Informatyka jako dziedzina wiedzy

Wprowadzenie do informatyki
Wykład 1
Informatyka jako dziedzina wiedzy
[email protected]
http://www.cs.put.poznan.pl/jnawrocki/ics/
Copyright, 2002 © Jerzy R. Nawrocki
Co to jest informatyka?
Dziedzina wiedzy zajmująca się
problemami
• przetwarzania,
• przechowywania i
• przesyłania danych.
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Engineering
Science
Mathematics
Trzy filary informatyki
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
• Matematyka
• Nauki ścisłe
(science)
• Inżynieria
Obszary informatyki
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Algorytmy i struktury danych
Języki programowania
Architektura systemów liczących
Obliczenia numeryczne i symboliczne
Systemy operacyjne
Inżynieria oprogramowania
Bazy danych
Sztuczna inteligencja i robotyka
Komunikacja człowiek-komputer
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
1. Algorytmy i struktury danych
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Języki programowania
Architektura systemów liczących
Obliczenia numeryczne i symboliczne
Systemy operacyjne
Inżynieria oprogramowania
Bazy danych
Sztuczna inteligencja i robotyka
Komunikacja człowiek-komputer
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
Algorytmy i struktury danych
? ? ? ? ? ?
TGA
GAT
CTG
ACT
A C TGA T
Pewien ciąg składa się z
6 elementów. Każdy
element jest jedną z
liter A, C, T, G. Należy
zrekonstruować ten
ciąg na podstawie
zbioru 3-literowych
podciągów tego ciągu.
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
Algorytmy i struktury danych
? ? ? ? ? ?
TGA
GAT
CTG
ACT
A C TGA T
Pewien ciąg składa się z
6 elementów. Każdy
element jest jedną z
liter A, C, T, G. Należy
zrekonstruować ten
ciąg na podstawie
zbioru 3-literowych
podciągów tego ciągu.
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
Algorytmy i struktury danych
? ? ? ? ? ?
TGA
GAT
CTG
ACT
A C TGA T
Pewien ciąg składa się z
6 elementów. Każdy
element jest jedną z
liter A, C, T, G. Należy
zrekonstruować ten
ciąg na podstawie
zbioru 3-literowych
podciągów tego ciągu.
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
Algorytmy i struktury danych
? ? ? ? ? ?
TGA
GAT
CTG
ACT
A C TGA T
Pewien ciąg składa się z
6 elementów. Każdy
element jest jedną z
liter A, C, T, G. Należy
zrekonstruować ten
ciąg na podstawie
zbioru 3-literowych
podciągów tego ciągu.
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
Algorytmy i struktury danych
? ? ? ? ? ?
TGA
GAT
CTG
ACT
A C TGA T
Pewien ciąg składa się z
6 elementów. Każdy
element jest jedną z
liter A, C, T, G. Należy
zrekonstruować ten
ciąg na podstawie
zbioru 3-literowych
podciągów tego ciągu.
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
Algorytmy i struktury danych
112
123
134
132
123
114
Dany jest zbiór A
zawierający n liczb
całkowitych dodatnich.
Czy można go podzielić
na takie dwa zbiory B, C,
że suma liczba w zbiorze
B jest równa sumie liczb w
zbiorze C?
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
Algorytmy i struktury danych
112
123
134
132
123
114
Dany jest zbiór A
zawierający n liczb
całkowitych dodatnich.
Czy można go podzielić
na takie dwa zbiory B, C,
że suma liczba w zbiorze
B jest równa sumie liczb w
zbiorze C?
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
Algorytmy i struktury danych
n=6
Klasy algorytmów:
Wielomianowe: p: czas(n)  p(n)
112
123
134
132
123
114
„Wykładnicze”: p: czas(n)  p(n)
Klasy problemów:
Wielomianowe:  alg. wielomianowy
NP-trudne: „raczej”  alg. wielomian.
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
1. Algorytmy i struktury danych
2. Języki programowania
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Architektura systemów liczących
Obliczenia numeryczne i symboliczne
Systemy operacyjne
Inżynieria oprogramowania
Bazy danych
Sztuczna inteligencja i robotyka
Komunikacja człowiek-komputer
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
Języki programowania
Kompilator
.pas
Analizator
Generator
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
.exe
Obszary informatyki
Języki programowania
1+2*3
=7
1+*23
= ???
Dany jest ciąg cyfr,
nawiasów, znaków +, -, *, /.
Czy ten ciąg jest poprawnie
zbudowanym wyrażeniem
arytmetycznym?
