Tamás Péter (D. 424) Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika Tanszék (D 407)

Átírás

1 Tamás Péter (D. 424) Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika Tanszék (D 407) 1

2 Előadás Bevezetés az informatikába Adatszerkezetek Algoritmusok, programozási technológiák Számítástudomány alapjai Számítógépek felépítése, működési módjai Számítógépek hardverelemei Operációs rendszerek, UNIX Számítógépes hálózatok, Internet Adatbázisok Számítógépes grafika I. Számítógépes grafika II. ZH (előadás) (aud max kp zh: 40 pont, min 16) Reklamáció wiki.git.bme.hu 2

3 Innen: Két forrás: Dreamspark: itt van minden Microsoft program (Windows, VisualStudio stb.), kivéve Office, ide regisztrálni kell: ehhez kell név, neptun kód és a HSZK-s címetek (az előző oldalról) A Windows regisztrációs kódok csak egy gépen használhatóak, utána csak azon működnek. Tipp: Több kód is kapható, ugyanis a kód a nyelvtől, illetve a 32, 64 bitességtől független. Campus: itt van az Office, és néhány nem MS program, ide nem kell regisztrálni, de csak az egyetem belső hálózatán elérhető (vagy VPN) Számos szoftver csak az egyetem hálózatáról aktiválható Bizonyos szoftverek, pl. Windows 8 Enterprise, Office 2013 Pro Plus aktiválhatóak VPN-en keresztül is, a mellékelt szkript segítségével. De innen csak az Office-t szedjék, a Dreamspark jobb a többihez Visual Studio a gépteremből: ftp:// /pub 3

4 1. Bevezetés az informatikába 1.I. A számítógép működése 1.II. Adatok 1.III. Program 1.IV. Adatok + Program = Objektum 4

5 I. A számítógép működése I.1 A számítógép működésének elvi alapjai Leegyszerűsített megfogalmazás - Az információ a valóság (vagy egy részének) visszatükröződése. [Neumann] Az információmennyiség mértékegysége a bit (nem az adatmennyiség mértékegysége). Ha egy eldöntendő kérdésre egyforma valószínűséggel adhatók különböző válaszok, akkor az e kérdésre adott bármely válasz pontosan 1 bit információt hordoz. I.2 A számítógép felépítése, hardver elemek I.2.1 A Neumann elv A gépnek öt alapvető funkcionális egységből kell állnia: bemeneti egység, memória, aritmetikai és logikai egység, vezérlőegység, kimeneti egység, a gép működését a tárolt program elvére kell alapozni. Ez azt jelenti, hogy a gép a program utasításait az adatokkal együtt a központi memóriában, bináris ábrázolásban tárolja, és aritmetikai, logikai műveleteit ezek sorrendjében hajtja végre. 5

6 I.3 Korszerű számítógép p1 p2 p3 p4 a1 a2 a3 a4 Processzor Memória I.4 Hardver működés Cím Adat Vezérlő I.5 Processzor I/O egységek ALU Vezérlő egység Regiszterek - gyors működésű tárolók a processzorban különböző funkciókkal Akkumulátor-regiszter(ek) - a műveletekhez Adatszámláló regiszter - Az adatok olvasás-/íráskor a memóriacím Utasításszámláló regiszter A soron következő utasítás címe Utasításregiszter - A következő programutasítás kódja. Címzést segítő regiszterek Bázis(cím)regiszter Az operandusok címzéséhez Indexregiszterek címzését segítik Állapotregiszterek, vezérlő regiszterek Veremmutató regiszter (Stack Pointer) Busz 6

7 I.6 ADAT+PROGRAM I.6.1 Utasítás-végrehajtás Utasításszámláló regiszter Utasításregiszter Adatok (regiszterből, memóriából, regiszterbe, memóriába) I.6.2 Címzési módszerek Direkt címzés Virtuális címzés Szegmens szegmens + offset Lapozás laptábla dir + laptábla + offset I/O port címek Cím Memória Fizikai cím 7

