Fundamentals of CS Lecture 1 Introduction Dr Dalia sayed

1. Fundamentals of CSLecture 1IntroductionDr Dalia sayed

2. دعاء رب اشرح لى صدرى و يسر لى أمرى و احلل عقدة من لسانى يفقهوا قولى

3. Lecture 1 Outline • Course Objectives • Course Administration • Course Assessment

4. I. Objectives • Learning the basic computer terminology • Learning about digital data representation • Learning about computer architecture • Learning problem solving and algorithms • Learn about computer networks and security • Learning programming principles

5. نصائح هامة للدارس فى كلية الحاسبات • حدد موقفك من الكلية • اعتمد على نفسك – اسأل و ابحث • تعرف على أكبر عدد ممكن من الناس • الصاحب ساحب – فأحسن اختيار أصحابك • لكل شئ وقته – فر من الفتن فرارك من الأسد • تابع الجديد – اقرأ الكتاب ، طالع المواقع ، خذ كورسا أونلاين • الدراسة ليست كل شئ: العب رياضة ، احفظ القرآن ، إطلع رحلة

6. وقفة أمريكية An Hour of Code Code.org CodeCombat.com TouchDevelop.com وقفة أمريكية

7. US UK

8. High Demand for Qualified Developers & Software Engineers • Competition for software engineers continues to accelerate, with salaries being an area employers compete aggressively on to win talent.

11. Money is not everything … • لن تأخذ لقبرك شهادة و لا وظيفة و لا مال • و ابتغ فيما آتاك الله الدار الآخرة و لا تنس نصيبك من الدنيا • إنما الأعمال بالنيات و إنما لكل امرئ ما نوى • إن كان خرجَ يسعى على وَلَدِه صِغارًا ، فهو في سبيل الله ، وإن كان خرج يسعى على أبوين شيخين كبيرين ، فهو في سبيل الله، وإن كان خرج يسعى على نفسه ، يَعُفُّها، فهو في سبيل الله، وإن كان خرج يسعى رياء ومُفاخرة، فهو في سبيل الشيطان

12. II. What is this course about? • This is your first course in computing. • It will introduce you to the field of computing. • It should help you decide if you like this field and what branch of it you prefer. • Next courses: • Programming 1– Yr 1 • Algorithms and Data Structures– Yr 2

13. What Is A Computer? بالعربية: • حاسب – حاسبات • حاسوب - حواسيب

14. الحاسب الآلى هو ماكينة قادرة على إجراء العمليات الأساسية الأربع لمعالجة البيانات A computer is a machine capable of doing …. • إدخال Input • معالجةProcessing • إخراج Output • تخزين Storage

15. أنت حاسب و لكنك غير آلى You are a computer but not automatic ….. • إدخال: السمع ، البصر ، الشم ، اللمس Eyes, Ears, Nose, …. • معالجة: العقل - Brain • إخراج: الكلام ، الأطراف Tongue, Hands, …. • تخزين: الذاكرة - Memory

16. What Is A Computer? Charles Babbage Analytical Engine

17. History of Computing • Early computing devices • Abacus: positions of beads represent numbers • Gear-based machines (1600s-1800s) • Positions of gears represent numbers • Blaise Pascal, Wilhelm Leibniz, Charles Babbage

18. Chinese Wooden Abacus 18/54

19. Early Data Storage • Punched cards • First used in Jacquard Loom (1801) to store patterns for weaving cloth • Storage of programs in Babbage’s Analytical Engine • Popular through the 1970’s • Gear positions

20. Early Computers • Based on mechanical relays • 1940: Stibitz at Bell Laboratories • 1944: Mark I: Howard Aiken and IBM at Harvard • Based on vacuum tubes • 1937-1941: Atanasoff-Berry at Iowa State • 1940s: Colossus: secret German code-breaker • 1940s: ENIAC: Mauchly & Eckert at U. of Penn.