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
1. Algorytmy i struktury danych
2. Języki programowania
3. Architektura systemów liczących
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Obliczenia numeryczne i symboliczne
Systemy operacyjne
Inżynieria oprogramowania
Bazy danych
Sztuczna inteligencja i robotyka
Komunikacja człowiek-komputer
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
Architektura systemów liczących
0 10
1 21 Jest mała i szybka
2 32
pamięć
0 10
3 333
operacyjna i duża
1 21
4 444
lecz wolna
2 32
5 555
3 43
pamięć dyskowa.
6 43
4 54
Jak zbudować z
7 54
5 65
8 65
nich pamięć,
9 111
która byłaby duża
10 222
i szybka?
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina
11 wiedzy
333
Obszary informatyki
Architektura systemów liczących
0 10
1 21 Jest mała i szybka
2 32
pamięć
0
0
3 333
operacyjna i duża
1
0
4 444
lecz wolna
2
0
5 555
3
0
pamięć dyskowa.
6 43
4
0
Jak zbudować z
7 54
5
0
8 65
nich pamięć,
9 111
która byłaby duża
10 222
i szybka?
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina
11 wiedzy
333
Obszary informatyki
Architektura systemów liczących
0 10
1 21
2 32
0
0
3 333
1
0
4 444
2
0
5 555
3
0
6 43
4
0
7 54
5
0
8 65
9 111
10 222
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina
11 wiedzy
333
Pamięć wirtualna
Odczyt komórki
o adresie 1
Obszary informatyki
Architektura systemów liczących
0 10
1 21
2 32
0 10
3 333
1 21
4 444
2 32
5 555
3
0
6 43
4
0
7 54
5
0
8 65
9 111
10 222
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina
11 wiedzy
333
Pamięć wirtualna
Odczyt komórki
o adresie 1
Obszary informatyki
Architektura systemów liczących
0 10
1 21
2 32
0 10
3 333
1 21
4 444
2 32
5 555
3
0
6 43
4
0
7 54
5
0
8 65
9 111
10 222
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina
11 wiedzy
333
Pamięć wirtualna
Odczyt komórki
o adresie 1
Obszary informatyki
Architektura systemów liczących
0 10
1 21
2 32
0 10
3 333
1 21
4 444
2 32
5 555
3
0
6 43
4
0
7 54
5
0
8 65
9 111
10 222
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina
11 wiedzy
333
Pamięć wirtualna
Odczyt komórki
o adresie 7
Obszary informatyki
Architektura systemów liczących
0 10
1 21
2 32
0 10
3 333
1 21
4 444
2 32
5 555
3 43
6 43
4 54
7 54
5 65
8 65
9 111
10 222
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina
11 wiedzy
333
Pamięć wirtualna
Odczyt komórki
o adresie 7
Obszary informatyki
Architektura systemów liczących
0 10
1 21
2 32
0 10
3 333
1 21
4 444
2 32
5 555
3 43
6 43
4 54
7 54
5 65
8 65
9 111
10 222
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina
11 wiedzy
333
Pamięć wirtualna
Odczyt komórki
o adresie 9
Obszary informatyki
Architektura systemów liczących
0 10
1 21
2 32
0 111
3 333
1 222
4 444
2 333
5 555
3 43
6 43
4 54
7 54
5 65
8 65
9 111
10 222
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina
11 wiedzy
333
Pamięć wirtualna
Odczyt komórki
o adresie 9
Obszary informatyki
Architektura systemów liczących
0 10
1 21
2 32
0 111
3 333
1 222
4 444
2 333
5 555
3 43
6 43
4 54
7 54
5 65
8 65
9 111
10 222
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina
11 wiedzy
333
Pamięć wirtualna
Odczyt komórki o
adresie log. ladr:
str = ladr / 3
prz = ladr mod 3
Obszary informatyki
Architektura systemów liczących
0
1
2
3
4
5
0 10
Tablica
1 21
stron
2 32
str blok jest
3 333
0 0
0
4 444
1 0
0
5 555
2 3
1
6 43
3 0
1
7 54
8 65
fadr = blok(str) + prz 9 111
10 222
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina
11 wiedzy
333
111
222
333
43
54
65
Pamięć wirtualna
Odczyt komórki o
adresie log. ladr:
str = ladr / 3
prz = ladr mod 3
Obszary informatyki
Architektura systemów liczących
0
1
2
3
4
5
0 10
Tablica
1 21
stron
2 32
str blok
3 333
0 -1
4 444
1 -1
5 555
2 3
6 43
3 0
7 54
8 65
fadr = blok(str) + prz 9 111
10 222
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina
11 wiedzy
333
111
222
333
43
54
65
Pamięć wirtualna
Odczyt komórki o
adresie log. ladr:
str = ladr / 3
prz = ladr mod 3
Obszary informatyki
1.
