Informatikai alkalmazások - levelező ősz

Átírás

1 Informatikai alkalmazások - levelező ősz

2 Követelmények 2 db a félév gyakorlati anyagához kötődő házi feladat elkészítése Egyenként 20 pont (min. 50%) Utosló alkalommal megírt dolgozat Max. 25 pont (min. 50%) Megajánlott jegy vagy vizsgaidőszakban ismételt dolgozat Gyakorlati jegyek alakulása 0-20 Elégtelen (1) Elégséges (2) Közepes (3) Jó (4) Jeles (5) Kollokviumi jegyek alakulása 0-12 Elégtelen (1) Elégséges (2) Közepes (3) Jó (4) Jeles (5)

3 Témakörök Szövegszerkesztés (Word, OpenOffice, LaTex) Formázás (pl. tabulátorok testreszabása) Tartalomjegyzék készítése, hivatkozások kezelése Képbeillesztési, -és szerkesztési lehetőségek Fejléc, lábléc Stílusok kezelése Közös dokumentum szerkesztése Körlevél készítése Matematikai formulák

4 További témakörök Táblázatkezelés (Excel, OpenOffice) Képszerkesztés (Photoshop, GIMP) Prezentációkészítés (PowerPoint, PREZI), kiadványszerkesztés (Publisher) Adatbáziskezelési alapok (Access) Oktatást segítő programok (Ocatve, GeoGebra) Inteligens tábla, IKT eszközök az oktatásban

5 Számítógép, információ, adat Számítógép: információ tárolására és feldolgozására szolgáló eszköz. Információ: A címzettje számára új, vagy általa nem ismert adat. Releváns adat, amely valamely bizonytalanság megszüntetéséhez elegendő nem minden adat információ Alapegysége: bit, Mérése: byte-okban

6 Mértékegységek Bit egyetlen bináris jegy Byte (bájt) egy 8-bites egység (8 jegyű bináris szám) 1 Kbyte (kilobyte, KB) = 1024 (2 10 ) byte 1 Mbyte (megabyte, MB) = (2 20 ) byte 1 Gbyte (gigabyte, GB) = (2 30 ) byte 1 Tbyte (terabyte,tb) = (2 40 ) byte 1 Pbyte (petabyte, PB) = (2 50 ) byte 1 Ebyte (exabyte, EB) = (2 60 ) byte 1 Zbyte (zettabyte, ZB) = (2 70 ) byte 1 Ybyte (yottabyte, YB) = (2 80 ) byte

7 Bizonytalanság számszerűsítése Entrópia (kb. Információtartalom) (Bináris) véletlen változó (v.ö. bitek) heterogenitását mérhetjük segítségével tömöríthetőség

8 Számítógépek fejlődésének története A világ egyik lejobb számítástechnikatörténeti kiállítása nyílik Szegeden ([origo]) 5+1 generáció: Babbage Elektroncsöves gépek Tranzisztorok Integrált áramkörök Technológia tökéletesedése, grafikus OS-ek, tömegtermelés Elosztott rendszerek (grid és cloud computing), kvantumszámítógépek?

9 Számítástudomány fejlődésének története Allan Turing Turing gép (Turing teljesség) Mesterséges intelligencia (Turing teszt) Fordított turing teszt Neumann János (Neumann-számítógép, Neumann elvek) A számítógép memóriája ne csak az adatokat, hanem a gépet működtető programot is tárolja Bonyolult vezérlés, utasításkészlet Önálló működés Kvantumszámítások: információ mértékegysége Bit qubit Bonyolult (ún. NP-nehéz feladatok) megoldhatósága?

10 Számítástudomány fejlődésének története Allan Turing Turing gép (Turing teljesség) Mesterséges intelligencia (Turing teszt) Fordított turing teszt Neumann János (Neumann-számítógép, Neumann elvek) A számítógép memóriája ne csak az adatokat, hanem a gépet működtető programot is tárolja Bonyolult vezérlés, utasításkészlet Önálló működés Kvantumszámítások: információ mértékegysége Bit qubit Bonyolult (ún. NP-nehéz feladatok) megoldhatósága?

11 Számítástudomány fejlődésének története Allan Turing Turing gép (Turing teljesség) Mesterséges intelligencia (Turing teszt) Fordított turing teszt Neumann János (Neumann-számítógép, Neumann elvek) A számítógép memóriája ne csak az adatokat, hanem a gépet működtető programot is tárolja Bonyolult vezérlés, utasításkészlet Önálló működés Kvantumszámítások: információ mértékegysége Bit qubit Bonyolult (ún. NP-nehéz feladatok) megoldhatósága?