8 II. Adatkezelés II.1 Adattárolási elvek Információtárolás = adat, mértékegységek 1 byte = 8 bit 1 kbyte = 1024 byte 1 Mbyte = 1024 kbyte 1 Gbyte = 1024 Mbyte 1 Tbyte = 1024 Gbyte II.1.1 Elemi adatok II Számok Adattárolás kettes számrendszerben Egész számok (fixpontos) bináris ábrázolás (hexadecimális leírás) byte (char) sbyte (signed char), előjelbit, negatív számok komplemens ábrázolása int, long (long int)(2, 4, ) Valós számok lebegőpontos X = E M*A K M - Mantissza a szám tört része K - Karakterisztika az A alapszám előjeles kitevője E - előjel a mantissza előjele II Karakterek EKKKKKKKMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMM ASCII - American Standard Code for Information Interchange karakterkészlet és karakterkódolási szabvány, a latin abc (angol, és sok nyugat-európai nyelv) 8 UCS - Universal Character Set ISO, Unicode Consortium. Unicode Standard

9 II String karaktersorozat Szövegek C Pascal II.2 Összetett adatok II.2.1 Rekord logikailag összefüggő elemi adatok halmaza egyszerű mező+egyszerű mező+ II.2.2 File pl. logikailag összefüggő rekordok halmaza II.2.3 Adatbázis (pl. relációs) Adatok valódi kétdimenziós táblázatokban Az oszlopok az attribútumok (oszlophalmaz - reláció) az elemi (atomi) adattípusok az értékek A sorok a reláció előfordulások halmazát alkotják, nincs két azonos sor A sorok és oszlopok felcserélhetők A relációt névvel azonosítjuk 9

10 II.3 Grafikus adatok II.3.1 Vektoros grafika CDR II.3.2 Raszteres grafika BMP DIB JPG II.3.3 Meta grafika Pl. a True Type WYSWYG WMF, EMF 10

11 II.4 Geometriai modell adatok II.4.1 Pont II.4.2 Él II.4.3 Felület 7 Sorszám x-koordináta y-koordináta z-koordináta Következő csúcs Sorszám Él egyenlete 6 kezdőpont 40.0 végpont 0.0 Következő 20.0 él L L // nincs 3 L Sorszám Felület 4 egyenlete Határélek L4 Következő 4 felület F1 L5 1,2,3, F2 L6 9,10,11, Sorszám 7 Felület F3 egyenlete L7 4,5,8,12 Határélek n x n x 2 n x Következő felület F4 L8 8,9,10,11 F1 41,2,3, ,23 12, F5 L9 2,6,7,10 F2 9,10,11, ,56 45, F6 L10 3,7, 8,11 F3 4,5,8, // nincs 7 7,89 78, L11 F4 8,9,10, ,87 98, L12 F5 2,6,7, ,54 65,4 0 // nincs II.4.4 Boundary REPresentation 6 F6 3,7, 8,11 3,21 32, // nincs 11

12 II.4.5 CSG Név X1 Y1 Z1 X2 Y2 Z2 T Név X1 Y1 Z1 X2 Y2 Z2 T Név C1 Jellemzés T1 T2 \ Név X1 Y1 Z1 X2 Y2 Z2 R H Név C2 Jellemzés C1\H1 Mindegyik bitsor! Hogyan értelmezzük 12

13 III. Algoritmus és program Algoritmus olyan tevékenységsorozatot, részletes útmutatást, receptet, értünk, amely valamely felmerült probléma megoldását célozza. III.1 Algoritmuselemek és program Böhm Jacopini tétele Minden algoritmus leírható az alábbi logikai struktúrákkal III.1.1 Rákövetkezés (konkatenáció) III.1.2 Választás (alternáció) i p h III.1.3 Ciklus (iteráció) i/h i/h p h/i p h/i 13

14 IV. Objektum Program (1) Adat (2) Objektum Kiadványszerkesztés Word -,DOC Táblázatkezelés Excel -.XLS CAD AutoCad -.DXF Adatbáziskezelés Access -.MDB IV.1. Computer Integrated Manufacturing Windows társítás CAD ADATOK CAQ CAPP CAP CAM CAE Computer Aided Design Computer Aided Manufacturing Computer Aided Engineering Computer Aided Processing Computer Aided Process Planning Computer Aided Quality Control CIM=ΣCAxx 14