2.
3.
Algorytmy i struktury danych
Języki programowania
Architektura systemów liczących
4. Obliczenia numeryczne i symboliczne
5.
6.
7.
8.
9.
Systemy operacyjne
Inżynieria oprogramowania
Bazy danych
Sztuczna inteligencja i robotyka
Komunikacja człowiek-komputer
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
Obliczenia numeryczne i symboliczne
2x = 10
3x = 1
x2 = 2
Jak rozwiązać układ
równań lub
pojedyncze
równanie?
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
Obliczenia numeryczne i symboliczne
 a2 + b2
=
+ b*b);
0.0000000000E+00
2
b

1
+
(a/b)
=
begin
a:= 3e-25; b:= 4e-25;
if a > b then
begin
a:= 3e-25; b:= 4e-25;
m:= sqrt(a*a
writeln(m)
end.
a  1 + (b/a)2

m:= a*sqrt(1+
else
(b/a)*(b/a))
m:= b*sqrt(1+
writeln(m)
end.
(a/b)*(a/b));
5.0000000000E-25
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
1.
2.
3.
4.
Algorytmy i struktury danych
Języki programowania
Architektura systemów liczących
Obliczenia numeryczne i symboliczne
5. Systemy operacyjne
6.
7.
8.
9.
Inżynieria oprogramowania
Bazy danych
Sztuczna inteligencja i robotyka
Komunikacja człowiek-komputer
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
Systemy operacyjne
A
LP
HD
B
AllocateLP;
AllocateHD;
UseHDandLP;
ReleaseHD;
ReleaseLP;
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Jak uniknąć
zastoju w
systemie?
Obszary informatyki
Systemy operacyjne
A
LP
HD
B
AllocateLP;
AllocateHD;
UseHDandLP;
ReleaseHD;
ReleaseLP;
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
Systemy operacyjne
A
LP
HD
B
AllocateLP;
AllocateHD;
UseHDandLP;
ReleaseHD;
ReleaseLP;
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
Systemy operacyjne
A
LP
HD
B
AllocateLP;
AllocateHD;
UseHDandLP;
ReleaseHD;
ReleaseLP;
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
Systemy operacyjne
A
LP
HD
B
AllocateLP;
AllocateHD;
UseHDandLP;
ReleaseHD;
ReleaseLP;
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
Systemy operacyjne
A
LP
HD
B
AllocateLP;
AllocateHD;
UseHDandLP;
ReleaseHD;
ReleaseLP;
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
Systemy operacyjne
A
LP
HD
B
AllocateLP;
AllocateHD;
UseHDandLP;
ReleaseHD;
ReleaseLP;
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
Systemy operacyjne
A
LP
HD
B
AllocateLP;
AllocateHD;
UseHDandLP;
ReleaseHD;
ReleaseLP;
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
Systemy operacyjne
A
LP
HD
B
AllocateLP;
AllocateHD;
UseHDandLP;
ReleaseHD;
ReleaseLP;
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
Systemy operacyjne
A
LP
HD
B
AllocateLP;
AllocateHD;
UseHDandLP;
ReleaseHD;
ReleaseLP;
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
Systemy operacyjne
A
LP
HD
B
AllocateLP;
AllocateHD;
AllocateHD;
AllocateLP;
UseHDandLP;
UseHDandLP;
ReleaseHD;
ReleaseLP;
ReleaseLP;
ReleaseHD;
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Ale
proste!
Obszary informatyki
Systemy operacyjne
A
LP
HD
B
AllocateLP;
AllocateHD;
AllocateHD;
AllocateLP;
UseHDandLP;
UseHDandLP;
ReleaseHD;
ReleaseLP;
ReleaseLP;
ReleaseHD;
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
Systemy operacyjne
A
LP
HD
B
AllocateLP;
AllocateHD;
AllocateHD;
AllocateLP;
UseHDandLP;
UseHDandLP;
ReleaseHD;
ReleaseLP;
ReleaseLP;
ReleaseHD;
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
Systemy operacyjne
A
LP
HD
B
AllocateLP;
AllocateHD;
AllocateHD;
AllocateLP;
UseHDandLP;
UseHDandLP;
ReleaseHD;
ReleaseLP;
ReleaseLP;
ReleaseHD;
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
Systemy operacyjne
A
LP
HD
B
AllocateLP;
AllocateHD;
AllocateHD;
AllocateLP;
UseHDandLP;
UseHDandLP;
ReleaseHD;
ReleaseLP;
ReleaseLP;
ReleaseHD;
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
Systemy operacyjne
A
LP
HD
B
AllocateLP;
AllocateHD;
AllocateHD;
AllocateLP;
UseHDandLP;
UseHDandLP;
ReleaseHD;
ReleaseLP;
ReleaseLP;
ReleaseHD;
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
Systemy operacyjne
A
LP
HD
B
?
