør-program”, som sikrer at alle programmer får fair adgang til det de skal bruge • De andre programmer skal ikke tænke over, at de skal dele • De andre programmer skal heller ikke vide noget om de tekniske detaljer for f.eks en skærm RHS - Informationsteknologi

48. Eksempler på administration • Sikre, at alle programmer får lov at bruge CPU’en noget af tiden • Sikre, at programmerne ikke tegner samme sted på skærmen • Håndtering af data ”trafikken” mellem CPU’en, lageret, og de andre enheder • Håndtering af detaljer omkring at hente og gemme filer på det ydre lager • Sikre, at brugere kun kan gøre hvad de har ret til RHS - Informationsteknologi

49. Er en PC ”født” med et OS? • Nej, du kan faktisk godt ændre operativ-system, hvis du vil • Er dog ikke en helt simpel sag, og de fleste programmer virker kun på ét operativ-system • Dog er en PC født med et meget lille operativ-system, kaldet BIOS (Basic Input Output System) RHS - Informationsteknologi

50. Er en PC ”født” med et OS? • BIOS håndterer meget elementære handlinger som tryk på tastaturet, og tegning af bogstaver på skærmen • Når en PC starter, vil BIOS som det første begynde at køre • Det vigtigste opgave for BIOS er at starte det rigtige operativ-system • BIOS ligger på en chip i PC’en RHS - Informationsteknologi