21. The ENIAC computer

22. History Note • First programmable computer • Designed by Charles Babbage • Began work in 1822 • Not completed in Babbage’s life time • First programmer • Ada Augusta, Countess of Lovelace • Colleague of Babbage • Created the first algorithm intended to be carried out by Babbage’s machine. • The first to recognize the full potential of a "computing machine“.

23. The Magic Bits • Bit: Binary Digit (0 or 1) • Bit Patterns are used to represent information • Numbers • Text characters • Images • Sound • And others

24. What Will We Study? 2 H E 3 G 5 4 أ ب ت L Programs 1 Algorithms 4 5

25. أين توجد الحاسبات؟ • الآلات المنزلية كالتلفزيون و الغسالة الأوتومتيك • أجهزة الإتصالات و السنترالات و الموبيلات • وسائل النقل من السيارة للصاروخ • آلات التصنيع و خطوط الإنتاج • البنوك و ماكينات الصرافة • فى دار النشر • لعب الأطفال • على مكتبك

26. أين توجد الحاسبات؟

27. ٢- أنواع الحاسبات من حيث الحجم أو السرعة أ- الحاسبات العملاقة (الرئيسية أو المركزية)Mainframe Computers ب- الحاسبات المتوسطة Mini Computers ج- الحاسبات الصغيرة Micro Computers د- الحاسبات فائقة السرعة Super Computers

28. أ- الحاسبات العملاقة (الرئيسية أو المركزية) • حاسبات ضخمة تستخدمها المؤسسات الكبيرة كالبنوك و شركات الطيران و الوزارات • ذات سرعة هائلة و قدرة حسابية فائقة • يمكن لمئات أو آلاف المستخدمين إستعمالها فى نفس الوقت من خلال نهايات طرفية Terminals

29. ب- الحاسبات المتوسطة • حاسبات ذات سرعة كبيرة و قدرة حسابية عالية • يمكن لعشرات أو مئات المستخدمين إستعمالها فى نفس الوقت من خلال نهايات طرفية Terminals • تستخدمها المؤسسات متوسطة الحجم كالشركات الصناعية و غيرها

30. ج- الحاسبات الصغيرة • أقل فى السرعة من الأنواع السابقة • صغيرة الحجم • مصممة أساسا للإستخدام الفردى أو عدد محدود من الأفراد • تشمل عدة أنواع كما يلى

31. أنواع الحاسبات الصغيرة • الخادم (سيرفر) Server: يستخدم لوضع البرامج كى تكون متاحة للأفراد من خلال شبكة فمثلا الويب سيرفر Web Server الذى يجعل البرامج متاحة للمستخدمين من خلال الشبكة العنكبوتية • الحاسب المكتبى Desktop Computer و هو للإستخدام الشخصى الثابت

32. أنواع الحاسبات الصغيرة • الحاسب المحمول (لاب توب) Laptop Computer و هو للإستخدام الشخصى المتنقل و يحتوى على بطارية يعاد شحنها و يمكنها تشغيل الحاسب لثلاث ساعات أو أكثر بدون مصدر كهرباء • الحاسب المفكرة Notebook و هو نوع من الحاسبات المحمولة يتميز بصغر الحجم و خفة الوزن قد يصل إلى 2 أو 1,5 كيلو ليسهل حمله بإستمرار

33. أنواع الحاسبات الصغيرة • الحاسب الجيبى و هو يشبه التليفون المحمول و يوضع فى الجيب و إمكاناته الحسابية محدودة 6. الحاسب اللوحى كالآى باد iPad

34. د- الحاسبات فائقة السرعة • حاسبات ذات سرعة هائلة تفوق الأنواع الأخرى • توجد فى المراكز العلمية و مراكز البحوث • تستخدم لمعالجة كميات هائلة من البيانات العلمية كما فى بحوث الفضاء و الصور الجوية و غيرها