AllocateLP;
AllocateHD;
AllocateHD;
AllocateLP;
UseHDandLP;
UseHDandLP;
ReleaseHD;
ReleaseLP;
ReleaseLP;
ReleaseHD;
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
Systemy operacyjne
A
LP
HD
B
AllocateLP;
AllocateHD;
AllocateHD;
AllocateLP;
UseHDandLP;
UseHDandLP;
ReleaseHD;
ReleaseLP;
ReleaseLP;
ReleaseHD;
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
Systemy operacyjne
A
LP
HD
B
AllocateLP;
AllocateLP;
AllocateHD;
AllocateHD;
UseHDandLP;
UseHDandLP;
ReleaseHD;
ReleaseLP;
ReleaseLP;
ReleaseHD;
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
Systemy operacyjne
A
LP
HD
B
AllocateLP;
AllocateLP;
AllocateHD;
AllocateHD;
UseHDandLP;
UseHDandLP;
ReleaseHD;
ReleaseLP;
ReleaseLP;
ReleaseHD;
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Ale
proste!
Obszary informatyki
1.
2.
3.
4.
5.
Algorytmy i struktury danych
Języki programowania
Architektura systemów liczących
Obliczenia numeryczne i symboliczne
Systemy operacyjne
6. Inżynieria oprogramowania
7. Bazy danych
8. Sztuczna inteligencja i robotyka
9. Komunikacja człowiek-komputer
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
Inżynieria oprogramowania
Kiedy i za ile?
Jak oszacować czas i
koszt realizacji
przedsięwzięcia
programistycznego?
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Algorytmy i struktury danych
Języki programowania
Architektura systemów liczących
Obliczenia numeryczne i symboliczne
Systemy operacyjne
Inżynieria oprogramowania
7. Bazy danych
8. Sztuczna inteligencja i robotyka
9. Komunikacja człowiek-komputer
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
Bazy danych
Pesel
#Głów
70010112345
4
56062877777
3
Pesel
70010112345
56062877777
Dochód
48000
33000
Imię
Jan
Ewa
Jak
manipulować
Nazwisko dużą ilością
Klinton
danych?
Busz
Podaj nazwiska tych, u których
dochód na głowę > 11 000 zł
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Algorytmy i struktury danych
Języki programowania
Architektura systemów liczących
Obliczenia numeryczne i symboliczne
Systemy operacyjne
Inżynieria oprogramowania
Bazy danych
8. Sztuczna inteligencja i robotyka
9. Komunikacja człowiek-komputer
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
Sztuczna inteligencja i robotyka
Politechnika Poznańska
Jak rozpoznawać
obrazy lub
pismo?
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Algorytmy i struktury danych
Języki programowania
Architektura systemów liczących
Obliczenia numeryczne i symboliczne
Systemy operacyjne
Inżynieria oprogramowania
Bazy danych
Sztuczna inteligencja i robotyka
9. Komunikacja człowiek-komputer
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Obszary informatyki
Komunikacja człowiek-komputer
Jak odwzorowywać
na ekranie obiekty
3-wymiarowe w
czasie
rzeczywistym?
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Podsumowanie
Wreszcie!
Informatyka jest bogatą
dziedziną, łączącą w sobie
elementy matematyczne,
przyrodnicze (science) i
inżynierskie.
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Sprawy organizacyjne
Plan wykładów:
www.cs.put.poznan.pl/jnawrocki/ics/
Przedmiot kończy się egzaminem
Dyżury:
czwartki, 13:30 - 15:00, pok. 416
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Literatura

• Per Brinch Hansen, Podstawy
systemów operacyjnych,
Warszawa, WNT, 1979.
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy
Ocena wykładu
1. Wrażenie ogólne? (1 - 6)
2. Zbyt wolno czy zbyt
szybko?
3. Czy dowiedziałeś się
czegoś ważnego?
4. Co poprawić i jak?
J.Nawrocki, Informatyka jako dziedzina wiedzy