12 Az adatok térnyerése Google: PageRank algoritmus A 2007-ben 281 exabájtosra (281 milliárd gigabájtosra) becsült digitális univerzum mérete 2010-re valószínűleg elérte az 1 zettabájtos határt

13 Az adatok térnyerése Google: PageRank algoritmus A 2007-ben 281 exabájtosra (281 milliárd gigabájtosra) becsült digitális univerzum mérete 2010-re várhatóan eléri az 1 zettabájtos határt

14 A számítógép felépítése

15 Központi vezérlőegység CPU feladata az operatív tárban (memóriában) lévő program feldolgozása és végrehajtása Végrehajtó egysége az ALU (arutmetikai-logikai egység) Fő paraméterei: Frekvencia Szóhossz (bitben): (8-16) memóriacímzés Cache (gyorsítótár mérete)

16 Memória típusok ROM Read Only Memory Tápfeszültség nélkül sem felejt Nem módosítható (jellemzően) Speciális fajtái: pl. Falshmemória (EEPROM elektronikus úton törölhető, újraírható) Complementary Metal-Oxide Semiconductor, jelentése: komplementer fém-oxid félvezető Tápfeszültségre van szüksége (pl. Li-ion elem) Feladat, pl. BIOS-beállítások tárolása RAM Random Access Memory Tartalma a gép kikapcsolásával kiürül 1 Gb 8$ vs. 32 Gb 1600$

17 Számrendszerek Decimális számrendszer 318=3* *10 + 8*1=3* * *10 0 q-alapú számrendszer 318(10) = 3* * *10 2 (10-es alapú) 318(q) = 3*q 2 + 1*q 1 + 8*q 0 (q-alapú) q=5? Q=9?

18 Egy lehetőség 2-es számrendszerbe való átváltáshoz Az eredeti számot osztjuk 2-vel, a maradékot leírjuk A 2-vel való osztás műveletét addig ismételjük a legutóbbi osztás egészrészével, amíg eredményül 0-t nem kapunk A leírt maradékokat visszafele olvasva megkapjuk a szám 2-es számrendszerbeli alakját 76/2=38 38/2=19 19/2=9 9/2=4 4/2 =2 2/2=1 1/2=0

19 Számrendszerek közötti átváltás x szám q-alapú számrendszerbeli alakja: an a1a0, ha 0 ai < q i = 0,1 n x = an q n + + a1 q 1 + a0 q 0 számjegyek értékkészlete: 0,1,...,(q-1)

20 Számok ábrázolása Számítógép 2-es számrendszer Informatika 16os (hexadecimális számrendszer) 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F Fix pontos (normál): tizedesjel helye rögzített Lebegőpontos (tudományos) pl. 64 biten Felhasználói szinten: decimális Belső ábrázolás: bináris Tizedesjel: tizedespont (bináris számrendszerben: kettedespont)

21 Lebegőpontos számábrázolás A 0 kivételével a valós számok fölírhatók x = σ*b k *Σx n *B -n (1) alakban, ahol σ: előjel (+/-) B: alap k: exponens/kitevő/karakterisztika Σ: 1-től -ig Σ: mantissza 0 x n B-1 A gyakorlatban az (1)-beli szumma a technológiai korlátok következtében csak véges lehet, ami ábrázolási pontatlansághoz vezet(het) Hibák fajtái: öröklött: már a bemenő adatok is hibával terheltek képlet: számítás során elkövetett hiba kerekítési: a gépi számok végességéből adódó pontatlanság

22 A lebegőpontos számábrázolás + példa az ábrázható számok a 0-ra szimmetrikusak egyszeres pontosság (4 byte): exponens/mantissza: 8/24 bit a 8 bites exponensen tárolható intervallum: [0, 255] hogy a negatív exponenseket is tárolni tudjuk, az ábrázolt tartományt áttranszformáljuk a [-127, 128] intervallumba dupla pontossag (8 byte): exponens: 12 bit, mantissza: 52 bit Def.: normalizált alakú számok: a mantissza első számjegye nemnulla 2es számrendszert használva a nemnulla érték szükségképpen 1, így annak ábrázolása nem hordozna informaciot implicitbit elhagyása denormalizáltak a 0, NaN (not a number), + és - számok

23 Példa egyszeres pontosságú lebegőpontos számábrázolásra Egyszeres pontosság exponens/mantissza: 8/24 bit Pl.:162,625= =2 8 *( ) Exponens = 135 = (2 8 és a [-127, 128]-ba történő transzformáció miatt) Mantissza (implicitbit nélkül) Az eredmény előjelbitestől (4 bájton)

24 Feladat: negatív számok ábrázolása binárisan Kezdeti megoldások: paritás bit használata, ahol az első bit jelzia szám előjelét (a további 7 pedig az értékét) Problémák: 2-féle 0 Kettes komplemens: Egyes komplemens: átbillentjük a biteket (0-k helyére 1-et írunk, 1-esek helyére 0-t) Az előzőleg kapott értékhez hozzáadunk 1-et Pl (148) ?