35. ٣- ما هى مكونات الحاسب الآلى؟ • يتكون الحاسب من الماكينة (الهاردوير Hardware) و البرامج (السوفتوير Software) • الهاردوير هو الجسد أو المكون المادى المحسوس للحاسب • السوفتوير هو الروح أو المكون المعنوى لجهاز الحاسب • الماكينة بلا برامج جثة هامدة كالجسد بلا روح Software Hardware

36. WHAT IS ACOMPUTER? • A programmable, electronic device that accepts data, performs operations on that data, and stores the data or results as needed. • Computers follow instructions, called programs, which determine the tasks the computer will perform. • The term computer is derived from the word compute, it means to calculate. • Its basic operations:

37. DATA VS.INFORMATION • Data • Raw, unorganizedfacts • Can be in the form of text, graphics, audio, orvideo • Information • Data that has been processed into a meaningfulform • Informationprocessing • Converting data intoinformation

38. GENERATIONSOF COMPUTERS − SlideRule − MechanicalCalculator.

39. GENERATIONSOF COMPUTERS − Punch Card Tabulating Machine and Sorter.

40. HARDWARE (BASIC COMPUTERORGANIZATION) Communication Devices Central Processing Unit Input Output Main Memory Primary storage RAM Secondary Storage 20

41. HARDWARE • Central Processing Unit (CPU) • This is where the calculations are performed and logical functions are carried out. • Has three parts: • Control Unit: controls all the operations in computer. • Arithmetic and logic unit (ALU): all the arithmetic and logic operations are performed in it. • A set of registers: is used for temporarily storing data or instructions in CPU. 21

42. HARDWARE • Primary Storage • is computer memory that is accessible to the CPU of a computer without the use of computer's input/output channels. • Has three kinds: • Processors Registers: contain information that the ALU needs to carry out the current instruction. They are the fastest. • Main memory (RAM): It contains the programs that are being run and the data the programs are operating on. It is temporary memory and is erased when you turn off your computer. • Cache memory: is used to increase CPUs performance. It stores a copy of the instructions and data to be immediately 22 used instead of mainmemory.

43. HARDWARE • Input devices • Anything that feeds the data into the computer. • Keyboards, mice, scanners, cameras, microphones, joysticks, etc. • Output devices • Present results to the user. • Monitors, printers, speakers, projectors, etc. • Storage devices • Used to store data on or access data from storage media. • Hard drives, DVD disks and drives, USB flash drives, etc. 23

44. HARDWARE • Communications devices • Allow users to communicate with others and to electronically access information. • Modems, network adapters, etc. 24

45. SOFTWARE • The programs or instructions used to tell the computer hardware what to do. • System software: Operating system allows a computer to operate • Boots the computer and launches programs at the user’s direction. • Most use a GUI to interact with the user via windows, icons, menus, buttons, etc. • Windows, Mac OS, Linux, etc. − Application software: programs which allow the Computer to carry out specific tasks related to the users such as payroll processing, inventory control, or word processing. 25

46. COMPUTERSCLASSIFICATION • Six basic categories ofcomputers • Embedded computers • Mobiledevices • Personalcomputers • Midrangeservers • Mainframecomputers • Supercomputers

47. EMBEDDEDCOMPUTERS • Designed to perform specific tasks or functions for that product. • Cannot be used as general-purpose computers. • Often embedded into: • Household appliances • Thermostats • Sewing machines • Cars

48. MOBILEDEVICES • A very small device with some type of built-in computing or Internet capability • Typically based on cellular phones • Examples: • Smart phones • Smart watches • Handheld gaming devices • Portable digital media players

49. PERSONALCOMPUTERS • A computer system designed to be used by one person at a time, Also called a microcomputer. • Can be: − Desktop PCs: fit on or next to a desk − Portable PCs: Notebook (laptop) or Tablets

50. MIDRANGESERVERS • Midrange server: A medium-sized computer used to host programs and data for a small network, Also called a minicomputer. • a midrange server is usually located in an out-of-the-way place and can serve many users at one time. • Users connect via a network with a desktop computer, portable computer, thin client, or a dumb terminal consisting of just a monitor and keyboard.